五、化学品燃烧爆炸事故对人员和环境的危害
火灾与爆炸都会造成生产设施的重大破坏和人员伤亡,但两者的发展过程显著不同。火灾是在起火后火场逐渐蔓延扩大,随着时间的延续,损失数量迅速增长,损失约与时间的平方成比例;火灾时间延长1倍,损失可能增加4倍。爆炸则是猝不及防,可能仅在一秒钟内爆炸过程已经结束,设备损坏、厂房倒塌、人员伤亡等巨大损失也将在瞬间发生。
危险化学品的燃烧爆炸事故通常伴随发热、发光、压力上升真空和电离等现象,具有很强的破坏作用。它与危险化学品的数量和性质、燃烧爆炸时的条件以及位置等因素有关。主要破坏形式有以下几种:
(一)高温的破坏作用
燃烧爆炸时产生的高温,爆炸后建筑物内遗留大量的热或残余业苗,会把从破坏的设备内部不断喷出的可燃气体、易燃或可燃液体的蒸气点燃,也可能把其他易燃物点燃引起火灾。当盛装易燃物的容器、管道发生爆炸时,爆炸抛出的易燃物有可能引起大面积火灾,这种情况在油罐、液化气瓶爆破后最易发生。正在运行的燃烧设备或高温的化工设备被破坏时,其灼热的碎片可能飞出,点燃附近储存的燃料或其他可燃物,引起火灾。此外,高温辐射还可能使附近人员受到严重灼烫伤害甚至死亡。
(二)爆炸直接的破坏作用
机械设备、装置、容器等爆炸后产生许多碎片,飞出后会在相当大的范围内造成危害。一般碎片在100~500 m内飞散。
(三)爆炸冲击波的破坏作用
物质爆炸时,产生的高温、高压气体以极高的速度膨胀,像活塞一样挤压周围空气。把爆炸反应释放出的部分能量传递给压缩的空气层,空气受冲击而发生扰动,使其压力、密度等产生突变,这种扰动在空气中传播就称为冲击波。冲击波的传播速度极快,在传播过程中,可以对周围环境中的机械设备和建筑物产生破坏作用和使人员伤亡。冲击波还可以在它的作用区域内产生震荡作用,使物体因震荡而松散,甚至破坏。冲击波的破坏作用主要是由其波阵面上的超压引起的。在爆炸中心附近,空气冲击波波阵面上的超压可达几个甚至十几个大气压,在这样高的超压作用下,建筑物被摧毁,机械设备、管道等也会受到严重破坏。当冲击波大面积作用于建筑物时,波阵面超压在20~30 kPd内,就足以使大部分砖木结构建筑物受到严重破坏。超压在100kPa以上时,除坚固的钢筋混凝土建筑外,其余部分将全部破坏。
(四)造成中毒和环境污染
在实际生产中,许多物质不仅是可燃的,而且是有毒的,发生爆炸事故时,会使大量有毒物质外泄,造成人员中毒和环境污染。此外,有些物质本身毒性不强,但燃烧过程中可能释放出大量有毒气体和烟雾,造成人员中毒和环境污染。例如2005年11月13日吉林石化公司双苯厂发生爆炸事故,造成大量苯类污染物进入松花江水体,引发了重大水环境污染事件,波及中俄两国。
六、危险化学品事故的控制和防护措施
1.危险化学品中毒、污染事故预防控制措施
目前采取的主要措施是替代、变更工艺、隔离、通风、个体防护和保持卫生。
(1)替代。
控制、预防化学品危害最理想的方法是不使用有毒有害和易燃、易爆的化学品,但这很难做到,通常的做法是选用无毒或低毒的化学品替代有毒有害的化学品,选用可燃化学品替代易燃化学品。例如,甲苯替代喷漆和除漆用的苯,用脂肪族烃替代胶水或粘合剂中的芳烃等。
(2)变更工艺。
虽然替代是控制化学品危害的首选方案,但是目前可供选择的替代品很有限,特别是因技术和经济方面的原因,不可避免地要生产、使用有害化学品。这时可通过变更工艺消除或降低化学品危害。如以往从乙炔制乙醛,采用汞做催化剂,现在发展为用乙烯为原料,通过氧化或氯化制乙醛,不需用汞做催化剂。通过变更工艺,彻底消除了汞害。
