危险化学品泄漏事故现场危险区域的划分方法

宋宁 郑园

（中国石化北京燕山分公司消防中心，北京102500）

危险化学品，特别是易燃易爆、有毒有害化学品发生泄漏事故后，如不能及时对现场进行警戒并疏散危险区域内的群众，将危及现场周围群众的生命安全。如2003 年12 月23 日，重庆开县高桥镇中石油川东北气矿罗家16H 井发生井喷事故，造成243 人死亡，疏散转移6.5 万人；又如2005 年3 月29 日，京沪高速江苏淮安段发生一起严重交通事故，事故造成液氯槽车大量泄漏，导致高速公路周边28 名村民中度死亡，350 人住院治疗，270 人留院观察，疏散村民15000 余人。

目前，危险化学品泄漏事故现场危险区域的划分方法主要有经验法、仪器测定法、理论计算法和计算机模拟计算法。

1 依据经验数值设置初始隔离区和下风方向防护区

1.1 初始隔离区和隔离距离

初始隔离区是指事故周围的区域。该区域内的人员可能吸入其蒸气而危及生命。初始隔离区是一个以泄漏源为圆心的圆形区域，其半径称为初始隔离距离。如图1 所示。

1.2 防护区与防护距离

防护区是指事故源下风向的正方形区域，该区域内如不进行防护，则可能使人致残或产生严重的不可逆的健康危害。其中正方形的边长称为防护距离。如图1 所示。

图1 初始隔离区和下风方向防护区

应急人员到达事故现场后，在取得现场危险化学品浓度检测值之前，可参照表1 数据（摘自《Emergency Response Guidebook》）设置现场初始隔离区和下风向防护区（表1 中未列出的危险化学品，可检索加拿大、美国、墨西哥运输部门编写的《Emergency Response Guidebook》一书）。并据此对事故现场进行警戒和疏散现场周围的群众。

2 依据仪器检测结果划分危险区域

危险区域分为轻度危险区、中度危险区和重度危险区。

轻度危险区：有轻度刺激，在其中活动能耐受较长时间，脱离污染环境后，经一般治疗基本能恢复；在该区救援人员可对群众只做原则指导。

中度危险区：有较重症状，但经及时治疗，一般无生命危险；救援人员戴过滤式面具，可不穿防毒衣，能够活动2-3 小时；该区是救人的主要区域。

表1 部分有毒物质的初始隔离距离和防护距离（m）

表2 部分有毒物质危险区域的边界浓度（mg/m3）[1]

重度危险区：有严重症状，不脱离该区，不经紧急救治，30分钟内有生命危险；只有佩戴空气呼吸器，并穿着防毒衣的人员才能进入该区。

经过侦检人员的检测，在取得了现场危险化学品浓度的检测结果后，可参照表2 的相关数据，迅速对事故现场进行危险区域划分，确定各区边界，进而采取相应的个体防护及群众疏散措施。

3 根据理论计算结果划分危险区域

3.1 有毒气体、蒸气扩散浓度、危害区域计算。由于计算公式复杂、繁琐，不适宜手工计算，故在此暂不做介绍。

3.2 火灾、爆炸危害区域计算

池火灾热辐射危害范围计算：

Ri- 伤害半径

Q- 池火热通量（w）

Ii- 造成伤害的热辐射强度（w/m2），见表3。

表3 池火热辐射人员烧伤半径和设备设施破坏程度计算标准[2]

池火热通量Q 按下式计算：

Q- 池火总热通量（w）；

r- 池火半径（m）；

H- 火焰高度（m）；

v- 燃烧速率（kg/s·m2）

η- 燃烧效率。

燃烧速率按下式计算：

Hc- 燃烧热（kJ/kg）；

Hvap- 汽化热（kJ/kg）；

Cp- 等压比热容（J/（kg.K））；

Tb- 化合物的沸点（K）；

Tc- 周围环境温度或液体温度（K）

火焰高度按下式计算：

ρ0- 周围空气密度，取值1.16kg/m3

g- 重力加速度，9.8m/s2

3.3 蒸气云爆炸冲击波危害范围计算

Ec- 爆炸总能量（J），Ec=Hcm，m 为爆炸物质量（kg），Hc为燃烧热（kJ/kg）。

Ci- 经验常数，与损伤程度有关。见表4。

表4 经验常数的取值

4 应用计算机模拟计算确定危险区域

应用计算机模拟计算软件，输入泄漏类型、泄漏源强、风力、风向、大气垂直稳定度等相关数据，由计算机通过数值计算并在地图上标出各区域的边界线，依此为参照划分各区边界，指导救援人员采取防护措施并疏散周边群众。

5 实例分析

下面以某高速公路液化石油气槽车侧翻泄漏事故为例，讨论现场危险区域的划分及警戒、疏散工作的布置。

5.1 事故简介。2012 年10 月6 日，某高速公路一辆满载20吨液化石油气的槽罐车发生侧翻，事故导致2 人当场死亡。在随后的救援过程中，事故液化石油气槽罐车突然发生爆炸，导致现场3 名消防人员遇难。

5.2 设置初始隔离区和防护区。通过查阅《Emergency Response Guidebook》一书可知，发生液化石油气泄漏事故，现场隔离距离至少应为100m，大量泄漏时，其下风向的防护距离至少应为800m。据此，初到现场的救援人员应立即以泄漏点为圆心，设置半径100m 的圆形区域为隔离区，也就是说要采取交通管制措施，高速公路实施双向封闭，禁止任何车辆进入隔离区。对于隔离区内的车辆和人员立即疏散清空，禁止无关人员逗留。同时，在泄漏点下风向一侧建立边长为800m 的正方形防护区，对于防护区内的人员应予以疏散，撤出危险区域。

5.3 技侦人员实地检测液化石油气的扩散范围及浓度，并据检测结果随时调整警戒和疏散范围（浓度高于液化石油气爆炸下限的25%的均为危险区域）。

5.4 假设槽车泄漏的液化石油气发生蒸气云爆炸，根据（e）式计算得：

R1=68m；

R2=208m；

R3=497m；

此计算结果与现场人员的描述较为相近（距事故点500m处能感受到强烈的冲击波和热辐射），也与《Emergency Response Guidebook》一书中介绍的液化石油气槽车爆炸安全距离（18.144吨，安全距离608m）相近，说明此计算结果可以做为现场划定潜在危险区的依据。据此，若泄漏不能有效控制，有可能发生爆炸时，则应疏散半径为R2（也就是208m）圆形区域内的所有人员，以免遭到爆炸冲击波的伤害，半径为R3（也就是497m）圆形区域内的所有人员应采取适当的自我防护措施，以免被爆炸抛散的物体伤害。

6 结论

危险化学品发生泄漏事故后，救援人员应及时科学地划分危险区域，对于处于危险区域受到危险威胁的群众，要及时进行疏散或就地防护指导，以最大限度地减少事故造成的人员伤亡和财物损失。