劉道良
摘要:針對(duì)近幾年木器加工行業(yè)頻發(fā)的“非傳統(tǒng)性”環(huán)保裝置火災(zāi)展開(kāi)研究,分析其發(fā)生火災(zāi)的內(nèi)在機(jī)理,研究問(wèn)題出現(xiàn)的根本原因,從設(shè)備設(shè)計(jì)、防火分隔、日常維護(hù)管理到執(zhí)法監(jiān)管等多個(gè)方面,提出解決問(wèn)題的路徑,并分析其合理性。
關(guān)鍵詞:木器加工;環(huán)保設(shè)施;火災(zāi)
近年來(lái),隨著人們環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng),木器加工行業(yè)逐漸增配了各種類(lèi)型的環(huán)保裝置和設(shè)備,對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣、廢水、廢料進(jìn)行處理,但是也帶來(lái)了一些意外的火災(zāi)事故,暴露了一些新的問(wèn)題,值得引起重視和探討。
1? 木器加工行業(yè)常見(jiàn)環(huán)保設(shè)施的類(lèi)型
木器加工行業(yè)一般采用水吸收裝置、活性炭吸附裝置、UV光氧催化裝置(Ultravioletray,紫外線(xiàn))等對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的VOCs(Volatile Organic Compounds,揮發(fā)性有機(jī)物)進(jìn)行處理,根據(jù)生產(chǎn)工藝和產(chǎn)生的廢氣的種類(lèi),采用一種或者多種裝置聯(lián)用。對(duì)于生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的木屑和危廢則進(jìn)行簡(jiǎn)單收集,走資源再回收利用渠道。
1.1? 水吸收裝置
利用廢氣中某些物質(zhì)易溶于水的特性,讓廢氣直接與水接觸,從而溶解于水或者是利用酸堿性的不同進(jìn)行中和反應(yīng),同時(shí)在水中設(shè)置吸附球,固體顆粒直接通過(guò)水進(jìn)行過(guò)濾,由吸附球進(jìn)行吸附。工藝簡(jiǎn)單,管理方便,去除效率高,常見(jiàn)于VOCs的第一段處理。
1.2? 活性炭吸附裝置
利用活性炭自身獨(dú)特的孔隙結(jié)構(gòu),使廢氣中的部分成分附著于活性炭空隙的表面。以物理吸附為主,基本不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),不改變物質(zhì)原來(lái)的屬性。工藝設(shè)備簡(jiǎn)單、投資小、維護(hù)方便,凈化效果好,吸附效率高,適用面廣,能同時(shí)處理多種廢棄物[1]。
1.3? 光氧催化裝置
在催化劑作用下,利用高能紫外線(xiàn)的能量進(jìn)行光化學(xué)反應(yīng),通過(guò)光解使廢氣中的有害成分(乙酸乙酯、二硫化碳、苯、甲苯、二甲苯等)發(fā)生光氧化反應(yīng),分子鏈結(jié)構(gòu)發(fā)生變動(dòng),高分子化合物降解轉(zhuǎn)變成低分子化合物,徹底分解為二氧化碳和水。分解迅速,效果好,適用于低濃度VOCs的處理。常見(jiàn)的多是和其他設(shè)備聯(lián)用,它的作用效果嚴(yán)重依賴(lài)于前端設(shè)備的處理效果[2]。
1.4? 木屑除塵裝置
使用大功率風(fēng)機(jī)將木器加工過(guò)程中產(chǎn)生的木屑吹掃收集到一起,避免在生產(chǎn)車(chē)間內(nèi)形成擴(kuò)散,對(duì)環(huán)境產(chǎn)生粉塵污染,同時(shí)對(duì)收集起來(lái)的木屑進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)利用。因?yàn)槟拘伎梢宰鳛閴嚎s型木質(zhì)顆粒(新能源材料)的原材料,存在一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,常見(jiàn)的此工段均是外包,由第三方公司負(fù)責(zé)運(yùn)營(yíng)。在日常管理中,負(fù)責(zé)運(yùn)營(yíng)的第三方公司和單位主體之間可能存在一定的管理脫節(jié)。
