宋慧

摘 要：以某成品油庫為例，針對火災(zāi)事故時(shí)產(chǎn)生的伴生/次生環(huán)境污染進(jìn)行識別，對油品燃燒時(shí)產(chǎn)生的CO污染物進(jìn)行了預(yù)測分析，并得出風(fēng)險(xiǎn)可接受水平，為油庫突發(fā)火災(zāi)事故時(shí)的應(yīng)急處理處置提供了科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：油庫、次生污染、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

引言

油庫作為“收發(fā)儲管”油品的場所，由于所儲油品是易燃、易爆液體物質(zhì)，且數(shù)量較大，因此，油庫屬于危險(xiǎn)行業(yè)范圍，在其環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)事故中，火災(zāi)是常見的一類災(zāi)害。油庫發(fā)生火災(zāi)時(shí)，其油品燃燒過程中同時(shí)會伴生出大量的煙塵和CO等污染物，在火災(zāi)事故的處理過程中，還會產(chǎn)生消防廢水、油品泄漏等污染。因此，在油庫火災(zāi)事故中產(chǎn)生的伴生/次生污染對環(huán)境的影響同樣不可忽視。

一、油庫火災(zāi)事故中伴生/次生污染識別

油庫火災(zāi)事故處理過程中引發(fā)的伴生/次生污染主要包括油品燃燒時(shí)產(chǎn)生的煙氣（是物質(zhì)燃燒反應(yīng)過程中分解生成的氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)物質(zhì)與空氣的混合物）、撲滅火災(zāi)產(chǎn)生的消防水以及攜帶的少量油品泄漏產(chǎn)生的揮發(fā)性烴類物質(zhì)。次生污染物若不能得到及時(shí)有效地收集和處置將會對周圍環(huán)境再次造成不同程度的污染。

按照《石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50074-2002）要求，油庫的罐區(qū)會設(shè)置防火堤和排水控制閥，庫區(qū)通常還會設(shè)置水封井和隔油收集池及污水處理設(shè)備，當(dāng)出現(xiàn)火情后，消防滅火過程所產(chǎn)生的消防污水被控制和儲存在防火堤內(nèi)，通過含油污水提升泵和含油污水管線送入污水處理站處理，可有效防止消防水直接溢流至外界水體，從而避免污染地表水。而火災(zāi)事故發(fā)生時(shí)，由于火勢較猛，會產(chǎn)生大量的煙氣，主要有毒有害污染物為H2S、NH3、CO、SO2等，受氣象等條件影響，會不同程度擴(kuò)散，對周圍環(huán)境及人群健康產(chǎn)生不同程度的危害。因此，本文主要分析油庫火災(zāi)事故中伴生/次生污染物——燃燒物對環(huán)境的影響程度。

二、火災(zāi)伴生燃燒物對大氣環(huán)境的影響（后果計(jì)算）

油庫火災(zāi)熱輻射影響主要在油罐區(qū)，而油罐火災(zāi)油品燃燒過程中同時(shí)會伴生大量的煙塵、CO、SO2等污染物，將對周圍環(huán)境產(chǎn)生影響。由于油罐發(fā)生火災(zāi)后，油品的急劇燃燒所需的供氧量不足，屬于典型的不完全燃燒，因此燃燒過程中產(chǎn)生的CO量很大，且CO毒性較大，而SO2產(chǎn)生量很少，因此，本文對油罐火災(zāi)過程中的CO排放情況進(jìn)行預(yù)測。

以沿海地區(qū)某成品油庫為例，該油庫總庫容為2.8萬m?，共有7個(gè)儲罐（4000m?/罐），儲存油品為汽油（5個(gè)罐）和柴油（2個(gè)罐），均為內(nèi)浮頂罐，油罐距庫區(qū)邊界最近距離為20m。當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向?yàn)镋NE，年平均風(fēng)速為2.4m/s。

1、源強(qiáng)參數(shù)

該油庫火災(zāi)事故時(shí)的源強(qiáng)參數(shù)見表1。

表1 火災(zāi)事故產(chǎn)生CO源強(qiáng)參數(shù)

2、預(yù)測模式

采用《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)技術(shù)導(dǎo)則》（HJ/T 169-2004）中的多煙團(tuán)模式計(jì)算，計(jì)算公式如下：

（公式1）

式中：C（x，y，o）為下風(fēng)向地面（x，y）坐標(biāo)處的空氣中污染物濃度（mg/m3）；x0，y0，z0為煙團(tuán)中心坐標(biāo)；Q為事故期間煙團(tuán)的排放量；σX、σy、σz為X、Y、Z方向的擴(kuò)散參數(shù)（m），常取σX =σy。

