丙烯醛泄漏事故環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分析與影響研究

吳潤(rùn)

（安徽康安宏潤(rùn)環(huán)?？萍加邢薰?，安徽合肥230000）

丙烯醛是化工生產(chǎn)中重要的合成中間體，廣泛用于樹(shù)脂生產(chǎn)和有機(jī)合成中，其化學(xué)式為C3H4O，通常為無(wú)色透明有惡臭的液體，蒸氣有很強(qiáng)的刺激性和催淚性。丙烯醛屬于毒性物質(zhì)，經(jīng)查閱HJ 169 附錄H，氣體毒性終點(diǎn)濃度 1 為 3.2 mg/m3，毒性終點(diǎn)濃度 2 為 0.23 mg/m3。由于丙烯醛用途廣泛，近年來(lái)泄漏事故時(shí)有發(fā)生。泄漏的丙烯醛蒸汽若不慎吸入人體會(huì)導(dǎo)致人員傷亡或環(huán)境污染事故。如何對(duì)泄漏事故進(jìn)行有效的風(fēng)險(xiǎn)防控和應(yīng)急處置是丙烯醛貯存或使用過(guò)程中必須重視的問(wèn)題。

本文以某企業(yè)丙烯醛儲(chǔ)罐某備用口破損泄漏事故為源項(xiàng)，對(duì)泄漏事故造成的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行影響預(yù)測(cè)，并參照預(yù)測(cè)結(jié)果提出可行的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防控措施和應(yīng)急處置措施，以期為丙烯醛貯存和使用過(guò)程中的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管控提供參考[1-7]。

1 丙烯醛泄漏事故風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)

1.1 風(fēng)險(xiǎn)事故情形分析

某化工廠區(qū)設(shè)置200 m3常溫、常壓丙烯醛立式固定罐1臺(tái)，尺寸Φ6 000×7 000，泄漏管徑DN25，最大儲(chǔ)存量134.4 t。

（1）泄漏模式確定

假設(shè)丙烯醛儲(chǔ)罐某備用管口DN25 全徑泄漏，10 min 后得到有效控制。丙烯醛沸點(diǎn)52.5℃，常溫下為液體，泄漏速率采用伯努利方程進(jìn)行計(jì)算：

式中：QL—液體泄漏速率，kg/s；P—容器內(nèi)介質(zhì)的壓力，常壓為101 325 Pa；P0—環(huán)境壓力，101 325 Pa；ρ—泄漏液體密度840 kg/m3；g—重力加速度，9.8 m/s2；h—液位之上液面高度，本次取5.68 m；Cd—液體泄漏系數(shù)，本次取0.5；A—裂口面積，本次為0.000 491 m2。經(jīng)計(jì)算，丙烯醛泄漏速率QL為2.17 kg/s，10 min泄漏總量為1.30 t。

（2）蒸發(fā)模式確定

泄漏液體的蒸發(fā)總量為閃蒸蒸發(fā)、熱量蒸發(fā)和質(zhì)量蒸發(fā)三種蒸發(fā)量之和。由于丙烯醛沸點(diǎn)高于儲(chǔ)存溫度和環(huán)境溫度，因此不考慮閃蒸蒸發(fā)和熱量蒸發(fā)。按照HJ 169-2018附錄F中提供的質(zhì)量蒸發(fā)計(jì)算公式：

式中：Q—液體質(zhì)量蒸發(fā)速率，kg/s；α，n—大氣穩(wěn)定度計(jì)算參數(shù)；p—液體表面的飽和蒸氣壓，Pa；M—物質(zhì)的摩爾質(zhì)量，kg/mol；R—?dú)怏w常數(shù)，J/mol·k；T0—環(huán)境溫度，K；u—風(fēng)速，m/s，取最不利1.5 m/s；r—泄漏液體形成液池的半徑，m。

各參數(shù)取值見(jiàn)表1、表2。

表1 大氣穩(wěn)定度計(jì)算參數(shù)（α、n）

表2 質(zhì)量蒸發(fā)模式計(jì)算參數(shù)選取及結(jié)果（F穩(wěn)定度）

由表1、表2中參數(shù)計(jì)算出風(fēng)速1.5 m/s、溫度20℃、F穩(wěn)定度下泄漏丙烯醛中丙烯醛揮發(fā)速率為0.08 kg/s。

