劉振羽 許亮 張悅

(天津市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心 天津 300191)

1 前言

天津市鋼鐵工業(yè)的發(fā)展已有60年的歷史，是我國(guó)鋼鐵產(chǎn)品重要生產(chǎn)基地之一。目前已形成國(guó)內(nèi)最大的無(wú)縫鋼管生產(chǎn)基地，擁有在國(guó)際處于先進(jìn)地位的大型燒結(jié)機(jī)、大型高爐、大噸位超高功率電爐、精煉爐、大噸位轉(zhuǎn)爐等設(shè)備，然而大批先進(jìn)工藝和大型設(shè)備使用，也造成環(huán)境污染因子種類(lèi)繁多，污染物排放量劇增。雖然各大型鋼鐵企業(yè)均安裝了環(huán)保凈化設(shè)備，然而一旦設(shè)備發(fā)生故障或安全事故，就可能造成大量污染物外泄，對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的污染。為了更快更好的應(yīng)對(duì)鋼鐵工業(yè)突發(fā)性環(huán)境污染事故，及時(shí)開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，第一時(shí)間掌握事故信息及污染情況，為管理部門(mén)提供決策依據(jù)，最大限度的保護(hù)企業(yè)周邊環(huán)境，開(kāi)展鋼鐵工業(yè)應(yīng)急監(jiān)測(cè)技術(shù)預(yù)案編制工作意義重大。

2 生產(chǎn)工藝

鋼鐵工業(yè)的生產(chǎn)工藝復(fù)雜，目前全球鋼鐵工業(yè)主要有兩種工藝路線，一種是“聯(lián)合”法，另一種為電弧爐法，前者常稱(chēng)為“長(zhǎng)流程”，后者常稱(chēng)“短流程”：鋼鐵工業(yè)長(zhǎng)流程主要應(yīng)用高爐煉鐵技術(shù)，由于此技術(shù)具有經(jīng)濟(jì)指標(biāo)好，工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)量大，生產(chǎn)效率高，能耗低等優(yōu)點(diǎn)，因此長(zhǎng)流程工藝的鐵產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量絕大部分。長(zhǎng)流程工藝主要包括煉焦、燒結(jié)、高爐冶煉、轉(zhuǎn)爐冶煉、連鑄、軋鋼等工段。短流程根據(jù)原料可分為兩種：一類(lèi)是鐵礦石經(jīng)直接熔融還原后。采用電爐或轉(zhuǎn)爐煉鋼，主要特點(diǎn)在于鐵礦石原料不經(jīng)燒結(jié)、球團(tuán)處理，沒(méi)有高爐煉鐵生產(chǎn)流程；另一類(lèi)以廢鋼為原料，由電爐熔化冶煉后，進(jìn)入下一步工序，也沒(méi)有高爐煉鐵環(huán)節(jié)，有時(shí)為了提高效率，會(huì)在電爐冶煉中也采取兌加鐵水的工藝。

3 鋼鐵工業(yè)主要風(fēng)險(xiǎn)源分析

鋼鐵工業(yè)中主要的風(fēng)險(xiǎn)源焦化工序的主要危險(xiǎn)物焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣及產(chǎn)品荒煤氣：具有物質(zhì)具有較大的毒性，且易燃易爆；燒結(jié)工序、高爐煉鐵工序、轉(zhuǎn)爐冶煉工序會(huì)產(chǎn)生大量的一氧化碳，一氧化碳具有毒性和易燃易爆性，一氧化碳對(duì)人體健康的危害主要是經(jīng)呼吸道進(jìn)入人體肺泡，迅速被吸收進(jìn)入血液，與血紅蛋白結(jié)合成碳氧血紅蛋白，使血紅蛋白失去攜氧能力，使人體缺氧中毒；除此之外，高爐煉鐵工序、轉(zhuǎn)爐冶煉工序會(huì)產(chǎn)生一定量的氫氣，氫氣在生理學(xué)上是惰性氣體，僅在高濃度時(shí)，由于空氣中氧分壓降低才引起窒息。在很高的分壓下，氫氣可呈現(xiàn)出麻醉作用。氫氣與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇熱或明火即會(huì)發(fā)生爆炸。氫氣比空氣輕，在室內(nèi)使用和儲(chǔ)存時(shí)，漏氣上升滯留屋頂不易排出，遇火星會(huì)引起爆炸。氫氣還可與氟、氯、溴等鹵素會(huì)劇烈反應(yīng)。

4 突發(fā)性環(huán)境污染事故分析

4.1 事故類(lèi)型

4.1.1 大氣污染事故

鋼鐵工業(yè)中很多設(shè)備都在高溫高壓的環(huán)境下運(yùn)行，存在著突發(fā)性污染事故的風(fēng)險(xiǎn)，一旦反生事故，大量的有毒有害氣態(tài)污染物將快速擴(kuò)散至空氣中，對(duì)環(huán)境和人體造成傷害。因此，在事故發(fā)生第一時(shí)間，必須對(duì)污染物類(lèi)型、強(qiáng)度及影響范圍通過(guò)應(yīng)急監(jiān)測(cè)進(jìn)行判定，為及時(shí)采取措施進(jìn)行控制處置提供有力保障。