2? 木器加工行業(yè)環(huán)保設(shè)施的火災(zāi)危險(xiǎn)性分析
2.1? 水吸收裝置分析
2.1.1? 水溶性不足、吸附球過(guò)載導(dǎo)致后續(xù)環(huán)節(jié)來(lái)源物料超標(biāo)
因?yàn)樗娜芙庑院臀角虻奈侥芰τ邢蓿枰婚g斷地活水流動(dòng)和吸附球的定期清理更換。且不是所有物料成分都能溶解于水,水吸收裝置本身也需要和其他設(shè)備配套使用,水吸收裝置只是其他設(shè)施設(shè)備的前段。因?yàn)檎w聯(lián)用系統(tǒng)都是程式化預(yù)先設(shè)計(jì),水吸收裝置的作用效果直接影響后續(xù)環(huán)節(jié)的處理。一旦水系統(tǒng)未能達(dá)到預(yù)期的初步處理效果,后續(xù)系統(tǒng)的來(lái)源物料很容易就會(huì)超出處理范圍。
2.1.2? 裝置材料本身具有可燃性
因考慮到水處理設(shè)備本身是使用水進(jìn)行處理,火災(zāi)危險(xiǎn)性比較低,加之廢氣溶于水后很容易形成具有腐蝕性的液體,很多單位在設(shè)計(jì)水處理設(shè)備噴淋塔時(shí)采用高耐腐性的PP材料(Polypropylene,聚丙烯纖維)或者玻璃鋼。這些材料很多本身具有可燃性,雖然設(shè)備本身難以引發(fā)火災(zāi),但當(dāng)其他區(qū)域發(fā)生火災(zāi),產(chǎn)生蔓延時(shí),水處理系統(tǒng)、正在處理含有易燃易爆氣體的廢氣,很容易產(chǎn)生燃燒,導(dǎo)致火災(zāi)的擴(kuò)大。
2.1.3? 電機(jī)系統(tǒng)故障后引發(fā)燃燒
水處理設(shè)備活水的流動(dòng),需要不間斷電源給水泵電機(jī)持續(xù)供電。一方面,水中融入的廢棄物雜質(zhì)過(guò)多后,容易導(dǎo)致葉片被卡,水泵堵塞,電機(jī)發(fā)熱,引發(fā)燃燒。另一方面,電機(jī)在水下潮濕環(huán)境工作,線(xiàn)路長(zhǎng)時(shí)間處于酸堿腐蝕性環(huán)境下,容易老化,導(dǎo)致短路起火。
2.2? 活性炭裝置分析
2.2.1? 活性炭吸附后的凈化有賴(lài)于人工手動(dòng)操作
活性炭裝置的處理能力完全依附于活性炭的吸附能力。活性炭吸附后,系統(tǒng)無(wú)法自身進(jìn)行凈化處理,必須依托人為及時(shí)更換活性炭,才能繼續(xù)起作用。但是活性炭吸附本身屬于物理反應(yīng),沒(méi)有太多的技術(shù)監(jiān)控措施,是否吸附飽和,什么時(shí)候吸附飽和僅憑肉眼難以簡(jiǎn)單判斷。
2.2.2? 活性炭的吸附能力受濕度影響較大
進(jìn)入活性炭的氣體如果水分較高,容易導(dǎo)致活性炭受潮?;钚蕴渴艹焙螅瑑?nèi)部孔洞吸附的物質(zhì)之間會(huì)發(fā)生粘連現(xiàn)象,導(dǎo)致部分孔洞被遮蓋。而活性炭的吸附機(jī)理主要在于其內(nèi)部的孔洞表面積較大,一旦部分孔洞被遮蓋,表面積變小,吸附能力下降。
2.2.3? 活性炭自身具有自燃性
活性炭是由多種功能團(tuán)、多種化學(xué)鍵組成的有機(jī)大分子,本身屬于可燃物。雖然其自身的燃點(diǎn)較高,但其受潮后,在一定范圍內(nèi)會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng),導(dǎo)致發(fā)熱,當(dāng)自熱積累的熱量超過(guò)散失的熱量時(shí),容易引發(fā)自燃現(xiàn)象。
2.3? 光氧催化裝置分析
2.3.1? 整個(gè)處理環(huán)節(jié)都可能存在可燃性氣體
光氧裝置的處理效果主要和紫外線(xiàn)光子能量大小與各物質(zhì)自化學(xué)鍵斷裂所需要的能量有關(guān)。部分化學(xué)物質(zhì)由于自身的特性,不容易被光解,在前段其他處理工藝中又未被處理,直接決定了光氧裝置的處理前、處理中、處理后存在可燃性氣體都是正?,F(xiàn)象。