1.2風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)

本次預(yù)測(cè)取最不利氣象條件：F穩(wěn)定度，風(fēng)速1.5 m/s，溫度20℃，相對(duì)濕度50%，詳見(jiàn)表3。

表3 預(yù)測(cè)模型主要參數(shù)

在事故排放情況下，人群接觸有毒、有害物質(zhì)的特點(diǎn)是急性、高濃度、接觸時(shí)間短，本次采用HJ 169-2018附錄H中的毒性終點(diǎn)濃度值作為事故影響評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)，詳見(jiàn)表4。

表4 丙烯醛大氣毒性終點(diǎn)濃度值

丙烯醛初始密度大于空氣密度，采用EIAPro2018軟件中的SLAB 模型進(jìn)行預(yù)測(cè)，泄漏濃度達(dá)到評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)的影響范圍見(jiàn)表5。

由上述預(yù)測(cè)結(jié)果可知，丙烯醛泄漏事故在最不利氣象條件下達(dá)到毒性終點(diǎn)濃度-1 的最大影響范圍為下風(fēng)向3 910 m；達(dá)到毒性終點(diǎn)濃度-2 的最大影響范圍為下風(fēng)向10 110 m。

2 風(fēng)險(xiǎn)防控措施

由預(yù)測(cè)結(jié)果可見(jiàn)，丙烯醛泄漏后首先在圍堰內(nèi)形成液池，液池蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽隨風(fēng)擴(kuò)散，會(huì)對(duì)事故區(qū)域周邊人員帶來(lái)傷害。丙烯醛泄漏事故風(fēng)險(xiǎn)防控主要從源頭風(fēng)險(xiǎn)防控和應(yīng)急處置兩方面考慮。源頭風(fēng)險(xiǎn)防控是從源上降低丙烯醛泄漏事故發(fā)生；應(yīng)急處置是一旦發(fā)生丙烯醛泄漏事故，立即啟動(dòng)應(yīng)對(duì)措施，對(duì)泄漏事故進(jìn)行安全合理的處置，以降低事故產(chǎn)生的環(huán)境影響。

2.1 風(fēng)險(xiǎn)防范措施

（1）加強(qiáng)職工安全教育。建立健全安全生產(chǎn)責(zé)任制，定期組織安全教育培訓(xùn)活動(dòng)，尤其是涉及丙烯醛儲(chǔ)存、使用的崗位。提高員工風(fēng)險(xiǎn)防范意識(shí)、事故防范和自救能力。涉及丙烯醛的人工操作崗位，員工在生產(chǎn)過(guò)程中務(wù)必佩戴防護(hù)用具；在廠區(qū)規(guī)范設(shè)置洗眼機(jī)。

（2）涉及丙烯醛的生產(chǎn)、儲(chǔ)存設(shè)備要加強(qiáng)密閉；罐區(qū)應(yīng)設(shè)置固定式可燃?xì)怏w報(bào)警器、有毒氣體檢測(cè)報(bào)警器、液位報(bào)警裝置、溫度計(jì)、安全閥以及緊急切斷裝置等，生產(chǎn)車(chē)間應(yīng)設(shè)置固定式可燃?xì)怏w報(bào)警器、有毒氣體檢測(cè)報(bào)警器。一旦發(fā)生丙烯醛泄漏事故，應(yīng)能立即發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并將報(bào)警器信號(hào)傳達(dá)到中控室（一般要求具有聲、光報(bào)警功能）。外界車(chē)輛在廠內(nèi)進(jìn)行裝卸作業(yè)過(guò)程中應(yīng)由專(zhuān)人進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，杜絕因不當(dāng)操作引發(fā)的泄漏事故。廠內(nèi)設(shè)置專(zhuān)人對(duì)管道、儀表、閥門(mén)等進(jìn)行定期檢修、維護(hù)保養(yǎng)，降低丙烯醛泄漏事故發(fā)生概率[8]。

（3）在丙烯醛罐區(qū)設(shè)置足夠容積的圍堰；在生產(chǎn)車(chē)間內(nèi)設(shè)置導(dǎo)流溝，有條件時(shí)設(shè)置集液池；同時(shí)，對(duì)圍堰、導(dǎo)流溝和集液池等設(shè)施做好防腐防滲，確保發(fā)生泄漏時(shí)可通過(guò)以上設(shè)施對(duì)泄漏的丙烯醛進(jìn)行有效收集，避免泄漏的丙烯醛在廠內(nèi)漫流和進(jìn)入雨水管網(wǎng)，進(jìn)而污染地表水、土壤和地下水環(huán)境。

