原油火災煙霧中有害氣體檢測與防范對策

李強

摘要：為在抑制原油火擴散行為的同時，降低有害氣體對人體呼吸系統(tǒng)造成的影響，針對原油火煙霧中有害氣體的檢測與防范對策展開研究。通過判定原油火煙霧中氣體成分，分析與有害氣體相關的檢測方法及所使用器材，再以此為基礎，確定防范有害氣體的實際應用策略。

關鍵詞：原油火煙霧;有毒有害氣體;檢測防范;氣體成分;檢測器材

原油是指開采出來后未經(jīng)提煉過的石油類物質(zhì)，也叫“黑色金子”，包含多種可燃烴類組成成分，常呈現(xiàn)暗綠色或黑褐色的黏稠液態(tài)，在特定物理環(huán)境下，也可保持半固態(tài)存在形式。原油中含有大量的釩、磷、氮、氧、硫等金屬與非金屬元素，可直接溶于多種有機型溶劑，但極難溶于水，隨外界物理條件的改變，可能與水產(chǎn)生化學反應，形成乳狀液類物質(zhì)[1]。按照密度范圍的不同，可將石油分為重質(zhì)原油、中質(zhì)原油、輕質(zhì)原油三類，但無論哪一種原油類物質(zhì)燃燒，都會對環(huán)境及人體呼吸系統(tǒng)造成極為嚴重的影響。

一、原油火煙霧中的氣體成分判定

原油火煙霧的產(chǎn)生過程大多為原油類物質(zhì)的非充分燃燒，由于外界溫度較高，這種物化反應可直接作為一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫等有害氣體的熱載體，加快其與人體組織細胞的實際反應速度[2]。

一般情況下，水蒸氣及二氧化碳在原油火煙霧中所占的物理比重相對較大，約為煙氣總量的90%—95%;另外，氮氧化物、碳化物、碳氫化合物、一氧化碳等氣態(tài)微粒物質(zhì)總量約為煙氣的5%—10%。這樣的混合氣體在燃燒作用下，會快速與周圍空氣融合，并傳播到更遠的空間區(qū)域中，不僅危害人類與動物的生存健康，也會對自然環(huán)境造成嚴重污染[3]。

二、有毒有害氣體檢測

根據(jù)國家標準GB/T18883-2019對原油火煙霧中有害氣體濃度的限定范圍，選取0.02—0.31mg/m3等多個濃度梯度的混合煙氣作為實驗氣體，具體濃度參數(shù)如表1所示。

原油火煙霧氣體傳感器由金屬電極、傳感器兩部分共同組成，其中金屬電極由高純度鋁板裁制而成，其尺寸水平基本保持為8.2cm×8.2cm，厚度約為0.4mm。具體制備過程如下：

（一）先將高純度的鋁制薄片放置在丙酮與乙醇的混合溶液中，經(jīng)過一段時間的超聲清洗后，再在其中滴入高氯酸混合溶液，進行約10min的物理拋光作用。

（二）將清洗拋光后的鋁制薄片放置在0.35mol/L的草酸混合溶液中，利用直流陽極氧化方法對其處理1h，撈出后放入鉻酸與磷酸混合溶液中，在恒溫50℃的條件下，去除鋁制薄片表面的氧化膜。完成去除后，再次放入5%的磷酸溶液中進行擴孔處理。

（三）通入流量比為1：2的乙炔氣體和氫氣，約10min后，將鋁制薄片取出。

（四）為避免突發(fā)性事件的出現(xiàn)，應多次重復上述實驗步驟，并挑選出數(shù)值結果相對較為接近的實驗組別作為參考對象，完成實驗后，對所獲得物理數(shù)值進行平均值求取處理，從而得到真實的原油火煙霧中有害氣體成分的檢測結果。

三、有害氣體的防范對策

（一）加強消防員防護裝備建設

原油火煙霧中的一氧化碳含量越高，其對人體的危害作用也就越明顯[4]，一氧化碳濃度在13%—75%時能引起爆炸。因此加強消防員個人防護裝備建設是預防有害氣體造成人身傷害的主要手段，如正壓式空氣呼吸器，該裝備在使用時間上具有明顯優(yōu)勢，是空氣呼吸器使用時長的2倍以上;該氧氣呼吸器中內(nèi)置一個冰盒，可以起到一個降溫和冷卻的作用，從而保護人身安全。同時擔任特勤任務的消防隊還應配備移動供氣源、強制送風呼吸器等用于消防員呼吸保護類裝備[5]。

