在化工行業(yè)，安全事故通常分成兩大類(lèi)，即作業(yè)安全和過(guò)程安全（也稱(chēng)為工藝安全）。作業(yè)安全主要是保護作業(yè)人員免遭傷害；過(guò)程安全的主要目的是防止火災、爆炸和人員中毒等方面。
一般而言，作業(yè)安全事故的影響范圍較小，基本上僅限于工廠(chǎng)范圍以?xún)?，而過(guò)程安全事故的影響有可能擴展到廠(chǎng)界以外，甚至由安全事故演變成嚴重的環(huán)境事件，例如2005年發(fā)生的吉林雙苯廠(chǎng)爆炸事故，引發(fā)了松花江重大水污染事件。過(guò)程安全事故對外部的影響與它的事故特征有關(guān)，我們回顧行業(yè)中發(fā)生的嚴重過(guò)程安全事故就會(huì )發(fā)現，雖然這些事故的表現形式多種多樣，但都有一個(gè)共同的特征-泄漏。易燃液體泄漏到大氣中，可能與空氣混合形成爆炸性混合物，遇到點(diǎn)火源會(huì )發(fā)生閃火或爆炸。有毒物質(zhì)泄漏后，在大氣中達到足夠的危害濃度，會(huì )導致工廠(chǎng)內外人員接觸傷害甚至中毒死亡。通常有三種去向，一是揮發(fā)成有毒蒸氣，與空氣混合后在大氣中擴散，形成有毒蒸氣云團，能到達遠離泄漏源的地方，周?chē)h(huán)境中的人和動(dòng)物與之接觸可能會(huì )中毒甚至死亡；一是有毒液體從泄漏源流淌到周?chē)牡孛?，滲入土壤，造成土壤污染，甚至污染地下水；還有就是有毒液體通過(guò)地面或雨水溝渠進(jìn)入地表水系，例如進(jìn)入工廠(chǎng)附近的江河或湖泊，造成這些水體污染，影響周?chē)罕姷慕】瞪踔镣{到飲用水的安全。由此可見(jiàn)，有毒物質(zhì)泄漏后，不但會(huì )威脅工廠(chǎng)內人員的生命安全，而且可能造成嚴重的環(huán)境影響。該如何防范這類(lèi)涉及有毒物質(zhì)泄漏的安全事故演變成嚴重的環(huán)境影響呢？通常，我們可以從兩方面入手：一方面是預防發(fā)生有毒化學(xué)品泄漏的事故，通過(guò)合理的設計和日常維護，確保設備、容器和管道的機械完整性。例如，在儲罐的排污閥端部安裝盲板防止閥門(mén)內漏發(fā)生泄漏、在可能發(fā)生外部火災的地方盡量避免采用塑料材質(zhì)的容器和管道，這些都是過(guò)程安全管理相關(guān)的工作。另一方面是在泄漏發(fā)生后，采取必要的措施減緩泄漏的后果，主要是通過(guò)預警、應急操作、工程措施和有效的事故應急反應等手段來(lái)減少有毒物質(zhì)的泄漏量或控制它們的擴散（包括減少揮發(fā)量和改變擴散路徑），這是本文討論的重點(diǎn)。請參考圖1，這是工業(yè)界耳熟能詳的洋蔥圖，它表達了針對事故的各種保護層。事故發(fā)生和發(fā)展的路徑從里到外，因此我們可以有針對性地設置有效的安全措施（即保護層），其中靠里的一些保護層主要是為了事故預防的目的，靠外的一些保護層主要是為了緩和事故的后果，包括避免事故造成負面的環(huán)境影響。
圖-1 事故預防和后果緩和的保護層
要防范有毒物質(zhì)泄漏的安全事故導致嚴重的環(huán)境影響，通常我們可以采取的措施包括（一）盡量減少有毒物質(zhì)的泄漏量；（二）利用工程措施減少有毒物質(zhì)的揮發(fā)或控制其擴散；（三）通過(guò)人員應急反應減少泄漏對環(huán)境的影響。
一、盡量減少有毒物質(zhì)的泄漏量