2.2 應(yīng)急處置和應(yīng)急預(yù)案

（1）企業(yè)應(yīng)急預(yù)案

企業(yè)需針對(duì)丙烯醛泄漏事故制定專(zhuān)門(mén)的應(yīng)急預(yù)案，提高員工在突發(fā)環(huán)境事故下的應(yīng)對(duì)能力。規(guī)范設(shè)置應(yīng)急處置卡，并加強(qiáng)員工培訓(xùn)，確保員工在遇到丙烯醛泄漏事故時(shí)能及時(shí)依規(guī)處置。企業(yè)必須制定計(jì)劃，對(duì)應(yīng)急預(yù)案進(jìn)行定期演練，以確保應(yīng)急預(yù)案能夠得到真正有效地實(shí)施。

（2）急救措施

皮膚接觸：應(yīng)立即脫去被污染者的衣物，用流動(dòng)清水反復(fù)沖洗至少15 min后就醫(yī)。眼睛接觸：應(yīng)立即提起眼瞼，采用流動(dòng)的清水徹底沖洗至少15 min后就醫(yī)。吸入：若不慎吸入丙烯醛蒸汽，應(yīng)迅速轉(zhuǎn)移至空氣新鮮處，保持呼吸通暢；遇到呼吸困難的，應(yīng)給予輸氧。食入：立即用水漱口，并飲用牛奶或蛋清，送醫(yī)。

（3）消防措施

丙烯醛屬于易燃物質(zhì)，有害燃燒物應(yīng)為一氧化碳和二氧化碳。如遇丙烯醛泄漏并引發(fā)火災(zāi)，應(yīng)緊急封鎖隔離火場(chǎng)四周100 m 范圍。消防人員必須佩戴防毒面具，在安全距離以外的上風(fēng)向進(jìn)行滅火。滅火劑可采用抗溶性泡沫、砂土、干粉或二氧化碳，用水滅火無(wú)效。

（4）泄漏應(yīng)急處理

如遇丙烯醛泄漏，應(yīng)立即將泄漏污染區(qū)域的人員撤離至安全區(qū)并進(jìn)行隔離（少量泄漏隔離150 m，大量泄漏隔離300 m），嚴(yán)格限制出入；切斷火源。應(yīng)急處置人員進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)觀察前，須佩戴自給正壓式呼吸器，穿防靜電工作服，嚴(yán)禁接觸或走越泄漏池。少量泄漏時(shí)，用砂土、活性炭或其他不燃的惰性材料進(jìn)行吸附或吸收；大量泄漏時(shí)，構(gòu)筑圍堤進(jìn)行收容，并用泡沫覆蓋以降低丙烯醛蒸汽造成的環(huán)境危害；用消防泵將泄漏的丙烯醛液體轉(zhuǎn)移至槽車(chē)或?qū)Ｓ萌萜髦校源潞筮M(jìn)行回收利用；不能回收利用的須交給有資質(zhì)的危險(xiǎn)廢物處置單位進(jìn)行處置，嚴(yán)禁非法傾倒。

（5）疏散措施

如事故無(wú)法得到有效控制，企業(yè)應(yīng)立即通知相鄰單位及相應(yīng)人群，做好必要的防護(hù)措施。必要時(shí)聯(lián)系政府部門(mén)，引導(dǎo)下風(fēng)向4 km 范圍內(nèi)人群進(jìn)行疏散，將突發(fā)環(huán)境事件危害降至最低。

3 結(jié)論

本文以某企業(yè)丙烯醛儲(chǔ)罐泄漏事故為源項(xiàng)，運(yùn)用EIAPro2018 軟件進(jìn)行了丙烯醛泄漏事故的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)，計(jì)算出企業(yè)丙烯醛泄漏事故造成的最大影響范圍，并結(jié)合預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)貯存、使用丙烯醛的企業(yè)提出了相應(yīng)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防控要求，以降低丙烯醛泄漏事故環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)影響程度，最大程度地保護(hù)人民群眾的人身財(cái)產(chǎn)安全。