天津市鋼鐵工業突發性環境污染事故應急監測預案

劉振羽 許亮 張悅

(天津市環境監測中心 天津 300191)

1 前言

天津市鋼鐵工業的發展已有60年的歷史，是我國鋼鐵產品重要生產基地之一。目前已形成國內最大的無縫鋼管生產基地，擁有在國際處于先進地位的大型燒結機、大型高爐、大噸位超高功率電爐、精煉爐、大噸位轉爐等設備，然而大批先進工藝和大型設備使用，也造成環境污染因子種類繁多，污染物排放量劇增。雖然各大型鋼鐵企業均安裝了環保凈化設備，然而一旦設備發生故障或安全事故，就可能造成大量污染物外泄，對周邊環境產生嚴重的污染。為了更快更好的應對鋼鐵工業突發性環境污染事故，及時開展現場監測，第一時間掌握事故信息及污染情況，為管理部門提供決策依據，最大限度的保護企業周邊環境，開展鋼鐵工業應急監測技術預案編制工作意義重大。

2 生產工藝

鋼鐵工業的生產工藝復雜，目前全球鋼鐵工業主要有兩種工藝路線，一種是“聯合”法，另一種為電弧爐法，前者常稱為“長流程”，后者常稱“短流程”：鋼鐵工業長流程主要應用高爐煉鐵技術，由于此技術具有經濟指標好，工藝簡單，生產量大，生產效率高，能耗低等優點，因此長流程工藝的鐵產量占世界總產量絕大部分。長流程工藝主要包括煉焦、燒結、高爐冶煉、轉爐冶煉、連鑄、軋鋼等工段。短流程根據原料可分為兩種：一類是鐵礦石經直接熔融還原后。采用電爐或轉爐煉鋼，主要特點在于鐵礦石原料不經燒結、球團處理，沒有高爐煉鐵生產流程；另一類以廢鋼為原料，由電爐熔化冶煉后，進入下一步工序，也沒有高爐煉鐵環節，有時為了提高效率，會在電爐冶煉中也采取兌加鐵水的工藝。

3 鋼鐵工業主要風險源分析

鋼鐵工業中主要的風險源焦化工序的主要危險物焦爐煤氣、高爐煤氣及產品荒煤氣：具有物質具有較大的毒性，且易燃易爆；燒結工序、高爐煉鐵工序、轉爐冶煉工序會產生大量的一氧化碳，一氧化碳具有毒性和易燃易爆性，一氧化碳對人體健康的危害主要是經呼吸道進入人體肺泡，迅速被吸收進入血液，與血紅蛋白結合成碳氧血紅蛋白，使血紅蛋白失去攜氧能力，使人體缺氧中毒；除此之外，高爐煉鐵工序、轉爐冶煉工序會產生一定量的氫氣，氫氣在生理學上是惰性氣體，僅在高濃度時，由于空氣中氧分壓降低才引起窒息。在很高的分壓下，氫氣可呈現出麻醉作用。氫氣與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇熱或明火即會發生爆炸。氫氣比空氣輕，在室內使用和儲存時，漏氣上升滯留屋頂不易排出，遇火星會引起爆炸。氫氣還可與氟、氯、溴等鹵素會劇烈反應。

4 突發性環境污染事故分析

4.1 事故類型

4.1.1 大氣污染事故

鋼鐵工業中很多設備都在高溫高壓的環境下運行，存在著突發性污染事故的風險，一旦反生事故，大量的有毒有害氣態污染物將快速擴散至空氣中，對環境和人體造成傷害。因此，在事故發生第一時間，必須對污染物類型、強度及影響范圍通過應急監測進行判定，為及時采取措施進行控制處置提供有力保障。

4.1.2 水污染事故

鋼鐵工業焦化工藝段在生產、貯運、裝卸過程中，存在著泄露或爆炸事故的隱患，一旦發生事故，將造成大量原料、產品損失、大量的含有危險化學品的污水排放，導致水體的污染；同時一些企業如果違法偷排將廢水排入周圍的地表水體也，也會造成嚴重的后果。

4.2 污染途徑分類

污染途徑主要分為直接污染和次生/伴生污染：直接污染主要由物料泄露引發，這類事故通常的起因是設備（包括管線、閥門或其它設施）出現故障或操作失誤、儀表失靈等，使易燃或可燃物料泄漏，彌散在空氣中，此時的直接危險是有毒物質的擴散對周圍環境的污染。事故發生后，通常采取切斷泄漏源、切斷火源，隔離泄漏場所的措施，通過適當方式合理通風，加速有害物質的擴散，降低泄漏點的濃度，避免引起爆炸。對泄漏點附近的下水道、邊溝等限制性空氣應采取覆蓋或用吸收劑吸收等措施，防止泄漏的物料進入，引發連鎖性爆炸；次生/伴生污染主要是指在焦化工藝段內化工生產階段危險化學品的爆炸或遭遇火災會產生新的的污染物；此外火災事故嚴重而措施不當時，可能引起爆炸等連鎖效應，從而引起重疊事故。

5 應急事故的監測布點及人員防護

5.1 大氣環境污染事故

大氣環境污染事故應急監測主要根據應急事故的類型，結合當時氣象條件，在主導風向的下風向設立監測點進行采樣，在事故周邊環境保護敏感點必須設置采樣點采樣。鋼鐵工業的大部分事故主要為煤氣泄漏，為確保監測人員的人身安全，采樣點應在事故現場的最外圍，配合相關部門監測泄漏到大氣的污染物濃度。

5.2 水環境污染事故

水環境污染事故監測主要結合事故單位排水走向，周邊河道分布情況，確定布點采樣，主要可在應急事故池或監控池內、泵站進出口、事故收納水體這三處設置監測點位。

5.3 人員防護

在鋼鐵工業發生的環境應急事故中，需要對一氧化碳、氫氣、甲烷、苯系物、氰化物等進行監測，這些物質不僅毒性很大，還有可能會造成人員的窒息，因此監測人員應配置正壓呼吸器、防化服等防護設備，并應聽從安全、消防部門的命令，決不可擅自進入區域進行監測，待確認監測地點安全后，再進行監測。

6 結論

通過對鋼鐵行業的主要危險源及工藝、污染物性質、污染途徑進行分析，摸清易產生事故的節點，結合我們自身的應急監測設備、監測能力，制定鋼鐵工業突發性環境污染事故環境應急監測預案，并有針對性進行演練，對有效地應對鋼鐵工業突發環境污染事故具有重要的指導意義。