二、毒理學(xué)
氯氣吸入后,主要作用于氣管、支氣管、細(xì)支氣管和肺泡,導(dǎo)致相應(yīng)的病變,部分氯氣又可由呼吸道呼出。人體對氯的嗅閾為0.06mg/m3; 90mg/m3,可致劇咳;120~180mg/m3, 30~60min可引起中毒性肺炎和肺水腫; 300mg/m3時, 可造成致命損害;3000mg/m3時, 危及生命; 高達30000mg/m3時,一般濾過性防毒面具也無保護作用。中毒機理: 氯氣吸入后與粘膜和呼吸道的水作用形成氯化氫和新生態(tài)氧。氯化氫可使上呼吸道粘膜炎性水腫、充血和壞死; 新生態(tài)氧對組織具有強烈的氧化作用,并可形成具細(xì)胞原漿毒作用的臭氧。 氯濃度過高或接觸時間較久, ??芍律畈亢粑啦∽?,使細(xì)支氣管及肺泡受損,發(fā)生細(xì)支氣管炎、肺炎及中毒性肺水腫。由于刺激作用使局部平滑肌痙攣而加劇通氣障礙, 加重缺氧狀態(tài); 高濃度氯吸入后, 還可刺激迷走神經(jīng)引起反射性的心跳停止。?
氯氣對人的急性毒性與空氣中氯濃度有關(guān),其劑量和效應(yīng)的關(guān)系見下表
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氯氣濃度 | 效應(yīng) |
0.2~3.5ppm | 聞到氣味(可產(chǎn)生一定的耐受性) |
1~3ppm | 輕微的刺激粘膜,可忍受1小時 |
5~15ppm | 中度上呼吸道刺激 |
30ppm | 立即產(chǎn)生胸痛、呼吸困難、咳嗽、惡心嘔吐 |
40~60ppm | 中毒性肺炎和肺水腫 |
430ppm | 30分鐘以上死亡 |
1000ppm | 數(shù)分鐘內(nèi)死亡 |
???????????????????????? 1mg/m3=0.32ppm
三、中毒臨床
氯氣中毒表現(xiàn)形式很多,輕度中毒有流淚、咽部疼痛、鼻燒灼感等刺激癥狀,繼之有嗆咳、胸悶、氣短、咯痰、惡心等不適。檢查見眼、鼻及咽有輕度充血。X線胸片示肺紋理增多、增粗、邊緣不清,多以下肺野為著,經(jīng)治療數(shù)天后癥狀消失。?
?????中度中毒除上述癥狀加重外,患者尚有頭痛、胸痛、陣發(fā)性干咳伴胸骨后疼痛及(或)聲音嘶啞。經(jīng)治療癥狀逐步好轉(zhuǎn),10?日左右痊愈。?
?????嚴(yán)重中毒則會導(dǎo)致劇烈咳嗽,咳大量粉紅色泡沫痰,胸部有緊束壓迫感,躁動不安,呼吸困難,明顯發(fā)紺,甚至出現(xiàn)昏迷、休克,或出現(xiàn)氣胸、縱隔氣腫、心肌損害等并發(fā)癥。據(jù)有關(guān)資料,氯氣被人吸入后,可迅速附著于呼吸道黏膜,之后可以導(dǎo)致人體支氣管痙攣、支氣管炎、支氣管周圍水腫、充血和壞死。呼吸道黏膜受刺激,可造成局部平滑肌痙攣,再加上黏膜充血、水腫及灼傷,可引起嚴(yán)重的通氣障礙。人吸入濃度為每立方米2.5毫克的氯氣時,就會死亡。?
?????氯氣還會產(chǎn)生并發(fā)癥,主要有肺部繼發(fā)感染、心肌損害及氣胸、縱隔氣腫等。對眼睛也有較大損害,氯可引起急性結(jié)膜炎,高濃度氯氣或液氯可引起眼灼傷。對皮膚損害的損害也不可忽視,液氯或高濃度氯氣可引起皮膚暴露部位急性皮炎或灼傷。?