2.3.2? 待處理氣體中可能混入其他成分
近年來(lái),由于環(huán)保整治的原因,很多木器加工行業(yè)單位將原有的油漆工藝改成水性漆工藝或者木蠟油工藝。但是目前市面上的水性漆工藝技術(shù)并不完善,水性木器漆使用在木器上硬度、光澤度都還和油性漆存在一定的差距。市場(chǎng)的廣大需求決定了很多改為水性工藝的廠家仍然在私底下使用油性漆,主要在于木料成型后的底層漆使用,后續(xù)再在表層使用水性漆處理。生產(chǎn)工藝實(shí)際產(chǎn)生的廢氣成分很可能超出原有根據(jù)水性漆工藝設(shè)計(jì)的處理標(biāo)準(zhǔn)[3]。
2.3.3? 裝置本身存在的孔洞給事故的發(fā)生提供了直接條件
一方面,環(huán)保裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,多為焊接連接,施工工藝不過(guò)關(guān),或者材料厚度不足,長(zhǎng)時(shí)間暴露在酸堿、高溫環(huán)境下容易出現(xiàn)漏眼。另一方面,裝置內(nèi)部和外部開(kāi)關(guān)之間是使用電線(xiàn)通過(guò)孔洞進(jìn)行連接,孔洞封堵不到位,孔洞的封堵材料老化都可能留下隱患。
2.4? 除塵裝置分析
2.4.1? 電流過(guò)載打火
木屑的收集基本都是依靠大功率風(fēng)機(jī)吹掃、抽吸。一旦長(zhǎng)時(shí)間不進(jìn)行清理,木屑堆積或受潮板結(jié),就增加了吹掃的難度,吹掃風(fēng)機(jī)需要通過(guò)增大電流的方式來(lái)提高功率,如果設(shè)備本身額定電流不夠大,實(shí)際電流超出線(xiàn)路能夠承受的范圍,線(xiàn)路過(guò)負(fù)荷的情況下很容易導(dǎo)致打火。
2.4.2? 金屬摩擦打火
吹掃、抽吸過(guò)程中,木屑上下翻飛,很容易形成爆炸性粉塵環(huán)境,而木器加工廠的木屑中混入鐵釘之類(lèi)的微小金屬材料很常見(jiàn),金屬材料在被抽吸時(shí),高速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中遇到其他金屬材料,很容易打火產(chǎn)生火星,火星遇到翻飛的木屑形成的爆炸性粉塵環(huán)境,很容易導(dǎo)致爆炸。
2.5? 危廢處置環(huán)節(jié)分析
2.5.1? 易燃易爆危險(xiǎn)品的外包裝桶
日常檢查中,經(jīng)常會(huì)有單位反映,倉(cāng)庫(kù)中存放的桶上的標(biāo)簽雖然是3類(lèi)液體,但實(shí)際上是空桶,不能按照易燃易爆危險(xiǎn)品來(lái)認(rèn)定,對(duì)于這樣的情況要注意:一是空桶的狀態(tài)只是暫時(shí)的點(diǎn)的狀態(tài),剛買(mǎi)過(guò)來(lái)的時(shí)候肯定是滿(mǎn)桶,只是剛好用完,大部分時(shí)候都應(yīng)該是存在易燃易爆危險(xiǎn)品的。二是空桶內(nèi)部桶壁都附有液體的殘留物,液體揮發(fā)出來(lái)的液體蒸汽在密封的桶中,已經(jīng)達(dá)到爆炸極限。
2.5.2? 木蠟油
通常認(rèn)為木蠟油是天然植物提取的擦拭劑,主要成分是植物油,閃點(diǎn)在200℃~300℃,不屬于易燃易爆危險(xiǎn)品,相對(duì)比較安全。然而,日常工藝中,都是使用棉紗蘸取木蠟油后對(duì)木料進(jìn)行擦拭。棉紗使用后,作為危廢處理,長(zhǎng)時(shí)間堆積,通風(fēng)不良的情況下,由于內(nèi)部油脂的氧化和聚合作用產(chǎn)生熱量積聚,達(dá)到一定程度后,極容易發(fā)生自燃著火。
3? 木器加工行業(yè)環(huán)保設(shè)施火災(zāi)的預(yù)防措施
3.1? 完善設(shè)備設(shè)計(jì)方案,從源頭上杜絕發(fā)生事故的可能
3.1.1? 系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮整體的配套性
