危险化学品污染防治
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第一章 绪论

第一节 危险化学品事故及其引发的环境污染

一、危险化学品事故的分类

2011年2月国务院修订通过的《危险化学品安全管理条例》(国务院令第591号)第三条明确规定:危险化学品,是指具有毒害、腐蚀、爆炸、燃烧、助燃等性质,对人体、设施、环境具有危害的剧毒化学品和其他化学品。

危险化学品事故是指《危险化学品安全管理条例》规定范围内的危险化学品生产、储存、使用、经营和运输过程中由危险化学品造成的人员伤害和财产损失事故(矿山开采过程中发生的有毒、有害气体中毒,爆炸事故,放炮事故除外)。

据中国化学品安全网和中国化学品安全协会官网公布的数据信息统计,2013~2019年我国共发生危险化学品事故5513起,造成5592人受伤、2560人死亡[1]。如2015年8月12日天津市滨海新区天津港的瑞海公司危险品仓库特别重大火灾爆炸事故、2019年3月21日江苏响水天嘉宜公司特别重大爆炸事故等,均造成极大的生命财产损失,留下深刻的教训。

按照发生形式,危险化学品事故分为危险化学品火灾事故、危险化学品爆炸事故、危险化学品中毒和窒息事故、危险化学品灼伤事故、危险化学品泄漏事故和其他危险化学品事故6类,其中以危险化学品泄漏、危险化学品火灾、危险化学品爆炸、危险化学品中毒和窒息四类为主,2013~2019年危险化学品泄漏、危险化学品火灾和危险化学品爆炸事故分别占事故总起数的45.09%、22.95%和19.28%[1]。2013~2019年我国危险化学品事故类型统计见图1-1。

图1-1 2013~2019年我国危险化学品事故类型统计

1.危险化学品火灾事故

危险化学品火灾事故指燃烧物质主要是危险化学品的火灾事故,包括易燃气体火灾、易燃液体火灾、易燃固体火灾、自燃物品火灾、遇湿易燃物品火灾、其他危险化学品火灾。易燃气体、液体火灾往往又引起爆炸事故,易造成重大的人员伤亡。由于大多数危险化学品在燃烧时会放出有毒有害气体或烟雾,危险化学品火灾事故中往往会伴随发生人员中毒和窒息事故。

2.危险化学品爆炸事故

危险化学品爆炸事故指危险化学品发生化学反应的爆炸事故或液化气体和压缩气体的物理爆炸事故,包括:爆炸品的爆炸;易燃固体、自燃物品、遇湿易燃物品的火灾爆炸;易燃液体的火灾爆炸;易燃气体爆炸;危险化学品产生的粉尘、气体、挥发物爆炸;液化气体和压缩气体的物理爆炸;其他化学反应爆炸。爆炸品的爆炸,又可分为烟花爆竹爆炸、民用爆炸器材爆炸、军工爆炸品爆炸等。

3.危险化学品中毒和窒息事故

危险化学品中毒和窒息事故主要指人体吸入、食入或接触有毒有害化学品或者化学品反应的产物而导致的中毒和窒息事故,包括吸入中毒事故、接触中毒事故、误食中毒事故、其他中毒和窒息事故。其中,吸入中毒事故的中毒途径为呼吸道,接触中毒事故的中毒途径为皮肤、眼睛等,误食中毒事故的中毒途径为消化道。

4.危险化学品灼伤事故

危险化学品灼伤事故主要指腐蚀性危险化学品意外地与人体接触,在短时间内即在人体被接触表面发生化学反应,造成明显破坏的事故。

5.危险化学品泄漏事故

危险化学品泄漏事故主要指气体或液体危险化学品发生了一定规模的泄漏,虽然没有发展成为火灾、爆炸或中毒事故,但造成了严重的财产损失或环境污染等后果的危险化学品事故。危险化学品泄漏事故一旦失控,往往造成重大火灾、爆炸或中毒事故。

6.其他危险化学品事故

其他危险化学品事故指不能归入上述五类危险化学品事故之外的其他危险化学品事故,如危险化学品罐体倾倒、车辆倾覆等,但没有发生火灾、爆炸、中毒和窒息、灼伤、泄漏等事故。