四、急救
1、急救人員必須穿全封閉式防化服、佩戴空氣呼吸器進入危險區(qū),沿逆風(fēng)方向?qū)⒅卸菊哐杆僖浦镣L(fēng)處,解開衣扣,保持其呼吸道的通暢,呼吸新鮮空氣。有條件的給予吸氧治療,并注意保暖。
2、對昏迷不醒者,應(yīng)及時清除
口腔內(nèi)異物,保持呼吸道通暢。并立即轉(zhuǎn)送有高壓艙或光子、量子治療的醫(yī)院,以加速昏迷的復(fù)蘇和防治腦水種。3、眼部有刺激癥狀者,提起眼瞼,用流動清水或生理鹽水徹底沖洗。皮膚接觸時,皮膚接觸時,按酸灼傷進行處理,立即脫去被污染的衣著,用大量流動清水徹底沖洗。
4、對心跳、呼吸微弱或已停止者,應(yīng)立即實施心肺復(fù)蘇術(shù),同時迅速送醫(yī)院治療。在施行人工呼吸時施行者應(yīng)防止吸入患者的呼出氣,以免發(fā)生二次中毒。
五、中毒預(yù)防
氯氣的危害也應(yīng)該是可以預(yù)防的。國內(nèi)外因氯氣引起的中毒事件主要都是由于以下原因:違章操作;設(shè)備維修更新不及時;氯氣的生產(chǎn)、儲存、運輸、使用環(huán)節(jié)沒有遵守安全操作規(guī)程;人為破壞。以上任何環(huán)節(jié)的任何疏漏都可能引起重大事故。反之,若能嚴(yán)格按規(guī)定辦事,正規(guī)操作,定期檢修,按時更新設(shè)備零件,不隱瞞事故隱患,氯氣中毒事件是完全可以避免的。
1.進入可疑作業(yè)場所前,檢測氯氣濃度。
2.進入高濃度氯氣場所,作業(yè)工人應(yīng)佩戴隔絕式防護面具,著防化服。
3.發(fā)現(xiàn)有人暈倒在現(xiàn)場,切忌無防護入場救護。
4.可能發(fā)生氯氣泄漏的生產(chǎn)場所,安裝自動報警儀。
5.接觸氯氣工人加強中毒預(yù)防及急救培訓(xùn)。
6.生產(chǎn)過程密閉化,加強通風(fēng)排毒。
六、案例分析
1、重慶市天元化工總廠“4.16”氯氣泄漏爆炸事故應(yīng)急救援案例
2004年4月16日凌晨,位于重慶市江北區(qū)的重慶天原化工總廠氯氫分廠2號氯冷凝器發(fā)生異?,F(xiàn)象,工廠在處置過程中造成排污罐發(fā)生爆炸,此次事故共造成9人死亡,3人受傷,罐區(qū)100m范圍內(nèi)部分建筑物被損壞,15萬附近居民被疏散。
(九名死亡失蹤人員多為正在現(xiàn)場的天原化工總廠領(lǐng)導(dǎo)干部。胡言祿(重慶天晶化工有限公司--天原化工總廠子公司總經(jīng)理)、冉正碧(天原化工總廠黨委副書記、紀(jì)委書記)、葉忠惠(天原化工總廠副廠長)、任開強(天原化工總廠氯氫分廠長)、張先銀(天原化工總廠安全環(huán)保處處長)、康澤潤(天原化工總廠氯氫分廠工段長)、李萬明(天原化工總廠氯氫分廠工段長)、古維子(天原化工總廠工人)、陳邵明(天原化工總廠安全環(huán)保處干部)。)
該廠占地42萬平方米,職工1800人,距廠500米范圍內(nèi)有居民5萬人,1000米范圍內(nèi)有居民10萬人。年產(chǎn)燒堿6萬噸,液氯1.8萬噸,鹽酸3.2萬噸,四氯化碳0.5萬噸。液氯正常儲量80噸,最大儲量96噸,超出10噸、25噸的臨界值,屬重大危險源。
液氯生產(chǎn)流程為:
工業(yè)鹽水(電解)——氯氣、氫氣(冷凝液化)——液氯——儲罐(氣化加壓)——罐裝出廠。
事故過程為:15日17時45分,開啟2號氯氣冷凝器進行生產(chǎn),19時,發(fā)現(xiàn)液化過程出現(xiàn)異常,21時判定2號冷凝器穿孔,21時20分,冷凍系統(tǒng)停車,斷開2號,處理殘余氯氣,將氯氣排往排污罐,16日0時48分,排污罐爆炸。16日17時57分5號儲罐發(fā)生爆炸。
事故原因為:2號冷凝器穿孔,冷凝鹽水進入氯輸入管道,氯與鹽水中的氮反應(yīng)生成三氯化氮,進入液氯儲罐。16日17時50分,現(xiàn)場處置人員擅自啟動事故泵抽取液氯,導(dǎo)致罐內(nèi)氯氣與三氯化氮失衡,三氯化氮隨氯氣進入水封池時發(fā)生爆炸,爆炸沖擊波傳入罐內(nèi),引起5號罐爆炸。
搶險過程:
