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油庫火災(zāi)事故中伴生/次生污染的環(huán)境風(fēng)險評價

2014-09-15 00:17宋慧
環(huán)境 2014年13期
關(guān)鍵詞:油庫

宋慧

摘 要:以某成品油庫為例,針對火災(zāi)事故時產(chǎn)生的伴生/次生環(huán)境污染進行識別,對油品燃燒時產(chǎn)生的CO污染物進行了預(yù)測分析,并得出風(fēng)險可接受水平,為油庫突發(fā)火災(zāi)事故時的應(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)險評價

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,油庫屬于危險行業(yè)范圍,在其環(huán)境風(fēng)險事故中,火災(zāi)是常見的一類災(zāi)害。油庫發(fā)生火災(zāi)時,其油品燃燒過程中同時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,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個儲罐(4000m?/罐),儲存油品為汽油(5個罐)和柴油(2個罐),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)向為ENE,年平均風(fēng)速為2.4m/s。

1、源強參數(shù)

該油庫火災(zāi)事故時的源強參數(shù)見表1。

表1 火災(zāi)事故產(chǎn)生CO源強參數(shù)

2、預(yù)測模式

采用《建設(shè)項目環(huán)境風(fēng)險評價技術(shù)導(dǎo)則》(HJ/T 169-2004)中的多煙團模式計算,計算公式如下:

(公式1)

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

3、擴散參數(shù)選擇

擴散參數(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,大氣擴散參數(shù)系數(shù)(取樣時間0.5h)

采用HJ/T2.2-93中推薦的σy時間訂正法計算1小時平均濃度,計算公式如下:

(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,短時間接觸濃度超標范圍分別出現(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間接觸容許濃度,但在D、E、F穩(wěn)定度氣象條件下超標;位于火災(zāi)源760m-920m范圍的環(huán)境敏感點在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間接觸容許濃度,但在E、F穩(wěn)定度氣象條件下超標;位于火災(zāi)源1200m的環(huán)境敏感點除在F穩(wěn)定度氣象條件下CO最大地面濃度超出短時間接觸容許濃度外,其他穩(wěn)定度氣象條件下的最大濃度可以達到標準要求;該油庫火災(zāi)事故時產(chǎn)生的CO到達周圍環(huán)境敏感點的最大地面濃度遠低于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散的重要因素之一,當(dāng)大氣層結(jié)不穩(wěn)定時,熱力湍流發(fā)展旺盛,對流強烈,污染物易擴散;反之,當(dāng)大氣層結(jié)穩(wěn)定時,湍流受到抑制,污染物不易擴散稀釋,易造成污染。

三、風(fēng)險可接受水平

根據(jù)《建設(shè)項目環(huán)境風(fēng)險評價技術(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R按下式計算:

(公式6)

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

在實際的風(fēng)險后果計算中,可利用如下方法確定最大可信災(zāi)害事故的風(fēng)險值。

表6至表9分別給出了污染事故危害程度評價標準、污染事故發(fā)生概率的評價標準、風(fēng)險排序的風(fēng)險矩陣和不同風(fēng)險水平應(yīng)采取的行動。

表6 污染事故危害程度評價標準

表7 污染事故發(fā)生概率評價標準

表8 每種風(fēng)險排序的風(fēng)險水平矩陣

表9 風(fēng)險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)險評價實用技術(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為3,屬于極少發(fā)生;火災(zāi)危害事故排序為2,屬于可接受。為此,油罐火災(zāi)導(dǎo)致的事故風(fēng)險水平為6,屬于可接受的水平。事故發(fā)生后,需要及時控制,并進行跟蹤監(jiān)測,以保證能夠控制風(fēng)險水平不至擴大。

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)境敏感點分布情況有關(guān),通過預(yù)測得出環(huán)境風(fēng)險可接受水平,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:

[1] 胡二邦,環(huán)境風(fēng)險評價實用技術(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)險辨識與管理,中國石化出版社,2010

