船舶運(yùn)輸危險(xiǎn)化學(xué)品水上泄漏應(yīng)急處理研究

尹來(lái)平

（長(zhǎng)江南京水上應(yīng)急救助基地，江蘇南京 210011）

隨著我國(guó)船舶運(yùn)輸事業(yè)的不斷發(fā)展和陸路運(yùn)輸成本的持續(xù)提高，水路運(yùn)輸危險(xiǎn)化學(xué)品范圍和數(shù)量等也在日益增加，發(fā)展至今，船舶運(yùn)輸化學(xué)危險(xiǎn)品的種類已發(fā)展至爆炸品、壓縮（液化）氣體、易燃液體、易燃固體、氧化劑和有機(jī)過(guò)氧化物、毒害品、放射性物質(zhì)以及腐蝕品等9個(gè)領(lǐng)域，在一定程度上增加了危險(xiǎn)化學(xué)品泄漏的風(fēng)險(xiǎn)，因此，急需構(gòu)建切實(shí)、可行、高效的化學(xué)危險(xiǎn)品泄漏應(yīng)急處置方案。此外，隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化以及人口密集化等趨勢(shì)的不斷顯現(xiàn)，我國(guó)所消耗的環(huán)境資源已接近發(fā)達(dá)國(guó)家水平，而水資源作為日常生活與生產(chǎn)中不可或缺的基礎(chǔ)能源，其消耗情況、被污染程度等更是居于世界前沿。危險(xiǎn)化學(xué)品在運(yùn)輸途中一旦發(fā)生泄漏事故，就會(huì)對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境、水質(zhì)狀況等造成致命的影響，繼而威脅著水資源的安全性、穩(wěn)定性以及持續(xù)性，因此，建立完善的危險(xiǎn)化學(xué)品泄漏應(yīng)急事件處置方案，已成為保障我國(guó)水資源安全的必由之路。在互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展、市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制日益完善以及世界經(jīng)濟(jì)一體化趨勢(shì)逐步顯現(xiàn)等因素的共同作用下，化學(xué)危險(xiǎn)品行業(yè)所面臨的競(jìng)爭(zhēng)壓力也在不斷增大，一旦在運(yùn)輸過(guò)程中出現(xiàn)泄漏事故，就會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，極不利于企業(yè)的生存與發(fā)展。所以，必須建立切實(shí)可行的化學(xué)危險(xiǎn)品泄漏處置方案。綜上所述，對(duì)本課題進(jìn)行深入的分析與研究具有十分重要的意義。

1 引發(fā)船舶運(yùn)輸危險(xiǎn)化學(xué)品泄漏的原因

引發(fā)船舶運(yùn)輸危險(xiǎn)化學(xué)品泄漏的原因主要集中體現(xiàn)在人為因素、船舶因素、客觀因素以及適運(yùn)條件等方面：①人為因素。人為因素指的是運(yùn)輸人員的責(zé)任意識(shí)和專業(yè)素養(yǎng)。其中專業(yè)素養(yǎng)指的是在運(yùn)輸危險(xiǎn)化學(xué)品之前，運(yùn)輸人員所掌握的相關(guān)知識(shí)和信息。例如，當(dāng)運(yùn)輸人員未全面掌握危險(xiǎn)化學(xué)品物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)等信息時(shí)，就無(wú)法采取有效的措施和方案控制危險(xiǎn)化學(xué)品的泄漏和蔓延；而責(zé)任意識(shí)則是指運(yùn)輸人員自身的安全意識(shí)和責(zé)任意識(shí)。例如，一旦運(yùn)輸人員未能按時(shí)巡查船舶運(yùn)行狀況、危險(xiǎn)化學(xué)品存放環(huán)境，就會(huì)出現(xiàn)因船舶老化或危險(xiǎn)化學(xué)品錯(cuò)誤堆放等原因?qū)е滦孤┦鹿拾l(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。②船舶因素。船舶適裝條件依然是制約危險(xiǎn)化學(xué)品運(yùn)輸狀況的主要因素。一些企業(yè)為了控制運(yùn)輸成本，常常將危險(xiǎn)化學(xué)品運(yùn)輸任務(wù)派發(fā)給沒(méi)有相關(guān)運(yùn)輸資質(zhì)的公司和團(tuán)隊(duì)，使危險(xiǎn)化學(xué)品在運(yùn)輸過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)因船舶密封性、穩(wěn)定性以及牢固性不達(dá)標(biāo)等原因引起的泄漏事故[1]。③客觀因素。客觀因素指的是危險(xiǎn)化學(xué)品在運(yùn)輸期間所面對(duì)的天氣狀況。如大風(fēng)浪、大霧、強(qiáng)降雨等惡劣天氣的存在，會(huì)導(dǎo)致船舶出現(xiàn)碰撞、擱淺等安全事故。④適運(yùn)條件因素。船舶運(yùn)輸對(duì)危險(xiǎn)化學(xué)品的包裝、積載、隔離等有著嚴(yán)格的要求，且大多數(shù)危險(xiǎn)化學(xué)品都具有極強(qiáng)的腐蝕性、易揮發(fā)性以及易燃易爆性，如果不能對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的包裝和保存，勢(shì)必會(huì)增加危險(xiǎn)品在運(yùn)輸途中發(fā)生泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。

