毒性重气泄漏及扩散-环境监测揭示出结果

2023-11-23 理论教育版权反馈

【摘要】：根据人力资源和社会保障部的有关统计数据，在因毒物泄漏造成的人员伤亡中，约有90％与重气泄漏有关。

1.泄漏气体分类

危险物质意外释放而形成气云是一个复杂的现象，其过程取决于贮存方式、贮存条件（温度、压力）、释放方式、物质特性（沸点、密度）及外界风速等，物质释放后将与空气、蒸气、液滴及凝结所生成的水滴等结合而形成混合气云。根据混合气云与环境大气密度的差异，可将其分为三类：

（1）浮性气云，即轻气，密度比空气小，如氢气。

（2）中性气云，即中气，密度与空气相近，如一氧化碳。

（3）重质气云，即重气，密度比空气大，重气的形成不仅与释放物质的性质有关，而且与贮存和释放的方式有关。依据释放物质的性质，可以将重气分为如下四类：气体相对分子质量比空气略小但温度远低于空气，如液化石油气或液化天然气；气体相对分子质量比空气小但夹带微小液滴，如氨气；气体相对分子质量比空气小但因聚合作用形成较大相对分子质量的分子团，如氢氟酸；气体相对分子质量比空气大，如氯气。

在重力场作用下，中气在大气中受到的浮力与重力相当，其在大气中的运动趋向于与大气主体一致，过程相对简单；轻气受到竖直向上的合力，因此对地面附近的人和物的威胁相对较小，从安全的角度来讲也不是研究的重点。重气因泄漏形成的气云密度比空气大，在扩散时存在一个“坍塌”过程，因而使得横向污染距离大、气云高度低、高浓度持续时间长、短时间内污染程度加剧，如果泄漏物质易燃、易爆，则局部空间的污染物浓度很容易达到燃烧、爆炸范围，且维持时间较长，增大了发生燃烧、爆炸的可能性，造成更大的危害。根据人力资源和社会保障部的有关统计数据，在因毒物泄漏造成的人员伤亡中，约有90％与重气泄漏有关。以下重点介绍有关毒性重气泄漏及其监测、防治方法。

2.重气及重气效应

重气具有重气效应，是重气在扩散过程中所具有的特有现象。它主要包含三方面的含义：一是在常温常压下气相介质（气体或蒸气）密度比空气大所导致的重气沉降过程，除氯气外，还有液化石油气、一甲胺、氯乙烯、硫化氢和二氧化碳等气体；二是贮存于加压或低温贮罐中的某些液化介质，虽然其气相密度低于空气的密度，但由于液化介质在接触周围暖空气时，迅速闪蒸，一部分介质形成蒸气，其余部分呈液体状态，以保持气液平衡，但同时相当一部分的液化介质以液滴的方式雾化在蒸气介质中，在释放初期，形成含有液滴夹带的混合蒸气气云，气云平均密度大于空气的密度，从而导致重气的沉降，典型体系如液氨；三是由于泄漏物质与空气中的水蒸气发生化学反应导致生成物质的密度比空气大。

图8-5表示了重气的形成过程，包括三种释放形式。

从图8-5可见三种释放形式的情况：(www.chuimin.cn)

（1）蒸气由容器或管路裂口形成高速气体喷流，迅速与空气混合形成气云。

（2）高蒸气压液体和冷冻液化气以低于大气压下的沸点温度贮存，那么所释放的液体会在地面形成液池，再由空气及地面等的传热作用蒸发而产生蒸气，与空气混合形成气云。

图8-5 重气的形成过程

（3）压力液化气和两相流体，由小洞或减压系统形成高速两相喷流，再与空气混合形成气云。对于后者，当喷出的液体与环境相比处于过热状态时，液体将剧烈沸腾并被分散（闪蒸分散），同时液体或两相流体也会由于液体表面的不稳定性而被分散（空气动力分散），这些破碎的细小液滴混入气云内形成气溶胶。

3.毒性重气泄漏的监测和处置方法

常见毒性重气有：液氯、液氨、液化石油气、氯乙烯、苯、一甲胺、一氧化碳和硫化氢等。表8-10列出部分重气的毒性及应急处置方法。

表8-10 部分重气的毒性及应急处置方法

续表