■ 顧友多
(上海市職業(yè)安全健康研究院,上海 200041)
水運危險貨物集裝箱事故時有發(fā)生,據(jù)國際上文獻報告,有人曾對471起水運危險貨物事故進行了統(tǒng)計分析,結果發(fā)現(xiàn)危險貨物的泄漏事故占比最高達51%,其它事故依次是火災(29%)、爆炸(17%)和蒸氣云擴散(3%)。面對品種繁雜運輸形式各異的危險貨物,如何通過危險性辨識和科學指揮實現(xiàn)有效處置,最大程度降低事故損失,是水上消防隊伍面臨的挑戰(zhàn)。目前最有效的方法就是從3個方面做好應急準備:1)從危險貨物集裝箱或包裝標志入手進行初步危險性辨識;2)熟練掌握《中國ERG 2016》的使用方法迅速獲取應急指南;3)重點做好具有嚴重后果危險貨物的事故應急處置預案。
危險貨物集裝箱上的運輸標志(包括像形圖和危險貨物類項號)是在緊急情況下獲取救援信息的重要途徑。熟悉這些標志的含義是應急準備與演練的一項重要內容。
危險貨物集裝箱上都貼有菱形的運輸標志和UN 編號,有的集裝箱同時貼有2~3個標志,其中一個有UN編號的標志代表貨物的主要危險性,其他標志表示貨物的次要危險性,這些都是識別貨物危險性類項、運輸品名和應急處置指南的主要檢索途徑。
我國的危險貨物品名表(GB 12268—2012)共收收錄3000多種危險化學品與其他種類危險品,每一種貨物都劃定了主要危險性和/或次要危險性、包裝類別和特殊規(guī)定等,其中除危險性類項和UN編號外,包裝類別也至關重要。
聯(lián)合國危險貨物運輸專家委員會給每一種(類)危險貨物分配了一個或幾個4位數(shù)字的編號即UN編號,它與化學品的運輸狀態(tài)、組分含量、理化特性和危險性有關,與《2015版危險化學品目錄》并不都存在對應關系。
UN 1541丙酮氰醇是特指添加穩(wěn)定劑后在運輸過程中不會釋放氰化氫蒸氣的危險化學品,這在2015版危險化學品目錄中并沒有專門說明。
天然氣以不同的運輸形式分為UN 1971壓縮天然氣和UN 1972冷凍液態(tài)天然氣,雖然都屬于2.1項易燃氣體,但不同的UN 編號代表不同的事故處置方法。
硫酸有三種規(guī)格:UN 1830硫酸(>51%)、UN 1831發(fā)煙硫酸和UN 1832硫酸廢液,它們都屬于第8類腐蝕性物質,但在運輸過程中發(fā)煙硫酸的次要危險性是6.1項,會釋放有毒的三氧化硫氣體,而廢硫酸與金屬接觸會釋放易燃爆的氫氣,采用不同的UN編號便于在安全管理與應急處置時區(qū)別對待。
UN 1385無水硫化鈉(含結晶水<30%)屬于4.2項自燃物質;UN 1849水合硫化鈉(含結晶水≥30%)屬于8類腐蝕性物質,它們的危險性分類不同,用UN 編號查詢得到的事故處置方法也完全不同。
UN 1942硝酸銨是指含可燃物質總量≤0.2%,屬于5.1項氧化性物質,而UN 0222硝酸銨是指含可燃物質>0.2%,屬于具有嚴重后果的第1.1 D項的爆炸品。
顯而易見,不論在危險貨物管理還是在事故的應急處置中,用UN編號查詢應急信息比起貨物品名具有速度快、正確性高和針對性強的優(yōu)點。
每一種危險貨物根據(jù)其危險性高低依次分為I、II、III等3個類別的包裝。例如第3類易燃液體,燃燒危險性最高的(極易燃)必須采用I類包裝(沸點≤35℃)、燃燒危險性中等的用II類包裝(沸點>35℃,閃點<23℃),燃燒危險性較低的用III類包裝(沸點>35℃,閃點23℃~60℃),其中 I 類包裝的容器需要耐受其55℃時蒸氣壓的1.5倍的壓力。一般而言,I 類包裝的危險貨物一旦發(fā)生事故,其后果比 II、III類包裝的更為嚴重。因此,獲得危險貨物的包裝類別有助于了解它們的相對危險性,也是應急指揮的重要參考依據(jù)。