2 船舶運(yùn)輸苯乙烯泄漏的特征及危害

2.1 船舶運(yùn)輸苯乙烯泄漏的特征

苯乙烯是當(dāng)前水路運(yùn)輸中最為常見(jiàn)的危險(xiǎn)化學(xué)品，研究其水上泄漏原因和擴(kuò)散方式具有一定的代表性。苯乙烯（MARPOL分類Y）是一種油性液體，具有易漂浮、易燃、有毒、極微溶于水以及存在爆炸風(fēng)險(xiǎn)等特征，一旦發(fā)生泄漏，極易危害人類、水質(zhì)以及魚類，且危害持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)[1]。苯乙烯的擴(kuò)散行為同時(shí)受到溢油量、氣溫、水溫和風(fēng)速以及大氣湍流等因素的影響，且有少量的苯乙烯會(huì)溶于水，威脅海洋生物的生命安全，同時(shí)還會(huì)有少量溶解后的苯乙烯會(huì)停留在魚蟹等生物體內(nèi)，致使生物發(fā)生遺傳變異。此外，苯乙烯一旦蒸發(fā)到空氣中，還會(huì)進(jìn)一步形成苯乙烯云長(zhǎng)期停留在水域上空，給該區(qū)域水質(zhì)造成長(zhǎng)時(shí)間的影響。因此，研究苯乙烯水上泄漏時(shí)間及控制措施具有十分重要的意義。為準(zhǔn)確反應(yīng)溫度、風(fēng)速、波浪等對(duì)苯乙烯擴(kuò)散行為的影響，設(shè)計(jì)了ALOHA模型和Chem map模型去模擬苯乙烯在大氣和水中的泄漏，并將泄漏事故的相關(guān)條件設(shè)置為：泄漏量1 000kg/h、總泄漏量500t、溫度10℃、風(fēng)速2.5m/s和8m/s、波浪高度1m、逆流流速0.5節(jié)，具體監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)如表1所示。

表1中的A表示可感知苯乙烯氣味，但不會(huì)對(duì)人體造成危害，B表示需要使用個(gè)人防護(hù)設(shè)備，如防護(hù)服、防護(hù)面罩等，C表,需要使用自備呼吸設(shè)備（SCBA），D表示苯乙烯濃度達(dá)到爆炸限制，需要使用自備呼吸設(shè)備和防爆服。此外，苯乙烯在水中的擴(kuò)散預(yù)測(cè)使用的是Chem map模型，主要模擬的是泄漏量500t、風(fēng)速2.5m/s和8m/s情況下，苯乙烯在水中發(fā)生的擴(kuò)散行為，得出苯乙烯在水環(huán)境中發(fā)生泄漏事故時(shí)，如果時(shí)間沒(méi)有超過(guò)1h，則大多數(shù)的苯乙烯都處于漂浮于水面的狀態(tài)，時(shí)間超過(guò)1h后，苯乙烯就會(huì)逐步揮發(fā)到空氣中，且隨著風(fēng)速的增加，苯乙烯的揮發(fā)速度加快，在風(fēng)速2.5m/s時(shí)500t的苯乙烯揮發(fā)到空氣中需要9h，而在風(fēng)速8m/s時(shí)的條件下，500t苯乙烯只需要3h就能完全揮發(fā)到空氣中。

表1 ALOHA在大氣擴(kuò)散狀態(tài)下的監(jiān)測(cè)結(jié)果

2.2 船舶運(yùn)輸苯乙烯泄漏的案例分析

2.2.1 事故經(jīng)過(guò)

2001年4月17日8：00左右，大勇輪在長(zhǎng)江口水域附近（31°03"4N/122°46"5E）與大望輪發(fā)生劇烈碰撞，造成大勇輪右舷嚴(yán)重受損，導(dǎo)致右3艙及右4艙全部638.806t苯乙烯泄漏，并隨海流呈帶狀迅速向四周擴(kuò)散，擴(kuò)散范圍半徑達(dá)20海里左右，事故現(xiàn)場(chǎng)彌漫著濃烈的苯乙烯氣味[3]。從外觀看，大勇輪右4艙船墻出現(xiàn)V字形缺口，4艙甲板破口呈八型缺口，縱深至甲板中部，且右4艙艙中隔壁大面積凹陷，甲板管路及步橋嚴(yán)重彎曲斷裂，右3艙與右4艙隔板與甲板交角處破損，大勇輪船體結(jié)構(gòu)受到嚴(yán)重破壞，存在斷裂或傾覆的潛在危險(xiǎn)。

