第四节
化学品事故化学源的扩散与危害范围

一、危险化学品泄漏的危害

据有关资料介绍，从1953年到1992年的40年间，全世界竟发生一次损失超过1亿美元的危化品泄漏事故数千起。随着我国经济建设的快速发展，化工生产的原料、中间体及产品的种类不断增加，在生产、经营、储存、运输和使用过程中发生的化学品泄漏事故也不断增多。危化品泄漏会严重威胁人民群众生命安全，造成巨大的经济损失，使生态环境受到破坏，还会影响社会稳定。了解化学源扩散与危害范围的一般规律则是事故救援中快速确定影响区域的基础理论保障。

二、影响泄漏气体化学危险源扩散的因素

泄漏气体在大气中的扩散主要受其自身的理化性质、储量、事故类型、气象条件、地表情况、泄漏源位置等因素的影响。

（一）化学物质的理化性质

化学物质的理化性质中，沸点的高低直接影响到物质的气化率，而只有气化的那部分毒物才能造成大范围的空气染毒。相对密度太小很容易对流至高空，相对密度太大又容易沉降至地面，对云团传播都不利，所以造成的危害也就相对较小。一般地说，当泄漏气体与空气的混合物密度相对于空气密度的比值不小于1.11时，该混合物可能沿地面流动，并可能在低洼处积累；当其比值为0.19~1.11时，则易于与周围空气快速混合。如果爆炸极限较小，那么通过泄漏造成空气染毒后，还很容易引起爆炸燃烧，使危害形式发生转换。

（二）化学物质的毒性和储量

事故源物质毒性越大，发生相同规模的事故时其危害就越大。例如，等量的氯气和氮气发生泄漏，氯气的危害范围要比氮气大5~10倍。同理，储量越大影响波及的范围越广。

（三）化学事故的类型

不同类型的化学事故其危害形式不同，例如，超压爆炸事故在瞬间形成一个巨大的有毒云团，这种云团边向下风方向飘移，其浓度边下降，传播纵深较远，所经之处均可引起人员中毒。而连续泄漏事故危害纵深较近，并且在危害纵深内毒物浓度基本恒定不变，除非泄漏停止。相反，爆炸燃烧事故则主要以爆炸冲击波对建筑、设备及人员造成机械损伤，以热辐射对人员和器材造成烧伤损坏。

（四）气象条件

1.风速

气象条件对于有毒云团的传播速度、方向、影响区域和传播纵深有显著影响，其中风速影响有毒云团的扩散速度和被空气稀释的速度，因为风速越大，大气的湍流越强，空气的稀释作用就越强，风的输送作用也越强。风速为1~5m/s时，易使云团扩散，危害最大，危险区域较大；若风速再大，则泄漏气体在地面的浓度变小；若无风，则泄漏气体以泄漏源为中心向四周扩散。而风向则决定了有毒云团的危害方向，大部分泄漏气体总是分布在下风向。不同风速下的扩散形态如图1-4-1所示。

2.气温

气温越高，液体毒物的蒸发速度越快，气化率越大，进入大气的毒物量越多，染毒空气浓度越大，危害范围越大；同时，温度高时，人员出汗多、衣着少，因而通过皮肤中毒的可能性增大。

3.湿度和降水

湿度和降水对于毒物在大气中的传播与危害效应也有一定影响，但一般局限于挥发度低或水溶性好、能发生气相水解或稳定性较差的化学物质，会使危害纵深相应缩短。

4.大气垂直稳定度

大气垂直稳定度是指气块受到垂直方向扰动后，大气层结（温度和湿度的垂直分布）使它具有返回或远离原来平衡位置的趋势和程度。在大气中，做垂直运动的气块，其状态变化通常接近于与环境之间无热量交换的绝热过程，这种过程造成升降气块温度的变化。当气块绝热上升时，因气压降低，气块不断膨胀做功而温度下降；当气块绝热下降时，则产生压缩增温。大气垂直稳定度对事故危害有显著影响，具体表现为：逆温时云团紧贴着地面运动，传播纵深较远；等温时云团在垂直方向运动加剧，浓度稀释较快，纵深相对较短；而在对流时有害物质迅速扩散到高空，地面浓度很快衰减，很难形成大范围的传播扩散。

（五）地形、地物

地面的地形、地物对泄漏气云的扩散有较大的影响，它们既会改变泄漏气云扩散速度，又会改变扩散方向。地面低洼处泄漏气云团易于滞留。建筑物、树木等会加强地表大气的湍流程度，从而增加空气的稀释作用，而开阔平坦的地形、湖泊等则正相反。低矮的建筑物群、居民密集处或绿化地带泄漏气云不易扩散；高层建筑物则有阻挡作用，气云多会从风速较大的两侧迅速通过。地形、地物对泄漏气云扩散的影响如图1-4-2所示。

（六）泄漏源位置

地面泄漏源的高度和泄漏喷射的方向都会影响到扩散至地面的气体浓度。若泄漏源位置较高时，泄漏气体扩散至地面的垂直距离较大，在相同的泄漏源强度和气象条件下，扩散至地面同等距离处的气体浓度会降低。若气体向上喷射泄漏，泄漏气体具有向上的初始动量，其作用效果如同增高泄漏源的位置。

三、化学危险源扩散危害范围的估算

根据化学危险源扩散的一般规律，可以对化学事故危险源的危害范围进行估算，为救援指挥系统决策提供科学依据。同样，也可以为非应急人员确定安全区域。

（一）危害纵深

危害纵深是指对下风方向某处无防护人员作用的毒剂量如正好等于轻度伤害剂量时，该处离事故点的距离，如图1-4-3所示。

轻度伤害剂量一般可取化学危险源毒物半数致死剂量的0.04~0.05倍。

半数致死危害纵深指对下风方向某处无防护人员的作用毒剂量正好等于半数致死剂量，则该处离事故点的距离称为半数致死危害纵深。

（二）危害地域

化学事故发生时其危险源所产生的毒云团在传播过程中由于风的舞动、建筑物的阻挡及地形的影响，云团传播的轨迹为摆动的带形，其外接扇形称为危害地域。

其扇形扩散角一般取40°，但实际危害面积要小得多，约为一个12°的夹角，其面积S为：

式中 L——起初云团直径，km；

X——危害纵深，km。

危害地域只是毒气云团最大危害能力的体现，对于有报警系统及防护准备人员而言，危害地域远距离处的人员不一定会造成伤害。

复习思考题

1.什么是化学？什么是化学品？

2.什么是危险品？什么是危险化学品？

3.《危险货物分类和品名编号》将危险品分为几个类别和几个项别？

4.什么是化学品事故？有什么特点？

5.什么是危险化学品事故？有什么特点？

6.如何判别事故是否是危险化学品事故？

7.危险化学品事故主要有哪些类型？

8.化学品泄漏的危害是什么？影响泄漏气体化学危险源扩散的因素有哪些？

9.如何估算化学危险源扩散危害的范围？ MqVFKfUl6UolCtzKBpi//8o7FCJRUKWWpLVtXrbn5aH/WyNLDbyHP8uFOdoHT2Vd