關于危險性分類的詳細內容可進一步閱讀《危險貨物分類和品名編號(GB 6944—2012)》和《國際海運危險貨物規(guī)則》,在此不再贅述。
圖1 UN 2810有機毒性液體
上海港有許多來自或經過歐洲與部分北美地區(qū)的危險貨物散裝罐式集裝箱,這類危險貨物都經過不同運輸工具之間的多式聯(lián)運,大部分貼有橙色標志。標志下半部4位數(shù)是UN編號,上半部2位或3位數(shù)字是危害性鑒別碼,它的含義如下:
2——氣體,因壓力或化學反應釋放;
3——易燃液體(蒸氣)或自燃液體;
4——易燃固體或自發(fā)熱固體;
5——氧化性物質(助燃);
6——毒性或有感染危險物質;
7——放射性物質;
8——腐蝕性物質;
9——自反應物質,包括具有爆炸危險或因分解或聚合反應大量放熱或釋放出有毒和/或易燃氣體的物質。
通過2~3位鑒別碼和前綴X的組合,幾乎可以描述危險貨物的所有危害性(見表1),危害性鑒別碼組合的基本原則如下:
1)數(shù)字后加0,例如30,40,60(見圖1)代表僅存在一種危害,僅90例外,代表其他危險物質或環(huán)境有害物質。
2)重復二個數(shù)字是加強特定的危險性,僅99例外,代表高溫運輸?shù)钠渌泻ξ镔|。
3)危害性代碼前加 X 的,說明該貨物遇水反應有危險。
《危險貨物運輸應急救援指南(2016版)》由國家交通運輸部水運局根據(jù)聯(lián)合國危險貨物運輸專家小組委員會推薦的《2016Emergency Response Guidebook》一書,組織有關方面專家編譯,于2017年由人民交通出版社出版,簡稱《中國ERG2016》。此書原版由美國、加拿大、墨西哥的交通運輸部門和阿根廷緊急化學資訊中心聯(lián)合編寫,每4年更新一次。美國和我國臺灣地區(qū)均已開發(fā)了手機APP,分別是WISER和HazMat?!吨袊鳨RG2016》內容包括危險貨物運輸標志索引、品名索引和UN編號索引、各種危險貨物泄漏、火災與中毒事故的應急處置指南、初始隔離距離和防護距離等,適用于危險貨物集裝箱和槽罐車/箱運輸事故的應急處置。熟練掌握《中國ERG2016》的使用方法已成為水運危險貨物事故應急準備與訓練的一項重要內容。
1)最常用的檢索方法就是根據(jù)包裝標志上UN編號或品名檢索出對應的應急指南卡號,但是當危險貨物包裝上顯示的貨物品名不規(guī)范時往往造成檢索困難,因此最快捷的方法還是使用 UN 編號。
2)暫時無法獲得品名和UN編號的,可以直接根據(jù)危險貨物運輸標志和類項號查到對應的指南卡號,先按指南卡要求處置,待獲知具體品名或 UN編號后再按照針對性更強的指南卡調整應急處置方法。
3)在UN編號和危險貨物名稱索引中,凡是用灰色底紋顯示的品種屬于具有吸入中毒危害的危險貨物(簡稱TIH),這類危險貨物不僅限于第2.3項的有毒氣體和第6.1項的毒性物質,在運輸狀態(tài)下因泄漏或遇水反應會產生有毒蒸氣或氣體,易造成周圍人員傷亡或下風向區(qū)域內的群體中毒事件,可根據(jù) UN 編號從書末“初始隔離與防護距離表”中查得具體數(shù)據(jù),供應急救援與指揮參考。