1、快速出動,成立指揮部,明確任務(wù)分工,組織人員疏散。
16日7時25分,消防救援力量到達現(xiàn)場,主要進行以下工作:
1)偵檢:50米內(nèi)為2——10ppm,判斷泄漏量不大;
2)劃定警戒區(qū)域:150米范圍內(nèi),禁止無關(guān)人員進入危險區(qū);
3)檢查登記:對進入危險區(qū)員進行防火、防靜電、個人防護的檢查登記。
4)稀釋:布置4支水槍對泄漏點及車間外圍進行稀釋。
7時40分,有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)到達,成立消防救援指揮部,工作進行調(diào)整:
1)將警戒區(qū)域擴大到1000米,做好居民疏散準(zhǔn)備;
2)嚴(yán)防人員進入危險區(qū),并對已入人員登記;
3)調(diào)集相關(guān)部門參于搶險;
4)將1000米范圍內(nèi)出入口進行封堵,控制人員進入事故區(qū)域;
5)請專家組盡快提出處置方案,消防予以配合;
6)嚴(yán)格按操作規(guī)程處置,嚴(yán)防中毒和爆炸事故發(fā)生;
7)現(xiàn)場前沿設(shè)2輛重型水罐車,水罐中加入10%的堿液,增設(shè)4支水幕水槍,中和稀釋氯氣;
8)組織2個突擊隊,每隊由5人組成,做好緊急情況的戰(zhàn)斗準(zhǔn)備;
9)調(diào)集足夠空呼器和其他器材裝備到現(xiàn)場。
2、掩護輸轉(zhuǎn),嚴(yán)防毒氣泄漏、擴散。
專家組通過論證,決定將事故儲罐的液氯通過4根導(dǎo)管自然輸轉(zhuǎn)至堿水池中和,在輸轉(zhuǎn)同時,剝開儲罐保溫層,向儲罐淋水,出4支水槍掩護,防止擴散。17時50分,由于違規(guī)啟動事故泵,造成儲罐爆炸,大量氯氣泄漏,當(dāng)場造成9人死亡,3人受傷。
3、爆炸后緊急搶救傷員,全力阻止氯氣擴散。
爆炸發(fā)生后,上空形成一個高30米、直徑70米的黃色氯氣霧團,現(xiàn)場人員外撤。消防人員進入事故核心區(qū),用高壓水幕水槍和噴霧水槍對氯氣霧團進行封堵、稀釋、中和。偵察小組進行現(xiàn)場偵察、救護傷員,突擊隊員搜尋遇難者。
4、重點監(jiān)護,嚴(yán)防再爆。
爆炸發(fā)生后,持續(xù)用6支水槍稀釋、中和,不定時偵檢。直至18日上午11時。
5、實施引爆,排除危險源。
18日上午,指揮部決定采用槍擊方式引爆仍有5噸液氯的蒸發(fā)器,并布署如下任務(wù):成立由53人組成的突擊隊,負(fù)責(zé)引爆時可能傷亡人員的救護工作;設(shè)立消防前沿偵察哨,負(fù)責(zé)偵檢工作;布置噴霧水槍和水幕水槍,負(fù)責(zé)封堵稀釋氯氣,防止擴散。
現(xiàn)場所有人員撤至1500米外待命,18日12時30分,引爆開始,先后采用槍擊、平射炮炮擊、坦克炮炮擊和炸藥爆破的方式引爆,于17時30分引爆成功。19時,解除警戒。
6、監(jiān)護現(xiàn)場,清理余毒。
警戒解除后,2輛水罐車?yán)^續(xù)監(jiān)護,18日晚至19日清晨的23時、1時、3時、5時、7時40分,分別發(fā)生5次爆炸。中午12時,向容器內(nèi)灌入堿溶液,進行中和。然后用載重汽車強行拉斷容器底座管,排空物料。19日17時16分,徹底清理完畢,監(jiān)護至20日11時,指揮部下達救援結(jié)束。
搶險救援過程列表為:
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序號 | ? | 時間 | 事件 | 過程 |
1 | 2004-4-15 | 17:45—21:20 | 生產(chǎn)異常,停車 | 開啟2號冷凝器生產(chǎn),19時出現(xiàn)異常,21時判定穿孔,21時20分停車處理,剩余氯氣排往排污罐 |
2 | 2004-4-16 | 0:48 | 排污罐爆炸 | 排污罐爆炸,1時33分全廠停產(chǎn) |
3 | ? | 7:25 | 應(yīng)急救援 | 消防救援力量到達現(xiàn)場,成立指揮部,進行搶險救援 |
