徐龍君，王金成

（重慶大學 資源及環(huán)境科學學院，重慶 400044）

1 引言

建設(shè)項目的環(huán)境風險評價是指建設(shè)項目建設(shè)和運行期間發(fā)生的可預測突發(fā)性事故（一般不包括人為破壞及自然災害）引起有毒有害物質(zhì)、易燃易爆等物質(zhì)泄漏，或突發(fā)事件產(chǎn)生新的有毒有害物質(zhì)，所造成的對人身安全與環(huán)境的影響和損害，進行評估，提出防范、應急與減緩措施［1］，減少突發(fā)性事故的發(fā)生頻率。

消毒工藝是水廠重要的水處理工序之一。隨著我國飲用水新標準的制定實施，水質(zhì)檢測要求的提高，消毒工藝也受到了更大的關(guān)注。目前已普遍使用的消毒技術(shù)包括液氯消毒、臭氧消毒、次氯酸鹽消毒和二氧化氯消毒。該自來水廠采用的是氯酸鈉與鹽酸反應生成二氧化氯和氯氣的消毒方式。消毒過程涉及眾多化學物質(zhì)，一旦發(fā)生化學物質(zhì)泄漏事故，往往會引發(fā)爆炸、火災等一系列連鎖反應，且發(fā)展迅速，波及范圍較廣，將可能造成重大人員傷亡、經(jīng)濟損失和環(huán)境污染。因此，本文以某自來水廠為例，對水廠的消毒工藝進行環(huán)境風險分析，了解周圍環(huán)境對其可接受程度，并對事故發(fā)生前進行有效的預防、事故發(fā)生時進行及時的處理及事故發(fā)生后進行合理的補救，將風險造成的危害和損失降低到最低程度。為水廠的風險管理提供參考。

2 環(huán)境風險因素識別

自來水廠采用的是氯酸鈉與鹽酸反應生成二氧化氯和氯氣的消毒方式。水廠氯酸鈉年使用量2264.4kg、鹽酸年使用量（36.5%的濃鹽酸）4252.1kg（最大儲量3.57t），氯氣和二氧化氯為即配即用無儲存。根據(jù)《危險化學品最大危險源辨識》（GB18218－2009），氯酸鈉的臨界量為100t、氯化氫的臨界量為20t，因此不屬于最大危險源。

自來水廠主要的危險因子為：氯酸鈉、氯化氫、氯氣、二氧化氯；大氣危險因子氯化氫、氯氣、二氧化氯。氯化氫儲罐在儲存過程中，由于安全閥失效、機械損傷、操作不當?shù)葘е聝蕹霈F(xiàn)不同程度的破裂［2］，發(fā)生跑、冒、漏、滴等，以及二氧化氯發(fā)生器的二氧化氯泄漏和氯酸鈉儲存使用中燃燒、中毒，可造成人員傷亡、財產(chǎn)損失，對環(huán)境造成污染。

3 環(huán)境風險預測與評價

3.1 氯化氫儲罐泄漏環(huán)境風險分析

3.1.1 氯化氫泄漏速度

泄漏速度采用導則推薦的液體泄漏速率QL伯努利方程公式計算：

式中，QL為液體泄漏速度，kg／s；Cd為液體泄漏系數(shù)，此值常用0.6～0.64，本評價取0.64；A 為裂口面積，取0.0003m2；P 為容器內(nèi)介質(zhì)壓力，0.1MPa；P0為環(huán)境壓力，0.1MPa；g為重力加速度9.8m／s2。h為裂口之上液位高度，鹽酸液位高度度取1.5m。ρ為泄漏液體的密度，36.5%鹽酸密度為1190kg／m3。

計算表明，鹽酸的泄漏速速為1.24kg／s，10min堵漏下的泄漏量為744kg。

3.1.2 鹽酸泄漏后蒸發(fā)量計算

由于鹽酸常溫下為液態(tài)，因此，當貯罐發(fā)生泄漏時，泄漏的物質(zhì)將在貯罐圍堰內(nèi)形成液池。其蒸發(fā)量按照《建設(shè)項目環(huán)境風險評價導則》（HJ／T169－2004）［3］附錄A中推薦的泄漏液體蒸發(fā)量計算公式計算。而鹽酸等貯存是常溫貯存，其沸點高于環(huán)境溫度，因此，只計算質(zhì)量蒸發(fā)部分。液池最大直徑取決于泄漏點附近的地域構(gòu)型、泄漏的連續(xù)性或瞬時性。有圍堰時，以圍堰最大等效半徑為液池半徑。經(jīng)計算，泄漏事故排放的鹽酸液體泄漏速度和質(zhì)量蒸發(fā)速度的參數(shù)見表1。

表1 鹽酸泄漏事故排放污染物質(zhì)量蒸發(fā)速度一覽表

3.1.3 鹽酸泄漏影響分析

根據(jù)EIAProA預測軟件中風險預測估算，取9組氣象情況、代表性風速、大氣穩(wěn)定條件進行計算，大氣穩(wěn)定度主要為強不穩(wěn)定（A）、中性（D）、穩(wěn)定（F），風速以0.5m／s、1.0m／s、1.5m／s。根據(jù)估算可知：當風速為0.5m／s，大氣穩(wěn)定度為 A，時間10min時 HCl濃度最大，達到0.0346mg／m3，此時的距離為0m。根據(jù)《工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標準》（TJ36－79），氯化氫的一次最高容許濃度為0.05mg／m3，氯化氫泄漏最大擴散速度為0.0346mg／m3，由此說明氯化氫泄漏后廠界外不存在超標點，對環(huán)境的影響有限。

