危險化學品泄漏事故現場危險區域的劃分方法

宋寧 鄭園

（中國石化北京燕山分公司消防中心，北京102500）

危險化學品，特別是易燃易爆、有毒有害化學品發生泄漏事故后，如不能及時對現場進行警戒并疏散危險區域內的群眾，將危及現場周圍群眾的生命安全。如2003 年12 月23 日，重慶開縣高橋鎮中石油川東北氣礦羅家16H 井發生井噴事故，造成243 人死亡，疏散轉移6.5 萬人；又如2005 年3 月29 日，京滬高速江蘇淮安段發生一起嚴重交通事故，事故造成液氯槽車大量泄漏，導致高速公路周邊28 名村民中度死亡，350 人住院治療，270 人留院觀察，疏散村民15000 余人。

目前，危險化學品泄漏事故現場危險區域的劃分方法主要有經驗法、儀器測定法、理論計算法和計算機模擬計算法。

1 依據經驗數值設置初始隔離區和下風方向防護區

1.1 初始隔離區和隔離距離

初始隔離區是指事故周圍的區域。該區域內的人員可能吸入其蒸氣而危及生命。初始隔離區是一個以泄漏源為圓心的圓形區域，其半徑稱為初始隔離距離。如圖1 所示。

1.2 防護區與防護距離

防護區是指事故源下風向的正方形區域，該區域內如不進行防護，則可能使人致殘或產生嚴重的不可逆的健康危害。其中正方形的邊長稱為防護距離。如圖1 所示。

圖1 初始隔離區和下風方向防護區

應急人員到達事故現場后，在取得現場危險化學品濃度檢測值之前，可參照表1 數據（摘自《Emergency Response Guidebook》）設置現場初始隔離區和下風向防護區（表1 中未列出的危險化學品，可檢索加拿大、美國、墨西哥運輸部門編寫的《Emergency Response Guidebook》一書）。并據此對事故現場進行警戒和疏散現場周圍的群眾。

2 依據儀器檢測結果劃分危險區域

危險區域分為輕度危險區、中度危險區和重度危險區。

輕度危險區：有輕度刺激，在其中活動能耐受較長時間，脫離污染環境后，經一般治療基本能恢復；在該區救援人員可對群眾只做原則指導。

中度危險區：有較重癥狀，但經及時治療，一般無生命危險；救援人員戴過濾式面具，可不穿防毒衣，能夠活動2-3 小時；該區是救人的主要區域。

表1 部分有毒物質的初始隔離距離和防護距離（m）

表2 部分有毒物質危險區域的邊界濃度（mg/m3）[1]

重度危險區：有嚴重癥狀，不脫離該區，不經緊急救治，30分鐘內有生命危險；只有佩戴空氣呼吸器，并穿著防毒衣的人員才能進入該區。

經過偵檢人員的檢測，在取得了現場危險化學品濃度的檢測結果后，可參照表2 的相關數據，迅速對事故現場進行危險區域劃分，確定各區邊界，進而采取相應的個體防護及群眾疏散措施。

3 根據理論計算結果劃分危險區域

3.1 有毒氣體、蒸氣擴散濃度、危害區域計算。由于計算公式復雜、繁瑣，不適宜手工計算，故在此暫不做介紹。

3.2 火災、爆炸危害區域計算

池火災熱輻射危害范圍計算：

Ri- 傷害半徑

Q- 池火熱通量（w）

Ii- 造成傷害的熱輻射強度（w/m2），見表3。

表3 池火熱輻射人員燒傷半徑和設備設施破壞程度計算標準[2]

池火熱通量Q 按下式計算：

Q- 池火總熱通量（w）；

r- 池火半徑（m）；

H- 火焰高度（m）；

v- 燃燒速率（kg/s·m2）

η- 燃燒效率。

燃燒速率按下式計算：

Hc- 燃燒熱（kJ/kg）；

Hvap- 汽化熱（kJ/kg）；

Cp- 等壓比熱容（J/（kg.K））；

Tb- 化合物的沸點（K）；

Tc- 周圍環境溫度或液體溫度（K）

火焰高度按下式計算：

ρ0- 周圍空氣密度，取值1.16kg/m3

g- 重力加速度，9.8m/s2

3.3 蒸氣云爆炸沖擊波危害范圍計算

Ec- 爆炸總能量（J），Ec=Hcm，m 為爆炸物質量（kg），Hc為燃燒熱（kJ/kg）。

Ci- 經驗常數，與損傷程度有關。見表4。

表4 經驗常數的取值

4 應用計算機模擬計算確定危險區域

應用計算機模擬計算軟件，輸入泄漏類型、泄漏源強、風力、風向、大氣垂直穩定度等相關數據，由計算機通過數值計算并在地圖上標出各區域的邊界線，依此為參照劃分各區邊界，指導救援人員采取防護措施并疏散周邊群眾。

5 實例分析

下面以某高速公路液化石油氣槽車側翻泄漏事故為例，討論現場危險區域的劃分及警戒、疏散工作的布置。

5.1 事故簡介。2012 年10 月6 日，某高速公路一輛滿載20噸液化石油氣的槽罐車發生側翻，事故導致2 人當場死亡。在隨后的救援過程中，事故液化石油氣槽罐車突然發生爆炸，導致現場3 名消防人員遇難。

5.2 設置初始隔離區和防護區。通過查閱《Emergency Response Guidebook》一書可知，發生液化石油氣泄漏事故，現場隔離距離至少應為100m，大量泄漏時，其下風向的防護距離至少應為800m。據此，初到現場的救援人員應立即以泄漏點為圓心，設置半徑100m 的圓形區域為隔離區，也就是說要采取交通管制措施，高速公路實施雙向封閉，禁止任何車輛進入隔離區。對于隔離區內的車輛和人員立即疏散清空，禁止無關人員逗留。同時，在泄漏點下風向一側建立邊長為800m 的正方形防護區，對于防護區內的人員應予以疏散，撤出危險區域。

5.3 技偵人員實地檢測液化石油氣的擴散范圍及濃度，并據檢測結果隨時調整警戒和疏散范圍（濃度高于液化石油氣爆炸下限的25%的均為危險區域）。

5.4 假設槽車泄漏的液化石油氣發生蒸氣云爆炸，根據（e）式計算得：

R1=68m；

R2=208m；

R3=497m；

此計算結果與現場人員的描述較為相近（距事故點500m處能感受到強烈的沖擊波和熱輻射），也與《Emergency Response Guidebook》一書中介紹的液化石油氣槽車爆炸安全距離（18.144噸，安全距離608m）相近，說明此計算結果可以做為現場劃定潛在危險區的依據。據此，若泄漏不能有效控制，有可能發生爆炸時，則應疏散半徑為R2（也就是208m）圓形區域內的所有人員，以免遭到爆炸沖擊波的傷害，半徑為R3（也就是497m）圓形區域內的所有人員應采取適當的自我防護措施，以免被爆炸拋散的物體傷害。

6 結論

危險化學品發生泄漏事故后，救援人員應及時科學地劃分危險區域，對于處于危險區域受到危險威脅的群眾，要及時進行疏散或就地防護指導，以最大限度地減少事故造成的人員傷亡和財物損失。