[3] 建設(shè)項目環(huán)境風(fēng)險評價技術(shù)導(dǎo)則,HJ/T 169-2004endprint

摘 要:以某成品油庫為例,針對火災(zāi)事故時產(chǎn)生的伴生/次生環(huán)境污染進行識別,對油品燃燒時產(chǎn)生的CO污染物進行了預(yù)測分析,并得出風(fēng)險可接受水平,為油庫突發(fā)火災(zāi)事故時的應(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)險評價

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,油庫屬于危險行業(yè)范圍,在其環(huán)境風(fēng)險事故中,火災(zāi)是常見的一類災(zāi)害。油庫發(fā)生火災(zāi)時,其油品燃燒過程中同時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,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個儲罐(4000m?/罐),儲存油品為汽油(5個罐)和柴油(2個罐),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)向為ENE,年平均風(fēng)速為2.4m/s。

1、源強參數(shù)

該油庫火災(zāi)事故時的源強參數(shù)見表1。

表1 火災(zāi)事故產(chǎn)生CO源強參數(shù)

2、預(yù)測模式

采用《建設(shè)項目環(huán)境風(fēng)險評價技術(shù)導(dǎo)則》(HJ/T 169-2004)中的多煙團模式計算,計算公式如下:

(公式1)

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

3、擴散參數(shù)選擇

擴散參數(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,大氣擴散參數(shù)系數(shù)(取樣時間0.5h)

采用HJ/T2.2-93中推薦的σy時間訂正法計算1小時平均濃度,計算公式如下:

(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,短時間接觸濃度超標范圍分別出現(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間接觸容許濃度,但在D、E、F穩(wěn)定度氣象條件下超標;位于火災(zāi)源760m-920m范圍的環(huán)境敏感點在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間接觸容許濃度,但在E、F穩(wěn)定度氣象條件下超標;位于火災(zāi)源1200m的環(huán)境敏感點除在F穩(wěn)定度氣象條件下CO最大地面濃度超出短時間接觸容許濃度外,其他穩(wěn)定度氣象條件下的最大濃度可以達到標準要求;該油庫火災(zāi)事故時產(chǎn)生的CO到達周圍環(huán)境敏感點的最大地面濃度遠低于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散的重要因素之一,當(dāng)大氣層結(jié)不穩(wěn)定時,熱力湍流發(fā)展旺盛,對流強烈,污染物易擴散;反之,當(dāng)大氣層結(jié)穩(wěn)定時,湍流受到抑制,污染物不易擴散稀釋,易造成污染。

三、風(fēng)險可接受水平

根據(jù)《建設(shè)項目環(huán)境風(fēng)險評價技術(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R按下式計算:

(公式6)

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

在實際的風(fēng)險后果計算中,可利用如下方法確定最大可信災(zāi)害事故的風(fēng)險值。

表6至表9分別給出了污染事故危害程度評價標準、污染事故發(fā)生概率的評價標準、風(fēng)險排序的風(fēng)險矩陣和不同風(fēng)險水平應(yīng)采取的行動。

表6 污染事故危害程度評價標準

表7 污染事故發(fā)生概率評價標準

表8 每種風(fēng)險排序的風(fēng)險水平矩陣

表9 風(fēng)險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)險評價實用技術(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為3,屬于極少發(fā)生;火災(zāi)危害事故排序為2,屬于可接受。為此,油罐火災(zāi)導(dǎo)致的事故風(fēng)險水平為6,屬于可接受的水平。事故發(fā)生后,需要及時控制,并進行跟蹤監(jiān)測,以保證能夠控制風(fēng)險水平不至擴大。

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)境敏感點分布情況有關(guān),通過預(yù)測得出環(huán)境風(fēng)險可接受水平,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:

[1] 胡二邦,環(huán)境風(fēng)險評價實用技術(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)險辨識與管理,中國石化出版社,2010