4 | ? | 14:00 | 液氯輸轉(zhuǎn) | 將事故儲罐的液氯導(dǎo)往堿水池中和 |
5 | ? | 17:57 | 5號儲罐爆炸 | 因違規(guī)啟動事故泵,導(dǎo)致儲罐爆炸 |
6 | 2004-4-17 | 17:57—18日11:00 | ? | 事故處置,人員搜救 |
7 | 2004-4-18 | 11:00 | 決定引爆排險 | 調(diào)整戰(zhàn)略,人員撤離,做出排險準(zhǔn)備 |
? | ? | 12:30 | 引爆開始 | 先后采用槍擊、平身炮擊、坦克炮擊、炸藥爆破引爆 |
? | ? | 17:30 | 引爆成功 | ? |
? | ? | 19:00 | 解除警戒 | ? |
? | ? | 19:00—19日7:40 | 處里殘余氯氣 | 中和氯氣,先后發(fā)生5次小爆炸 |
? | 2004-4-19 | 17:16 | 隱患全部清除 | ? |
? | 2004-4-20 | 11:20 | 圓滿結(jié)束 | ? |
原因分析:
1)選址錯誤。廠址選在人煙稠密區(qū),1公里范圍內(nèi)有居民。5公里范圍內(nèi)有10萬居民。
2)工藝處置錯誤,對三氯化氮性質(zhì)不了解。
三氯化氮在常溫下是黃色的油狀液體,熔點-40℃,沸點71℃(液氯沸點為-34℃),相對密度1.65,當(dāng)體積比含量達到5-6%,在90℃時能自燃爆炸。純的三氯化氮當(dāng)加熱到沸點以上或與橡膠、油類等有機物接觸或被撞擊時可發(fā)生爆炸,并分解為cl2和N2 ,遇水分解為氨和次氯酸。如果在光照或碰撞的影響下,更易促使其爆炸,在容積不變的情況下,爆炸時溫度可達2128℃及5316個大氣壓。在大氣中爆炸溫度也可到1698℃。由于它的沸點高,容易從液氯中分離,因而也容易積聚和濃縮,所以,當(dāng)氯氣中有三氯化氮存在時,液氯生產(chǎn)的安全就會受到威脅。三氯化氮的生成主要是銨離子進入了電解裝置,與氯氣反應(yīng)后生成。在電解過程中,當(dāng)溶液pH值小于5時,會產(chǎn)生三氯化氮,反應(yīng)式為:
NH3 + 3HOCl→ NCl3 + 3H20
另外,氯氣在冷卻過程中與含有銨的水接觸也有可能生成三氯化氮。
?。危龋矗茫?+3Cl2=NCl3+4HCl
在電解槽陽極液pH為2~4的條件下,將產(chǎn)生NCl3。NCl3是一種極易爆炸的物質(zhì)。NCl3大部分存留于未蒸發(fā)的液氯殘液中。當(dāng)汽化器內(nèi)液氯總量隨著汽化越來越少時,積留在其中的NCl3含量就越來越高,超過5%時即有爆炸的危險。引起爆炸的操作有:啟、閉閥門,敲擊,撞擊,液體沖擊(泵抽),用水蒸氣汽化,明火高溫等。爆炸的范圍可小至積聚在閥門底部小量NCl3,在操作閥門時爆炸。爆炸產(chǎn)生的能量與NCl3積聚的濃度或量有關(guān),最小引起無損害爆鳴。傳統(tǒng)的液氯充裝是由汽化器來完成的,由于液氯壓力有限,只能采用(規(guī)定45℃熱水)汽化液氯提高壓力,然后充裝液氯鋼瓶。當(dāng)汽化器容積不變的條件下,NCl3爆炸溫度可達2128℃,壓力可達536MPa(在空氣中爆炸溫度約為1700℃)。所以,即使液氯中只有微量的三氯化氮,如不注意汽化溫度(采用水蒸氣或明火加熱)和蒸發(fā)量,就會存在重大隱患。
2、“3·29”京滬高速淮安段液氯泄漏事故
2005年3月29日18時50分,京滬高速公路淮安段上行線103KM+300M處,一輛載有約35噸液氯的
山東槽罐車與一貨車相撞,導(dǎo)致槽罐車液氯大面積泄漏。由于肇事的槽罐車駕駛員逃逸,貨車駕駛員死亡,泄漏化學(xué)品不明,延誤了最佳搶險救援時機,現(xiàn)場專家到20時45分才確認(rèn)現(xiàn)場毒氣為泄漏的液氯揮發(fā)所致,延誤了最佳搶險救援時機,造成了公路旁3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)村民重大傷亡。事故造成28人死亡,350人中毒入院,一萬余人緊急疏散,直接經(jīng)濟損失2901萬元。京滬高速公路宿遷至