4)初始隔離距離即緊急隔離半徑,是指以TIH的泄漏點為中心,在其半徑圓范圍內為初始隔離區(qū),區(qū)域內上風向處可能因風向變化而接觸到危險濃度的有毒蒸氣,下風向區(qū)域內的有毒蒸氣濃度會危及健康與生命(指接觸5 min),非事故處理人員必須緊急撤離,應急處置人員必須穿戴正壓自給式呼吸器和防化服后才能進入。
5)防護距離即下風向防護距離,是指 TIH泄漏后開始30 min內其有毒蒸氣云向下風向擴散的距離,在該距離范圍內(擴散范圍呈羽毛形狀,從實用角度可看作是正方形)的人接觸有毒蒸氣可能發(fā)生嚴重的健康影響或損害個人防護能力,必須立即撤離或采取防護措施,例如按要求在室內掩蔽,關閉住所窗戶和通風系統(tǒng)或佩戴防毒面具等。防護距離隨著時間的延長可能繼續(xù)擴大,因此撤離至防護距離外的人員不等于沒有危險,不應聚集在一起,應繼續(xù)轉移到盡可能遠的安全場所待命,直到風向改變或接到撤銷疏散命令為止。
表1 第3類易燃液體應急救援指南卡分類與滅火關鍵要素
上述初始隔離距離和防護距離(簡稱臨界距離)是由美國交通部委托美國阿貢國家實驗室開發(fā)。具體方法是利用事故數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù),結合150多個城市氣象數(shù)據(jù),對每一種TIH 設計出近10萬起事故(分為大量泄漏和少量泄漏,白天和晚間等4種情況),然后利用各種擴散模型進行計算,將計算結果按照臨界距離的百分位數(shù)排列,取90%事故的臨界距離。用這種統(tǒng)計學方法不僅縮短了一半的臨界距離,降低了大規(guī)模居民撤離的社會代價,而且仍然代表了90%事故的實際情況(毒氣云擴散至很遠距離的事故概率是非常低的),從而解決了在事故現(xiàn)場臨時計算的困難。在每4年一次的更新中,臨界距離均有較大的修正。
應急指南卡共有63種,系根據(jù)各類危險貨物的主要危險、次要危險性、反應性、運輸溫度、液體水溶性和危險貨物的相容性等,對其應急處置方法進行分類,具有較強的通用性和針對性。因限于篇幅,表1僅列舉了第3類易燃液體應急救援指南卡的分類方法和應急處置的關鍵要素,通過對指南卡分類原則和滅火關鍵要素的比較,熟悉各類事故應急處置方法的基本規(guī)律,有助于提高指揮人員對事故現(xiàn)場處置的應變能力。
通過應急指南卡分類研究,大致可以歸納出各類危險貨物應急處置方法的基本原則:
1)滅火方法主要考慮能否用水、普通泡沫或抗溶泡沫、何時應該撤離火場等;
2)毒性/腐蝕性主要考慮個人防護和/或初始隔離距離和防護距離;
3)反應性(包括聚合危害)主要避免發(fā)生反應的條件,例如水、溫度等;
4)氧化性:強調與可燃物質分離,不能使用干粉/二氧化碳滅火。
根據(jù)《聯(lián)合國危險貨物運輸建議書規(guī)章范本》中的定義, 具有嚴重后果的危險貨物(High Consequence Dangerous Goods,簡稱HCDG)是指港口危險貨物中可能被用來制造恐怖事件造成大規(guī)模傷亡或大規(guī)模破壞的品種(參見《水上消防》2018年第1期)。對這類貨物要求采取嚴格的監(jiān)控措施,包括承運人、發(fā)貨人和收貨人之間的相互合作;向政府監(jiān)管部門交換危險信息;采取適當?shù)陌踩胧┖蛻睖蕚?;對運輸單證采取保密管理等。此外,必須制定詳細的安全培訓計劃,包括船舶、堆場中存放的位置、安全作業(yè)要求和確保運輸信息安全的措施等。