3、擴(kuò)散參數(shù)選擇

擴(kuò)散參數(shù)σy和σz的取值依據(jù)HJ/T2.2-93中的表B3，見表2。

表2 有風(fēng)時(shí)，大氣擴(kuò)散參數(shù)系數(shù)（取樣時(shí)間0.5h）

采用HJ/T2.2-93中推薦的σy時(shí)間訂正法計(jì)算1小時(shí)平均濃度，計(jì)算公式如下：

（公式2）

排氣高度的風(fēng)速可由10m高度的風(fēng)速通過冪律表示，公式如下：

當(dāng) （公式3）

當(dāng) （公式4）

其中U1和Z1分別為地面附近測點(diǎn)的風(fēng)速和高度，U2和Z2分別為估算高度的風(fēng)速和高度。P值見表3。

表3 風(fēng)速冪指數(shù)

4、預(yù)測結(jié)果

CO在年平均風(fēng)速、主導(dǎo)風(fēng)向ENE、不同穩(wěn)定度氣象條件下，下風(fēng)向落地濃度預(yù)測結(jié)果見表4、表5。

表4 不同穩(wěn)定度、年平均風(fēng)速條件下，油罐火災(zāi)事故次生污染產(chǎn)生的CO預(yù)測結(jié)果

注：CO短時(shí)間接觸容許濃度30mg/m?；半致死濃度LC502069mg/m?，4h。

表5 不同穩(wěn)定度、年平均風(fēng)速條件下，油罐火災(zāi)事故中CO在敏感點(diǎn)處落地濃度預(yù)測結(jié)果

由表4可知，油罐火災(zāi)事故中油品燃燒時(shí)產(chǎn)生的CO在年平均風(fēng)速、主導(dǎo)風(fēng)向條件下，各穩(wěn)定度下的最大落地濃度點(diǎn)均位于庫區(qū)范圍內(nèi)。最大落地濃度除在A、B穩(wěn)定度氣象條件下外，其余穩(wěn)定度條件下的最大落地濃度均超過半致死濃度；對應(yīng)A、B、C、D、E、F穩(wěn)定度，短時(shí)間接觸濃度超標(biāo)范圍分別出現(xiàn)在186.6m、271.1m、442.3m、622.8m、936.5m、960.8m范圍內(nèi)，在此范圍內(nèi)人員短時(shí)間接觸火災(zāi)煙氣會出現(xiàn)中毒反應(yīng)。

由表5可知，油罐火災(zāi)事故中CO對周圍環(huán)境敏感點(diǎn)的影響為：在年平均風(fēng)速、主導(dǎo)風(fēng)氣象條件下，位于火災(zāi)源460m-550m處的環(huán)境敏感點(diǎn)在A、B、C穩(wěn)定度氣象條件下的CO最大地面濃度低于短時(shí)間接觸容許濃度，但在D、E、F穩(wěn)定度氣象條件下超標(biāo)；位于火災(zāi)源760m-920m范圍的環(huán)境敏感點(diǎn)在A、B、C、D穩(wěn)定度氣象條件下的CO最大地面濃度低于短時(shí)間接觸容許濃度，但在E、F穩(wěn)定度氣象條件下超標(biāo)；位于火災(zāi)源1200m的環(huán)境敏感點(diǎn)除在F穩(wěn)定度氣象條件下CO最大地面濃度超出短時(shí)間接觸容許濃度外，其他穩(wěn)定度氣象條件下的最大濃度可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求；該油庫火災(zāi)事故時(shí)產(chǎn)生的CO到達(dá)周圍環(huán)境敏感點(diǎn)的最大地面濃度遠(yuǎn)低于CO半致死濃度，基本不會造成人員中毒反應(yīng)；距離火災(zāi)源2000米以外的環(huán)境敏感點(diǎn)不會受到庫區(qū)火災(zāi)事故產(chǎn)生的CO廢氣污染物影響。

在氣象條件中，大氣穩(wěn)定度是影響污染物在大氣中擴(kuò)散的重要因素之一，當(dāng)大氣層結(jié)不穩(wěn)定時(shí)，熱力湍流發(fā)展旺盛，對流強(qiáng)烈，污染物易擴(kuò)散；反之，當(dāng)大氣層結(jié)穩(wěn)定時(shí)，湍流受到抑制，污染物不易擴(kuò)散稀釋，易造成污染。

三、風(fēng)險(xiǎn)可接受水平

根據(jù)《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)技術(shù)導(dǎo)則》（HJ/T 169-2004），最大可信災(zāi)害事故對環(huán)境所造成的風(fēng)險(xiǎn)R按下式計(jì)算：

