摘要:在工業快速發展、化學制品廣泛應用的背景下,許多危險化學品不宜直接用水撲救。這些忌水危險化學品與水接觸后可能引發劇烈反應,嚴重時甚至可能導致爆炸或產生有毒氣體,極易對生命財產和環境安全造成損害,忌水危險化學品處置已成為消防救援領域面臨的一大挑戰。
關鍵詞:忌水;危險化學品;事故處置
中圖分類號:D631.6" " " 文獻標識碼:A" " " "文章編號:2096-1227(2025)01-0047-03
近年來,涉及忌水危險化學品的火災事故時有發生。2022年12月24日,寧波北侖區戚家山街道某化工股份有限公司乙苯-苯乙烯生產裝置發生火災事故,造成直接經濟損失約414.7萬元[1],凸顯了研究忌水危險化學品事故處置的必要性。
1 忌水危險化學品的分類
忌水危險化學品是指在接觸水或潮濕空氣時會釋放出危險氣體、易燃易爆或產生其他危險性的化學品,這類危險化學品量大且種類繁多,從消防處置角度出發,根據化學品與水反應后的不同表現特征,大致可以分為以下3類。
1.1" 遇水反應后燃燒易爆炸的物質
這類化學品在接觸水或潮濕空氣時會迅速發生化學反應,放出大量熱能引發爆炸。典型的物質包括:第一,堿金屬,如鈉、鉀等,它們與水反應劇烈,放出氫氣并釋放大量熱量,容易引起燃燒和爆炸。第二,金屬熔融液體,如鋁、鐵、銅的熔融液體等,這些材料廣泛應用于汽車、航空航天、建筑和船舶等領域,是鑄造和熱處理過程中的重要材料,遇水易發生爆炸。第三,金屬粉末,某些金屬粉末,如鎂、鋁以及在北侖、慈溪地區常見的釹鐵硼等,在潮濕環境中能形成氧化物保護膜,但若保護膜被破壞,遇水后易引發燃燒和爆炸。第四,金屬有機化合物,如三乙基鋁、丁基鋰、二甲基鋅等,是化工廠聚合反應的常見催化劑,它們性質活潑,可與空氣中的水分反應引發燃燒,若用水滅火甚至會發生爆炸。第五,過氧化物,如過氧化鉀、過氧化鈉、過氧化鍶等,它們與水接觸時,水分子可能作為催化劑,加速過氧化物的分解。這種分解反應通常會釋放大量的熱量和氣體,導致爆炸。第六,鹽型碳化物,如碳化鈣(電石),與水反應會生成易燃的烴類氣體并釋放熱量。第七,氫化物,如氫化鈉、氰化鉀等,它們遇水反應能生成氫氣并放出熱量,足以引發燃燒。第八,部分有機化合物,如連二亞硫酸鈉,遇水或潮濕空氣能發熱,引起燃燒。
1.2" 遇水反應后引起燃燒并產生有毒有害氣體的物質
這類化學品與水反應后會生成有毒有害的氣體,對人體健康和生態環境構成嚴重威脅。包括:第一,鹽型磷化物,如磷化鉀、磷化鈉等,它們與水反應會放出熱量并產生有毒的磷化氫氣體。第二,酸性腐蝕品,如硫酸、硝酸、高氯酸、氯磺酸、五氧化二磷、五氯化磷、氫氧化鉻、一氯化碘、三氯化鋁(無水)等。這些物質遇水或潮濕空氣會放出大量的熱,并可能產生有毒氣體。特別是硫酸,與水反應放出高熱,并產生有毒的二氧化硫氣體。第三,其他化合物,如三氯化鋁、三氯化砷等,它們與水反應會釋放出具有腐蝕性和刺激性的氣體。
1.3" 遇水反應不引起燃燒但產生有毒有害氣體的物質
這類化學品與水反應后雖然不會引發燃燒,但會生成有毒有害的氣體。包括:第一,氯化物,如氯化乙酞、氯化鉻酞等。第二,氟化物和硫化物,如五氟化銻、五硫化二磷等。這些物質遇水反應會產生氯化氫、氯氣、氟化氫、硫化氫等有毒有害氣體。因此,忌水危險化學品的分類主要基于其與水反應后的不同表現,包括爆炸、燃燒以及產生有毒有害氣體等特征。處置這類化學品,必須嚴格按照相關規定進行,準確進行危險特性的甄別、落實安全管控、加強個體防護、開展針對性處置,以確保人員生命和財產安全。
2 忌水危險化學品災害事故處置方法
對于忌水危險化學品災害事故處置應嚴格按照接警出動、調集力量、安全防護、偵查檢測、設置警戒、疏散人員、科學處置、現場洗消、清理移交的處置程序展開,在安全處置過程中,科學的處置方法顯得尤為重要。在了解物品的品名、數量、危險特性、是否與其他物品混存、燃燒范圍、火勢蔓延途徑的前提下,可采用以下方法。
