FG強吸附材料對危化品泄漏/流淌火吸附抑爆控制技術

黃建社，胡武軍，黃穎，靜恩磊，傅建越 ， 金志敏*

（1.永康市應急協會，浙江 永康 321300; 2.永康市農藥行業協會，浙江 永康321300; 3.永康市和諧思想研究會，浙江 永康321300; 4.永康市企業健康管理促進會，浙江 永康321300; 5.浙江工業大學，浙江 杭州 310014）

0 引言

我國是世界化工大國，隨著化工產品需求不斷遞增，2019年我國原油產量達1.91億噸，進口量為50 572萬噸，原油加工量達65 198.1萬噸[1]。截至2018年底，全國共有危險貨物道路運輸企業1.23萬家，車輛37.3萬輛，從業人員160萬人，每天有近300萬噸的危險物品運輸在路上，危險品道路運輸量占危險品運輸總量的70%。國內重點化工園區就達300多家。在生產經營儲運過程中存在大量隱患。

另外，目前所貯備應急設施物資仍跟不上社會發展要求；縱覽《危險化學品儲存通則》JT/T 451—2009標準附錄表C.1部分危險化學品滅火方法[2]及《危險化學品單位應急救援物資配備要求》GB 30077—2013等國標，依舊沿用60年一貫“沙土、石灰、活性炭、 PP吸油氈（易燃）”以及用水洗消等落后方法，存在伴生、次生燃爆災害事故及污染環境等風險隱患。《港口碼頭溢油設備配備要求》JT/T 451—2009標準附表1～4[3]仍大量襲用溢油分散劑等易污染水環境的落后設施，加劇了海洋、大氣、水生魚類、水生植物的受侵害程度，嚴重影響人類和城市環境的安全。因此，必須堅持關口前移、源頭治理，注重從源頭上防范化解重大風險，真正把問題解決在萌芽之時、蔓延之前的策略[4]。

但是各類火災爆炸事故仍頻繁發生。1989年8月12日的黃島油庫發生特大火災爆炸事故，造成19人死亡，100多人受傷，直接經濟損失3 540萬元。2010年7月16日大連新港輸油管線爆炸，引發大火和原油入海，形成500 m2的地面流淌火，造成巨大的生態災難。2011年蓬萊鉆井平臺溢油污染海洋，致使沿海人工養殖水生產品遭受損失高達16.83億元。2013年11月22日青島市東黃輸油管道發生泄漏，造成重大安全事故，導致造成62人遇難，136人受傷，直接經濟損失7.5億元，造成了嚴重的經濟損失和社會危害。2015年天津港“8·12”爆炸事故，共造成165人遇難、8人失蹤、798人受傷，直接經濟損失68.66億元。2016年4月22日，江蘇德橋倉儲有限公司儲罐區2號交換站發生火災，導致1名消防戰士在滅火中犧牲，直接經濟損失2 532.14萬元[5]。2019年3月21日，江蘇省鹽城市響水縣天嘉宜化工有限公司重大爆炸事故，造成78人死亡、76人重傷，640人住院治療，直接經濟損失19.86億元。

以上事故觸目驚心，尤其是在應對流淌火災應急撲救處置中，缺乏強吸附、滅火、抑爆、阻燃封堵類應急設施物資，盲目施救、誤失良機，是致使加劇伴生、次生燃爆、流淌火等重大環境污染災害事故的根源。上述重大事故案例，撲滅流淌火的方法有水噴射或采用沙土防火堤或挖防火溝，或溢油分散劑，缺點明顯。對于油脂類化學品引起的火災不可采用水撲滅，因油比水輕，油會浮在水面上繼續燃燒，同時油會隨著水流淌增大燃燒面積，使火勢進一步擴大，得到適得其反的效果。沙土堆成防火堤或直接挖溝形成防火溝撲滅流淌火，需要大量的沙土資源和人員，不能在短時間內撲滅流淌火，且火勢較大時沙土撲滅不能達到良好的效果。雖溢油分散劑為非易燃品，化學性質穩定，對金屬無腐蝕作用，運輸比較安全，但是在撲滅流淌火的過程中，短暫時間內溢油分散劑的局部濃度較高，可能與水體內的生物有短暫接觸，會給某些生物的發育生長帶來影響，且其費用昂貴、使用量大，是溢油量的20%以上。此外，油污在分解過程中產生的一些有害物質，會先被海洋生物吸收并累積，隨著食物鏈的傳遞，會威脅到人的身體健康，造成嚴重的生態危害。