(3)隔离。
隔离就是通过封闭、设置屏障等措施,避免作业人员直接暴露于有害环境中。最常用的隔离方法是将生产或使用的设备完全封闭起来,使工人在操作中不接触化学品。
隔离操作是另一种常用的隔离方法,简单地说,就是把生产设备与操作室隔离开。最简单形式就是把生产设备的管线阀门、电控开关放在与生产地点完全隔开的操作室内。
(4)通风。
通风是控制作业场所中有害气体、蒸气或粉尘最有效的措施。借助于有效的通风,使作业场所空气中有害气体、蒸气或粉尘的浓度低于安全浓度,保证工人的身体健康,防止火灾、爆炸事故的发生。
通风分局部排风和全面通风两种。局部排风是把污染源罩起来,抽出污染空气,所需风量小,经济有效,并便于净化回收。全面通风亦称稀释通风,其原理是向作业场所提供新鲜空气,抽出污染空气,降低有害气体、蒸气或粉尘,在作业场所中的浓度。全面通风所需风量大,不能净化回收。
对于点式扩散源,可使用局部排风。使用局部排风时,应使污染源处于通风罩控制范围内。为了确保通风系统的高效率,通风系统设计的合理性十分重要。对于已安装的通风系统,要经常加以维护和保养,使其有效地发挥作用。
对于面式扩散源,要使用全面通风。采用全面通风时,在厂房设计阶段就要考虑空气流向等因素。因为全面通风的目的不是消除污染物,而是将污染物分散稀释,所以全面通风仅适合于低毒性作业场所,不适合于腐蚀性、污染物量大的作业场所。
像实验室中的通风橱、焊接室或喷漆室可移动的通风管和导管都是局部排风设备。在冶金厂,熔化的物质从一端流向另一端时散发出有毒的烟和气,需要两种通风系统都要使用。


(5)个体防护。
当作业场所中有害化学品的浓度超标时,工人就必须使用合适的个体防护用品。个体防护用品既不能降低作业场所中有害化学品的浓度,也不能消除作业场所的有害化学品,而只是一道阻止有害物进入人体的屏障。防护用品本身的失效就意味着保护屏障的消失,因此个体防护不能被视为控制危害的主要手段,而只能作为一种辅助性措施。
防护用品主要有头部防护器具、呼吸防护器具、眼防护器具、身体防护用品、手足防护用品等。
(6)保持卫生。
卫生包括保持作业场所清洁和作业人员的个人卫生两个方面。经常清洗作业场所,对废物、溢出物加以适当处置,保持作业场所清洁,也能有效地预防和控制化学品危害。作业人员应养成良好的卫生习惯,防止有害物附着在皮肤上,防止有害物通过皮肤渗入体内。
(二)危险化学品火灾、爆炸事故的预防
从理论上讲,防止火灾爆炸事故发生的基本原则主要有以下三点:
1.防止燃烧、爆炸系统的形成
(1)替代
(2)密闭
(3)惰性气体保护;
(4)通风置换;
(5)安全监测及连锁。
2.消除点火源
能引发事故的火源有明火、高温表面、冲击、摩擦、自燃、发热、电气、静电火花、化学反应热、光线照射等,具体做法有:
(1)控制明火和高温表面
(2)防止摩擦和撞击产生火花
(3)火灾爆炸危险场所采用防爆电气设备避免电气火花。
3.限制火灾、爆炸蔓延扩散的措施
限制火灾爆炸蔓延扩散的措施包括阻火装置、阻火设施、防爆泄压装置及防火防爆分隔等。
【例题】可燃物在没有外部火花、火焰等点火源的作用下,因受热或自身发热并蓄热而发生的自然燃烧现象,叫做()。
A. 燃烧
B. 自燃
C. 闪燃
D. 爆炸
【答案】B