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本文作者:劉宏1,2鐘琦1張云龍1馬放2作者單位:1江蘇大學2哈爾濱工業(yè)大
化工園區(qū)企業(yè)危險化學品水環(huán)境風險
1儲存系統(tǒng)的水環(huán)境風險
各類危險化學品儲罐區(qū)是能量和有害物質(zhì)的集合點?;@區(qū)內(nèi)儲罐區(qū)儲存的原料、中間體及產(chǎn)品大多數(shù)具有易燃易爆、有毒有害、腐蝕等特性。如鎮(zhèn)江新區(qū)化工園區(qū)內(nèi)化工企業(yè)涉及的危險化學品有1,3-丁二烯、丙烯腈、氰化鈉、純苯、苯乙烯、天然氣、液氨、石腦油、汽油、煤油、柴油、硫酸、鹽酸、次氯酸鈉、氫氧化鉀、鋅粉等,涉及危險化學品的品種多、數(shù)量大。這些物質(zhì)絕大多數(shù)屬于閃點較低、爆炸極限范圍較大的易燃易爆危險化學品,或為有毒有害危險化學品以及腐蝕品。不少企業(yè)的危險化學品儲存場所與生產(chǎn)裝置構成了重大危險源。對于液態(tài)危險化學品儲罐區(qū),可能發(fā)生的重大事故主要有火災、爆炸和有毒有害物質(zhì)泄漏。事故中,若因消防環(huán)節(jié)處置不當而導致危險化學品進入水體,則可造成嚴重的水環(huán)境污染事故。
2生產(chǎn)系統(tǒng)的水環(huán)境風險
化工園區(qū)各類化工企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模一般都較大,生產(chǎn)過程連續(xù)性強、自動化程度高?;どa(chǎn)區(qū)域工藝裝置主要有釜、槽、罐、塔,以及縱橫交錯的工藝管線等,設備種類繁多,作為特種設備的壓力容器數(shù)量多。此外,化工生產(chǎn)工藝裝置還具有設備高低不一、危險物料處理量大、操作控制難度大、動態(tài)與靜態(tài)設備并存等特點,同時,危險化學品的物料類型、相態(tài)、壓力、溫度、體積或質(zhì)量也各不相同。因此,化工工藝裝置發(fā)生火災、爆炸的可能性較大。如果化工工藝裝置設計不合理、材質(zhì)有缺陷、焊接質(zhì)量差、密封不嚴、人員操作失誤或受物料腐蝕、磨蝕等因素影響,那么均會導致可燃物料泄漏,進而引起火災、爆炸事故;若發(fā)生泄漏的是有毒有害物料,則會引起人員中毒事故發(fā)生?;どa(chǎn)工藝過程中的高溫、高壓、蒸發(fā)、干燥等都具有比較高的危險性,一旦溫度、壓力等控制不當,極有可能引發(fā)重大危險化學品事故,而所有與危險化學品有關的重大事故均有導致嚴重水環(huán)境污染次生災害發(fā)生的可能。
3運輸系統(tǒng)的水環(huán)境風險
鄰水化工園區(qū)危險化學品運輸有陸路運輸和水路運輸兩種方式。危險化學品運輸系統(tǒng)具有物料密集、設施流動和危害難以控制的特點,因此具有較高的危險性。裝卸作業(yè)人員違反操作規(guī)程、危險化學品包裝不合格、禁忌危險化學品混裝混運、違章超載、超速行駛、疲勞駕駛、靜電積聚、火災初期滅火方法錯誤、監(jiān)護不力等均有可能導致道路交通事故發(fā)生,進而造成危險化學品泄漏的重大事故。特別是沿江化工園區(qū)的碼頭裝卸區(qū)域,其緊靠長江水體,地理位置特殊,一旦發(fā)生危險化學品泄漏事故,極易引發(fā)次生環(huán)境污染事件發(fā)生。若對泄漏的危險化學品處置方法不當或不及時,則很可能使危險化學品流入長江,從而造成嚴重的水環(huán)境污染事件,對沿江城市的飲用水安全構成巨大威脅,甚至將導致民眾恐慌、社會動蕩?;@區(qū)內(nèi)化工企業(yè)集聚,危險源數(shù)量眾多,彼此相互影響,構成了一個巨大的危險區(qū)域,一旦某個企業(yè)發(fā)生火災、爆炸或危險化學品泄漏事故很容易影響到周邊的其他企業(yè),從而導致災難性的多米諾效應,極有可能演變?yōu)榫薮蟮乃h(huán)境災難。
危險化學品固有水環(huán)境風險評估