針對以上缺陷，本文提出一災多難應急處置新技術，補上應急預案、應急技能短板，有利于提高全社會突發事故安全應急處置能力。本文提出FG高分子材料吸附危化品泄漏流并控制消除流淌火技術，已成功運用在危化品泄漏事故等搶險救援實踐。該技術能夠快速吸附水面及陸域溢油、危化品泄漏、控制消除流淌火蔓延擴散，同時可有效避免污染水域環境。

1 FG強吸附材料控制危險化學品泄漏/流淌火災的試驗

1.1 試驗材料

FG 吸附顆粒為惰性高分子聚合復合吸附材料，具有惰性、耐高溫、強吸附、不吸水等優異功能，對油類及芳烴類、烷類、苯類、酯類危險化學液體的吸附性達自身重量的5倍以上，最高可達9倍；持油性（油保持率）達99%。理化性質：不燃、無毒、無害、耐800 ℃高溫，耐-50 ℃低溫，化學性質穩定，無氧化作用，耐酸堿、耐腐蝕。

FG 吸附顆粒有著特殊納米微細孔空隙結構組織，吸儲孔隙率達95%，比表面積達300 m2/g，微孔組織構造有超強的物理吸附力場，吸附速率快，油水分離徹底，油污吸附后遇水不會滲透外溢，避免次生污染水土環境。具有油水分離性好，物理不可逆吸附、持油性能好等優異特點；適用于防治芳烴類、烷類、酯類、燃油類、化學溶劑類（甲苯、氯苯、二甲苯、乙基苯、六氯苯、苯酚、環己烷、鄰苯二甲酸二辛酯、甲醇、乙醇、汽油、柴油、機油、齒輪油）等液體介質泄漏，起到強吸附、防火、抑爆、阻燃的作用。

FG 吸附顆粒的吸附方式為物理吸附，污染物吸附率99%以上。經該材料處置后水面漂浮的危險化學液體被吸附材料快速吸收成為固體，水面即刻恢復潔凈，打撈時無任何滴漏現象，對水域環境和水生漁業無毒無害。

1.2 試驗方法

取面積1 m2的不銹鋼槽4只，分別置于水層20 cm，每只槽內均投放0#柴油2 L，油膜厚度約2 mm。吸附材料分別投放于槽內，金屬棒攪拌10 min，20 min后濾出各試驗、對照處理材料，濾至無油滴為止。若水面還有油膜則繼續投放吸附材料。若水面無油膜則無須投放吸附材料。各處理吸附材料投放量按照吸油性計算。試驗處理設FG吸附顆粒400 g，對照處理設常規吸附顆粒、船用吸油氈、氣凝膠吸附劑處理。考察各處理吸附，試驗處理設FG吸附顆粒400 g，對照處理設無機吸附顆粒、船用吸油氈、氣凝膠吸附劑，不設重復。考察各處理吸附水面柴油后的柴油殘留量，以mL/m2表示。吸油性、持油性測試方法按GB 6504—2008標準。水面含油量采用核磁會油率分析儀，直接測定含油率。

1.3 試驗結論

不同吸附材料的持油性清除水面油膜效果試驗及成本比較如表1所示。由表1可知，試驗組的FG吸附顆粒的材料成本、人工成本及合計成本都遠小于常規吸附顆粒對照組、船用吸油氈對照組及氣凝膠吸附劑對照組。此外，經試驗組的FG吸附顆粒吸附后，水面柴油殘留量在第一次時就達到0.05 mL/m2，而其他3組對照試驗分別經過6次吸附后，水面柴油殘留量各為4 mL/m2、0.248 mL/m2、0.248 mL/m2，這大大增加了成本。最后，試驗組的FG吸附顆粒的持油性也明顯好于常規吸附顆粒對照組、船用吸油氈對照組及氣凝膠吸附劑對照組。表 1的試驗結果表明，在油膜厚度為2 mm/m2、含油量為2 L/m2的情況下，決定吸油清除效果及成本優劣的指標為吸附材料的持油性。

表1 不同吸附材料的持油性清除水面油膜效果試驗及成本比較

2 FG強吸附材料控制危險化學品泄漏/流淌火災技術的成功案例

FG高分子材料吸附危化品泄漏流并控制消除流淌火技術已成功運用在危化品泄漏事故等搶險救援實踐，以下為具體案例：

（1）護航G20杭州峰會期間，永康市中翼/千喜救援隊積極響應省市應急指揮中心指令，參加2016年7月15日G25長深高速永康段（浙BH67**）油罐車16 t機油泄漏永康江（永祥溪）搶險清污行動。有效制止一起重大環境危害事故與次生災害事故[6]。

