深入地下：全球地下农业安全指南

地下农业，也称为地下耕作，是一种在地下空间种植作物的创新食品生产方法。这种方法具有许多优势，包括气候控制、减少用水量以及免受地表病虫害的影响。然而，它也带来了独特的安全挑战，需要仔细考虑和积极管理。本综合指南探讨了地下农业安全的关键方面，为确保所有相关人员拥有安全健康的工作环境提供了见解和最佳实践。

什么是地下农业？

地下农业包含在地下环境中栽培作物的多种技术。这些环境可以从改造后的矿井和隧道到专门建造的地下设施。地下农业的吸引力在于它能够创造受控环境，无论外部天气模式或季节变化如何，都能优化生长条件。适合地下农业的作物示例包括绿叶蔬菜、蘑菇、香草和根茎类蔬菜。受控的环境可以精确控制湿度、温度、光照和养分输送，从而提高产量和产品质量。

世界各地的地下农业实例

• 英国伦敦：“地下生长”(Growing Underground)是一个位于二战防空洞改造而成的农场，为当地餐厅和市场生产绿叶蔬菜和香草。
• 加拿大蒙特利尔：城市地下的隧道网络容纳了各种农业项目，包括蘑菇农场和垂直水培系统。
• 日本：几座废弃的矿井已被改造成地下农场，专门从事蘑菇种植和实验性作物生产。
• 芬兰：在地下深处，科学家们正在试验在人造光和受控条件下种植土豆和其他作物。
• 中国：城市地区的广阔地下空间正在被探索用于潜在的农业应用，包括垂直农业和水培系统。

地下农业的独特安全挑战

虽然地下农业提供了许多好处，但它也带来了一系列独特的安全挑战，必须加以解决以保护工人并确保可持续运营。这些挑战源于地下空间的密闭性、潜在的空气质量不佳以及专业设备和技术的使用。

密闭空间

地下农场通常被归类为密闭空间，其定义为足够大，工人可以进入并执行指定工作，但进出方式有限或受限，且不适合持续逗留的区域。密闭空间由于可能存在有害气体、淹没危险以及救援行动困难而构成重大风险。

密闭空间的危害

• 缺氧：通风不良可能导致氧气水平降至安全水平以下，导致缺氧（氧气剥夺）甚至死亡。
• 有毒气体：地下环境可能含有天然存在的有毒气体，如甲烷、二氧化碳和硫化氢，或者由分解的有机物或农用化学品释放的气体。
• 易燃环境：易燃气体或粉尘的存在可能造成火灾或爆炸的风险。
• 淹没危险：谷物、土壤或水等物质可能会淹没工人，导致窒息或溺水。
• 物理危害：由于能见度有限和活动受限，滑倒、绊倒、坠落和设备相关伤害在密闭空间中很常见。

空气质量

在地下农业中保持良好的空气质量至关重要。通风不良会导致有害气体、灰尘和真菌孢子的积聚，对工人的健康和作物生产产生负面影响。杀虫剂、化肥和其他农用化学品的使用也会造成空气污染。

空气质量风险

• 呼吸系统问题：接触灰尘、真菌孢子和化学蒸汽可能导致呼吸道刺激、过敏、哮喘和其他肺部疾病。
• 二氧化碳积聚：高浓度的二氧化碳会导致头痛、头晕和呼吸困难。
• 化学品接触：吸入或皮肤接触杀虫剂、化肥和其他农用化学品可能引起一系列健康问题，从皮肤刺激到慢性疾病。

设备与机械

地下农场通常依赖专业设备和机械来完成灌溉、照明和通风等任务。这些设备的使用带来了潜在的危险，包括电击、机械卷入和噪音暴露。

设备相关危害

• 电气危害：接触带电电线或故障设备可能导致电击、烧伤和触电。
• 机械卷入：工人可能会被卷入机械的运动部件中，导致重伤或死亡。
• 噪音暴露：长时间暴露在嘈杂的机械环境中可能导致听力损失和其他听觉问题。
• 照明：照明不足会增加滑倒、绊倒和坠落的风险。需要妥善维护人工照明系统，以防止电气危险并确保足够的光照。

环境因素

地下环境可能会带来影响工人和健康安全的独特环境挑战。这些挑战包括极端温度、湿度和微生物的存在。

环境风险

• 极端温度：地下温度可能会大幅波动，导致热应激或体温过低。
• 高湿度：高湿度会促进霉菌和细菌的生长，增加呼吸系统问题和皮肤感染的风险。
• 微生物危害：土壤和水中的微生物可能带来感染风险，特别是当工人有割伤或擦伤时。

结构完整性

地下结构的稳定性和完整性对工人安全至关重要。潜在的危险包括因地质不稳定或施工不当导致的塌方、坍塌和结构失效。

结构性危害

• 塌方和坍塌：不稳定的岩层或支撑结构不足可能导致塌方和坍塌，构成重大的伤害或死亡风险。
• 渗水：过多的水渗透会削弱结构并造成湿滑的条件，增加坠落的风险。
• 沉降：因采矿活动或地质变化引起的地面沉降可能会损害地下结构的稳定性。