對于發(fā)生有毒物質(zhì)泄漏的過(guò)程安全事故，如果事故中發(fā)生的泄漏量足夠少，那么對環(huán)境的影響也會(huì )較小，比較理想的情況是將泄漏的影響控制在車(chē)間內或控制在廠(chǎng)界內。（1）運用本質(zhì)安全的理念優(yōu)化工藝技術(shù)，例如用無(wú)毒或低毒物質(zhì)替代有毒或毒性大的物質(zhì)，或者采用“最小化”的本質(zhì)安全理念，盡量減少工藝系統中有毒物質(zhì)的存量，這樣一來(lái)即使發(fā)生泄漏，泄漏量也會(huì )比較有限。一個(gè)工業(yè)界的實(shí)例是用連續反應的工藝流程替代間歇反應，原來(lái)采用間歇反應工藝流程需要一個(gè)容積20m3的反應器，一旦發(fā)生泄漏，會(huì )有大量的化學(xué)品進(jìn)入大氣，通過(guò)改進(jìn)工藝技術(shù)（包括采用更加有效的催化劑），將工藝過(guò)程更改成連續反應流程，對于相同的產(chǎn)能，連續反應器的容積只需要0.47m3，即使這個(gè)反應器發(fā)生泄漏，泄漏量也會(huì )很少，因為反應器內的物料量非常有限。（2）在工藝系統出現異常時(shí)，根據報警采取應急操作，控制泄漏源（主要是設法阻止泄漏），從而減少泄漏量。報警的方式比較多，常見(jiàn)的是在大量貯存有毒化學(xué)品的區域設置氣體探測儀，將報警信號送到操作人員可以聽(tīng)到或看到的地方，以便操作人員在泄漏發(fā)生之初就能及時(shí)發(fā)現并采取應急操作阻斷泄漏。在有些工廠(chǎng)，雖然安裝了報警系統，但在泄漏發(fā)生時(shí)卻失效了，結果延誤工廠(chǎng)的響應，錯過(guò)控制泄漏的最佳時(shí)機。常見(jiàn)的原因包括報警儀設置和安裝位置不恰當、報警信號沒(méi)有接到24小時(shí)有人值守的地方或者報警信號未送達有人的區域、報警儀處于故障狀態(tài)未及時(shí)修復，甚至人為地將報警裝置設置成閑置狀態(tài)。報警本身還不是有效的措施，必須有后續的行動(dòng)配合（報警+應急操作）才能成為有效的措施。有毒物泄漏時(shí)，不同工藝系統的具體應急操作有差別，但都有一個(gè)共同的目的，就是盡量及早阻止泄漏，例如，輸送物料的管道發(fā)生泄漏或槽車(chē)裝卸過(guò)程中發(fā)生泄漏，可以通過(guò)關(guān)閉緊急切斷閥來(lái)阻斷泄漏；又如，往容器轉移液體物料時(shí)，可以及時(shí)停泵避免物料持續從容器溢流。應急操作得當非常有助于阻止事故惡化的進(jìn)程，但是對操作人員提出了很高的要求，因為他們需要在有限的時(shí)間內做出正確的決定。為了確保高效和準確的應急操作，工廠(chǎng)宜識別可能出現的異常工況，明確應急操作的要求，并培訓操作人員。
二、利用工程措施減少有毒物質(zhì)的揮發(fā)或控制擴散
當有毒物質(zhì)從工藝系統泄漏出來(lái)后，會(huì )進(jìn)入大氣，泄漏量和泄漏形態(tài)（泄漏時(shí)的相態(tài)和擴散路徑）將決定它對環(huán)境的影響程度。因而，為了減少泄漏物對環(huán)境的影響，我們可以運用工程措施減少進(jìn)入大氣的泄漏量、控制泄漏物進(jìn)入外圍區域，或改變泄漏物的擴散路徑。
泄漏物氣化進(jìn)入大氣受多種因素的影響，包括泄漏物的溫度、泄漏物與空氣的接觸面（揮發(fā)面積）、風(fēng)速、從外部獲取的能量（泄漏的液體需要吸熱才能氣化）?？刂菩孤┪锏臍饣渴菧p少環(huán)境影響的重要手段。