水環(huán)境風險影響因素眾多,而危險化學品固有的水環(huán)境風險則是首先需要關注的焦點[4]。美國EPA將毒性、易燃易爆性作為優(yōu)先控制事故排放污染物的風險管理特性,并提出了將一次事故中可能同時排放的所有單元有毒物質(zhì)儲存總量閾限值(TLV),作為污染源事故調(diào)查或確定重點事故源的參考基準?!段kU貨物品名表》(GB12268—2005)將危險化學品分為9種[5]。任何一種化學品均可從其產(chǎn)品的安全技術說明書———MSDS中獲得其理化性質(zhì)、對健康與環(huán)境的危害、監(jiān)測方法、環(huán)境標準、應急處理處置方法以及儲運注意事項等相關信息。為定性定量評估危險化學品的固有水環(huán)境風險程度,借鑒危險度分析評價方法[6],選擇影響危險化學品固有水環(huán)境風險程度的一些關鍵特性,并將每個特性項目設定為A(10分)、B(8分)、C(6分)、D(4分)、E(2分)、F(0分)6個分值,對其進行打分后評估分級。打分項目依據(jù)危險化學品事故的易發(fā)性和對水環(huán)境的危害性依次確定為物質(zhì)危險性、數(shù)量危險性、毒害危險性、環(huán)境敏感性、設備設施及工藝危險性5個方面,具體打分規(guī)則見表1。(1)物質(zhì)危險性。物質(zhì)危險性反映了該物質(zhì)發(fā)生事故的難易程度,可從危險化學品的燃爆特性和腐蝕特性分別加以評估。危險化學品的理化特性參數(shù)閃點、自燃溫度、熔點、沸點、溶解性、穩(wěn)定性等主要反映了其燃爆危險特性。美國道化學公司火災爆炸危險指數(shù)評價法中的物質(zhì)系數(shù)(MF)表述的是物質(zhì)在燃燒或其他化學反應引起的火災、爆炸中所釋放能量大小的內(nèi)在特性[7]。沒有燃爆危險性的腐蝕性物質(zhì),以其腐蝕性表征其物質(zhì)危險性。(2)數(shù)量危險性。危險化學品的數(shù)量越多對水環(huán)境的潛在風險就越大,可借鑒英國帝國化學公司蒙德火災爆炸毒性危險指數(shù)評價法中對數(shù)量危險性系數(shù)的規(guī)定[7],依據(jù)危險化學品的具體數(shù)量取值。(3)毒害危險性。危險化學品對水環(huán)境的潛在風險很大程度上取決于該物質(zhì)對人類生命與健康的影響。將閾限值(TLV)作為該項目分值評定的依據(jù)[8]。(4)環(huán)境敏感性。危險化學品對水環(huán)境影響的敏感性首先體現(xiàn)在該物質(zhì)在水環(huán)境中的停留時間,其次是該物質(zhì)在生物體內(nèi)是否會發(fā)生富集現(xiàn)象。環(huán)境敏感性依據(jù)危險化學品自然降解速度或其揮發(fā)性確定分值。(5)設備設施及工藝危險性。設備設施及工藝危險性是衡量事故發(fā)生難易程度的一個重要方面,危險化學品處于不同的裝置及工藝狀態(tài),其潛在的水環(huán)境風險程度具有顯著差異。依據(jù)《國家安全監(jiān)管總局關于公布首批重點監(jiān)管的危險化工工藝目錄的通知》中首批重點監(jiān)管的危險化工工藝,并結合現(xiàn)場實際狀況,確實具有較大危險性的工藝裝置及設備取10分。設計如表2所示的危險化學品固有水環(huán)境風險度分級標準。若要評估某危險化學品固有水環(huán)境風險程度,則只要依據(jù)表1對各項取分值,并將各項分值相加即可得到其固有水環(huán)境風險度分值,并依據(jù)表2判斷其固有水環(huán)境風險的等級。以丁腈橡膠生產(chǎn)企業(yè)原料儲罐區(qū)為例評價其固有水環(huán)境風險,其危險化學品固有水環(huán)境風險分析評估結果見表3。由表3可見,該企業(yè)各危險化學品的固有水環(huán)境風險程度基本與其物質(zhì)特性相符,如丙烯腈盡管為劇,但是易于揮發(fā),難以在水環(huán)境中長期存在,因此其水環(huán)境風險為Ⅱ級;各類酸堿易與水中的鹽類反應生成不溶于水或微溶于水的固體顆粒,因此其水環(huán)境風險為Ⅲ或Ⅳ級。依據(jù)各危險化學品水環(huán)境風險的大小可制定有針對性的防范措施,預防水污染事故發(fā)生,降低水環(huán)境風險。