（公式6）

式中：R為風(fēng)險(xiǎn)值；P為最大可信事故概率（事故數(shù)/單位時(shí)間）；C為最大可信事故造成的危害（損害/事件）。

在實(shí)際的風(fēng)險(xiǎn)后果計(jì)算中，可利用如下方法確定最大可信災(zāi)害事故的風(fēng)險(xiǎn)值。

表6至表9分別給出了污染事故危害程度評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、污染事故發(fā)生概率的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、風(fēng)險(xiǎn)排序的風(fēng)險(xiǎn)矩陣和不同風(fēng)險(xiǎn)水平應(yīng)采取的行動。

表6 污染事故危害程度評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

表7 污染事故發(fā)生概率評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

表8 每種風(fēng)險(xiǎn)排序的風(fēng)險(xiǎn)水平矩陣

表9 風(fēng)險(xiǎn)水平分類和需要采取的行動

油罐發(fā)生火災(zāi)后，池火不完全燃燒導(dǎo)致的CO排放量較大，各種預(yù)測條件下，在有風(fēng)B、C、D、E、F穩(wěn)定度條件下都出現(xiàn)了半致死濃度范圍，最遠(yuǎn)的半致死濃度為66.8m，從區(qū)域居民的分布情況看，半致死濃度范圍內(nèi)沒有居民居住，因此不會造成居民死亡。但不可避免地對該區(qū)域內(nèi)的工作人員造成輕度的傷害，出現(xiàn)不同程度的頭痛、眩暈等癥狀。參考《環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)實(shí)用技術(shù)和方法》，取油罐發(fā)生火災(zāi)的最大可信事故概率為1.0×10-5，該類事故的概率排序?yàn)?，屬于極少發(fā)生；火災(zāi)危害事故排序?yàn)?，屬于可接受。為此，油罐火災(zāi)導(dǎo)致的事故風(fēng)險(xiǎn)水平為6，屬于可接受的水平。事故發(fā)生后，需要及時(shí)控制，并進(jìn)行跟蹤監(jiān)測，以保證能夠控制風(fēng)險(xiǎn)水平不至擴(kuò)大。

四、結(jié)語

從分析來看，油庫火災(zāi)事故處理過程中的伴生/次生污染——油品燃燒時(shí)產(chǎn)生的CO污染物對周圍環(huán)境的影響與事故本身、氣象條件及環(huán)境敏感點(diǎn)分布情況有關(guān)，通過預(yù)測得出環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)可接受水平，對油庫的建設(shè)單位在處置火災(zāi)事故中，如何防范和減輕次生污染，提高污染控制的能力提供了科學(xué)依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 胡二邦，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)實(shí)用技術(shù)和方法，中國環(huán)境科學(xué)出版社，2000

[2] 陳書耀，油庫加油站風(fēng)險(xiǎn)辨識與管理，中國石化出版社，2010

[3] 建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)技術(shù)導(dǎo)則，HJ/T 169-2004endprint

摘 要：以某成品油庫為例，針對火災(zāi)事故時(shí)產(chǎn)生的伴生/次生環(huán)境污染進(jìn)行識別，對油品燃燒時(shí)產(chǎn)生的CO污染物進(jìn)行了預(yù)測分析，并得出風(fēng)險(xiǎn)可接受水平，為油庫突發(fā)火災(zāi)事故時(shí)的應(yīng)急處理處置提供了科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：油庫、次生污染、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

引言

油庫作為“收發(fā)儲管”油品的場所，由于所儲油品是易燃、易爆液體物質(zhì)，且數(shù)量較大，因此，油庫屬于危險(xiǎn)行業(yè)范圍，在其環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)事故中，火災(zāi)是常見的一類災(zāi)害。油庫發(fā)生火災(zāi)時(shí)，其油品燃燒過程中同時(shí)會伴生出大量的煙塵和CO等污染物，在火災(zāi)事故的處理過程中，還會產(chǎn)生消防廢水、油品泄漏等污染。因此，在油庫火災(zāi)事故中產(chǎn)生的伴生/次生污染對環(huán)境的影響同樣不可忽視。

一、油庫火災(zāi)事故中伴生/次生污染識別

油庫火災(zāi)事故處理過程中引發(fā)的伴生/次生污染主要包括油品燃燒時(shí)產(chǎn)生的煙氣（是物質(zhì)燃燒反應(yīng)過程中分解生成的氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)物質(zhì)與空氣的混合物）、撲滅火災(zāi)產(chǎn)生的消防水以及攜帶的少量油品泄漏產(chǎn)生的揮發(fā)性烴類物質(zhì)。次生污染物若不能得到及時(shí)有效地收集和處置將會對周圍環(huán)境再次造成不同程度的污染。

