危险化学品海上泄漏案例的应急监测现状研究

刘 瓛 王菲菲 林立清

(1.南京大学环境规划设计研究院股份公司，江苏 南京 210093；2.无锡市智慧环保技术监测研究院有限公司，江苏 无锡 214000)

引言

危险化学品(简称危化品)是指具有危险特性(易燃、易爆、有毒、有腐蚀性等)，对人体、设施、环境具有危害的剧毒化学品和其他化学品。近年来，随着危化品的全球化运输和使用，危化品海运量和海运频次逐年增加，导致其海运泄漏事故时有发生。据国内外的泄漏事故信息网数据统计显示，自上世纪以来，全世界发生的化学品的海运泄漏事故多达数百起，这些危化品的泄漏事故造成了严重的环境污染、生命损害以及经济损失[1]。

为尽量降低危化品泄漏事故造成的危害，管理部门应提前制定泄漏事故的应急预案，并及时采取事故后的应急处置工作。应急监测在应急预案和应急处置中均能起到关键的作用，这是因为，其能够及时判断出事故泄漏的污染程度及影响范围，并据此选取合适的应急方案。但是，由于危化品性质多样，海运泄漏事故的地点、泄漏量也各不相同，所以，相比于常规监测，应急监测所面临的情况更加复杂和困难[1，2]。

本研究选取全球范围内发生的危化品海上泄漏事故案例6起，总结案例的应急监测经验与不足，归纳国内外的应急监测研究现状，尝试提出危化品海上泄漏事故的应急监测的采样和测定技术，以期为政府管理部门制定应急监测方案提供科学建议。

1 危险化学品概述

1.1 危险化学品的性质及其分类

危化品可根据危险性质、危害性、运输类型、泄漏入海的物理行为等特性进行分类。目前，全球普遍使用的危化品分类是在《关于危险货物运输的建议书.规章范本(2015第19次修订本)》中，根据危化品的危险特性，将危化品主要分为以下9大类：①爆炸品；②气体(易燃气体、毒性气体等)；③易燃液体；④易燃固体、易于自燃的物质、遇水放出易燃气体的物质；⑤氧化性物质和有机过氧化物；⑥毒性物质和感染性物质；⑦放射性物质；⑧腐蚀性物质；⑨杂项危险物质和物品。中国于2012年发布的《危险货物分类和品名编号》(GB 6944-2012)，同样将不同的危化品种类划分为上述9类，并与9种危险标志一一对应。值得注意的是，一种危化品可同时具有多种危险特性，此时应将该危化品的所有危险特性标志图全部贴在包装体外，从而引起运输和使用中可接触人员的警示。

此外，危化品可按其海上运输形式分为散装运输和包装品运输。在《国际散装运输危险化学品船舶构造和设备规则》中，明确了各种危化品的运输形式：包装运输是采用桶、罐、集装箱来运输危化品，散装运输是采用大型船舱运输危化品。

若危化品在海上运输时发生了泄漏事故，可根据危化品的密度、溶解度、蒸气压等物理行为进行分类。在《波恩协定》中，使用“欧洲行为分类系统”可将危化品入海行为分为12类[3]：①气化类、②挥发类、③漂浮类、④溶解类、⑤沉降类、⑥气化溶解类、⑦挥发溶解类、⑧漂浮挥发类、⑨漂浮挥发溶解类、⑩漂浮溶解类、溶解挥发类、沉降溶解类。以及包装未破损时的3类：漂浮类、浸没类、下沉类。危化品的危险特性、入海物理行为判断具有重要的作用，它能够影响事故的应急监测的环境要素选择。

1.2 危化品的危害特性

《全球化学品统一分类和标签制度》中将危化品的危害特性分为物理危害、健康危害、环境危害三方面。2014年最新修订版中，将危化品的危害性细分为28类，包括：16类物理危害(如，易燃液体、氧化性固体等的燃爆危害)、10类健康危害(如，急慢性毒性、皮肤腐蚀/刺激性、放射性等)、2类环境危害(如，水生急性危害、危害臭氧层等)。

除了上述危化品的一般危害外，危化品如果发生泄漏事故，入海的危化品还会对海洋环境产生严重污染和生态破坏。上世纪70年代联合国的“海洋污染科学专家组”就提出，危化品入海后主要危害包括以下4类[4]：①生物蓄积污染；②生物资源破坏；③危害人类健康；④损害休憩环境。

2 危化品泄漏入海事故案例

本研究从Cedre全球水上泄漏事故数据库、国内外泄漏事故报告中收集了2009-2016年间的全球范围内发生的6起典型危化品泄漏作为研究案例，据此分析泄漏事故的应急监测情况。泄漏事故基本信息见表1-1。

表1-1 全球5起危化品泄漏入海案例

2.1 危化品泄漏事故案例分析

根据收集的案例信息，危化品泄漏事故的发生地点多在近岸、浅滩、港口海域，而近岸海域由于水动力条件较弱，地形复杂，事故泄漏的污染物不易在海水中稀释扩散，对海洋生态产生的危害较大，并会严重影响近岸海域的水产养殖活动，采取应急监测分析评价污染程度至关重要。