二、危险化学品事故引发的环境污染

危险化学品事故的发生不仅严重威胁人们的生命财产安全,还会对环境造成严重的污染,危险化学品在生产、储存、运输、使用和处置过程中发生的爆炸、燃烧、大面积泄漏等事故,都有可能引发突发性环境污染。

1.危险化学品事故造成环境污染的诱因

(1)安全生产突发事故造成环境污染 安全生产突发事故造成环境污染主要有泄漏突发事故、燃烧爆炸突发事故、突发事故救援措施不当3种类型[2]

①泄漏突发事故造成环境污染。我国化工产量较大,产品品种繁多,工艺复杂,一些中小型化工企业在技术上不达标,生产工艺落后;为了降低生产成本,一些企业会通过非正规渠道购买淘汰的设备,然后进行二次利用。落后的生产工艺和不达标的设施设备,再加上人员操作技能水平低、生产管理不完善,增加了泄漏突发事故的发生概率,事故处置不当或者处置不及时,危险化学品会释放进入环境,造成环境污染。如2000年1月27日福建闽江上游沙溪河段边,某农药厂乐果车间生产线发生泄漏,大量三甲基二硫代磷酸酯流入河流,污染河流几十千米。

②燃烧爆炸突发事故造成环境污染。危险化学品在燃烧爆炸过程中会产生大量烟雾和烟尘,释放出大量二氧化碳、一氧化碳、醛、光气、氯化氢、腈、氨、氯、氰化氢等气体,这些气体具有毒性、麻醉性和窒息性,一旦扩散到空气中,易造成大气污染。此外爆炸事故往往使车间反应装置、原料仓库、储罐突然损坏,大量危险化学品瞬间机械释放,迅速进入环境,污染空气、土壤和水体,造成环境污染。如中国石油吉林石化公司双苯厂爆炸火灾事故,车间苯胺装置、1个硝基苯储罐、2个苯储罐报废,大量的苯、苯胺、硝基苯释放进入松花江,污染了松花江水域,甚至俄罗斯也受到影响。

③突发事故救援措施不当造成环境污染。危险化学品突发事故特别是燃烧爆炸事故在处置中需要用到大量的消防用水,既要用水来灭火,又要用水来冷却装置和储罐,还要用雾状水稀释空气中的有毒气体。灭火水、冷却水、稀释净化水以及泄漏物形成数量巨大的混合液体。这种混合液体进入环境,易造成环境污染。如1986年11月1日,瑞士马塞尔市一家危险化学品仓库发生火灾,消防人员在灭火战斗中注入约1万加仑(1gal=3.785L,下同)水,结果灭火用水与约30t农药和化工原料流入著名的莱茵河,大量的硫磷和异物使受污染的河道长度超过240km,河面漂起大量死鱼和生物,人畜无法饮用,该河流沿岸的法国、联邦德国、荷兰等5个国家深受其害。

(2)危险化学品运输突发事故造成环境污染 危险化学品运输过程中,驾驶员、押车员和车辆维修保养员的不安全行为,运输工具、运输货物和运输环境的不安全状态,政府主管部门及相关部门和企业方面的管理缺陷,运输中跑、冒、滴、漏和交通事故都可能造成危险化学品大量泄漏,造成环境污染。如2003年2月10日,一辆大型槽车运载苯乙烯途经浙江省杭州市富阳区永昌镇时,不慎翻车,坠入村溪,车上2个密封盖脱落,致使剧毒苯乙烯液体泄漏,造成河水大面积污染。

(3)危险化学品储存突发事故造成环境污染 危险化学品储存过程中忽视安全,造成危险化学品丢失、泄漏或燃烧爆炸,泄漏物和燃爆产物进入环境造成环境污染。如1993年8月5日,深圳清水河外贸仓库内储有200多吨高锰酸钾、硝酸铵、硫化钠、过硫酸钠和300箱火柴的4号仓库发生系列爆炸,造成直接经济损失2.5亿元,大爆炸形成的烟云污染周围的水源、青菜、水果,致使周围地区农作物1年多无法生长。