2.1" 防水防雨法
處置忌水危險化學品的有效方法,就是防止與水直接接觸。如果其他物品火災威脅到相鄰的忌水危險化學品,可用防水布將忌水危險化學品遮蓋好,也可快速搭建臨時雨棚,防止物品遇水反應擴大事故影響范圍。如果忌水危險化學品堆放處地勢較低,可在其周圍筑防水堤。在用水或泡沫撲救火災時,對相鄰的忌水危險化學品應留一定的力量進行監護。
2.2" 源頭止漏法
遇水反應的危險化學品,不管是泄漏還是著火,嚴禁在不清楚現場情況下盲目出水進行災情控制,應對處置現場進行理性分析,第一時間控制危險化學品的源頭,及時對泄漏源頭進行關閥止漏,不能關閥止漏的應采取其他堵漏措施。
2.3" 試探處置法
當情況不明或者忌水危險化學品與其他物品混存時,應先確定是哪類物品起火,以及忌水危險化學品的包裝是否損壞。詢問未果時可先對起火點噴射少量的水進行測試,如未見火勢明顯增大,證明忌水物品尚未起火,包裝也未損壞,此時應立即用大量水或泡沫撲救。火勢得到控制后,應立即組織人員將淋濕或仍在潮濕區域的忌水危險化學品轉移到安全區域,并分散處理。如射水試探后火勢明顯增大,則證明忌水危險化學品已經著火或包裝已經損壞,應禁止用水或泡沫、酸堿滅火器滅火。
2.4" 窒息吸附法
在火災撲救中,可使用干粉、沙子和水泥粉等物質進行窒息滅火或吸附泄漏物質,待災情得到有效控制后,再將未泄漏的物料疏散轉移,并保持有效的安全距離。當轉移的燃燒物呈灼熱狀態時,應在運載工具底部鋪設隔熱材料,以保證疏散轉移的安全。液體火災可用干粉等滅火劑撲救,固體火災應用水泥、干沙等覆蓋,如遇鉀、鈉、鋁、鎂等輕金屬火災,推薦使用石墨粉、氯化鈉以及專用的輕金屬滅火劑進行處理。
2.5" 稀釋降毒法
在有人員被困且難以疏散的情況下,應集中力量在下風和人員密集方向設置水幕隔離,形成大范圍水霧覆蓋,稀釋吸收有毒有害氣體。對于配備水霧和蒸汽設施的生產裝置,在發生小量泄漏時可啟用這些設施參與處置,降低對人員的危害和環境污染。
2.6" 化學中和法
處理遇水可生成酸性有毒有害氣體的危險化學品時,可采取中和法,在消防車水箱中加入純堿,利用純堿對酸性氣體的稀釋中和,同時中和反應釋放的二氧化碳也有助于抑制火災。此外,向水箱內加入干粉、洗衣粉等物質,也能起到一定的中和效果[2]。
2.7" 應急燃燒法
某些忌水危險化學品(如氫化鈉)泄漏且未遇水時,可選擇將其點燃,使泄漏的危險物質快速消耗。點燃時應根據泄漏口所處環境選擇直接點燃或引流點燃,加速處置進程。在處置化學活性高且遇水已產生可燃氣體的堿金屬火災時,應使用水泥粉或干粉覆蓋,并在覆蓋層上合理開洞,使可燃氣體保持穩定燃燒,防止有限空間內可燃氣體積聚爆炸。
2.8" 隔離疏散法
如三氯化砷,與水反應會釋放出氯化氫和氧化砷等有毒有害氣體的介質,現場處置人員應對物品進行強行隔離,將遇水反應的危險化學品和其他物料進行疏散或隔離,建立安全隔離帶,防止災情進一步擴大。
3 忌水危險化學品災害事故處置的幾點思考
3.1" 宜按行業類別辨識忌水危險化學品
忌水危險化學品的分布具有明顯的行業特性,對于滅火救援初戰到場力量來說,宜按事故單位所屬行業類別來對忌水危險化學品的存在進行初判。
常見的涉及忌水危險化學品的行業有金屬冶煉行業、化工行業、醫藥行業和能源行業,如奉化地區的金屬熔融鑄造行業,在金屬冶煉過程中某些金屬在熔融狀態下與水接觸會發生劇烈反應,使得金屬熔融鑄造企業成為忌水危險化學品的重要使用方。化工行業的聚丙烯、聚乙烯、SBS橡膠顆粒等工藝裝置,可能會使用到三乙基鋁、丁基鋰等活性催化劑。而在醫藥行業、電子加工、電鍍行業可能會較常見濃硫酸、濃硝酸、強堿等忌水危險化學品,這些化學品一旦用水噴射極易引發沸溢噴濺或點燃周邊可燃物。在某些能源行業,如氫能領域,金屬氫化物(如氫化鈉、氫化鈣等)作為儲氫材料被廣泛研究和使用,這些物質都是忌水的。