木器加工行業(yè)的環(huán)保處理,是一個(gè)系統(tǒng)性工程。目前市面上采用的大多是各段從設(shè)備商處分開(kāi)采購(gòu),施工方集中組裝成套的方式。施工方在制定集成方案時(shí),要充分考慮各段設(shè)備之間的兼容性和匹配性。光氧裝置使用的是低濃度廢氣,設(shè)計(jì)時(shí)要考慮,經(jīng)過(guò)前段裝置處理的廢氣要達(dá)到進(jìn)入光氧裝置的濃度標(biāo)準(zhǔn)。
3.1.2? 后段設(shè)計(jì)應(yīng)考慮對(duì)前段的包容
對(duì)于整個(gè)生產(chǎn)工藝中可能出現(xiàn)的待處理的物質(zhì),需要從源頭開(kāi)始,統(tǒng)籌進(jìn)行設(shè)計(jì)考慮。設(shè)計(jì)時(shí),后一段設(shè)備的處理量既要考慮前一段設(shè)備正常工作時(shí)的產(chǎn)出量,還要考慮前一段設(shè)備未能正常工作時(shí)的事故量,分段工藝之間留足預(yù)備量。避免前段某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障,影響整個(gè)系統(tǒng)的使用。
3.1.3? 防爆設(shè)計(jì)應(yīng)考慮全流程、全細(xì)節(jié)
設(shè)計(jì)設(shè)備時(shí),對(duì)正常存在的、可能存在的、事故后才存在的全部環(huán)節(jié)都要考慮。必須是全系統(tǒng)防爆,避免燈防爆、開(kāi)關(guān)不防爆,車(chē)間內(nèi)固有設(shè)備防爆、臨時(shí)拿進(jìn)去的稱(chēng)重的稱(chēng)不防爆,整幢樓防爆、增設(shè)的自動(dòng)飲水機(jī)不防爆的現(xiàn)象。處理的細(xì)節(jié)上,木屑除塵裝置中應(yīng)設(shè)置金屬材料提前過(guò)濾環(huán)節(jié),光氧裝置中應(yīng)設(shè)置設(shè)備過(guò)負(fù)荷報(bào)警和自動(dòng)切斷,孔洞橡膠材料密封等措施,從物理措施上隔絕可燃?xì)怏w、粉塵和火星、高溫、電氣等火源的接觸。同時(shí),施工必須明確標(biāo)準(zhǔn),工藝要經(jīng)得住時(shí)間和高溫的考驗(yàn)。
3.1.4? 避災(zāi)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)考慮應(yīng)急裝置
因?yàn)橄到y(tǒng)的密封性,不可能每次檢查都打開(kāi)接受檢查,也為了避免打開(kāi)系統(tǒng)檢查時(shí),打開(kāi)過(guò)程中造成的火星掉落系統(tǒng)內(nèi)部引發(fā)火災(zāi)(曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò),環(huán)保檢查中使用工具切開(kāi)系統(tǒng)管道引發(fā)火災(zāi)的事故)。可以考慮研發(fā)數(shù)據(jù)感知觸點(diǎn),接入物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),實(shí)施在線(xiàn)監(jiān)測(cè),系統(tǒng)數(shù)據(jù)超標(biāo)自動(dòng)提醒報(bào)警。數(shù)據(jù)超標(biāo)到一定程度還應(yīng)當(dāng)具備聯(lián)動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備緊急停車(chē)功能和啟動(dòng)事故應(yīng)急系統(tǒng),避免超標(biāo)物料進(jìn)入光氧系統(tǒng)的功能。
3.2? 落實(shí)防火分隔措施,限制事故發(fā)生后的規(guī)模
3.2.1? 環(huán)保設(shè)備和生產(chǎn)設(shè)備之間的分隔
木器加工行業(yè)起步較早,在開(kāi)始建設(shè)時(shí)很少有附帶建設(shè)環(huán)保裝置的,這幾年隨著環(huán)保監(jiān)管的加強(qiáng),很多單位都是利用原有的條件,直接在外墻貼鄰設(shè)置環(huán)保裝置,對(duì)外墻不進(jìn)行任何處理。一旦設(shè)備發(fā)生火災(zāi),火勢(shì)很容易順著外墻的門(mén)窗洞口進(jìn)入車(chē)間內(nèi),造成次生災(zāi)害??梢钥紤]將環(huán)保設(shè)備和生產(chǎn)區(qū)域的火災(zāi)危險(xiǎn)性進(jìn)行區(qū)分,中間采用防火墻分隔,不留門(mén)窗洞口[4]。