（1）利用圍堰限制泄漏的液體有毒物
液體有毒物泄漏出來(lái)后，會(huì )在地面上流淌，進(jìn)入土壤或水體造成污染，也會(huì )從地面和大氣中吸熱，氣化成氣體進(jìn)入大氣中。針對這種情形，可以設置圍堰來(lái)減少泄漏對環(huán)境的影響。圍堰是非常好的二次容納措施，可以容納泄漏出來(lái)的物料，防止它們流淌至土壤和水體。
在液體流淌到地面上以后，會(huì )同時(shí)從地面和大氣中吸熱并氣化，如果沒(méi)有圍堰限制，它就會(huì )流淌到周?chē)鷱V大的地面，不斷從新到達的地面上吸熱并氣化；有了圍堰以后，液體與地面的接觸面積減小了，從地面的吸熱受到了限制，吸熱減少，單位時(shí)間內液體的氣化量隨之減少；而且，液體與大氣的接觸面積也會(huì )限制在圍堰面積以?xún)?，這也有助于抑制液體揮發(fā)。
【舉例】以液氨泄漏為例：設想4500千克液氨從一個(gè)臥罐泄漏出來(lái)，泄漏到25℃的混凝土地面上，泄漏時(shí)間持續了60分鐘。利用ALOHA軟件模擬其擴散的影響范圍，按照泄漏時(shí)有圍堰和無(wú)圍堰兩種情形分別模擬，得出圖2和圖3兩種結果。
*ALOHA軟件是美國國家環(huán)保局向社會(huì )免費提供的大氣影響后果模擬軟件。
圖-2：如果泄漏物進(jìn)入面積為36平方米的圍堰內，在60分鐘內，需要應急撤離的區域邊界在泄漏源下風(fēng)向622米處。
圖-3：如果泄漏物周?chē)鷽](méi)有圍堰，在60分鐘內，需要應急撤離的區域邊界在泄漏源下風(fēng)向2400米處。在這個(gè)例子中，沒(méi)有圍堰的情形所造成的環(huán)境影響范圍（覆蓋面積）是有圍堰情形的十幾倍（約10-15倍，具體數據與風(fēng)速狀態(tài)有關(guān)）?？梢?jiàn)在發(fā)生大量有毒液體泄漏時(shí)，圍堰非常有助于減少環(huán)境影響的范圍。圍堰是減少環(huán)境影響的非常重要的工程措施，但在工廠(chǎng)里，經(jīng)常能看到一些有缺陷的圍堰，例如圍堰高度不足、有缺口或有孔洞、或者穿過(guò)圍堰的排水閥門(mén)沒(méi)有關(guān)閉。這些缺陷會(huì )使圍堰全部或部分喪失二次容納的功能，在日常運行管理中需要留意和及時(shí)整改。對于有毒氣體泄漏進(jìn)入大氣的情形，如果在泄漏容器或設備的上方設置了有效的噴淋吸收裝置，當發(fā)生泄漏時(shí)，及時(shí)啟動(dòng)噴淋裝置可以減少它們進(jìn)入大氣的數量，緩解對環(huán)境的影響。
如果噴淋吸收系統設計得當，一方面噴淋液體（如噴淋水）可以吸收大部分泄漏物，另一方面還有類(lèi)似水幕的作用，可以控制泄漏氣體的遷移路徑。通常，如果水是有效的噴淋吸收液，盡量采用水噴淋，因為這樣的設計簡(jiǎn)單可靠，而且比較經(jīng)濟?？梢愿鶕に囅到y的特點(diǎn)，考慮采用固定式而是移動(dòng)式噴淋系統。當然，這種方法不適用于忌水的物質(zhì)。噴淋系統也有一個(gè)缺點(diǎn)，就是事先必須想好如何收集、處置被污染的噴淋水，收集這些污水的池或槽的能力應足夠大，而且應該有防滲和防漏措施，避免它們對環(huán)境造成新的污染。還有一種常見(jiàn)的做法，是將貯存有毒物質(zhì)的容器設置在室內，如果發(fā)生泄漏，利用引風(fēng)裝置將泄漏的有毒氣體抽入應急處理裝置（例如破壞吸收塔），利用吸收液吸收或破壞這些有毒氣體。