按照《石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50074-2002）要求，油庫的罐區(qū)會設(shè)置防火堤和排水控制閥，庫區(qū)通常還會設(shè)置水封井和隔油收集池及污水處理設(shè)備，當(dāng)出現(xiàn)火情后，消防滅火過程所產(chǎn)生的消防污水被控制和儲存在防火堤內(nèi)，通過含油污水提升泵和含油污水管線送入污水處理站處理，可有效防止消防水直接溢流至外界水體，從而避免污染地表水。而火災(zāi)事故發(fā)生時(shí)，由于火勢較猛，會產(chǎn)生大量的煙氣，主要有毒有害污染物為H2S、NH3、CO、SO2等，受氣象等條件影響，會不同程度擴(kuò)散，對周圍環(huán)境及人群健康產(chǎn)生不同程度的危害。因此，本文主要分析油庫火災(zāi)事故中伴生/次生污染物——燃燒物對環(huán)境的影響程度。

二、火災(zāi)伴生燃燒物對大氣環(huán)境的影響（后果計(jì)算）

油庫火災(zāi)熱輻射影響主要在油罐區(qū)，而油罐火災(zāi)油品燃燒過程中同時(shí)會伴生大量的煙塵、CO、SO2等污染物，將對周圍環(huán)境產(chǎn)生影響。由于油罐發(fā)生火災(zāi)后，油品的急劇燃燒所需的供氧量不足，屬于典型的不完全燃燒，因此燃燒過程中產(chǎn)生的CO量很大，且CO毒性較大，而SO2產(chǎn)生量很少，因此，本文對油罐火災(zāi)過程中的CO排放情況進(jìn)行預(yù)測。

以沿海地區(qū)某成品油庫為例，該油庫總庫容為2.8萬m?，共有7個(gè)儲罐（4000m?/罐），儲存油品為汽油（5個(gè)罐）和柴油（2個(gè)罐），均為內(nèi)浮頂罐，油罐距庫區(qū)邊界最近距離為20m。當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向?yàn)镋NE，年平均風(fēng)速為2.4m/s。

1、源強(qiáng)參數(shù)

該油庫火災(zāi)事故時(shí)的源強(qiáng)參數(shù)見表1。

表1 火災(zāi)事故產(chǎn)生CO源強(qiáng)參數(shù)

2、預(yù)測模式

采用《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)技術(shù)導(dǎo)則》（HJ/T 169-2004）中的多煙團(tuán)模式計(jì)算，計(jì)算公式如下：

（公式1）

式中：C（x，y，o）為下風(fēng)向地面（x，y）坐標(biāo)處的空氣中污染物濃度（mg/m3）；x0，y0，z0為煙團(tuán)中心坐標(biāo)；Q為事故期間煙團(tuán)的排放量；σX、σy、σz為X、Y、Z方向的擴(kuò)散參數(shù)（m），常取σX =σy。

3、擴(kuò)散參數(shù)選擇

擴(kuò)散參數(shù)σy和σz的取值依據(jù)HJ/T2.2-93中的表B3，見表2。

表2 有風(fēng)時(shí)，大氣擴(kuò)散參數(shù)系數(shù)（取樣時(shí)間0.5h）

采用HJ/T2.2-93中推薦的σy時(shí)間訂正法計(jì)算1小時(shí)平均濃度，計(jì)算公式如下：

（公式2）

排氣高度的風(fēng)速可由10m高度的風(fēng)速通過冪律表示，公式如下：

當(dāng) （公式3）

當(dāng) （公式4）

其中U1和Z1分別為地面附近測點(diǎn)的風(fēng)速和高度，U2和Z2分別為估算高度的風(fēng)速和高度。P值見表3。

表3 風(fēng)速冪指數(shù)

4、預(yù)測結(jié)果

CO在年平均風(fēng)速、主導(dǎo)風(fēng)向ENE、不同穩(wěn)定度氣象條件下，下風(fēng)向落地濃度預(yù)測結(jié)果見表4、表5。