3.2.2? 限制設(shè)備自身用材
制定環(huán)保設(shè)備的用材標(biāo)準(zhǔn),限制易燃可燃材料的使用,確保設(shè)備本身不會(huì)燃燒,即使出現(xiàn)故障也僅限于設(shè)備內(nèi)的物料本身,不至于擴(kuò)大。部分單位在室外搭建設(shè)備用房的,要杜絕使用泡沫夾心彩鋼板。
3.2.3? 設(shè)備內(nèi)部環(huán)節(jié)之間的分隔
在環(huán)保設(shè)備各段之間,環(huán)保設(shè)備管道各樓層之間,環(huán)保設(shè)備和生產(chǎn)設(shè)備之間設(shè)置防火閥,一段出現(xiàn)問(wèn)題,相互之間切斷聯(lián)系,防止設(shè)備發(fā)生火災(zāi)后,通過(guò)環(huán)保管道回火至生產(chǎn)設(shè)備。防火閥、阻火器必須兼具手動(dòng)開(kāi)啟功能,通過(guò)人事后操作的可靠性,減少物事前動(dòng)作不可靠性。
3.3? 落實(shí)規(guī)范管理和監(jiān)管措施
3.3.1? 嚴(yán)格控制物料成分
環(huán)保設(shè)備是按照生產(chǎn)產(chǎn)生的廢氣、物料實(shí)際進(jìn)行設(shè)計(jì)配置的,設(shè)計(jì)之前要對(duì)生產(chǎn)工藝中可能出現(xiàn)的VOCs的主要成分展開(kāi)研究分析,制定針對(duì)性的設(shè)備方案。設(shè)備平臺(tái)搭建好之后,需要嚴(yán)格按照規(guī)范使用。使用的過(guò)程中不能突破其原設(shè)計(jì)的功能,生產(chǎn)產(chǎn)生的廢氣、物料發(fā)生變化后,環(huán)保設(shè)備應(yīng)進(jìn)行針對(duì)性的調(diào)整,特別是在高溫、高電的光氧環(huán)節(jié)。
3.3.2? 做好設(shè)施設(shè)備的維護(hù)
環(huán)保設(shè)施設(shè)備不是一勞永逸的工程,不可能無(wú)限制地起作用。水吸收裝置里的水、吸附球,活性炭吸附系統(tǒng)里的活性炭,需要根據(jù)吸附的程度及時(shí)更換。光氧系統(tǒng)、廢氣管道內(nèi)側(cè)附著的油灰積液殘?jiān)枰ㄆ谇謇怼TO(shè)備的氣密性需要定期停機(jī)檢查。木屑吹掃裝置、危廢物品需要及時(shí)清理,不能積壓,不能受潮。對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的危廢,分析其真實(shí)的成分,分類(lèi)放置,具備易燃易爆性的,和普貨進(jìn)行有效區(qū)分,納入易燃易爆危險(xiǎn)化學(xué)品管理和儲(chǔ)存,走規(guī)范化的危廢處置流程。存在自燃可能性的,即用即處理,不在現(xiàn)場(chǎng)留存。處理過(guò)程中,要做好標(biāo)志標(biāo)識(shí),提醒危廢處置單位,單貨單運(yùn)單處理,避免運(yùn)輸和待銷(xiāo)毀處置過(guò)程中引發(fā)其他物品燃燒。
3.3.3? 環(huán)保設(shè)施設(shè)備納入生產(chǎn)設(shè)備統(tǒng)一實(shí)施安全監(jiān)管
環(huán)保設(shè)備是跟隨生產(chǎn)設(shè)備一起設(shè)計(jì)、設(shè)置的,主要作用也是對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的附帶物品的處理,可以認(rèn)為本身就是生產(chǎn)設(shè)備的一部分。一個(gè)單位在設(shè)計(jì)自己的生產(chǎn)流程時(shí),要從原材料進(jìn)入開(kāi)始考慮,直到所有的環(huán)節(jié)全部處理完畢才能結(jié)束。不管這套設(shè)備是后增加的,還是第三方設(shè)備供應(yīng)商租賃使用的。沒(méi)有環(huán)保設(shè)備,生產(chǎn)設(shè)備是不完整的,或者可以說(shuō)環(huán)保設(shè)備本身就是生產(chǎn)設(shè)備的一部分,日常監(jiān)管中只能將其作為一個(gè)密不可分的整體進(jìn)行考慮。