天津港瑞海國際物流有限公司危險貨物集裝箱堆場爆炸事故中涉及的硝酸銨就是屬于這類危險貨物,當其可燃雜質的含量大于0.2%時就應列入第1.1項具有整體爆炸危險的貨物,現(xiàn)場管理與處置不當就會釀成特別重大事故。因此,預先做好HCDG事故應急預案對控制與減少事故損失具有事半功倍的效果。然而,危險貨物集裝箱實際上是危險化學品的臨時移動倉庫,由于具有品種多、數(shù)量大和事故場景不確定等特點,不可能像危險化學品生產企業(yè)那樣預先準備具有針對性的事故應急預案和現(xiàn)場處置方案,應預先設計若干主要事故場景,編制各種應急處置基本程序,在事故現(xiàn)場利用手冊、指南、APP等工具隨時進行調整。
1)第1類爆炸品和第4.1項減敏爆炸品除突發(fā)性爆炸事故難以發(fā)布預警外,凡發(fā)生局部燃燒或受相鄰危險貨物集裝箱爆燃事故影響,均應采用水幕隔離和噴淋降溫。如果火勢無法控制,消防人員應采用遙控水槍或以普通貨物集裝箱作為掩體實施滅火,并及時進行人員疏散,堆場緊急疏散距離一般為800~1600 m,船舶甲板上人員應撤離至盡可能遠離并且看不見事故箱的位置。
2)散裝罐箱(容量大于3000 L)中第3類易燃液體(指I和II類包裝)、第2.1項易燃氣體、第4.1、4.2和4.3項中I類包裝貨物,這類貨物萬一發(fā)生泄漏引發(fā)火災或受周圍危險貨物火災的影響,罐體連續(xù)受熱有可能造成劇烈燃爆(BLEVE)等嚴重后果,堆場初始隔離半徑一般至少800 m,船舶甲板上人員應撤離至盡可能遠離并且看不見事故箱的位置。
3)第2.3項毒性氣體和第6.1項I類包裝的集裝箱,以及第8類I類包裝的罐箱大部分屬于劇毒或高毒,部分品種易燃。這類散裝貨物容量大于3000 L,大量泄漏容易引起群體中毒事故,現(xiàn)場人員應及時撤離至上風向處,具體撤離距離參見《中國ERG 2016》。
4)第6.1項I類包裝的集裝箱和第8類I類包裝罐箱落水易發(fā)生嚴重水體污染事故,應及時召開專家咨詢會議,研究具體對策措施。
5)處于事故現(xiàn)場的第5.1項I類包裝的散裝罐箱和散裝無機高氯酸鹽和硝酸銨等有可能引發(fā)大規(guī)模燃爆事故,如果發(fā)現(xiàn)大面積受熱,消防員應撤離至盡可能遠的地方(看不見事故箱的位置),采用自動遙控消防炮噴水冷卻;
6)第5.1項屬于I類包裝的氧化性液體罐箱在水運過程中發(fā)生泄漏應進行隔離,必要時通過調整壓艙水改變船舶傾斜角度,防止泄漏液體與相鄰可燃物質接觸,并用水沖洗稀釋。
LPG罐箱是液化石油氣的常見運輸形式,屬于HCDG,在危險貨物集裝箱堆場發(fā)生火災事故情況下,處于火場中的LPG罐箱受熱可能發(fā)生沸騰液體膨脹蒸氣爆炸(BLEVE),其發(fā)生過程如圖2所示。
圖2 BLEVE發(fā)生過程
BLEVE的危害包括火災、熱輻射、沖擊波和由罐體部件構成的拋射體發(fā)射。處置這類事故原則上是當發(fā)現(xiàn)安全閥發(fā)出刺耳的聲響時立即撤離至安全區(qū),用消防炮/遙控水槍對罐體進行冷卻,因此掌握BLEVE的臨界時間、臨界距離和冷卻水流量等數(shù)據(jù)至關重要。
表2是加拿大運輸部推薦的 LPG罐箱/槽罐車BLEVE事故決策指揮的重要參考數(shù)據(jù),表中臨界時間與距離的含義如下:
1)出現(xiàn)噴火時間:假設槽罐沒有絕熱層和水冷卻,罐體內膨脹的丙烷蒸氣從安全閥或受損裂口沖出形成火炬的最少時間。
表2 丙烷槽罐沸騰液體膨脹蒸氣爆炸(BLEVE)事故數(shù)據(jù)