4.1.2 水污染事故

鋼鐵工業(yè)焦化工藝段在生產(chǎn)、貯運(yùn)、裝卸過(guò)程中，存在著泄露或爆炸事故的隱患，一旦發(fā)生事故，將造成大量原料、產(chǎn)品損失、大量的含有危險(xiǎn)化學(xué)品的污水排放，導(dǎo)致水體的污染；同時(shí)一些企業(yè)如果違法偷排將廢水排入周?chē)牡乇硭w也，也會(huì)造成嚴(yán)重的后果。

4.2 污染途徑分類(lèi)

污染途徑主要分為直接污染和次生/伴生污染：直接污染主要由物料泄露引發(fā)，這類(lèi)事故通常的起因是設(shè)備（包括管線、閥門(mén)或其它設(shè)施）出現(xiàn)故障或操作失誤、儀表失靈等，使易燃或可燃物料泄漏，彌散在空氣中，此時(shí)的直接危險(xiǎn)是有毒物質(zhì)的擴(kuò)散對(duì)周?chē)h(huán)境的污染。事故發(fā)生后，通常采取切斷泄漏源、切斷火源，隔離泄漏場(chǎng)所的措施，通過(guò)適當(dāng)方式合理通風(fēng)，加速有害物質(zhì)的擴(kuò)散，降低泄漏點(diǎn)的濃度，避免引起爆炸。對(duì)泄漏點(diǎn)附近的下水道、邊溝等限制性空氣應(yīng)采取覆蓋或用吸收劑吸收等措施，防止泄漏的物料進(jìn)入，引發(fā)連鎖性爆炸；次生/伴生污染主要是指在焦化工藝段內(nèi)化工生產(chǎn)階段危險(xiǎn)化學(xué)品的爆炸或遭遇火災(zāi)會(huì)產(chǎn)生新的的污染物；此外火災(zāi)事故嚴(yán)重而措施不當(dāng)時(shí)，可能引起爆炸等連鎖效應(yīng)，從而引起重疊事故。

5 應(yīng)急事故的監(jiān)測(cè)布點(diǎn)及人員防護(hù)

5.1 大氣環(huán)境污染事故

大氣環(huán)境污染事故應(yīng)急監(jiān)測(cè)主要根據(jù)應(yīng)急事故的類(lèi)型，結(jié)合當(dāng)時(shí)氣象條件，在主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向設(shè)立監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行采樣，在事故周邊環(huán)境保護(hù)敏感點(diǎn)必須設(shè)置采樣點(diǎn)采樣。鋼鐵工業(yè)的大部分事故主要為煤氣泄漏，為確保監(jiān)測(cè)人員的人身安全，采樣點(diǎn)應(yīng)在事故現(xiàn)場(chǎng)的最外圍，配合相關(guān)部門(mén)監(jiān)測(cè)泄漏到大氣的污染物濃度。

5.2 水環(huán)境污染事故

水環(huán)境污染事故監(jiān)測(cè)主要結(jié)合事故單位排水走向，周邊河道分布情況，確定布點(diǎn)采樣，主要可在應(yīng)急事故池或監(jiān)控池內(nèi)、泵站進(jìn)出口、事故收納水體這三處設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)位。

5.3 人員防護(hù)

在鋼鐵工業(yè)發(fā)生的環(huán)境應(yīng)急事故中，需要對(duì)一氧化碳、氫氣、甲烷、苯系物、氰化物等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這些物質(zhì)不僅毒性很大，還有可能會(huì)造成人員的窒息，因此監(jiān)測(cè)人員應(yīng)配置正壓呼吸器、防化服等防護(hù)設(shè)備，并應(yīng)聽(tīng)從安全、消防部門(mén)的命令，決不可擅自進(jìn)入?yún)^(qū)域進(jìn)行監(jiān)測(cè)，待確認(rèn)監(jiān)測(cè)地點(diǎn)安全后，再進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

6 結(jié)論

通過(guò)對(duì)鋼鐵行業(yè)的主要危險(xiǎn)源及工藝、污染物性質(zhì)、污染途徑進(jìn)行分析，摸清易產(chǎn)生事故的節(jié)點(diǎn)，結(jié)合我們自身的應(yīng)急監(jiān)測(cè)設(shè)備、監(jiān)測(cè)能力，制定鋼鐵工業(yè)突發(fā)性環(huán)境污染事故環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)預(yù)案，并有針對(duì)性進(jìn)行演練，對(duì)有效地應(yīng)對(duì)鋼鐵工業(yè)突發(fā)環(huán)境污染事故具有重要的指導(dǎo)意義。