三、通過(guò)人員應急反應減少泄漏對環(huán)境的影響
當有毒物質(zhì)發(fā)生泄漏后，及時(shí)、有效的人員應急反應也有助于減少泄漏物對環(huán)境的影響，人員的干預重點(diǎn)在于減少泄漏物的揮發(fā)和改變有毒蒸氣擴散的方向。
工廠(chǎng)可以識別出所有可信的、嚴重泄漏的事故情景，然后為每一種事故情景編制有針對性的專(zhuān)項處置計劃。在編制處置計劃時(shí)，可以參考ALOHA軟件對事故情景后果模擬的結果，確定潛在的影響范圍和開(kāi)展應急反應所需要的裝備和個(gè)人防護用品。
人員干預的方式比較多，例如，可以采用消防泡沫覆蓋泄漏物，以減少泄漏物的揮發(fā)量，覆蓋的效果與泄漏物的蒸氣壓及泡沫種類(lèi)、濃度及覆蓋厚度等因素有關(guān)。對于已經(jīng)揮發(fā)成氣體的有毒物云團，可以采用水幕阻擋或驅趕來(lái)改變云團的運動(dòng)路徑，這種方法對于比空氣輕的氣體尤其有效，例如，液氨泄漏形成氨氣云團時(shí)，可以采用水幕，盡量阻止其水平漂移至人口密集的區域，而是讓它從垂直方向逃逸，這樣可以有效減少環(huán)境影響的范圍。
如果泄漏物毒性大，而且是可燃物，人為地點(diǎn)燃讓它們燒光，也是在某些情形下的可選方案，但采用這種方式時(shí)需要考慮的因素比較多，譬如泄漏物的種類(lèi)、工藝裝置和其它設施的布置、天氣情況等等，總之不能因為人為點(diǎn)燃泄漏物而導致火災和爆炸等后果嚴重的次生事故。還有一點(diǎn)需要留意的是，大多數可燃物不完全燃燒會(huì )產(chǎn)生一氧化碳等有毒氣體。采用這種方式時(shí)，時(shí)機把握很重要，通常要及早做出是否采用這種方式的決定。
工廠(chǎng)在滅火等消防作業(yè)期間，會(huì )形成大量的消防污水，按照規范的要求，應該有收集這些污水的設施（如消防污水收集池），并且應該總是保持足夠的可用容積。工廠(chǎng)還應該在廠(chǎng)界排水口處設置應急閘門(mén)或閥門(mén)，安裝明顯的標志，在應急計劃中要求及時(shí)關(guān)閉這些閥門(mén)，防止消防污水或噴淋污水從這些排放口進(jìn)入廠(chǎng)界外的土壤和水體。有效的應急不但處決于應急方案是否合理有效、應急裝備是否就緒，而且非常依賴(lài)應急反應小組的應急反應能力和周?chē)鐓^群眾的配合。工廠(chǎng)需要定期組織應急培訓和演練，并且建立與周?chē)鐓^的溝通機制。演練的根本目的是找出當前的差距，然后有針對性地改進(jìn)，以提升應急反應的能力和效率。
小結
安全事故發(fā)生時(shí)，特別是大量有毒物質(zhì)的泄漏可能造成廠(chǎng)界外的環(huán)境影響，甚至導致嚴重的環(huán)境事件。一方面，工廠(chǎng)需要從過(guò)程安全管理入手，確保工藝系統的機械完整性和安全性，避免出現事故和泄漏。另一方面，工廠(chǎng)應該有泄漏發(fā)生后的應對措施，包括工程措施和行政管理措施。工程措施有二次容納、噴淋吸收等等。行政管理措施主要是建立針對性的應急預案，應急人員利用泡沫覆蓋減少泄漏物揮發(fā)，或用水幕驅趕改變有毒云團的擴散軌跡。在編制應急處置方案時(shí)，可以應用ALOHA軟件對泄漏情景開(kāi)展擴散模擬，為編制預案提供技術(shù)參考。