表4 不同穩(wěn)定度、年平均風(fēng)速條件下，油罐火災(zāi)事故次生污染產(chǎn)生的CO預(yù)測結(jié)果

注：CO短時(shí)間接觸容許濃度30mg/m?；半致死濃度LC502069mg/m?，4h。

表5 不同穩(wěn)定度、年平均風(fēng)速條件下，油罐火災(zāi)事故中CO在敏感點(diǎn)處落地濃度預(yù)測結(jié)果

由表4可知，油罐火災(zāi)事故中油品燃燒時(shí)產(chǎn)生的CO在年平均風(fēng)速、主導(dǎo)風(fēng)向條件下，各穩(wěn)定度下的最大落地濃度點(diǎn)均位于庫區(qū)范圍內(nèi)。最大落地濃度除在A、B穩(wěn)定度氣象條件下外，其余穩(wěn)定度條件下的最大落地濃度均超過半致死濃度；對應(yīng)A、B、C、D、E、F穩(wěn)定度，短時(shí)間接觸濃度超標(biāo)范圍分別出現(xiàn)在186.6m、271.1m、442.3m、622.8m、936.5m、960.8m范圍內(nèi)，在此范圍內(nèi)人員短時(shí)間接觸火災(zāi)煙氣會出現(xiàn)中毒反應(yīng)。

由表5可知，油罐火災(zāi)事故中CO對周圍環(huán)境敏感點(diǎn)的影響為：在年平均風(fēng)速、主導(dǎo)風(fēng)氣象條件下，位于火災(zāi)源460m-550m處的環(huán)境敏感點(diǎn)在A、B、C穩(wěn)定度氣象條件下的CO最大地面濃度低于短時(shí)間接觸容許濃度，但在D、E、F穩(wěn)定度氣象條件下超標(biāo)；位于火災(zāi)源760m-920m范圍的環(huán)境敏感點(diǎn)在A、B、C、D穩(wěn)定度氣象條件下的CO最大地面濃度低于短時(shí)間接觸容許濃度，但在E、F穩(wěn)定度氣象條件下超標(biāo)；位于火災(zāi)源1200m的環(huán)境敏感點(diǎn)除在F穩(wěn)定度氣象條件下CO最大地面濃度超出短時(shí)間接觸容許濃度外，其他穩(wěn)定度氣象條件下的最大濃度可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求；該油庫火災(zāi)事故時(shí)產(chǎn)生的CO到達(dá)周圍環(huán)境敏感點(diǎn)的最大地面濃度遠(yuǎn)低于CO半致死濃度，基本不會造成人員中毒反應(yīng)；距離火災(zāi)源2000米以外的環(huán)境敏感點(diǎn)不會受到庫區(qū)火災(zāi)事故產(chǎn)生的CO廢氣污染物影響。

在氣象條件中，大氣穩(wěn)定度是影響污染物在大氣中擴(kuò)散的重要因素之一，當(dāng)大氣層結(jié)不穩(wěn)定時(shí)，熱力湍流發(fā)展旺盛，對流強(qiáng)烈，污染物易擴(kuò)散；反之，當(dāng)大氣層結(jié)穩(wěn)定時(shí)，湍流受到抑制，污染物不易擴(kuò)散稀釋，易造成污染。

三、風(fēng)險(xiǎn)可接受水平

根據(jù)《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)技術(shù)導(dǎo)則》（HJ/T 169-2004），最大可信災(zāi)害事故對環(huán)境所造成的風(fēng)險(xiǎn)R按下式計(jì)算：

（公式6）

式中：R為風(fēng)險(xiǎn)值；P為最大可信事故概率（事故數(shù)/單位時(shí)間）；C為最大可信事故造成的危害（損害/事件）。

在實(shí)際的風(fēng)險(xiǎn)后果計(jì)算中，可利用如下方法確定最大可信災(zāi)害事故的風(fēng)險(xiǎn)值。

表6至表9分別給出了污染事故危害程度評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、污染事故發(fā)生概率的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、風(fēng)險(xiǎn)排序的風(fēng)險(xiǎn)矩陣和不同風(fēng)險(xiǎn)水平應(yīng)采取的行動。

