水上危險化學品泄漏事故處置技術(shù)研究

1、 姓姓 名：名： 題目題目 水上危險化學品泄漏事故處置技術(shù)研究水上危險化學品泄漏事故處置技術(shù)研究課題研究的主要內(nèi)容課題研究的主要內(nèi)容 1 1 引言引言 2 2 危險化學品水路運輸事故現(xiàn)狀危險化學品水路運輸事故現(xiàn)狀 3 3 水上危險化學品的分類及其危害水上危險化學品的分類及其危害 4 4 水上危險化學品泄漏事故應急處置技術(shù)水上危險化學品泄漏事故應急處置技術(shù) 5 5 結(jié)論結(jié)論 一、引言一、引言 本文在分析現(xiàn)階段水上危險化學品泄漏事故的現(xiàn)本文在分析現(xiàn)階段水上危險化學品泄漏事故的現(xiàn)狀及其危害的基礎上，從危化品泄漏的主要特性和入狀及其危害的基礎上，從危化品泄漏的主要特性和入水后的短期行為，對水上危險化學

2、品進行分類，借鑒水后的短期行為，對水上危險化學品進行分類，借鑒水上溢油污染的處置，并針對四種?；沸孤┨岢隽怂弦缬臀廴镜奶幹茫⑨槍λ姆N?；沸孤┨岢隽撕侠砘奶幹么胧瑸榻窈笙啦筷牸捌渌麑I(yè)救援合理化的處置措施，為今后消防部隊及其他專業(yè)救援力量提供有益借鑒。力量提供有益借鑒。二二 、危險化學品水路運輸事故現(xiàn)狀、危險化學品水路運輸事故現(xiàn)狀1.1.危險化學品水路運輸概況危險化學品水路運輸概況 隨著科學技術(shù)發(fā)展和化工業(yè)的迅速崛起，危險化隨著科學技術(shù)發(fā)展和化工業(yè)的迅速崛起，危險化學品運輸日益增多，其中水路運輸量也逐年增大，我學品運輸日益增多，其中水路運輸量也逐年增大，我國水路運輸起步較晚，但是近

3、些年，我國水上運輸危國水路運輸起步較晚，但是近些年，我國水上運輸危險化學品船只增多，一些航運公司專門從事危險化學險化學品船只增多，一些航運公司專門從事危險化學品的水上運輸。品的水上運輸。 近年來近年來, ,隨著危險化學品水上運輸日益頻繁，世界各國隨著危險化學品水上運輸日益頻繁，世界各國己發(fā)生了許多嚴重的危險化學品事故。己發(fā)生了許多嚴重的危險化學品事故。 19931993年年1212月英國丹佛附月英國丹佛附近海面一艘散化船由于大風近海面一艘散化船由于大風沉沒，造成沉沒，造成2500t2500t甲苯泄漏甲苯泄漏嚴重污染海洋環(huán)境嚴重污染海洋環(huán)境 。 2.2.水上危險化學品運輸事故現(xiàn)狀水上危險化學品運

4、輸事故現(xiàn)狀 20012001年年4 4月月1717日，韓國籍日，韓國籍“大勇大勇”輪從日本裝載苯乙烯輪從日本裝載苯乙烯2290.2812290.281噸擬運噸擬運往中國寧波港，該輪在長江口與中國往中國寧波港，該輪在長江口與中國香港香港“大望大望”輪相撞，造成左舷第四輪相撞，造成左舷第四艙破損，泄漏出苯乙烯艙破損，泄漏出苯乙烯700700噸左右。噸左右。 由此可見，水上危險化學品運輸事故的形勢不容樂觀。由此可見，水上危險化學品運輸事故的形勢不容樂觀。 三、水上危險化學品的分類及其危害三、水上危險化學品的分類及其危害1.1.水上危險化學品的分類水上危險化學品的分類 據(jù)有關(guān)資料顯示，水上運輸?shù)幕瘜W品