地下农业安全的最佳实践

为了减轻与地下农业相关的风险，实施全面的安全计划并遵守最佳实践至关重要。这些计划应涵盖地下农业运营的各个方面，从危害识别和风险评估到应急响应和工人培训。

危害识别与风险评估

确保地下农业安全的第一步是进行彻底的危害识别和风险评估。此过程涉及识别潜在危害、评估潜在事件的可能性和严重性，并实施控制措施以将风险降至最低。应定期进行风险评估，并根据工作环境或操作程序的变化进行更新。

危害识别与风险评估的关键步骤

• 识别危害：对地下环境进行全面调查，以识别潜在危害，包括密闭空间、空气质量问题、设备相关风险和结构问题。
• 评估风险：评估与每个危害相关的潜在事件的可能性和严重性。考虑暴露频率、风险中的工人数以及事件的潜在后果等因素。
• 制定控制措施：实施控制措施以消除或最小化风险。这些措施可能包括工程控制、行政控制和个人防护设备（PPE）。
• 记录发现：记录危害识别和风险评估的发现，包括已识别的危害、评估的风险和实施的控制措施。
• 审查和更新：定期审查和更新危害识别与风险评估，以反映工作环境或操作程序的变化。

密闭空间进入程序

在进入地下农场的密闭空间时，必须遵循严格的进入程序以将事故风险降至最低。这些程序应包括：

密闭空间进入的关键步骤

• 许可制密闭空间计划：建立书面的许可制密闭空间计划，概述识别、评估和控制密闭空间中危害的程序。
• 大气测试：在进入密闭空间之前，测试大气中的氧气水平、易燃气体和有毒物质。确保大气环境对进入是安全的。
• 通风：提供足够的通风以维持密闭空间内的安全大气。在进入期间持续监测空气质量。
• 进入许可证：在进入密闭空间之前获取进入许可证。许可证应指明存在的危害、已采取的控制措施以及进出程序。
• 监护人：指派一名监护人监视密闭空间内的工人，并在紧急情况下提供援助。
• 救援计划：制定并实施救援计划，以便在紧急情况下从密闭空间中救出工人。确保救援设备随时可用，并对工人进行使用培训。

空气质量管理

在地下农场中保持良好的空气质量对于保护工人的健康和作物生产至关重要。这可以通过通风、空气过滤和使用低排放农业实践的结合来实现。

空气质量管理策略

• 通风系统：安装和维护足够的通风系统，以提供持续的新鲜空气供应并排出陈旧或受污染的空气。考虑使用带有空气过滤器的机械通风系统，以去除灰尘、真菌孢子和其他污染物。
• 空气过滤：使用空气过滤器去除空气中的灰尘、真菌孢子和其他污染物。定期清洁或更换过滤器以保持其有效性。HEPA过滤器在去除小颗粒方面特别有效。
• 低排放实践：使用低排放农业实践，以尽量减少向空气中释放污染物。例如，考虑使用缓释肥料和有机病虫害控制方法。
• 监测：定期监测空气质量，以确保其符合可接受的标准。使用空气质量监测设备测量氧气、二氧化碳和其他污染物的水平。
• 个人防护设备（PPE）：为工人提供适当的PPE，如呼吸器或防尘口罩，以保护他们免受空气传播污染物的暴露。

设备安全

为防止地下农场发生设备相关事故，实施全面的设备安全计划至关重要。这些计划应包括定期设备检查、适当的维护以及对工人进行安全操作程序的培训。

设备安全的关键方面

• 定期检查：对所有设备进行定期检查，以识别潜在危害，如磨损或损坏的部件、松动的连接和失灵的安全装置。
• 适当维护：根据制造商的建议维护设备。及时修理或更换损坏的部件。
• 上锁/挂牌程序：实施上锁/挂牌程序，以防止在维护或修理期间设备意外启动。
• 工人培训：为工人提供他们使用的所有设备的安全操作程序培训。培训应涵盖操作前检查、安全操作技术和紧急停机程序等主题。
• 防护装置：确保机械的所有运动部件都得到适当的防护，以防止意外接触。
• 电气安全：确保所有电气设备都正确接地，并且电路受到接地故障断路器（GFCI）的保护。

环境控制

在地下农场中维持安全舒适的环境需要对温度、湿度和照明进行仔细控制。这可以通过使用HVAC系统、除湿机和人工照明系统来实现。

环境控制策略

• HVAC系统：安装和维护HVAC系统以调节温度和湿度。确保HVAC系统的大小适合地下环境，并定期进行维护。
• 除湿机：使用除湿机控制湿度水平，防止霉菌和细菌的生长。
• 人工照明：提供足够的人工照明以确保安全的工作条件。使用节能的LED照明系统以减少能源消耗。
• 温度监测：定期监测温度和湿度水平，以确保它们在可接受的范围内。
• 通风：确保足够的通风，以防止陈旧空气的积聚并去除多余的热量和湿度。