表6 污染事故危害程度評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

表7 污染事故發(fā)生概率評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

表8 每種風(fēng)險(xiǎn)排序的風(fēng)險(xiǎn)水平矩陣

表9 風(fēng)險(xiǎn)水平分類和需要采取的行動

油罐發(fā)生火災(zāi)后，池火不完全燃燒導(dǎo)致的CO排放量較大，各種預(yù)測條件下，在有風(fēng)B、C、D、E、F穩(wěn)定度條件下都出現(xiàn)了半致死濃度范圍，最遠(yuǎn)的半致死濃度為66.8m，從區(qū)域居民的分布情況看，半致死濃度范圍內(nèi)沒有居民居住，因此不會造成居民死亡。但不可避免地對該區(qū)域內(nèi)的工作人員造成輕度的傷害，出現(xiàn)不同程度的頭痛、眩暈等癥狀。參考《環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)實(shí)用技術(shù)和方法》，取油罐發(fā)生火災(zāi)的最大可信事故概率為1.0×10-5，該類事故的概率排序?yàn)?，屬于極少發(fā)生；火災(zāi)危害事故排序?yàn)?，屬于可接受。為此，油罐火災(zāi)導(dǎo)致的事故風(fēng)險(xiǎn)水平為6，屬于可接受的水平。事故發(fā)生后，需要及時(shí)控制，并進(jìn)行跟蹤監(jiān)測，以保證能夠控制風(fēng)險(xiǎn)水平不至擴(kuò)大。

四、結(jié)語

從分析來看，油庫火災(zāi)事故處理過程中的伴生/次生污染——油品燃燒時(shí)產(chǎn)生的CO污染物對周圍環(huán)境的影響與事故本身、氣象條件及環(huán)境敏感點(diǎn)分布情況有關(guān)，通過預(yù)測得出環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)可接受水平，對油庫的建設(shè)單位在處置火災(zāi)事故中，如何防范和減輕次生污染，提高污染控制的能力提供了科學(xué)依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 胡二邦，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)實(shí)用技術(shù)和方法，中國環(huán)境科學(xué)出版社，2000

[2] 陳書耀，油庫加油站風(fēng)險(xiǎn)辨識與管理，中國石化出版社，2010

[3] 建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)技術(shù)導(dǎo)則，HJ/T 169-2004endprint

摘 要：以某成品油庫為例，針對火災(zāi)事故時(shí)產(chǎn)生的伴生/次生環(huán)境污染進(jìn)行識別，對油品燃燒時(shí)產(chǎn)生的CO污染物進(jìn)行了預(yù)測分析，并得出風(fēng)險(xiǎn)可接受水平，為油庫突發(fā)火災(zāi)事故時(shí)的應(yīng)急處理處置提供了科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：油庫、次生污染、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

引言

油庫作為“收發(fā)儲管”油品的場所，由于所儲油品是易燃、易爆液體物質(zhì)，且數(shù)量較大，因此，油庫屬于危險(xiǎn)行業(yè)范圍，在其環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)事故中，火災(zāi)是常見的一類災(zāi)害。油庫發(fā)生火災(zāi)時(shí)，其油品燃燒過程中同時(shí)會伴生出大量的煙塵和CO等污染物，在火災(zāi)事故的處理過程中，還會產(chǎn)生消防廢水、油品泄漏等污染。因此，在油庫火災(zāi)事故中產(chǎn)生的伴生/次生污染對環(huán)境的影響同樣不可忽視。

一、油庫火災(zāi)事故中伴生/次生污染識別

油庫火災(zāi)事故處理過程中引發(fā)的伴生/次生污染主要包括油品燃燒時(shí)產(chǎn)生的煙氣（是物質(zhì)燃燒反應(yīng)過程中分解生成的氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)物質(zhì)與空氣的混合物）、撲滅火災(zāi)產(chǎn)生的消防水以及攜帶的少量油品泄漏產(chǎn)生的揮發(fā)性烴類物質(zhì)。次生污染物若不能得到及時(shí)有效地收集和處置將會對周圍環(huán)境再次造成不同程度的污染。

按照《石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50074-2002）要求，油庫的罐區(qū)會設(shè)置防火堤和排水控制閥，庫區(qū)通常還會設(shè)置水封井和隔油收集池及污水處理設(shè)備，當(dāng)出現(xiàn)火情后，消防滅火過程所產(chǎn)生的消防污水被控制和儲存在防火堤內(nèi)，通過含油污水提升泵和含油污水管線送入污水處理站處理，可有效防止消防水直接溢流至外界水體，從而避免污染地表水。而火災(zāi)事故發(fā)生時(shí)，由于火勢較猛，會產(chǎn)生大量的煙氣，主要有毒有害污染物為H2S、NH3、CO、SO2等，受氣象等條件影響，會不同程度擴(kuò)散，對周圍環(huán)境及人群健康產(chǎn)生不同程度的危害。因此，本文主要分析油庫火災(zāi)事故中伴生/次生污染物——燃燒物對環(huán)境的影響程度。