此外，由表1-1可见，泄漏危化品的种类多样，性质各异。除了单类危化品泄漏情况外，还存在一次事故中泄漏多种危化品的情况。由于不同的危化品具有不同的环境行为，因此，其所需的环境监测方法也不同。例如，对于溶解度较大的硝酸铵，需要对污染海域的不同深度的水体进行监测；对于蒸气压较大的甲基叔丁基醚，不仅要监测水质，同时事故船只周围的大气也需要进行监测；对于具有酸性的硫酸，需要同时监测硫酸浓度和水体酸碱度。综上，危化品泄漏事故的应急监测需要具体问题具体分析，根据危化品的不同性质，选择合适的监测要素和监测方法，这也增加了应急监测的难度。

2.2 泄漏事故应急监测的不足

目前，文献中关于危化品泄漏海上监测的研究较少，而且，从表1-1中总结了6起案例中的监测情况可以看出，危化品海上泄漏事故的应急监测存在着以下两点需要改进的地方：

第一，监测的环境要素需要全面。目前的泄漏事故监测海水样品采样较多，较少采集沉积物和生物体样本进行监测。虽然，对于溶解于海水的危化品(如硝酸铵)，监测水样十分必要，但是，对于不溶于海水或微溶于海水的危化品(如莠去津)，应根据其入海环境行为，判断是否需要同时采集污染海域的沉积物、生物体进行应急监测。此外，对于降解半衰期较长的危化品泄漏(如莠去津、甲基叔丁基醚)，可长期存在海洋环境从而带来潜在的致癌、致畸、致突变危害[5]，因此需要对污染生物体进行监测。

第二，完善各种危化品的海洋监测方法。危化品的种类数以千计，不同危化品采取不同的监测方法，目前，大部分的危化品海洋监测标准尚未建立，而且由于性质的不同，其海水、海洋沉积物的监测并不能完全借鉴该危化品的淡水或土壤的监测方法[2，6]，建立快速、准确、灵敏度高的监测方法对海洋应急监测非常重要。此外，为了更好地显示危化品污染海域的综合环境污染程度，需要在应急监测中重视生物监测的作用，通过对生物体分泌的物质、组织、个体、种群的生理学或生态学检测，直接、方便地反映出环境污染。

3 危化品泄漏入海事故应急监测措施研究

3.1 应急监测的采样布点与频率

首先，事故发生后，应急监测需要在确保监测人员安全的情况下开展。根据污染物的入海物理行为和污染海域面积、水深、水流方向等情况，监测人员可采用网格法、辐射法等方法将采样站位在污染海域及可能被污染的海域全面覆盖，此外，也需要选取一个采样的对照站位。

事故应急监测的采样频率需要根据应急不同阶段和监测反馈实时调整。前期，污染监测应至少一天一次，至应急收尾时，监测频率应降低至一周一次甚至一月一次，直至污染海域完成污染修复或事故海域不再受污染威胁为止。

3.2 应急监测的采样技术

泄漏事故的应急监测采样，需要根据危化品入海物理行为进行针对性选择。①水体采样：一般使用集水器，对于漂浮类危化品采集0～5cm的表层水样；对于溶解类危化品，采集水柱中不同高度的水样；对于沉降类危化品，采集底层沉积物上层的0～10cm水样。②沉积物采样：一般使用抓泥斗，对于溶解和沉降类危化品，采集海洋表层0～5cm的沉积物。③生物体采样：一般使用布网法，采集的生物体包括海洋鱼类、双壳类、牡蛎、海鸟等[7]，采集的生物体需要注意防止其腐化而影响监测结果。

采样保存和运输：样品瓶、样品袋需要选取不与危化品发生反应的材质，且需要其密封性好、采样前未受到污染。水体、沉积物样品需在0～4℃下低温运输储存，生物体样本0～4℃下运输，直至检测前需在-20℃下储存。

3.3 应急监测的测定技术

危化品泄漏入海事故的应急应急监测技术主要包括三种：物理分析技术、化学测定技术、生物测定技术。物理分析技术包括雷达、红外线等远程监测技术和潜水探测技术，其能探测出泄漏危化品在污染海域的主要分布情况；化学测定技术包括光学分析法、色谱分析法、电化分析法等，其能测定出污染海域危化品的浓度情况；生物测定技术包括生物标志物法、免疫检测技术、生物传感器、生物毒性试验在线监测方法等[8]，综合反映危化品对污染海域的生态污染。需要注意的是，监测人员将物理、化学、生物测定三种技术联合应用时，应根据危化品性质和海域情况而定。

3.4 应急监测的展望

危化品泄漏事故的应急监测结果可为应急处置工作提供科学指导。对于危化品泄漏事故的应急监测展望共两点：①鉴于目前危化品海洋监测技术不完善的现状，未来环境管理部门应致力于建立各类危化品的海洋监测技术标准方法；②应急监测时，既需要快速了解海域的污染现状，又需要准确判断海水、沉积物、海洋生物体受污染情况，因此需将现场快速监测与实验室的精确测定相结合，形成快速、准确度高的应急监测体系。