5、多為液態(tài)，一般據(jù)有關(guān)資料顯示，水上運輸?shù)幕瘜W品多為液態(tài)，一般將液體化學品劃分為四大類十小類。將液體化學品劃分為四大類十小類。 本文考慮危險化學品泄漏后的主要特性和入水后的短本文考慮危險化學品泄漏后的主要特性和入水后的短期行為，將危險化學品劃分成四大類，具體劃分如下：期行為，將危險化學品劃分成四大類，具體劃分如下： 1.1.揮發(fā)型危險化學品揮發(fā)型危險化學品 2.2.漂浮型危險化學品漂浮型危險化學品 3.3.溶解型危險化學品溶解型危險化學品 4.4.沉降型危險化學品沉降型危險化學品2.2.水上危險化學品泄漏的污染危害水上危險化學品泄漏的污染危害 1.1.對海洋及水域生物影響對海洋及水域生物影響 2

6、.2.生物積聚的污染生物積聚的污染 3.3.影響人類健康影響人類健康 4.4.影響生態(tài)系統(tǒng)影響生態(tài)系統(tǒng) 5.5.損害人類休憩環(huán)境損害人類休憩環(huán)境4、毒氣泄漏危害區(qū)域的確定、毒氣泄漏危害區(qū)域的確定4.1 4.1 有毒化學品傷害準則及傷害范圍的劃分有毒化學品傷害準則及傷害范圍的劃分4.2 4.2 氣體擴散影響因素氣體擴散影響因素4.3 4.3 氣體擴散模型氣體擴散模型4.4 4.4 危害區(qū)域的確定危害區(qū)域的確定4.5 4.5 實例應用實例應用 4.1 有毒化學品傷害準則及傷害范圍的劃分有毒化學品傷害準則及傷害范圍的劃分 有毒化學品對人體的傷害程度主要是考慮毒物濃度有毒化學品對人體的傷害程度主要是考

7、慮毒物濃度和作用時間，當毒物濃度高于某一臨界數(shù)值時才會對人和作用時間，當毒物濃度高于某一臨界數(shù)值時才會對人員造成傷害，并且毒物濃度越高對人體的傷害越大，作員造成傷害，并且毒物濃度越高對人體的傷害越大，作用時間越長對人體的傷害也越大。用時間越長對人體的傷害也越大。 毒氣濃度毒氣濃度時間傷害準則又分為毒物劑量準則和毒時間傷害準則又分為毒物劑量準則和毒負荷準則。本文選擇毒物劑量準則，即用危險化學品濃負荷準則。本文選擇毒物劑量準則，即用危險化學品濃度與接觸時間的乘積度與接觸時間的乘積ctct表示危險化學品的傷害程度。即表示危險化學品的傷害程度。即可以分為重、中、輕三個區(qū)域。可以分為重、中、輕三個區(qū)域。

8、4.2 4.2 氣體擴散影響因素氣體擴散影響因素（1 1）密度的影響）密度的影響（2 2）大氣穩(wěn)定度的影響）大氣穩(wěn)定度的影響（3 3）海面的影響）海面的影響（4 4）泄漏特征和泄漏強度的影響）泄漏特征和泄漏強度的影響 4.3 4.3 氣體擴散模型氣體擴散模型 目前關(guān)于氣體泄漏擴散的模型較多目前關(guān)于氣體泄漏擴散的模型較多, ,包括一維模型、二維包括一維模型、二維模型和三維流體力學模型。模型和三維流體力學模型。 其中一維模型在實際生活中應用的較為廣泛，現(xiàn)有的一其中一維模型在實際生活中應用的較為廣泛，現(xiàn)有的一維模型主要有維模型主要有BMBM模型、重氣擴散模型、箱或板模型、高斯煙模型、重氣擴散模型、箱