结构监测与维护

确保地下农场的结构完整性需要定期监测和维护。这包括检查墙壁、天花板和地板是否有损坏或不稳定的迹象。

结构监测的关键方面

• 定期检查：定期检查地下结构，以识别潜在问题，如裂缝、泄漏或沉降迹象。
• 监测设备：使用监测设备，如裂缝计和倾斜仪，来跟踪结构随时间的变化。
• 岩土评估：进行岩土评估，以评估周围土壤和岩层的稳定性。
• 维护和修理：定期进行维护和修理，以解决在检查或监测期间发现的任何结构问题。
• 应急程序：制定并实施应对结构故障（如塌方或坍塌）的应急程序。

应急响应

尽管采取了最好的安全措施，地下农场仍可能发生紧急情况。制定明确的应急响应计划至关重要，以最大限度地减少这些事件的影响。

应急响应计划的组成部分

• 疏散程序：为所有工人在紧急情况下制定并实施疏散程序。确保疏散路线清晰标记，并对工人进行安全疏散培训。
• 通信系统：建立可靠的通信系统，以向工人发出紧急警报并协调救援工作。
• 急救和医疗支持：为受伤工人提供急救和医疗支持。确保急救箱随时可用，并对工人进行急救程序培训。
• 灭火：实施灭火系统以控制和扑灭火灾。确保灭火器随时可用，并对工人进行使用培训。
• 救援设备：提供救援设备，如自给式呼吸器（SCBA）和绳索，以协助从危险情况中救出工人。
• 培训和演习：定期进行培训和演习，以确保工人熟悉应急响应程序。

工人培训

全面的工人培训对于确保地下农业安全至关重要。工人应接受地下农业运营各个方面的培训，从危害识别和风险评估到应急响应和安全操作程序。应在入职时和此后定期提供培训。

关键培训主题

• 危害识别与风险评估：教导工人如何识别地下环境中的潜在危害，以及如何评估与这些危害相关的风险。
• 密闭空间进入程序：对工人进行安全进入密闭空间的程序培训。
• 空气质量管理：教育工人了解空气质量的重要性以及如何保护自己免受空气传播污染物的暴露。
• 设备安全：为工人提供他们使用的所有设备的安全操作程序培训。
• 环境控制：教导工人了解环境控制的重要性以及如何维持安全舒适的工作环境。
• 应急响应：对工人进行应急响应程序的培训，包括疏散、急救和灭火。
• 个人防护设备（PPE）：指导工人正确使用和维护PPE。

全球法规与标准

地下农业的安全法规和标准因国家而异。然而，一些国际组织已经制定了可用于在全球推广地下农业安全的指南和最佳实践。

主要监管机构

• 国际劳工组织（ILO）：ILO通过制定国际劳工标准和指南来促进安全健康的工作条件。
• 职业安全与健康管理局（OSHA）：在美国，OSHA制定并执行工作场所安全标准。虽然没有专门针对地下农业的标准，但许多通用行业标准适用。
• 欧洲职业安全与健康局（EU-OSHA）：EU-OSHA在欧盟推广工作场所的安全与健康。
• 国家职业健康与安全委员会（澳大利亚、加拿大等）：这些机构负责在国家层面制定和执行职业健康与安全法规。

相关标准与指南

• ISO 45001：该国际标准规定了职业健康与安全管理体系（OHSMS）的要求。
• ANSI标准：美国国家标准协会（ANSI）为包括农业和建筑在内的广泛行业制定和发布自愿性共识标准。
• 欧洲标准（EN）：欧洲标准化委员会（CEN）制定和发布欧洲标准（EN），以促进工作场所的安全与健康。

地下农业安全的技术与创新

新兴技术和创新解决方案在增强地下农业安全方面发挥着越来越重要的作用。这些技术有助于改善空气质量、监测结构完整性并增强应急响应能力。

技术与创新实例

• 空气质量监测系统：先进的空气质量监测系统可以持续监测地下环境中的氧气、二氧化碳和其他污染物的水平。当空气质量水平低于可接受标准时，这些系统可以提供实时警报。
• 遥感技术：遥感技术，如无人机和激光扫描仪，可用于监测地下结构的完整性并检测潜在危害，如裂缝或沉降。
• 机器人与自动化：机器人和自动化可用于在地下农场执行危险任务，如清洁密闭空间或施用杀虫剂。这可以减少工人接触危险物质的风险。
• 虚拟现实（VR）培训：VR培训可用于模拟紧急情况，并在安全可控的环境中对工人进行应急响应程序的培训。
• 无线通信系统：可靠的无线通信系统对于在地下环境中协调救援工作至关重要。这些系统应设计为在信号覆盖有限的挑战性环境中运行。

结论

地下农业为养活日益增长的全球人口同时最大限度地减少环境影响提供了一个有前景的解决方案。然而，在地下农业运营的各个方面都必须优先考虑安全。通过实施全面的安全计划、遵守最佳实践并利用新兴技术，我们可以为所有相关人员创造一个安全健康的工作环境，并确保这种创新农业方法的长期可持续性。持续改进、不断研究和国际合作对于应对这个充满活力的领域中不断变化的安全挑战至关重要。