某化工廠液氯泄漏的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

劉慢，卜凡

（中海油天津化工研究設(shè)計(jì)院有限公司，天津300131）

環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)指突發(fā)性事故對環(huán)境造成的危害程度及可能性。環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)[1]是環(huán)境影響評價(jià)報(bào)告中不可或缺的章節(jié)，建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)是對建設(shè)項(xiàng)目建設(shè)和運(yùn)行期間發(fā)生的可預(yù)測突發(fā)性事件或事故（一般不包括人為破壞及自然災(zāi)害）引起有毒有害、易燃易爆等物質(zhì)泄漏，或突發(fā)事件產(chǎn)生的新的有毒有害物質(zhì)所造成的對人身安全與環(huán)境的影響和損害進(jìn)行評估，提出防范、應(yīng)急與減緩措施。

液氯屬劇毒，有刺激性和腐蝕性，在化工行業(yè)用途廣泛，若發(fā)生泄漏事故，可能造成人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。本文以某化工廠液氯儲存?zhèn)}庫為例，對泄漏事故影響進(jìn)行環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，并提出應(yīng)急措施。

1 危險(xiǎn)物質(zhì)及其特性

氯氣物化性質(zhì)和危險(xiǎn)特性見表1，氯對人體的急性毒性危害及標(biāo)準(zhǔn)濃度要求見表2，重大危險(xiǎn)源辨識結(jié)果見表3。

表1 氯氣物化性質(zhì)和危險(xiǎn)特性

液氯在倉庫內(nèi)的最大儲量大于臨界量，構(gòu)成重大危險(xiǎn)源，因此確定風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)等級為一級。

2 源項(xiàng)分析

2.1 最大可信事故

最大可信事故指在所有預(yù)測的概率不為零的事故中，對環(huán)境（或健康）危害最嚴(yán)重的重大事故。根據(jù)物質(zhì)危險(xiǎn)性分析和重大危險(xiǎn)源識別結(jié)果，確定最大可信事故是液氯鋼瓶損壞造成的氯氣泄漏，典型的損壞類型是鋼瓶與其輸送管道的連接處（接頭）泄漏。

表2 氯對人體的急性毒性危害及標(biāo)準(zhǔn)濃度要求

表3 重大危險(xiǎn)源辨識情況一覽表

2.2 風(fēng)險(xiǎn)概率分析

2.2.1 同類事故調(diào)查

同類事故調(diào)查結(jié)果見表4。

2.2.2 風(fēng)險(xiǎn)概率

對于石油化工領(lǐng)域的工藝過程裝置而言，危險(xiǎn)物質(zhì)的泄漏是引發(fā)相關(guān)的重大危險(xiǎn)源發(fā)生火災(zāi)、爆炸、中毒等事故的概率根源，即事故發(fā)生概率首先取決于工藝過程裝置本身的失效概率，也就是泄漏概率。根據(jù)表5[2]確定最大可信事故概率為1.00×10-5a-1。

表4 氯氣泄漏事故情況調(diào)查表

表5 用于重大危險(xiǎn)源定量風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的泄漏概率表

2.3 事故源項(xiàng)

采用《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)技術(shù)導(dǎo)則》中推薦的氣體泄漏速率公式計(jì)算液氯泄漏量為0.118 kg/s。計(jì)算參數(shù)見表6。

表6 源強(qiáng)計(jì)算參數(shù)

3 風(fēng)險(xiǎn)事故評價(jià)指標(biāo)

評價(jià)指標(biāo)選取IDLH、LC50和車間最高容許濃度MAC。LC50為半致死濃度。IDLH 限值基于國家職業(yè)安全與健康研究所（NIOSH）所描述的生命和健康的即時(shí)危險(xiǎn)暴露水平，其定義為如果在30 min 的時(shí)間內(nèi)不采取防護(hù)措施將可能導(dǎo)致死亡或立即或延遲的永久性有害健康效應(yīng)的數(shù)值[3]，評價(jià)指標(biāo)見表7。

