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在外界正常的大气环境中，按照体积分数，平均的氧气浓度约为20.95%（氮约占78.08%）。氧是人体进行新陈代谢的关键物质，是人体生命活动的第一需要。如果缺氧，人体的健康和安全就可能受到伤害。
对于有限空间，虽然一般情况下其硬件本身也处在外界大气环境之中，但可能因为内部的种种原因及其结构特点（如开口较小等），以致通风不畅，最终导致有限空间内的氧气浓度偏低或不足，因此当人员进入到有限空间内进行作业时将面对缺氧危险，或者因为氧气浓度偏低，人员作业极易疲劳而影响作业。
一般情况下，可将19.5%的氧气浓度作为环境是否缺氧的一个分界点。氧气浓度与导致发生危害的关系见表2-2-1。
表2-2-1 氧气浓度与导致发生危害的关系
在实际的进入有限空间安全管理中，如果有限空间内的氧气浓度低于19.5%，就应采取通风换气的措施提高氧气浓度，或者配备合格的自携式呼吸保护装置（如正压式空气呼吸器SCBA或供气式呼吸保护装置），否则人员不得进入该有限空间。
一般情况下，有限空间内发生缺氧可能是以下原因造成的：
（1）燃烧，如火灾、焊接等作业和内部存在的燃烧型部件都会消耗氧气。
（2）某些无机物的化学反应过程，如生锈。
（3）有机物的细菌分解过程（如发酵）同样会消耗氧气，分解产生的易燃气体（如甲烷）还将置换氧气，如发酵罐或下水道环境容易发生这种情况。
（4）氧气被某些物质吸收，如储存于筒仓内的玉米。
（5）氧气消耗速度较高，如过多人员同时在有限空间内作业。
（6）由于较低位置存在的密度较大的气体的置换，或者在吹扫有限空间过程中引入如二氧化碳、氮气、氩气等气体而置换出氧气。
为消除有限空间的缺氧危险，必须调查清楚并掌握发生缺氧的原因，从而采取针对性的措施。
1.二氧化碳（CO 2 ）
二氧化碳别名碳（酸）酐，为无色无味气体，高浓度时略带酸味，比空气重，可溶于水、烃类等多数有机溶剂。水溶剂呈酸性，能被碱性溶液吸收而生成碳酸盐。二氧化碳加压成液态储存在钢瓶内，放出时二氧化碳可凝结成为雪花固体，统称干冰。若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。
二氧化碳是人体进行新陈代谢的最终产物，由呼气排出，本身没有毒性。人在有限空间吸入高浓度二氧化碳时，在几秒钟内迅速昏迷倒下，出现反射消失、瞳孔扩大或缩小、大小便失禁、呕吐等症状，更严重者出现呼吸、心跳停止及休克，甚至死亡。
我国职业卫生标准《工作场所有害因素职业接触限值 第1部分：化学有害因素》（GBZ 2.1—2007）规定，劳动者接触二氧化碳的时间加权平均容许浓度不能超过9000mg/m 3 ，短时间接触容许浓度不能超过18000mg/m 3 ；《呼吸防护用品的选择、使用与维护》（GB/T 18664—2002）规定二氧化碳立即威胁生命或健康的浓度为92000mg/m 3 。人在10min以下接触的最高限值为54000mg/m 3 。
有限空间二氧化碳的主要来源如下：
（1）长期不开放的各种矿井、油井、船舱底部、电缆隧道、电缆沟及下水道。
（2）利用植物发酵制糖、酿酒，用玉米制酒精丙酮以及制造酵母等生产过程，若发酵桶、池的车间是密闭或隔离的，可能存在较高浓度的二氧化碳。
（3）在不通风的地窖或密闭仓库中储存蔬菜、水果和谷物等，地窖或仓库中可能存在高浓度的二氧化碳。
（4）有限空间作业人数、时间超限，可造成二氧化碳积蓄。
（5）化学工业中在反应釜内以二氧化碳作为原料制造碳酸钠、碳酸氢钠、尿素、碳酸氢铵等多种化工产品。
（6）轻工生产中制造汽水、啤酒等饮料充装二氧化碳过程可产生大量二氧化碳。
2.氮气（N 2 ）
氮气为无色无味气体，微溶于水、乙醇，为不可燃气体，用于合成氨、制硝酸、物质保护剂、冷冻剂等。由于氮的化学惰性，常用作保护气以防止某些物体暴露于空气时被氧气所氧化，或用作工业上的清洗剂，洗涤储罐、反应釜中的危险有毒物质。吸入氮气浓度不太高时，患者最初感觉胸闷、气短、疲软无力；继而有烦躁不安、极度兴奋、乱跑、叫喊、神情恍惚、步态不稳等症状，称之为“氮酩酊”，可进入昏睡或昏迷状态。空气中氮气含量过高，使吸入氧气浓度下降，可引起单纯性缺氧窒息。吸入高浓度氮气，患者可迅速昏迷，因呼吸和心跳停止而死亡。
3.甲烷（CH 4 ）
甲烷，又称沼气，为无色无味的气体，比空气轻，溶于乙醇、乙苯、甲苯等，微溶于水。甲烷易燃，与空气混合能形成爆炸性混合物，遇热源和明火有燃烧爆炸的危险，爆炸极限为5.0%~15.0%。