2)應急反應距離:為應急救援人員提供保護的最小距離。
3)最小撤離距離:保護公眾的最小距離。假設儲罐部件以較小的水平角度發(fā)射(一般僅幾度,會被周圍的集裝箱或輔助建筑擋住)。
4)安全撤離距離:保護公眾的安全距離。假設儲罐部件以45°發(fā)射。
水運LNG事故非常罕見,但因公路轉運過程中的交通事故而引發(fā)的傾覆與泄漏事故屢見不鮮。由于-162℃的液態(tài)天然氣并不會發(fā)生燃燒,泄漏初期地面的蒸氣比空氣重(1.5),在尚未被空氣稀釋前也不容易發(fā)生閃火,所以此類事故往往以泄漏為主。隨著蒸氣溫度升高向空中擴散,當出現(xiàn)白色蒸氣云時(相對濕度大于55%)說明其蒸氣云濃度可能已達到了燃燒下限(LFL=5%,UFL=15%),如果遇見明火會發(fā)生迅速燃燒。
由于LNG裝載壓力、液體泄漏速率、蒸氣比重和火焰?zhèn)鞑ニ俣龋ㄈ紵俾剩┚黠@低于LPG,其泄漏燃爆的危險性和事故影響范圍也明顯小于LPG。據(jù)此,處置LNG罐箱傾覆與泄漏事故的首要措施就是在50 ~ 100 m緊急隔離半徑范圍內禁止和排除火種(包括高溫表面),如果罐體閥門完好無損,應盡量將罐內LNG轉移;如果閥門已經破壞,應讓其蒸發(fā)排放;如果閥門損壞并已發(fā)生閃火,應讓其燒盡。
LNG罐箱外層加設了可靠的保溫層,一般情況下不易發(fā)生BLEVE,如果被大火吞噬,緊急疏散距離為1600 m。
編制切實可行的事故應急處置基本程序(或稱標準操作程序-SOP)并在實戰(zhàn)中進行檢驗、補充或修訂,有助于不斷提高現(xiàn)場處置方案的針對性、可行性和有效性。以下例舉4種事故場景的應急處置基本程序,這些程序沒有經過實戰(zhàn)驗證,僅供參考。
1)根據(jù)危險性標志牌或UN編號,用《中國ERG 2016》查明指南卡號、危險特性、緊急隔離半徑、疏散距離和應急措施等。盡可能與貨主取得聯(lián)系,獲取涉事貨物的MSDS等信息,對災情進行評估。必要時撥打中毒控制中心電話或通過《化救通》網站(www.chemaid.com)獲取中毒救治的信息支持。
2)停止相鄰區(qū)域的工作,撤離無關人員。啟用現(xiàn)場消防和噴淋設施?,F(xiàn)場救援隊員必須穿戴消防服和自給式呼吸器。
3)在無 MSDS 資料情況下,按照指南卡要求進行處置,除以下注意事項外,船舶甲板上人員應撤離至盡可能遠離并且看不見事故箱的位置:
第1類爆炸品集裝箱堆場發(fā)生火災:消防人員應在掩體(例如隔離用集裝箱)后面進行滅火;如果集裝箱卷入大火,應發(fā)布緊急疏散警報,堆場人員立即撤離800~1600 m(根據(jù)爆炸品分類,參考應急指南卡112,114)。
減敏或加濕爆炸品(大多屬于4.1項)發(fā)生火災:如果火勢無法控制,應發(fā)布緊急疏散警報,堆場人員立即撤離500~800 m(參考應急指南卡113)。
第2、3類罐箱:如果火勢無法控制,安全閥發(fā)出聲響或罐體變色,堆場人員應立即撤離800~1600 m(參考 BLEVE 的臨界數(shù)據(jù))。
火場中第2.3項有毒氣體容器有爆炸危險,應根據(jù)氣象條件估計初始隔離距離和防護距離,現(xiàn)場人員應向上風向撤離,如果同時發(fā)生燃燒,其中毒影響范圍相對減少。
4)保持堆場噴淋水槍或消防炮連續(xù)不斷進行噴淋冷卻,抵擋萬一因燃爆產生的熱輻射影響。
5)注意火場附近危險貨物集裝箱的保護,必要時采取噴淋降溫措施。