3.3.4? 設(shè)備的日常使用管理
環(huán)保設(shè)備基本都是依靠電進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。很多單位為了環(huán)保的達(dá)標(biāo)要求,設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)不停歇,設(shè)備的發(fā)熱、老化、疲勞都存在風(fēng)險(xiǎn),可以考慮的途徑:一是設(shè)置雙動(dòng)力系統(tǒng),定時(shí)更換運(yùn)轉(zhuǎn);二是加裝電氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng),電流出現(xiàn)異常自動(dòng)切斷通路;三是設(shè)置生產(chǎn)設(shè)備聯(lián)動(dòng),生產(chǎn)設(shè)備斷電停止運(yùn)轉(zhuǎn)后,一定時(shí)間環(huán)保裝置自動(dòng)停止;四是設(shè)置環(huán)保設(shè)備動(dòng)力和系統(tǒng)前端數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng),設(shè)備前端沒(méi)有待處理物進(jìn)入達(dá)到一定時(shí)間的,環(huán)保設(shè)備自動(dòng)停止[5]。
4? 結(jié)語(yǔ)
木器加工行業(yè)中的環(huán)保設(shè)施具有一定的行業(yè)專(zhuān)業(yè)性,消防部門(mén)實(shí)施日常消防監(jiān)管具有一定的難度。但其發(fā)生事故后,很多時(shí)候都是以火的形式對(duì)外展現(xiàn),也需要消防部門(mén)實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)處置。因此,為了減輕日常監(jiān)管工作的壓力,對(duì)于這個(gè)新的領(lǐng)域、新的現(xiàn)象還是要開(kāi)展多一點(diǎn)的研究,從源頭上減少火災(zāi)發(fā)生的可能。
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Fire risks and prevention measures in environmental
protection facilities in the wood processing industries
Liu Daoliang
(Shanghai Municipal Fire and Rescue Corps,Shanghai? 201400)
Abstract:In view of the frequent fires in wood processing industry in recent years, the paper studies "unconventional" environmental protection device , the inner mechanism of fire causes, analyzes the existed problems and puts forward the solutions in terms of the perspectives of equipment design, fire compartmentation, daily maintenance and management to multiple law enforcement supervising and managing, thus researches the rationality.
Keywords:wood processing;environmental protection facilities;fire disasters