本次搶險活動布放五道220型FG吸附拖欄來應急處置約33 000多平方米的受污河道、農田、道路。全程清污行動未使用任何溢油分散劑，并將打撈的廢棄物作了無害化處理，有效地保護了下游錢塘江全線水系魚類、水域和兩岸城市環境（如圖 1所示）。受到2016年12月8 ～9日在北京召開“第五次國際溢油組織研討會議”國內外業內專家及各級應急部門領導的高度評價，此舉打破了國內外溢油環保模式治理的新紀錄。

圖1 “七一五”長深高速機油泄漏事故應急處理

（2）2020年4月12日上午10點，S27東永高速永康方巖出口匝道發生（浙B797**）油罐車側翻不明化學品泄漏事故[7]。永康市中翼/先鋒民防救援隊接到省高速指揮中心、110指令，立即攜帶FG強吸附、防火抑爆、惰性吸附材料等應急物資組織隊伍參與搶險。據航拍，污染水面約7 000多m2。約有10多噸化學液體泄流至方巖鎮雪塘村近千米引水渠（進入村莊中心300 m窨渠），危及氣體揮發燃爆風險。在市應急局指揮下，嚴格按照Q/YZY《化學危險品泄漏應急處置技術規范》[8]響應處置，首先在油罐車周圍投放FG防火抑爆自吸型拖欄，鋪蓋FG防火抑爆吸附顆粒劑，起到吸附防滑作用，讓救援車輛安全通行。將漂浮水渠（窨渠）5～8 cm厚液態化學物，投入FG 防火抑爆吸附顆粒/墊將其全部鋪蓋封鎖，降低有害氣體蒸發危害，避免一起次生燃爆風險惡性事故，全程清除廢棄物20多噸，由市環保部門依規處置，如圖2所示。

圖2 “4.12”東永高速化學品泄漏事故應急處理

3 FG惰性吸附材料使用措施以及注意事項

3.1 地面溢油應急措施以及注意事項

首先考慮在事發加油站、儲油庫、溢油地表鋪墊強吸附、防火、抑爆的FG吸附拖欄進行圍堵，防止污染物擴散流入下水道、排洪溝、外界水域、土壤等限制性空間。

大量泄漏時，在貯油罐周圍鋪墊強吸附、防火、抑爆的FG吸附拖欄，將溢油引流應急池或挖坑納污封鎖防止擴散，并鋪蓋FG吸油顆粒劑（墊）來控制油料蒸發，避免次生燃爆事故發生。注意不可用水沖洗、沙土中和隨地拋棄處置，避免次生擴大環境污染。

撲救陸上石油化工裝置泄漏引燃流淌火災應按照“先外圍、后中心，先地面、后裝置”的順序，在實施冷卻保護的同時，首先消滅外圍火點和外溢地面流淌火焰，最后撲救裝置火災。

控制流淌火擴散與可燃物料時，先考慮破壞其燃燒條件。在消防噴淋作業滅火之前，首先阻截外圍流淌火蔓延擴散，用FG吸附顆粒（砂/墊）覆蓋燃燒外溢物料，在其表面形成覆蓋層，達到吸附封堵外溢物，抑制其燃燒條件并起到窒息火焰、防擴散的作用，避免消防污水危及周邊環境。

控制油罐區流淌火災，投放FG吸附顆粒（砂/墊）覆蓋外溢物料上，制止油罐區流淌火面積擴大，根據流淌火蔓延方向、地勢、風向等因素筑堤圍堵或定向導流入池，投放FG圍油拖欄阻燃隔熱，必要時調用機械拋投（空投）FG吸附包（集裝袋）應急控制流淌火蔓延、控制其燃燒速率、火焰高度、降低輻射熱流對臨近罐體建筑物等環境危害，將關口前移，救早救小，有效制止流淌火災害事故擴大。

3.2 水生態環境應急措施以及注意事項

控制溢油危及水域生態環境時，利用船只投放FG圍油拖欄緊急圍堵防擴散。在江河無法截流的險情下，選擇水流相對平穩（拉水壩）上游位置，布放 XTL-FGY150～200型吸附拖欄、用掛鉤橫向連接阻攔，分別設置不少于3～5道FG吸附拖欄，避免溢油漂移危及下游或周邊水域。