（二）加強防范煙氣模擬實戰(zhàn)訓練

模擬實戰(zhàn)訓練是心理訓練最有效的形式。有條件的消防訓練基地內(nèi)都配備有煙熱訓練室，模擬出火場中煙氣高溫、黑暗、毒性等特征，設置相應的訓練內(nèi)容。利用模擬火災逃生煙熱訓練系統(tǒng)，可提高消防員在高溫、黑暗、密閉、煙霧、噪聲、狹隘空間等惡劣條件下的體能承受力、心理適應能力，同時消防員通過模擬訓練可克服火災煙氣帶來的恐懼感，提高心理素質(zhì)與應對處置能力。

（三）加強防排煙理論學習與技能培訓

加強消防人員學習火災煙氣理化性質(zhì)、掌握有害氣體危害性質(zhì)的理論知識培訓，為處置過程中制定應對措施，提高防范意識奠定堅實的理論基礎。同時要加強火場排煙技能培訓，熟練掌握火場中排煙方式的技術要領，同時使用噴霧水流、移動排煙機、排煙消防車、排煙降塵裝備等排煙技能也需要掌握和培訓。

（四）建筑上應設置防排煙設施

建筑防排煙設計首先要對國家和地方各種防火標準、規(guī)范等內(nèi)容有全面準確的理解和掌握。但是目前石油化工行業(yè)執(zhí)行的GB50160-2008《石油化工企業(yè)設計防火標準》（2018版）中并沒有對石化廠區(qū)內(nèi)建筑物的防排煙進行說明。但修訂后的規(guī)范指出石油化工企業(yè)中，生產(chǎn)和儲存、運輸具有不同特點和性質(zhì)的物料，必須采用不同的滅火手段和不同的滅火藥劑。設置消防設施時，既要設置大型消防設備，又要配備撲滅初期火災用的小型滅火器材。崗位操作人員使用的小型滅火器及滅火蒸汽快速接頭，在撲救初起火災上起著十分重要的作用，具有便于操作人員掌握、靈活機動、及時撲救的特點。當裝置的設備、建筑物區(qū)占地面積在10000—20000m2時，為了防止可能發(fā)生的火災造成的大面積重大損失，應加強消防設施的設置，如增設消防水炮、設置高架水炮、水噴霧系統(tǒng)、配備高噴車、加強火災自動報警和可燃氣體探測報警系統(tǒng)設置等。對我們的消防工作提供了可靠的依據(jù)。

四、結語

石油化工事故現(xiàn)場往往伴隨著各類危險化學品泄露、燃燒、爆炸危害和有毒有害、腐蝕性物質(zhì)等對環(huán)境造成的災害衍生產(chǎn)物，為合理保護大氣環(huán)境，控制有害氣體對人體造成的影響作用，在應急處置過程中應加強對環(huán)境的保護，控制災害等級和事故范圍，滅火救援行動結束后要對消防射水、泡沫等進行處理，對參與處置的人員、車輛及器材裝備進行洗消，盡可能降低對天氣、土壤、水體的污染，嚴防發(fā)生環(huán)境污染的次生災害事故。應合理監(jiān)督原油類物質(zhì)的燃燒行為，并在煙霧排放之前對其進行合理的檢測與排查，利用相關物化手段，去除其中的氮、碳、硫等有毒有害的物理元素，還人們一個更加安全與舒適的大氣生存環(huán)境。

參考文獻：

[1]史俊杰，胡代清，郭建強，等.抽水蓄能電站地下廠房施工有毒有害氣體運移規(guī)律及通風系統(tǒng)優(yōu)化研究[J].水電能源科學，2018，36（12）：163-166.

[2]李輝，李超鋒，石艷明，等.基于ALOHA的有毒有害氣體泄漏對主控室可居留性影響研究[J].核動力工程，2019，40（1）：131-135.

[3]付金宇，李穎，吳鵬，等.海上事故有害氣體的擴散研究——以“桑吉”輪撞船事故為例[J].海洋通報，2019，38（1）：115-120.

[4]黃志煌，韓瑀萱，陳緒文，等.米倉山特長隧道瓦斯、硫化氫等有毒有害氣體防治及安全管理[J].現(xiàn)代隧道技術，2018，55（S2）：898-903.