9、或板模型、高斯煙羽模型和高斯煙團模型等。本文選擇高斯煙羽擴散模型，主羽模型和高斯煙團模型等。本文選擇高斯煙羽擴散模型，主要考慮到高斯模型提出較早，并且其模型簡單，易于理解，要考慮到高斯模型提出較早，并且其模型簡單，易于理解，計算方便，試驗數(shù)據(jù)多，且計算結(jié)果與實驗值相差不大。計算方便，試驗數(shù)據(jù)多，且計算結(jié)果與實驗值相差不大。 取泄漏點為坐標原點，取泄漏點為坐標原點，x x軸與主導風向一致，垂直于主導軸與主導風向一致，垂直于主導風向的水平方向為風向的水平方向為y y軸，鉛垂方向為軸，鉛垂方向為z z軸，則連續(xù)點源近地面軸，則連續(xù)點源近地面泄漏后的有毒氣體濃度公式為：泄漏后的有毒氣體濃度公式為：22

10、, ,0exp2yzyQyc x y 在主導風向下風方地面的有毒物質(zhì)濃度為：在主導風向下風方地面的有毒物質(zhì)濃度為： ,0,0yzQc x 4.4 4.4 危害區(qū)域的確定危害區(qū)域的確定 確定危害區(qū)域需要先求得泄漏源強度確定危害區(qū)域需要先求得泄漏源強度Q Q、水平擴散系數(shù)、水平擴散系數(shù)yy和和垂直擴散系數(shù)垂直擴散系數(shù)z,z,然后再根據(jù)相應的毒氣標準和應急救援或處理然后再根據(jù)相應的毒氣標準和應急救援或處理事故的持續(xù)時間，得到不同級別的危險區(qū)域。例如，對于事故的持續(xù)時間，得到不同級別的危險區(qū)域。例如，對于D D類大類大氣條件，水平擴散系數(shù)氣條件，水平擴散系數(shù)yy和垂直擴散系數(shù)和垂直擴散系數(shù)zz與泄漏源

11、下風方的與泄漏源下風方的距離距離x x的對應關(guān)系為的對應關(guān)系為: : 120.081 0.0001yxx120.0610.00015zxx 將公式將公式、代入或，并取代入或，并取c(x,y,0)c(x,y,0)或或c(x,0,0)c(x,0,0)等于相等于相應有毒氣體應有毒氣體Lct50Lct50、Ict50Ict50和和Pct50Pct50的值，就可以求得等濃度的的值，就可以求得等濃度的c(x,y,0)c(x,y,0)曲線，從而繪出不同的危險區(qū)域圖，在曲線，從而繪出不同的危險區(qū)域圖，在Pc50Pc50以外，則為以外，則為輕微危險區(qū)域。輕微危險區(qū)域。4.5 4.5 實例應用實例應用 一艘載有一

12、艘載有5t5t液氯的運輸船在港口靠港時發(fā)生液氯的運輸船在港口靠港時發(fā)生1000kg1000kg液液氯持續(xù)泄漏事故，泄漏時間為氯持續(xù)泄漏事故，泄漏時間為2h2h，海面風速為，海面風速為3m/s3m/s，確定各，確定各危害區(qū)域邊界。危害區(qū)域邊界。 根據(jù)高斯模型和危害區(qū)域的確定，可以求得液氯泄漏后根據(jù)高斯模型和危害區(qū)域的確定，可以求得液氯泄漏后在下風方向擴散的距離，既可以得出液氯在泄漏后的重、中、在下風方向擴散的距離，既可以得出液氯在泄漏后的重、中、輕三個區(qū)域。輕三個區(qū)域。 由此可以繪出不同濃度下等濃度曲線，該曲線為橢圓由此可以繪出不同濃度下等濃度曲線，該曲線為橢圓形。形。Pc50Pc50等濃度曲線