水域溢油發生先考慮將污染源頭控制，利用FG吸附拖欄控制溢油范圍，然后拋撒FG吸附顆粒劑（墊）物理吸附，約30 min吸附飽和成固態狀后即可打撈清除。

水上溢油面積較大，先考慮應急投放圍油拖欄防擴散，投放FG吸油顆粒（墊）進行物理吸附。若遇一時難以回收可在河道兩岸實施挖池納污，池內應鋪蓋FG吸附墊、避免油料蒸發次生危害，吸附后打撈，按政府相關規定處置。

撲救石油化工裝置突發水上溢油引燃流淌火災事故應按照“先外圍、后中心，先水面、后裝置”的順序，在實施冷卻保護的同時，采用強吸附、防火、抑爆FG圍油拖欄阻隔流淌火外溢擴散，最后撲救裝置火災。

控制流淌火擴散與可燃物料時，先考慮破壞燃燒條件。在消防員噴淋降溫滅火同時，首先考慮阻止流淌火蔓延擴散速度，用FG吸附顆粒（砂/墊）覆蓋引燃流淌物液，在其表面形成覆蓋層，達到抑制其燃燒條件并起到窒息火焰吸附有害污水雙重作用。

控制海港、危險化學品裝卸碼頭、儲油庫泄漏引燃流淌火災時，按照《危險化學品泄漏應急預案》《危險品運輸類企業環境污染事故應急救援預案》，根據泄漏液體的毒性及劃定的危險區域，確定相應的防護等級。首先在流淌火外圍投放防火型圍油欄，用FG吸油拖欄阻截流淌火蔓延外泄，投放FG惰性滅火砂進行吸附阻截，控制流淌火燃燒速率、從外到里熄滅流淌火焰、減少輻射熱流對附近儲油罐、船舶與周邊環境危害。流淌火災控制撲滅后縮小拖欄面積，直接將廢棄物打撈上岸，并按政府法規處置。

根據我國《海洋環境保護法》《水污染防治法》《中華人民共和國防治船舶污染內河水域環境管理規定》[9]，嚴格遵守《溢油分散劑》使用準則[10]，禁止在近海、內河、湖泊、飲用水源水庫等敏感水域使用，避免次生、衍生水體環境、水生魚類、城市環境重大災害事故，維護社會和諧與健康發展。因應急不當潛在衍生重大災害事故觸目驚心值得深思。

4 結語

FG吸附材料除了具有無毒、無味、不燃、憎水、吸水性能強、隔熱性能好等自身的優點外，在處理流淌火等重大事故時也具有明顯的優勢。其優勢為FG吸油拖欄成本不到圍油欄的30%，投放簡易，不須充氣和動力，不影響小船通行。若是溢油面積較大，還可將吸油拖欄圍攏使之面積縮小再打撈，使吸油顆粒便于回收。此外，吸附顆粒吸附了溢油污染物后仍成固體狀態，便于清理收集和裝袋遠離現場，避免了二次污染的產生。

FG吸附材料適用于各種有機物泄漏事故，據本試驗和FG吸附材料應用的成功案例可知，FG吸附顆粒的材料成本、人工成本及合計成本都遠小于常規吸附顆粒、船用吸油氈及氣凝膠吸附劑，大大降低了處理流淌火的經濟成本。首先，FG強吸附材料適用于交通道路運輸突發溢油、危化品泄漏事故應急處置。在吸附溢油的同時可迅速阻隔撲滅流淌火外溢擴散，若遇撒布路面的吸附砂/墊來不及清理時，可讓應急車輛輾壓通行，消除交通隱患同時，能夠控制消防污水外溢危及周邊水土環境。其次，FG強吸附材料適用于化學溶劑生產、倉儲、加油站的應急預案。FG吸附墊置放于化學溶劑管道閥門、油罐車、油桶正下方，從源頭吸附跑、冒、滴、漏的滲漏物。最后，FG強吸附材料適用于揮發性較大的芳烴類化學溶劑的生產儲存經營場所。使用FG 防火抑爆吸附包，可快速吸附游離室內有毒、有害氣體，消除燃爆事故風險隱患，提高倉庫安全系數，將危險化學品泄漏事故對周邊環境的影響降低到可控范圍。

FG強吸附材料抑爆控制技術的正確應用，有助于提高城市安全生產管理水平，提高危險化學品應急處置科學水平和能力，降低危化品應急處置給環境保護帶來的負面影響。