甲烷对人基本无毒，麻痹作用极弱。但极高浓度时排挤空气中的氧气，使空气中氧含量降低，引起单纯性窒息。当空气中甲烷达25%~30%的体积比时，人出现窒息样感觉，如头晕、呼吸加速、心率加快、注意力不集中、乏力和行为失调等。若不及时脱离接触，可致窒息死亡。甲烷燃烧产物为一氧化碳、二氧化碳，可引起中毒或缺氧。
有限空间甲烷主要来源如下：
（1）有限空间内有机物分解产生甲烷。
（2）天然气管道泄漏。
4.氩气（Ar）
氩气是一种无色无味的惰性气体，比空气重，微溶于水，常压下无毒。当空气中氩浓度增高时，可使氧气含量降低，人会出现呼吸加快、注意力不集中等症状，继而出现疲倦无力、烦躁不安、恶心、呕吐、昏迷、抽搐等症状；在高浓度时，导致窒息死亡。液态氩可致皮肤冻伤，眼部接触可引起炎症。
氩气是目前工业上应用很广的稀有气体。它的性质十分不活泼，既不能燃烧，也不助燃。在飞机制造、船舶制造、原子能工业和机械工业领域，焊接特殊金属如铝、镁、钢、合金以及不锈钢时，往往用氩气作为焊接保护气体，采用氩弧焊，防止焊接件被空气氧化或氮化。
5.六氟化硫（SF 6 ）
六氟化硫常温下是一种无色无味的化学惰性气体，比空气重，不燃，无特殊燃爆特性。
常温下纯品的六氟化硫无毒性，是一种典型的单纯性窒息气体。当吸入高浓度六氟化硫时引起缺氧，有神志不清和死亡危险。《工作场所有害因素职业接触限值 第1部分：化学有害因素》（GBZ 2.1—2007）规定，工作场所劳动者接触六氟化硫的时间加权平均容许浓度不能超过6000mg/m 3 。
六氟化硫由于其良好的电气强度，已成为除空气外应用最广泛的气体介质。目前被广泛应用于电力设备作为绝缘和/或灭弧介质，如六氟化硫断路器、六氟化硫负荷开关设备、六氟化硫封闭式组合电器、六氟化硫绝缘输电管线、六氟化硫变压器及六氟化硫绝缘变电站等。在冷冻工业中主要作为制冷剂，制冷范围可在-45~0℃之间。
1997年5月15日上午8时，因操作失误，某电厂变压器绝缘开关内六氟化硫气体泄漏，现场5名工作人员不同程度吸入大量高浓度六氟化硫及其分解产物，吸入时间为3~5min。现场监测结果显示：操作现场通风不良，事故发生前开关内压力为0.64MPa，事故发生后开关内压力为0.1MPa，泄漏点离地面160cm，空气中六氟化硫浓度因采取通风措施无法测得。5例患者既往健康，无不良生活习惯。在排除事故时不同程度出现咳嗽、咽干、咽部轻度烧灼感、胸闷、气憋等症状。8h后送入医院，其中2例患者因症状较轻，未予特殊处理，3例患者住院治疗。入院查体结果显示：3例患者均有咽部充血，双肺呼吸音粗，可闻及少量细湿音，腹部未查及明显阳性体征。实验室检查结果显示：3例患者均有肺功能减退，限制性通气障碍；1例患者出现窦性心律不齐伴肝功能损害；白细胞计数分别为：11.7×10 9 /L、23.5×10 9 /L、16.2×10 9 /L；尿氟分别为35.8μmol/L、54.7μmol/L、40μmol/L，均高于正常值21μmol/L，可以认定为是氟化物中毒。
在实际的进入有限空间安全管理中，如果有限空间内的氧气浓度低于19.5%，就应采取通风换气的措施提高氧气浓度，或者配备合格的自携式呼吸保护装置（如SCBA或供气式呼吸保护装置），否则人员不得进入该有限空间。
富氧与缺氧相反，是指在空气中氧气的含量超过23.5%。很多人基于氧气是人体呼吸必需的物质的常识，认为氧气浓度越高越好。实际上，物极必反，氧气浓度过高，对人体健康同样是有影响的。对于有限空间而言，如果存在富氧环境，会带来另一方面的危害，这在进入有限空间活动中同样是不允许的。
氧气作为一种助燃物，在富氧的环境中，如果遇到点火源，如因为物料摩擦导致静电产生并释放，可能导致非常严重的火灾危害。同时在这种富氧的环境中，所有可燃烧对象，如衣服、头发等，容易发生猛烈燃烧。
有限空间氧气浓度与可能导致的危害关系如图2-2-1所示。
图2-2-1 有限空间氧气浓度与可能导致的危害关系示意图
在通常的情况下，富氧的情况是不会发生的。导致富氧状况发生的原因，可能是因为引入有限空间的氧气源发生泄露，比如在有限空间内的作业活动需要进行气焊，氧气瓶又被放置在其间，而氧气瓶内的氧气浓度相当高，如果因为意外，气瓶发生泄漏，或者氧气调压阀、气管接驳部位或者气管本身破损，导致氧气泄漏，就很可能导致有限空间内氧气含量过高。另外，在某些情况下需要对有限空间进行通风，由于操作人员的误解，认为直接使用纯氧进行通风可以为进入人员提供更好的呼吸环境，但由此却可造成氧气富余。
对有限空间进行通风绝对禁止使用纯氧，而应使用通常的空气进行通风。