表7 氯氣評價(jià)指標(biāo) 單位：mg/m3

4 后果計(jì)算及分析

4.1 預(yù)測模式

液氯泄漏后擴(kuò)散采用多煙團(tuán)模式計(jì)算，預(yù)測SW 主導(dǎo)風(fēng)向下，典型氣象條件D 穩(wěn)定度、3.98 m/s（年平均風(fēng)速）和不利氣象條件F 穩(wěn)定度、1.5 m/s 風(fēng)速對環(huán)境保護(hù)目標(biāo)及敏感點(diǎn)的影響。

4.2 預(yù)測結(jié)果及分析

在不利氣象條件下，泄漏氯氣70 m 范圍超過半致死濃度（LC50），250 m 范圍內(nèi)超過IDLH 濃度。在典型氣象條件下，泄漏氯氣40 m 范圍超過半致死濃度（LC50），80 m 范圍內(nèi)超過IDLH 濃度。在不利氣象條件下，參考車間最高允許濃度，泄漏氯氣影響范圍至2 000 m，詳見表8。

表8 氯氣泄漏事故最大值對應(yīng)的氣象及其最大影響范圍

在典型氣象條件下，環(huán)境保護(hù)目標(biāo)處氯氣最大濃度均小于0.5 mg/m3，無有害作用；在不利氣象條件下，環(huán)境保護(hù)目標(biāo)處最大濃度為5.19 mg/m3，有明顯刺激氣味。環(huán)境保護(hù)目標(biāo)處氯氣最大濃度分布情況見表9。

表9 環(huán)境保護(hù)目標(biāo)不同氣象條件下的最大濃度值單位：mg/m3

5 風(fēng)險(xiǎn)可接受水平分析

最大可信事故的半致死濃度影響范圍主要集中在工業(yè)區(qū)范圍內(nèi)，因此事故發(fā)生時(shí)造成后果最嚴(yán)重的將是工業(yè)區(qū)內(nèi)部的工作人員。參考上?；^(qū)內(nèi)的人口密度400 人/km2，計(jì)算最大可信事故，風(fēng)險(xiǎn)值為4.5×10-6人/年，低于化工企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)統(tǒng)計(jì)值8.33×10-5人/年，因此本項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)水平是可以接受的。

6 風(fēng)險(xiǎn)管理及應(yīng)急預(yù)案

在液氯鋼瓶倉庫和液氯汽化間內(nèi)設(shè)置堿液池。在液氯倉庫西側(cè)設(shè)置事故處理塔，事故處理塔內(nèi)設(shè)事故風(fēng)機(jī)、堿液循環(huán)泵等，一旦發(fā)生氯氣泄漏，自動啟動事故風(fēng)機(jī)，從瓶庫的底部引出廢氣，將廢氣從底部送入事故處理塔，自動啟動堿液循環(huán)泵，堿液從事故處理塔的頂部噴下，廢氣與堿液逆流，廢氣中的氯氣被堿液吸收。在液氯鋼瓶倉庫及生產(chǎn)車間配置Cl2捕消器。液氯倉庫配備應(yīng)急箱，內(nèi)含防護(hù)服、防毒面具、氧氣呼吸器、手套等。生產(chǎn)車間內(nèi)設(shè)置洗眼器。

根據(jù)擴(kuò)散預(yù)測，氯氣泄漏事故下風(fēng)向超IDLH 最遠(yuǎn)距離為250 m。當(dāng)發(fā)生最大可信事故時(shí)，應(yīng)在30 min 內(nèi)組織疏散液氯倉庫周邊250 m 范圍內(nèi)人員，將廠區(qū)內(nèi)外無關(guān)人員撤離至上風(fēng)向安全區(qū)域。

7 結(jié)論

泄漏鋼瓶與輸送管道接口處發(fā)生泄漏事故后，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)值為4.5×10-6人/年，低于化工企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)統(tǒng)計(jì)值8.33×10-5人/年，風(fēng)險(xiǎn)水平可接受。企業(yè)應(yīng)根據(jù)泄漏現(xiàn)場實(shí)際情況疏散250 m 范圍內(nèi)人員至上風(fēng)向安全區(qū)域內(nèi)。