3.2 二氧化氯發(fā)生器的環(huán)境風險分析

（1）二氧化氯的泄漏。二氧化氯吸收不完全或吸收系統(tǒng)不密封將導致泄漏。二氧化氯泄漏后污染空氣，刺激人體呼吸道粘膜和眼睛、灼傷皮膚；當超過爆炸下限（空氣中10%）會發(fā)生爆炸。

（2）投料比失衡致爆炸危險。投料比失衡，將造成反應速度過快，甚至導致反應失控。如鹽酸投加過快，會導致二氧化氯的生成速度加快，造成反應液中二氧化氯的過飽和狀態(tài)，而使二氧化氯逸出到反應系統(tǒng)中，導致反應系統(tǒng)壓力增加。若系統(tǒng)密封性較差，二氧化氯就會逸出到空氣中；若系統(tǒng)壓力持續(xù)升高，安全裝置（如安全閥）未動作時，還會發(fā)生爆炸事故。

3.3 氯酸鈉儲存、使用的環(huán)境風險分析

氯酸鈉為一級無機氧化劑，加熱到300℃以上易分解放出氧氣，在酸性溶液中是強氧化劑。與酸類（如硫酸）作用放出二氧化氯；與硫、磷及有機物混合或受撞擊易引起燃燒和爆炸。禁忌物：強酸、有機物、磷、硫、碳等無機物，還原劑、金屬粉末。對人體有毒，以強血液毒性作用于血紅蛋白及正鐵血紅素，經(jīng)人體皮膚、粘膜吸收，吸入氯酸鈉粉塵，因積累在體內(nèi)而引起中毒，會出現(xiàn)惡心、大量嘔吐、下瀉、呼吸困難、腎損害等癥狀，大量吸入將會致死；口服10g以上可致命。

4 環(huán)境風險防范措施

4.1 原材料風險控制措施

嚴禁使用廢鹽酸和含有機物、油脂的其他廢酸、以及氫氟酸等酸類，防止引起設(shè)備驟停、腐蝕、損壞，造成二氧化氯及氯氣泄漏；氯酸鈉的包裝必須符合要求，容器口應密封牢固。

4.2 貯運風險控制措施

鹽酸需用特殊的內(nèi)襯橡膠或聚氯乙烯襯里的密封槽車裝運或用聚氯乙烯塑料桶（槽）盛裝，保持容器密封，與氧化劑、可燃物分開存放，切忌混儲，儲區(qū)應備有泄漏應急處理設(shè)備和合適的收容材料；氯酸鈉儲存區(qū)域禁止攜帶火種、穿帶釘子皮鞋進入，搬運時要輕裝輕卸，禁止震動、撞擊和摩擦。儲存區(qū)應備有合適的材料收容泄漏物。

4.3 操作風險控制措施

操作盡可能機械化、自動化；操作人員必須經(jīng)過專門培訓，嚴格遵守操作規(guī)程；加強管道、管道連接處、儀表計量處等的檢查巡視，及時更換；注意檢查和維護，保證鹽酸儲罐配套的噴淋水裝置完好使用；配制氯酸鈉應穿工作服，戴防護口罩、戴護目鏡、乳膠手套等，穿長統(tǒng)膠靴等勞保用品；密閉操作，注意通風，防止泄漏；配備泄漏應急處理設(shè)備；嚴格原料添加制度，調(diào)節(jié)原料進料比，控制好進料速度，做到規(guī)范操作，嚴禁將兩個原料罐混用，防止因氯酸鈉與鹽酸劇烈反應發(fā)生爆炸事故。

4.4 成立救援小組

建立處理緊急事故的組織機構(gòu)，規(guī)范事故處理人員的職責、任務(wù)，組織搶險隊伍，保障運輸、物質(zhì)、通訊、宣傳等使應急措施順利實施。建立公司、車間、班組三級通訊聯(lián)絡(luò)網(wǎng)，保證信息暢通無阻。按照緊急事故匯報程序報告有關(guān)主管部門，向消防系統(tǒng)報警。成立應急救援小組，明確負責人及聯(lián)系電話。加強平時培訓，確保在事故發(fā)生時能快速作出反應。制定應急救援預案，并定期演練。做到防患于未然，盡量避免突發(fā)性環(huán)境污染事故的發(fā)生［4～6］。

5 結(jié)語

自來水廠一旦發(fā)生風險事故，將會對周圍環(huán)境產(chǎn)生重大影響，甚至危及廠區(qū)員工及附近居民的生命。因此加強氯酸鈉儲存、使用管理，嚴格執(zhí)行工藝流程，控制二氧化氯發(fā)生器的風險，做好消毒工藝的環(huán)境風險分析與防范，對避免或減少突發(fā)環(huán)境事件的發(fā)生，最大程度地保障人民生命財產(chǎn)安全具有重要的現(xiàn)實意義。

［1］任 峰.液氯泄漏的環(huán)境風險評價－以自來水廠為例［J］.海峽科學，2010（6）：30～32.

［2］高曉寧.淺談自來水廠液氯儲罐泄漏環(huán)境風險分析［J］.科技風，2013（6）：90.

［3］國家環(huán)境保護總局.HJ／T 169－2004.建設(shè)項目環(huán)境風險評價技術(shù)導則［S］.北京：國家環(huán)境保護總局，2004.

［4］鐘善錦.突發(fā)性環(huán)境污染事故的對策［J］.環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù)，2000，12（6）：9～11.

［5］章昌順，郝永梅.液氯生產(chǎn)過程風險分析與控制［J］.中國安全生產(chǎn)科學技術(shù)，2007，2（3）：83～86.

［6］王 威，賀 軍.淺析建設(shè)項目中鹽酸儲運工程的環(huán)境風險評價技術(shù)要點［J］.黑龍江環(huán)境通報，2013，37（2）：17～20.