南京長江第四大橋危險化學品運輸泄漏事故影響研究

姜文婷 徐文文 許雪記 王玉紅

（1. 華設設計集團股份有限公司，江蘇南京 210014；2. 江蘇省交通運輸環境保護工程技術研究中心，江蘇南京 210014）

1 引言

隨著我國經濟和工業生產的不斷發展，對于危險化學品（以下簡稱“危化品”）的需求量不斷增長，進而引起其運輸量的提高。總的來說，危化品運輸近年呈現出運輸距離縮短、單次運輸量下降、運輸種類增多等趨勢，由于水運運輸速度較慢以及航空運輸成本較高，公路運輸成為危化品運輸的主要交通渠道［1-2］。相比于普通貨物，由于危化品具有危害特性，若在運輸過程尤其是在長大型橋梁行駛過程中發生泄漏，不可避免地會對周邊水環境造成污染［3］。

南京長江第四大橋是我國“五縱七橫”國道主干線中上海—成都高速公路的樞紐工程和南京繞越高速公路的過江通道與重要組成部分，與此同時，長江第四大橋下游分布多個水源地，水環境較為敏感，一旦發生危化品泄漏事故，對周邊水環境的影響巨大，對下游水源地供水安全更是會帶來災難性后果。

本文采用MIKE21 對上述事故情景進行長江第四大橋發生交通事故進行模擬，預測漲急以及落急大橋發生甲醇、乙二醇、苯、苯胺泄漏事故時污染團擴散影響范圍及影響時間，并對上下游水源地取水口的影響進行分析，為長江第四大橋相關管理部門構建事故應急體系提供支撐。

2 長江第四大橋概況

2.1 基本情況

長江第四大橋工程位于江蘇省南京市六合區、棲霞區和江寧區，南接滬寧高速公路，北接南京繞城公路東北段，全長28.996 km。其中跨江大橋（長江第四大橋）長5.448 km（包括主跨1.418 km 及引橋4.030 km）。

長江第四大橋主橋為雙塔三跨連續鋼箱梁懸索橋，跨徑575 m+1 418 m+483 m，長2 476 m。其中，位于長江兩側大堤之間路段長度約2 km。橋面雨水通過兩側設置的泄水孔排出橋面，泄水孔間距約8 m，管徑20 cm。

2.2 沿線取水口分布情況

長江第四大橋跨江段上游20 km、下游50 km共分布6 個取水口，取水口信息見表1，其中下游取水口4（南京）距離長江第四大橋最近。

表1 長江第四大橋上下游水源地取水口信息km

3 化學品泄漏事故后果模擬

3.1 事故模擬情景

從危化品槽罐車載重看，槽罐容積一般為20 m3左右，最大容積為40 m3。對長江第四大橋沿線企業和化工園區危化品運輸量較大的主要品種與運輸頻率進行調查，綜合考慮危化品的水溶性和運輸量，選擇以甲醇、乙二醇、苯、苯胺為代表進行預測。

目前危化品槽罐車的最大容積為40 m3，泄漏量按50%化學品泄漏入水計，即20 m3。危險化學品泄漏后未采取措施，泄漏時間為20 min。結合長江口潮汐特征，取不利漲潮及落潮期作為水文設計條件，泄漏點選取長江第四大橋中泓線距岸邊距離的2/3處。事故情景見表2。

表2 事故情景 t

情景設置1 為對長江第四大橋上游取水口最不利方案，情景設置2 為對長江第四大橋下游取水口最不利方案。

3.2 模擬結果分析

本研究采用MIKE21 對上述事故情景進行長江第四大橋發生交通事故24 h 模擬。各危化品的評價濃度限值為：甲醇3.0 mg/L、乙二醇1.0 mg/L（前蘇聯生活飲用水和娛樂用水水體中有害物質的最大允許濃度）、苯0.01 mg/L、苯胺0.1 mg/L（GB 3838—2002《地表水環境質量標準》中集中式生活飲用水地表水苯胺的標準限值）。

3.2.1 漲急條件下結果分析

漲急條件下發生危化品泄漏的遷移過程，對上游取水口水質最不利。漲急時發生泄漏事故后對上、下游取水口的影響時間和危化品濃度見表3。

由表3 可知，漲急條件下甲醇、乙二醇、苯、苯胺泄漏后均不會到達上游水源地取水口，不會對上游取水水質產生影響。

甲醇、乙二醇泄漏后到達下游最近的水源地取水口4（南京）已低于該標準限值，對取水口的水質影響較小。苯泄漏后約6.67 h 后到達下游距長江第四大橋最近的取水口4（南京），此時苯影響最大濃度為0.30 mg/L，高于GB 3838—2002《地表水環境質量標準》中集中式生活飲用水地表水苯的標準限值。苯胺泄漏后約6.82 h 后到達下游取水口4（南京），此時苯胺影響最大濃度為0.35 mg/L，高于GB 3838—2002《地表水環境質量標準》中集中式生活飲用水地表水苯胺的標準限值。

3.2.2 落急條件下結果分析

落急條件下發生事故時危化品污染云團最快到達下游取水口，為對下游取水口最不利方案。下游取水口的影響時間和危化品濃度見表4。

表4 落急條件下20 m3 危化品泄漏對長江第四大橋下游水源地取水口影響預測結果

由表4 可知，最不利條件下，甲醇及乙二醇泄漏對下游水源地取水口無影響。苯、苯胺泄漏會對下游水源地取水口水質有較大影響。

根據預測結果，落急條件下苯泄漏約2.33 h 后到達下游離長江第四大橋最近的水源地取水口4（南京），影響最大濃度為0.46 mg/L，持續1.67 h 后苯污染團離開取水口4 向下游擴散，約7.67 h 后到達下游取水口5（儀征），影響最大濃度為0.10 mg/L，持續8.83 h 后苯污染團繼續向下游擴散，約28.17 h后到達下游取水口6（揚州），此后隨著污染團向下游繼續擴散，濃度逐漸降低。

落急條件下，苯胺泄漏約2.67 h 后到達下游取水口4（南京），影響最大濃度為0.50 mg/L，持續1.17 h苯胺污染團離開取水口4 向下游擴散，約14.50 h 后到達下游取水口5（儀征），影響最大濃度為0.12 mg/L，隨后污染團繼續向下游擴散，但濃度低于苯胺的標準值，不會到達下游取水口6（揚州）。

根據泄漏事故預測時間和濃度峰值，可對下游取水口特別是較近的取水口進行事故預警，并且對長江第四大橋發生事故應急響應提供決策支持，最大限度避免對長江水體和下游取水口水質造成的污染沖擊。

4 結論

本研究預測分析了長江第四大橋發生危化品泄漏事故風險影響范圍和影響程度，根據上述模擬結果，長江第四大橋發生危化品泄漏事故時從泄漏到水體局部污染再到對下游水源地取水口形成嚴重后果，一般會歷經一個相對較長的時間過程，也就是說，并不會頃刻間造成對下游取水口的直接危害，可以在事故發生后利用一定時間采取應急響應行動。

長江第四大橋可建立突發環境事件應急體系，能夠第一時間啟動應急響應程序，利用一定時間及時有效地阻止污染團擴散。與下游水廠建立聯動機制，一定時間內關閉水廠取水系統，以保障供水安全。