3.2" 處置忌水危險化學品事故并不是完全不能用水
處置忌水物質火災時,應摒棄固定思維模式,并非所有情況都不宜使用水,需根據現場實際情況具體分析,有的時候還應快速處置、果斷出水。大致可分為以下三種情況:第一,處置少量泄漏物時,如果只有極少量物品,仍可用大量水或泡沫撲救[3]。水或泡沫剛接觸著火點時,可能會使火勢增大,但少量忌水物品燃盡后,火勢將迅速減少或熄滅。第二,物品包裝完好時,忌水物質通常有嚴格的防潮要求,包裝物須具備足夠的強度與穩定性,防止雨水、空氣中的水分和濕氣進入包裝內部,通常使用鋁箔袋、塑料復合膜袋等堅固且密封性強的包裝材料,這些材料能有效隔絕水分,保持內部干燥,在包裝完好的情況下,一般遇水不會發生事故。第三,火勢還未蔓延到忌水物品時,火勢尚未蔓延開來,局限在非忌水物品區域,應第一時間果斷出水撲滅火勢,同時對受火勢威脅的忌水物品進行及時轉移。
3.3" 處置忌水危險化學品事故要謹防發生次生災害
忌水危險化學品處置難度大、風險高,稍有不慎就可能引發次生災害,造成事故擴大,以下是梳理的現場處置可能發生的次生災害風險,需要現場救援人員引起高度警覺:第一,沸溢噴濺的風險,用水撲救某些沸點較高的濃稠液體可能引發危險的沸溢現象,忌水危險化學品如濃硫酸若用直流水撲救會發生噴濺,危及救援人員。第二,復燃復爆的風險,忌水危險化學品火災被初步控制后,如果處理不當,可能會發生復燃復爆。這是因為某些物質在初次滅火后可能未完全冷卻或反應,一旦條件適宜,可能會再次引發火災或爆炸。例如,金屬粉末火災中,如果金屬粉末未被完全隔離或冷卻,再次遇到氧氣會重新點燃,導致火災再次爆發。第三,粉塵爆炸的風險,對于忌水危險化學品中的粉塵,如鎂粉、鋁粉等,使用有壓力的滅火劑可能會導致粉塵被吹揚起來,與空氣形成爆炸性混合物,從而引發粉塵爆炸。第四,有毒氣體環境污染的風險,忌水危險化學品火災中,物質燃燒或反應可能產生大量有毒氣體,對環境造成嚴重污染。
3.4" 處置忌水危險化學品事故應重視個體防護
有些忌水危險化學品本身無毒,但是若遇水或在空氣中潮解后會釋放出有毒氣體,如三氯化鋁、氯化錫、四氯化鈦、三氟化溴、五硫化二磷等,這些物質遇水會產生氯氣、硫化氫、氟化氫、光氣等有毒有害氣體,危及現場救援人員。在接觸忌水危化品時必須采取嚴格的個人防護措施,例如穿戴重型防護服、空氣呼吸器、手套和眼鏡等防護措施,必要時還要做好防凍、防腐蝕保護。同時要遵守安全操作規范,防止忌水危化品與皮膚或眼睛接觸,避免吸入有毒有害氣體。
4 結束語
危險化學品種類繁多,處置方法各有不同,稍有不慎極易引發二次事故。對于忌水危險化學品而言,選擇合適的事故處置方法顯得尤為重要,盲目出水、出泡沫存在較大的不確定性和危險性。除此之外,還需要第一時間查明現場物質的詳細信息,包括化學名稱、分子式、物品狀態、包裝標識、警示信息、儲存位置、液體的濃稀濃度等,指揮中心和危化中心應根據提供的物質名稱,將物質的理化性質、滅火藥劑、防護等級、處置方法和特別注意事項等信息要素提供給一線作戰人員,指揮員需根據現場實際情況,參考多方意見,進行指揮決策,只有各方保持沉著冷靜、協同作戰,才能確保在安全的基礎上,科學、有效、靈活地處置忌水危險化學品事故。
參考文獻
[1]寧波市北侖區人民政府.“12·24”一般火災事故調查報告[EB/OL].http://www.bl.gov.cn/art/2023/6/10/art_1229045363_59071198.html
[2]金福東.忌水危險化學品倉庫的設計探討[J].化工與醫藥工程,2021,42(6):1-5.
[3]劉華.危險化學品安全風險防控與應急處置技術體系研究[J].科學技術創新,2024(23):33-36.