2.2.2 污染情況

此次碰撞事故對(duì)當(dāng)?shù)氐暮Ｑ蠹按髿猸h(huán)境造成嚴(yán)重?fù)p害，從市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)看，事發(fā)現(xiàn)場(chǎng)附近空氣中苯乙烯含量達(dá)55mg/m3，為正常數(shù)據(jù)的18倍，海水中苯乙烯含量達(dá)40.5mg/L，均遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出正常人群和環(huán)境所能承受的上限值。另外事發(fā)地點(diǎn)地處近岸水產(chǎn)資源保護(hù)區(qū)（169漁區(qū)），正是重要的魚、蝦、蟹苗的洄游產(chǎn)卵通道，而且該水域擁有小黃魚、帶魚、黃鯽、梭子蟹、銀鯧、海鰻、鮐魚、黃姑魚、鳳鱭等魚類資源，苯乙烯的大量泄漏勢(shì)必給該水域的漁業(yè)資源帶來(lái)不可估量的損失。

3 船舶運(yùn)輸危險(xiǎn)化學(xué)品泄漏應(yīng)急處理技術(shù)

3.1 處理技術(shù)

苯乙烯具有遇水之后，會(huì)表現(xiàn)出相應(yīng)的揮發(fā)性、漂浮性以及微溶于水性，因此，在開(kāi)展應(yīng)急處置工作時(shí)，需要使用到以下處理技術(shù)。

3.1.1 揮發(fā)型危險(xiǎn)化學(xué)品

泄漏事故的應(yīng)急處置技術(shù)：①噴霧稀釋。采用移動(dòng)式氣體捕消器、開(kāi)花水槍、噴霧水槍、大型噴霧器等對(duì)揮發(fā)型危化品進(jìn)行稀釋或驅(qū)散，降低泄漏現(xiàn)場(chǎng)毒氣濃度或破壞燃燒、爆炸條件。②化學(xué)洗消。根據(jù)危險(xiǎn)化學(xué)品的化學(xué)性質(zhì)，配制化學(xué)洗消劑，利用大型噴霧器或噴霧水槍對(duì)泄漏危險(xiǎn)區(qū)域的揮發(fā)型氣體云團(tuán)實(shí)施洗消，徹底消除其危害后果。③強(qiáng)力驅(qū)散。利用動(dòng)力機(jī)械排風(fēng)裝置對(duì)揮發(fā)型泄漏物實(shí)施強(qiáng)力驅(qū)散，降低污染區(qū)域揮發(fā)性氣體濃度，減輕事故危害。

3.1.2 漂浮型危險(xiǎn)化學(xué)品

泄漏事故的應(yīng)急處置技術(shù)：①泡沫覆蓋。一方面能降低泄漏物揮發(fā)，另一方面，在漂浮型泄漏物上使用泡沫也能夠限制其在水表面的擴(kuò)散。②圍油欄圍控。為了防止漂浮型危險(xiǎn)品的擴(kuò)散，便于漂浮型危險(xiǎn)化學(xué)品的清除，而采用的一種能夠把危險(xiǎn)化學(xué)品漂浮層限制在一定范圍的方法。③分散劑法。噴灑分散劑能使漂浮型危險(xiǎn)化學(xué)品分散成微小顆粒，使其在波浪或外加攪拌力的作用下分散到水體中，從而加速水上危險(xiǎn)化學(xué)品被水中微生物降解的過(guò)程，達(dá)到降低污染和盡快消除漂浮型危險(xiǎn)化學(xué)品的目的。

3.1.3 溶解型危險(xiǎn)化學(xué)品

泄漏事故的應(yīng)急處置措施：①化學(xué)洗消。根據(jù)泄漏物的化學(xué)性質(zhì)，選擇合適的洗消劑，如氧化還原劑中和劑等對(duì)污染水域?qū)嵤┫聪幹茫档突蛳芙庑臀ｋU(xiǎn)化學(xué)品對(duì)水域的污染。②絮凝法。可向泄漏危險(xiǎn)水域中添加絮凝劑，使水中的溶解型危險(xiǎn)化學(xué)品與絮凝劑結(jié)合，降低危險(xiǎn)化學(xué)品在水中的溶解度，從而減少事故危害。③活性炭吸附。利用多孔性活性炭對(duì)溶解型危化品進(jìn)行吸附，使其吸附在活性炭上，從而降低其污染程度。