13、、等濃度曲線、Ic50Ic50濃度曲線和濃度曲線和Lc50Lc50等濃度曲線如等濃度曲線如圖所示。圖所示。Lct50等濃度曲線等濃度曲線Ict50等濃度曲線等濃度曲線yPct50Pct50等濃度曲線等濃度曲線B區(qū)C區(qū)A區(qū)xD區(qū)主導風向253628929A A區(qū)：區(qū)：重度區(qū)重度區(qū) B B區(qū)：區(qū)：中度區(qū)中度區(qū) C C區(qū)：區(qū)：輕度區(qū)輕度區(qū) D D區(qū)：區(qū)：警戒區(qū)警戒區(qū)泄漏毒害區(qū)域泄漏毒害區(qū)域 五、水上危險化學品泄漏事故應急處置五、水上危險化學品泄漏事故應急處置 1.1.揮發(fā)型危險化學品泄漏事故的應急處置技術(shù)揮發(fā)型危險化學品泄漏事故的應急處置技術(shù) 2.2.漂浮型危險化學品泄漏事故的應急處置技術(shù)漂浮型危險

14、化學品泄漏事故的應急處置技術(shù) 3.3.溶解型危險化學品泄漏事故的應急處置技術(shù)溶解型危險化學品泄漏事故的應急處置技術(shù) 4.4.沉降型危險化學品泄漏事故的應急處置技術(shù)沉降型危險化學品泄漏事故的應急處置技術(shù) 5.15.1 揮發(fā)型危險化學品揮發(fā)型危險化學品 泄漏事故的應急處置技術(shù)泄漏事故的應急處置技術(shù) 噴霧稀釋噴霧稀釋 采用移動式氣體捕消器、開花水槍、噴霧水槍、大型噴霧器等對揮發(fā)型采用移動式氣體捕消器、開花水槍、噴霧水槍、大型噴霧器等對揮發(fā)型?；愤M行稀釋或驅(qū)散，降泄漏現(xiàn)場毒氣濃度或破壞燃燒、爆炸條件。危化品進行稀釋或驅(qū)散，降泄漏現(xiàn)場毒氣濃度或破壞燃燒、爆炸條件。 2.2.化學洗消化學洗消 根據(jù)危險化

15、學品的化學性質(zhì)，有針對性的配置化學洗消劑，利用大型噴根據(jù)危險化學品的化學性質(zhì)，有針對性的配置化學洗消劑，利用大型噴霧器或噴霧水槍對泄漏危險區(qū)域的揮發(fā)型氣體云團實施洗消，徹底消除其危霧器或噴霧水槍對泄漏危險區(qū)域的揮發(fā)型氣體云團實施洗消，徹底消除其危害后果。害后果。3.3.強力驅(qū)散強力驅(qū)散 利用動力機械排風裝置對揮發(fā)型泄漏物實施強力驅(qū)散，降低污染區(qū)域揮利用動力機械排風裝置對揮發(fā)型泄漏物實施強力驅(qū)散，降低污染區(qū)域揮發(fā)性氣體濃度，減輕事故危害。發(fā)性氣體濃度，減輕事故危害。5.25.2 漂浮型危險化學品漂浮型危險化學品 泄漏事故的應急處置技術(shù)泄漏事故的應急處置技術(shù) 1.1.泡沫覆蓋泡沫覆蓋 一方面能降低

16、泄漏物揮發(fā)一方面能降低泄漏物揮發(fā),另一方面，在漂浮型泄漏物上使另一方面，在漂浮型泄漏物上使用泡沫也能夠限制其在水表面的擴散。用泡沫也能夠限制其在水表面的擴散。 2.2.圍油欄圍控圍油欄圍控 為了防止漂浮型危險品的擴散，便于漂浮型危險化學品的為了防止漂浮型危險品的擴散，便于漂浮型危險化學品的清除，而采用的一種能夠把危險化學品漂浮層限制在一定范圍清除，而采用的一種能夠把危險化學品漂浮層限制在一定范圍的方法。的方法。 3.3.分散劑法分散劑法 噴灑分散劑能使漂浮型危險化學品分散成微小顆粒，使其噴灑分散劑能使漂浮型危險化學品分散成微小顆粒，使其在波浪或外加攪拌力的作用下分散到水體中，從而加速水上危在波