(4)危险化学品使用突发事故造成环境污染 危险化学品使用不当,大量进入土壤和水体,造成环境污染。如1996年5月底,陕西省安康地区铁路沿线路基杂草疯长,影响火车正常安全行驶,铁路部门沿线喷洒除草剂嘧磺隆(森草净)。恰好遇上天降大雨,农药被雨水冲到路基旁的排水沟内,又流到河中,灌溉到稻田里,嘧磺隆不但除去了杂草,把稻苗也给除了,受害面积达84hm2

2.危险化学品事故引发的环境污染的特点

由危险化学品事故引发的环境污染具有以下特点[3-5]

(1)突发性强,污染物排放量大 危险化学品突发环境污染事故具有发生突然、不可预测性。突发性是危险化学品突发环境污染事故的最显著的特点。事故的发生时间、发生地点等往往都无法预知。其在生产、使用、储存和运输过程中都可能因人为失误、机器故障、设备腐蚀、碰撞等因素,使危险化学品受到碰撞、摩擦、静电、高温、潮湿等的作用,而造成事故的突发,在短时间内会导致大量有毒有害物质泄漏、燃烧、爆炸,释放出许多有毒有害物质。

如发生于2015年8月12日的天津港爆炸事故,两次爆炸相当于24t TNT炸药爆炸,对周边环境造成了严重污染。129种化学物质参与燃烧爆炸或者泄漏扩散,现场约有500t剧毒氰化钠被散播遗留在环境中。事故爆炸原点形成的一个直径约100m积满水的大坑,坑内氰化物超标40多倍,周边土壤含有一定含量的氰化物,周边空气中二甲苯等多种有机物超标,事故区域污水排放口氰化物一度超标3~8倍[6]

(2)波及面广,污染范围宽 危险化学品事故发生后,有毒气体迅速向下风方向扩散,有毒有害物质大都可严重污染空气、地面、道路和生产生活设施,会严重污染地表、水源,甚至会污染江河,从而扩大危害范围,破坏生态环境,短时间内危害范围即可能达数十甚至数百平方千米。如发生于2005年11月13日的吉林石化公司双苯厂爆炸事故,爆炸发生后,约100t苯类物质(苯、硝基苯等)流入松花江,造成了江水严重污染,沿岸数百万居民的生活受到影响。污染造成松花江江面上有一条长达80km的污染带向下流动,苯含量一度超标108倍。污染带先通过了吉林省的多个市县。之后污染带进入黑龙江省境内,引起哈尔滨市长达5天的停水。过了哈尔滨之后,污染带继续从南向北移动,流经佳木斯市等黑龙江省的多个市县,然后在松花江口注入黑龙江。污染带再沿黑龙江向东流动,先经过俄罗斯的犹太自治州,然后进入哈巴罗夫斯克边疆区,并且流经哈巴罗夫斯克(伯力)、共青城、尼古拉耶夫斯克(庙街)等城市,最后注入太平洋。

(3)环境危害大,持续时间长 危险化学品事故发生后,有毒物质有可能在空间形成污染云团,会从事故发生区域向四周尤其是下风方向扩散,造成大范围空间的污染,使危害效应大大增强,这种污染能持续较长时间,短则几小时,长则数日、数月。如发生于2005年11月13日的吉林石化公司双苯厂爆炸事故,松花江污染带尾部残余到12月29日才全部移出俄罗斯哈巴罗夫斯克市区阿穆尔河(黑龙江)水域[7]

(4)易形成二次污染 在危险化学品爆炸和火灾事故处置中,消防用的灭火剂和泄漏的有毒物料混合,控制不当极易进入污水管或雨排管线,流入江、河、湖、海,导致水环境污染,形成二次污染。

在化工事故处置中常用工艺措施进行处置,工艺操作不当也会造成二次污染。所谓“工艺措施”是指关阀断料、开阀导流、火炬放空、排料泄压等措施。2003年8月26日,浙江省杭州市富阳区金龙胶乳厂发生火灾,富阳消防大队灭火救援过程中,误将处于关闭状态的卸料口阀门打开,使2号反应釜内的物料外泄,遇明火发生爆炸,造成7名消防官兵受伤,同时导致部分危险化学品泄漏,污染环境,造成新的事故损失[2]