3.2 處理流程

根據(jù)苯乙烯有毒、易揮發(fā)、微溶于水、易燃易爆等特性，將此類化學(xué)危險(xiǎn)品泄漏事故的應(yīng)急處理措施設(shè)置如下：

（1）警戒。準(zhǔn)確監(jiān)控泄漏區(qū)域和苯乙烯的擴(kuò)散速度，設(shè)置海上隔離區(qū)、空中隔離區(qū)以及陸地隔離區(qū)，盡量控制苯乙烯的擴(kuò)散區(qū)域。

（2）消除船舶安全隱患。檢查并關(guān)閉船舶上一切可能出現(xiàn)燃燒和產(chǎn)生熱量的設(shè)備，并采取噴灑水霧的方式降低甲板溫度、稀釋苯乙烯濃度；快速確立泄漏部位進(jìn)行堵漏處理，如果儲(chǔ)罐處于封閉區(qū)域，還需要對(duì)該區(qū)域進(jìn)行通風(fēng)處理，同時(shí)要求操作人員避免接觸苯乙烯液體和吸入苯乙烯氣體。

（3）構(gòu)建火災(zāi)應(yīng)急措施。當(dāng)在船舶上發(fā)生火災(zāi)時(shí)，要第一時(shí)間佩戴好呼吸裝備，并使用粉劑、AFFF、泡沫、CO2等進(jìn)行滅火。具體注意事項(xiàng)有：①當(dāng)火勢(shì)很小時(shí)，可使干冰滅火器，禁止采取打水沖刷的方式滅火；②使用船舶自帶的滅火系統(tǒng)撲滅產(chǎn)生的船火，可采用流動(dòng)水持續(xù)沖刷的方式降低易燃物體的溫度。

（4）轉(zhuǎn)移。當(dāng)船舶出現(xiàn)擱淺情況且苯乙烯存儲(chǔ)罐沒(méi)有損壞時(shí)，可采取及時(shí)轉(zhuǎn)移貨物的方式，降低苯乙烯發(fā)生泄漏的風(fēng)險(xiǎn)，轉(zhuǎn)移措施為：①當(dāng)需要使用聚光物體照明時(shí)，一定要實(shí)現(xiàn)查驗(yàn)設(shè)備是否防爆，是否會(huì)產(chǎn)生火花。②在轉(zhuǎn)移苯乙烯的過(guò)程中，要嚴(yán)格核查存儲(chǔ)罐是否有多余的空間，并使用氮?dú)馓畛涫Ｓ嗫臻g，避免因搬運(yùn)不當(dāng)、苯乙烯晃動(dòng)劇烈等原因引發(fā)泄漏事故。

（5）清污。苯乙烯有輕微黏性，擴(kuò)散速度十分快，且會(huì)隨著溫度的升高加快蒸發(fā)速度，因此，在對(duì)其進(jìn)行清污處理時(shí)，需要注意以下幾個(gè)方面：①采用收油機(jī)（skimmer）和圍油欄減緩苯乙烯擴(kuò)散速度。②運(yùn)用聚丙烯纖維等不可燃吸著劑凝聚苯乙烯。③根據(jù)苯乙烯濃度選擇恰當(dāng)比例的分散劑加快擴(kuò)散速度，避免因濃度過(guò)高導(dǎo)致應(yīng)急救援人員中毒、泄漏物燃燒或爆炸等安全事故的出現(xiàn)。④絮凝沉降和選擇性吸附作為當(dāng)前國(guó)內(nèi)外使用最為廣泛的水環(huán)境污染物消減工藝，具有成本低廉、操作簡(jiǎn)便以及適用范圍廣等優(yōu)勢(shì)，但是，一旦出現(xiàn)污染環(huán)境大、污染物種類多等流域水污染事件時(shí)，上述方法就很難實(shí)現(xiàn)在短時(shí)間內(nèi)控制污染態(tài)勢(shì)的目的。

4 結(jié)束語(yǔ)

雖然運(yùn)用船舶運(yùn)輸危險(xiǎn)品成本低廉、運(yùn)輸效率高以及輸送能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，但是，受危險(xiǎn)品具有有毒、易揮發(fā)、易燃易爆等性質(zhì)的影響，一旦在運(yùn)輸過(guò)程中發(fā)生泄漏，就會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境、工作人員以及海洋生物等造成致命的影響。我國(guó)在開(kāi)展危險(xiǎn)化學(xué)品泄漏事故時(shí)，普遍存在著化學(xué)品事故應(yīng)急機(jī)制不健全、處置技術(shù)不成熟以及應(yīng)急設(shè)備匱乏等問(wèn)題。因此，在今后的工作中應(yīng)不斷總結(jié)和積累工作經(jīng)驗(yàn)，積極完善自身的專業(yè)知識(shí)和業(yè)務(wù)水平，才能及時(shí)全面準(zhǔn)確地控制船舶運(yùn)輸化學(xué)危險(xiǎn)品泄漏事故，為我國(guó)踐行OPRC-HNS公約提供充足的人力資源保障。