二、火災(zāi)伴生燃燒物對大氣環(huán)境的影響（后果計(jì)算）

油庫火災(zāi)熱輻射影響主要在油罐區(qū)，而油罐火災(zāi)油品燃燒過程中同時(shí)會伴生大量的煙塵、CO、SO2等污染物，將對周圍環(huán)境產(chǎn)生影響。由于油罐發(fā)生火災(zāi)后，油品的急劇燃燒所需的供氧量不足，屬于典型的不完全燃燒，因此燃燒過程中產(chǎn)生的CO量很大，且CO毒性較大，而SO2產(chǎn)生量很少，因此，本文對油罐火災(zāi)過程中的CO排放情況進(jìn)行預(yù)測。

以沿海地區(qū)某成品油庫為例，該油庫總庫容為2.8萬m?，共有7個(gè)儲罐（4000m?/罐），儲存油品為汽油（5個(gè)罐）和柴油（2個(gè)罐），均為內(nèi)浮頂罐，油罐距庫區(qū)邊界最近距離為20m。當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向?yàn)镋NE，年平均風(fēng)速為2.4m/s。

1、源強(qiáng)參數(shù)

該油庫火災(zāi)事故時(shí)的源強(qiáng)參數(shù)見表1。

表1 火災(zāi)事故產(chǎn)生CO源強(qiáng)參數(shù)

2、預(yù)測模式

采用《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)技術(shù)導(dǎo)則》（HJ/T 169-2004）中的多煙團(tuán)模式計(jì)算，計(jì)算公式如下：

（公式1）

式中：C（x，y，o）為下風(fēng)向地面（x，y）坐標(biāo)處的空氣中污染物濃度（mg/m3）；x0，y0，z0為煙團(tuán)中心坐標(biāo)；Q為事故期間煙團(tuán)的排放量；σX、σy、σz為X、Y、Z方向的擴(kuò)散參數(shù)（m），常取σX =σy。

3、擴(kuò)散參數(shù)選擇

擴(kuò)散參數(shù)σy和σz的取值依據(jù)HJ/T2.2-93中的表B3，見表2。

表2 有風(fēng)時(shí)，大氣擴(kuò)散參數(shù)系數(shù)（取樣時(shí)間0.5h）

采用HJ/T2.2-93中推薦的σy時(shí)間訂正法計(jì)算1小時(shí)平均濃度，計(jì)算公式如下：

（公式2）

排氣高度的風(fēng)速可由10m高度的風(fēng)速通過冪律表示，公式如下：

當(dāng) （公式3）

當(dāng) （公式4）

其中U1和Z1分別為地面附近測點(diǎn)的風(fēng)速和高度，U2和Z2分別為估算高度的風(fēng)速和高度。P值見表3。

表3 風(fēng)速冪指數(shù)

4、預(yù)測結(jié)果

CO在年平均風(fēng)速、主導(dǎo)風(fēng)向ENE、不同穩(wěn)定度氣象條件下，下風(fēng)向落地濃度預(yù)測結(jié)果見表4、表5。

表4 不同穩(wěn)定度、年平均風(fēng)速條件下，油罐火災(zāi)事故次生污染產(chǎn)生的CO預(yù)測結(jié)果

注：CO短時(shí)間接觸容許濃度30mg/m?；半致死濃度LC502069mg/m?，4h。

表5 不同穩(wěn)定度、年平均風(fēng)速條件下，油罐火災(zāi)事故中CO在敏感點(diǎn)處落地濃度預(yù)測結(jié)果

由表4可知，油罐火災(zāi)事故中油品燃燒時(shí)產(chǎn)生的CO在年平均風(fēng)速、主導(dǎo)風(fēng)向條件下，各穩(wěn)定度下的最大落地濃度點(diǎn)均位于庫區(qū)范圍內(nèi)。最大落地濃度除在A、B穩(wěn)定度氣象條件下外，其余穩(wěn)定度條件下的最大落地濃度均超過半致死濃度；對應(yīng)A、B、C、D、E、F穩(wěn)定度，短時(shí)間接觸濃度超標(biāo)范圍分別出現(xiàn)在186.6m、271.1m、442.3m、622.8m、936.5m、960.8m范圍內(nèi)，在此范圍內(nèi)人員短時(shí)間接觸火災(zāi)煙氣會出現(xiàn)中毒反應(yīng)。