17、浪或外加攪拌力的作用下分散到水體中，從而加速水上危險化學品被水中微生物降解的過程，達到降低污染和盡快消除險化學品被水中微生物降解的過程，達到降低污染和盡快消除漂浮型危險化學品的目的。漂浮型危險化學品的目的。 5.2 5.2 漂浮型危險化學品漂浮型危險化學品 泄漏事故的應急處置技術(shù)泄漏事故的應急處置技術(shù)4.4.機械回收機械回收 通過浮油回收器、浮油回收船等作用于水體表面，對漂浮通過浮油回收器、浮油回收船等作用于水體表面，對漂浮型危險化學品進行回收處理。型危險化學品進行回收處理。 5.5.吸收劑法吸收劑法 對漂浮的液體、或慢慢揮發(fā)和溶解的漂浮型泄漏物可采用傳統(tǒng)的溢油吸對漂浮的液體、或慢慢揮發(fā)和溶解

18、的漂浮型泄漏物可采用傳統(tǒng)的溢油吸收劑。收劑。6.6.現(xiàn)場焚燒現(xiàn)場焚燒 當泄漏物易燃且燃燒產(chǎn)物危害小時，處置人員可以對漂浮型危險化學品當泄漏物易燃且燃燒產(chǎn)物危害小時，處置人員可以對漂浮型危險化學品的泄漏區(qū)域進行點燃，使其燃燒，這樣既可以消除或降低漂浮型危險化學品的泄漏區(qū)域進行點燃，使其燃燒，這樣既可以消除或降低漂浮型危險化學品的危害程度，又可以減少處置程序和措施。的危害程度，又可以減少處置程序和措施。5.3 5.3 溶解型危險化學品溶解型危險化學品 泄漏事故的應急處置措施泄漏事故的應急處置措施 1.1.化學洗消化學洗消 根據(jù)泄漏物的化學性質(zhì)，選擇合適的洗消劑，如氧化還原劑中和劑等對根據(jù)泄漏物的化

19、學性質(zhì)，選擇合適的洗消劑，如氧化還原劑中和劑等對污染水域?qū)嵤┫聪幹?，降低或消除溶解型危險化學品對水域的污染。污染水域?qū)嵤┫聪幹?，降低或消除溶解型危險化學品對水域的污染。 2.2.絮凝法絮凝法 可向泄漏危險水域中添加絮凝劑，使水中的溶解型危險化學可向泄漏危險水域中添加絮凝劑，使水中的溶解型危險化學品與絮凝劑結(jié)合，降低危險化學品在水中的溶解度，從而減少事品與絮凝劑結(jié)合，降低危險化學品在水中的溶解度，從而減少事故危害。故危害。3.3.活性炭吸附活性炭吸附 利用多孔性活性炭對溶解型?；愤M行吸附，使其吸附在活利用多孔性活性炭對溶解型?；愤M行吸附，使其吸附在活性炭上，從而降低其污染程度。性炭上，從

20、而降低其污染程度。5.4 5.4 沉降型危險化學品沉降型危險化學品 泄漏事故的應急處置技術(shù)泄漏事故的應急處置技術(shù) 1.1.固化河床固化河床 固化河床是指利用水泥或其他固化劑，將沉降型危險化學固化河床是指利用水泥或其他固化劑，將沉降型危險化學品覆蓋，并使之固化在水底的一種方法。品覆蓋，并使之固化在水底的一種方法。 2.2.動力捕撈動力捕撈 捕撈技術(shù)即利用捕撈設備對沉降于水底的危險化學品進行捕撈技術(shù)即利用捕撈設備對沉降于水底的危險化學品進行捕撈回收，從而降低其危害程度的一種方法。捕撈回收，從而降低其危害程度的一種方法。3.3.深水挖掘深水挖掘 由于沉降型危險化學品泄漏后大部分沉降到水底，并在水由于沉降型危險化學品泄漏后大部分沉降到水底，并在水底部