某铜冶炼厂高浓度二氧化硫烟气泄漏 环境风险影响分析及应急措施

金明虎 韩丹 边振涛

摘 要： 本文以铜冶炼厂为例，结合其工程特征及其周围环境特征，采用多烟团模式对二氧化硫泄漏的环境风险影响进行定量预测、评价，为同类企业环境风险影响评价及应急措施提供参考。

关键词： 二氧化硫管道泄漏;环境风险;铜冶炼;应急措施

【中图分类号】TQ086.5     【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）01-0036-02

高浓度二氧化硫烟气泄漏，会严重污染环境，损害健康，人们吸入相当数量的SO2后，会诱发呼吸道疾病并使之恶化，诸如咳嗽、哮喘等，甚至可能会引起肺气肿痼疾。SO2同时对正处在生长期的绿色植物损害较大，会导致植物停止生长，树叶枯萎等现象[1]。因此，对二氧化硫泄漏的环境风险影响进行科学的预测、评价，将作为企业环境风险防控措施的重要依据，对同类冶炼企业污染控制具有重要意义[2，3]。

1 企业基本情况

1.1 项目工程情况

该企业年产高纯阴极铜40万吨，硫酸31.2万吨的铜冶炼企业，主要产品有阴极铜、硫酸、黄金、白银、二氧化硒、硫酸铜等，主要原辅料为铜精矿、石英石、粉煤、天然气、氧气等，所采取的工艺流程主要为配料→干燥→闪速熔炼→转炉吹炼→阳极炉精炼→电解精炼。环境集烟烟气经处理达标后通过100m高烟囱排空，冶炼烟气经制酸处理后通过100m烟囱排放，两根烟囱均装有尾气在线监测装置。

1.2 周边环境情况

该企业位于黄河中上游西北黄土高原中部丘陵地带，海拔1275～3321米，地势由西北向东南倾斜。西部、北部山峦起伏，沟壑纵横;中部向东为山间盆地，较为平坦; 企业所在地属于干旱地区，无地表河流，只有分别贯穿市城区东、西两侧平行而过的东、西大沟两条排洪沟。地处西北黄土高原，靠近腾格里沙漠，为典型的大陆性气候，其特点是：日照充足，干旱多风沙，降雨量少，蒸发量大，平均气温低，且温差大，霜期长，年平均气温8.9℃，多年主导风向为北风，年均风速1.7m/s。企业所在地环境空气质量执行二类功能区标准。距离企业较近的环境风险受体主要为企业东侧及东南侧的居民集中区，距厂界分别约为500m与600m。

2 影响预测与分析

2.1 泄漏源强

冶炼烟气直排中对环境影响最大的风险物质为高浓度二氧化硫，本次风险预测源强选取二氧化硫为主要因子，事故情景为二氧化硫风机故障，导致高浓度二氧化硫烟气直排，具体源强见表1。

2.2 预测模式

风险事故预测模式采用《建设项目环境风险评价技术导则》（HJ/T169-2018）中的SLAB模型，计算事故后释放的气体扩散。SLAB模型适用于平坦地形下重质气体排放的扩散模拟[4]。

2.3 评价标准

本次风险预测采用大气毒性终点浓度进行评价。大气毒性终点浓度值分为1、2级，1级为当大气中危险物质浓度低于该限值时，绝大多数人员暴露1h不会对生命造成威胁，当超过该限值时，有可能对人群造成生命威胁，2级为当大气中危险物质浓度低于该限值时，暴露1h一般不会对人体造成不可逆的伤害，或出现的症状一般不会损伤该个体采取有效防护措施的能力。风险评价标准见表2。

2.4 预测结果

选择最不利气象条件：1.5m/s风速，F类稳定度，温度25℃，相对湿度50%，假设事故排放时间为30min，进行了预测计算。具体数值见表3与表4。

由以上预测结果可知，烟气直排事故将出现SO2浓度超过二级毒性重点浓度的情况。其中，东南侧环境受体11分钟时出现SO2超标情况，44分钟时消散，持续时间33分钟;东南侧环境受体13分钟时出现SO2超标情况，45分钟时消散，持续时间32分钟。

3 应急措施

任何人发现二氧化硫泄漏事故时，应立即采取各种措施控制危害源进行自救。对严重的二氧化硫泄漏事故，应立即向车间报告。车间根据情节严重情况起动应急预案及事故报告。

3.1 少量二氧化硫泄漏

发现少量二氧化硫泄漏时，立即上报同时佩戴好防护用品迅速采取措施排除泄漏，如关闭阀门、停止作业，采取事先准备的堵漏工具实施堵漏，并对已经泄漏出的二氧化硫进行处理。

3.2 大量二氧化硫泄漏

（1）风机故障的应急措施。

为焙烧烟气风机设置联锁装置，将SO2风机、加料皮带等设备的启停并入联锁控制进行控制，实现加料与风机同步停车，若SO2风机发生故障，大量含二氧化硫烟气从炉窑加料口泄漏，风机联锁装置立即启动，停止加料，同时应急保障组人员戴好防护装备第一时间开启备用风机，炉窑停止加料后，应按照操作规程关停炉窑，避免造成更多二氧化硫烟气直排外环境。

（2）烟气管道泄漏的应急措施。

当焙烧烟气管道出现泄漏事故时，紧急停炉，用事先准备好的工具，如金属石棉丝布将泄漏部位堵住，待管道内气体排空后，立即开展抢修和维护。

（3）应急疏散及警戒措施。

当二氧化硫发现泄漏时，应急人员应使用便携式监测仪器测试现场二氧化硫浓度，当现场二氧化硫浓度严重超标时，非工作人员不得在该区域逗留，应急保障人员立即组织所有人员撤离到安全区域。同时通知车间负责人或环保管理员，在上述人员未到达之前阻止行人、车辆进入事故区域，同时在危险区域周围设警戒线，挂警示牌。

4 结论

从对二氧化硫泄漏环境风险影响预测结果来看，一旦发生高浓度二氧化硫泄漏会对周边环境及人员造成较大危害[5]。因此，在对企业的工程特征及周边环境敏感性调查的基础上，准确识别二氧化硫泄漏源项及源强，并预测出二氧化硫泄漏的影響范围及程度，针对预测结果制定合理的环境风险应急预案及环境风险防范措施具有重要意义，尽最大可能的消除环境风险隐患。

参考文献

[1] 肖文训，夏红玉.二氧化硫超标排放事故原因的调查与分析（J）.化工安全与环境.2007年第16期.

[2] 蒋宏国，蒋雅.铅锌冶炼的环境风险评价研究（J）.绿色科技，2013，（11）：143～147.

[3] 白飞，楚敬龙，林星杰.我国某铅锌长二氧化硫管道泄漏环境风险影响预测与评价（C）.2015年中国环境科学学会年会论文集.

[4] 环境保护部.HJ 169-2018 建设项目环境风险评价技术导则.北京：生态环境部，2019-03-01.

[5] 曹伦.二氧化硫管道泄漏影响范围模拟计算（J）.广州化工.2011年39卷第20期.