由表5可知，油罐火災(zāi)事故中CO對周圍環(huán)境敏感點(diǎn)的影響為：在年平均風(fēng)速、主導(dǎo)風(fēng)氣象條件下，位于火災(zāi)源460m-550m處的環(huán)境敏感點(diǎn)在A、B、C穩(wěn)定度氣象條件下的CO最大地面濃度低于短時(shí)間接觸容許濃度，但在D、E、F穩(wěn)定度氣象條件下超標(biāo)；位于火災(zāi)源760m-920m范圍的環(huán)境敏感點(diǎn)在A、B、C、D穩(wěn)定度氣象條件下的CO最大地面濃度低于短時(shí)間接觸容許濃度，但在E、F穩(wěn)定度氣象條件下超標(biāo)；位于火災(zāi)源1200m的環(huán)境敏感點(diǎn)除在F穩(wěn)定度氣象條件下CO最大地面濃度超出短時(shí)間接觸容許濃度外，其他穩(wěn)定度氣象條件下的最大濃度可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求；該油庫火災(zāi)事故時(shí)產(chǎn)生的CO到達(dá)周圍環(huán)境敏感點(diǎn)的最大地面濃度遠(yuǎn)低于CO半致死濃度，基本不會造成人員中毒反應(yīng)；距離火災(zāi)源2000米以外的環(huán)境敏感點(diǎn)不會受到庫區(qū)火災(zāi)事故產(chǎn)生的CO廢氣污染物影響。

在氣象條件中，大氣穩(wěn)定度是影響污染物在大氣中擴(kuò)散的重要因素之一，當(dāng)大氣層結(jié)不穩(wěn)定時(shí)，熱力湍流發(fā)展旺盛，對流強(qiáng)烈，污染物易擴(kuò)散；反之，當(dāng)大氣層結(jié)穩(wěn)定時(shí)，湍流受到抑制，污染物不易擴(kuò)散稀釋，易造成污染。

三、風(fēng)險(xiǎn)可接受水平

根據(jù)《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)技術(shù)導(dǎo)則》（HJ/T 169-2004），最大可信災(zāi)害事故對環(huán)境所造成的風(fēng)險(xiǎn)R按下式計(jì)算：

（公式6）

式中：R為風(fēng)險(xiǎn)值；P為最大可信事故概率（事故數(shù)/單位時(shí)間）；C為最大可信事故造成的危害（損害/事件）。

在實(shí)際的風(fēng)險(xiǎn)后果計(jì)算中，可利用如下方法確定最大可信災(zāi)害事故的風(fēng)險(xiǎn)值。

表6至表9分別給出了污染事故危害程度評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、污染事故發(fā)生概率的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、風(fēng)險(xiǎn)排序的風(fēng)險(xiǎn)矩陣和不同風(fēng)險(xiǎn)水平應(yīng)采取的行動。

表6 污染事故危害程度評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

表7 污染事故發(fā)生概率評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

表8 每種風(fēng)險(xiǎn)排序的風(fēng)險(xiǎn)水平矩陣

表9 風(fēng)險(xiǎn)水平分類和需要采取的行動

油罐發(fā)生火災(zāi)后，池火不完全燃燒導(dǎo)致的CO排放量較大，各種預(yù)測條件下，在有風(fēng)B、C、D、E、F穩(wěn)定度條件下都出現(xiàn)了半致死濃度范圍，最遠(yuǎn)的半致死濃度為66.8m，從區(qū)域居民的分布情況看，半致死濃度范圍內(nèi)沒有居民居住，因此不會造成居民死亡。但不可避免地對該區(qū)域內(nèi)的工作人員造成輕度的傷害，出現(xiàn)不同程度的頭痛、眩暈等癥狀。參考《環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)實(shí)用技術(shù)和方法》，取油罐發(fā)生火災(zāi)的最大可信事故概率為1.0×10-5，該類事故的概率排序?yàn)?，屬于極少發(fā)生；火災(zāi)危害事故排序?yàn)?，屬于可接受。為此，油罐火災(zāi)導(dǎo)致的事故風(fēng)險(xiǎn)水平為6，屬于可接受的水平。事故發(fā)生后，需要及時(shí)控制，并進(jìn)行跟蹤監(jiān)測，以保證能夠控制風(fēng)險(xiǎn)水平不至擴(kuò)大。

四、結(jié)語

從分析來看，油庫火災(zāi)事故處理過程中的伴生/次生污染——油品燃燒時(shí)產(chǎn)生的CO污染物對周圍環(huán)境的影響與事故本身、氣象條件及環(huán)境敏感點(diǎn)分布情況有關(guān)，通過預(yù)測得出環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)可接受水平，對油庫的建設(shè)單位在處置火災(zāi)事故中，如何防范和減輕次生污染，提高污染控制的能力提供了科學(xué)依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 胡二邦，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)實(shí)用技術(shù)和方法，中國環(huán)境科學(xué)出版社，2000

[2] 陳書耀，油庫加油站風(fēng)險(xiǎn)辨識與管理，中國石化出版社，2010

[3] 建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)技術(shù)導(dǎo)則，HJ/T 169-2004endprint