[3] 建設(shè)項目環(huán)境風(fēng)險評價技術(shù)導(dǎo)則,HJ/T 169-2004endprint

摘 要:以某成品油庫為例,針對火災(zāi)事故時產(chǎn)生的伴生/次生環(huán)境污染進行識別,對油品燃燒時產(chǎn)生的CO污染物進行了預(yù)測分析,并得出風(fēng)險可接受水平,為油庫突發(fā)火災(zāi)事故時的應(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)險評價

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,油庫屬于危險行業(yè)范圍,在其環(huán)境風(fēng)險事故中,火災(zāi)是常見的一類災(zāi)害。油庫發(fā)生火災(zāi)時,其油品燃燒過程中同時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,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個儲罐(4000m?/罐),儲存油品為汽油(5個罐)和柴油(2個罐),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)向為ENE,年平均風(fēng)速為2.4m/s。

1、源強參數(shù)

該油庫火災(zāi)事故時的源強參數(shù)見表1。

表1 火災(zāi)事故產(chǎn)生CO源強參數(shù)

2、預(yù)測模式

采用《建設(shè)項目環(huán)境風(fēng)險評價技術(shù)導(dǎo)則》(HJ/T 169-2004)中的多煙團模式計算,計算公式如下:

(公式1)

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

3、擴散參數(shù)選擇

擴散參數(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,大氣擴散參數(shù)系數(shù)(取樣時間0.5h)

采用HJ/T2.2-93中推薦的σy時間訂正法計算1小時平均濃度,計算公式如下:

(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,短時間接觸濃度超標范圍分別出現(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間接觸容許濃度,但在D、E、F穩(wěn)定度氣象條件下超標;位于火災(zāi)源760m-920m范圍的環(huán)境敏感點在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間接觸容許濃度,但在E、F穩(wěn)定度氣象條件下超標;位于火災(zāi)源1200m的環(huán)境敏感點除在F穩(wěn)定度氣象條件下CO最大地面濃度超出短時間接觸容許濃度外,其他穩(wěn)定度氣象條件下的最大濃度可以達到標準要求;該油庫火災(zāi)事故時產(chǎn)生的CO到達周圍環(huán)境敏感點的最大地面濃度遠低于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散的重要因素之一,當(dāng)大氣層結(jié)不穩(wěn)定時,熱力湍流發(fā)展旺盛,對流強烈,污染物易擴散;反之,當(dāng)大氣層結(jié)穩(wěn)定時,湍流受到抑制,污染物不易擴散稀釋,易造成污染。

三、風(fēng)險可接受水平

根據(jù)《建設(shè)項目環(huán)境風(fēng)險評價技術(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R按下式計算:

(公式6)

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

在實際的風(fēng)險后果計算中,可利用如下方法確定最大可信災(zāi)害事故的風(fēng)險值。

表6至表9分別給出了污染事故危害程度評價標準、污染事故發(fā)生概率的評價標準、風(fēng)險排序的風(fēng)險矩陣和不同風(fēng)險水平應(yīng)采取的行動。

表6 污染事故危害程度評價標準

表7 污染事故發(fā)生概率評價標準

表8 每種風(fēng)險排序的風(fēng)險水平矩陣

表9 風(fēng)險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)險評價實用技術(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為3,屬于極少發(fā)生;火災(zāi)危害事故排序為2,屬于可接受。為此,油罐火災(zāi)導(dǎo)致的事故風(fēng)險水平為6,屬于可接受的水平。事故發(fā)生后,需要及時控制,并進行跟蹤監(jiān)測,以保證能夠控制風(fēng)險水平不至擴大。

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)境敏感點分布情況有關(guān),通過預(yù)測得出環(huán)境風(fēng)險可接受水平,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:

[1] 胡二邦,環(huán)境風(fēng)險評價實用技術(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)險辨識與管理,中國石化出版社,2010

[3] 建設(shè)項目環(huán)境風(fēng)險評價技術(shù)導(dǎo)則,HJ/T 169-2004endprint

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