6)救援結束后按規(guī)定進行事故后續(xù)處理(包括現(xiàn)場洗消、廢棄物處置等)。
1)根據(jù)品名或UN編號,用《中國ERG 2016版》查明涉及事故危險貨物的特性、緊急隔離半徑、疏散距離和應急措施等。
盡可能與貨主取得聯(lián)系,獲取涉事貨物的MSDS等信息,對災情進行評估。
必要時利用《化救通》網站(www.chemaid.com)獲取中毒救治的信息支持。
2)停止相鄰區(qū)域的工作,在初始隔離半徑范圍內撤離無關人員?,F(xiàn)場救援隊員必須穿戴消防服和自給式呼吸器。
3)在無 MSDS 資料情況下,按照指南卡要求進行處置,注意:必要時用水幕隔離煙霧;如果是第1類爆炸品,應立即撤離所有人員,用遙控水槍噴射;如果是4.2項屬于I類包裝的貨物發(fā)生自燃,消防人員可在霧狀水保護下打開箱門,用大量水噴射滅火,并將箱內未受損的貨物轉移,仔細檢查殘存貨物,防止悶燒復燃;如果是4.3項貨物受潮悶燒冒煙,禁止用水,應使用干粉或二氧化碳;如果是6.1項貨物產生有毒蒸氣,用霧狀水驅散蒸氣,并咨詢有關專家進行處置。
4)如果災情擴大或無法控制,立即發(fā)布緊急疏散警報。
5)救援結束后按規(guī)定進行事故后續(xù)處理(包括現(xiàn)場洗消、廢棄物處置等)。
1)根據(jù)品名或UN編號,用《中國ERG 2016版》查明涉及事故危險貨物的特性、指南卡、初始隔離距離和防護距離等。
盡可能與貨主取得聯(lián)系,獲取涉事貨物的MSDS等信息,對災情進行評估。
必要時通過《化救通》網站(www.chemaid.com)獲取中毒救治的信息支持。
2)現(xiàn)場救援隊員必須穿戴自給式呼吸器和防化服。無關人員應向上風向撤離。
3)用水幕隔離,按照指南卡要求處置,必要時咨詢有關專家進行合理處置。注意:大部分有毒蒸氣易燃,排除周圍火種;如果泄漏無法立即阻止,地面或甲板蒸發(fā)池擴大,先用抗溶性水成膜泡沫覆蓋抑制毒氣揮發(fā)(必要時擴大人員疏散范圍),然后召集專家咨詢,研究中和處置方法。
4)救援結束后按規(guī)定進行事故后續(xù)處理(包括現(xiàn)場洗消、廢棄物處置等)。
1)根據(jù)品名或UN編號,用《中國ERG 2016版》查明涉及事故危險貨物的特性、緊急隔離半徑、疏散距離等。
同時與堆場管理人員交換相關信息,盡可能與貨主取得聯(lián)系,獲取涉事貨物的MSDS信息,對災情進行評估。
2)停止相鄰區(qū)域的工作,設立隔離區(qū),排除火種。
3)如果有集裝箱冒煙,用水噴淋降溫,在確認沒有爆炸危險的情況下,將其轉移。在箱門前測爆,必須佩戴防毒面具或自給式呼吸器,在霧狀水的保護下打開集裝箱,強制通風或用霧狀水噴淋,找到受損容器酌情處理;如果集裝箱沒有冒煙,應根據(jù)貨物性質處理,屬于自聚膨脹的貨品,可通知貨主前來處理。
4)救援結束后按規(guī)定進行事故后續(xù)處理(包括現(xiàn)場洗消、廢棄物處置等)。
鑒于危險貨物集裝箱事故的復雜性和不確定性,要求指揮人員除了必須具有危險貨物和危險化學品方面的專業(yè)知識外,還應在實戰(zhàn)中不斷積累經驗,不斷提高自己的應急判斷與決策能力。因此,危險貨物事故應急救援指揮應該成為一項專業(yè)技術職務進行系統(tǒng)培訓,并在制度上保證其可持續(xù)發(fā)展。此外,為了防止發(fā)生重大危險貨物集裝箱事故,提高應急救援的效果,具有嚴重后果的危險貨物不宜集中堆放,并加強安全監(jiān)管措施。