城市危化品运输案例分析及防控对策

方 健

(北京工美集团有限责任公司，北京 100006)

危险化学品简称危化品，是指剧毒化学品和其他有毒性、腐蚀性、爆炸性、燃烧性、助燃性以及对人体、设施和环境有害的化学品。危险化学品运输过程中一旦发生安全事故，不仅会给国家和人民生命财产造成严重损失，还会对社会产生负面影响。近年来，城市危化品运输安全事故频发。据统计，近30年来，7～9月份为危化品事故高发期，发生在道路运输环节的危化品事故，占其事故总数的22.20%(图1)。

图1 危化品事故发生环节占比

特大及重大火灾安全事故成为影响社会发展和居民生活的重大威胁。如：2020年6月13日，温岭市大溪镇良山村附近高速公路上发生槽罐车爆炸事故，造成20人死亡、175人受伤；
2018年6月29日，京港澳高速衡阳段发生一起大型客车与载有环己酮的半挂车相撞的事故，造成18人死亡、14人受伤。

表1为我国近五年来部分城市发生的危化品道路运输事故。

表1 近五年来我国城市危化品运输安全事故

2016年中央城市工作会议明确要求将城市公共安全放在第一位，并将安全工作落实到城市工作和城市发展的各个环节、各个领域[1]。随着中国经济体制改革的不断推进，中国化工园区也经历了更加有效的转型，大大提升了危化品道路运输质量，但危化品运输风险仍无法得到有效避免。本文对安全事故产生的原因进行深入分析，构建事故致灾理论模型，并在此基础上提出有效监测、监管、应急处理措施，为降低危化品运输风险奠定基础。

城市危化品运输方式通常为公路运输。罐式运输车通常运载易燃、易爆、有毒、有害的液体类危化品，罐体为方圆形或椭圆形；
厢式专用运输车通常运送固体类危化品[2]。如果危化品运输车辆出现交通事故，往往后果较为严重。下面对危化品运输过程中存在的问题以及原因进行分析。

1.1 危化品运输存在的安全问题

1.1.1 环境问题

特定的危化品对运输环境的变化较为敏感，在气候或者道路环境发生变化时极易产生安全问题。尤其是在极寒、极热或者雷电天气的影响下，安全问题更为突出。环境因素作为危化品道路运输安全管理中无法掌控，也是无法预测的因素，其具体展现在气候环境、地理环境、人群环境等，这些因素的出现，将会给危化品道路运输带来直接影响，增加安全事故发生的概率[3]。

1.1.2 人员问题

危化品道路运输中存在的人员因素，主要是指从事危化品道路运输工作的相关人员。我国危化品道路运输安全管理条例要求：从事危化品道路运输工作的人员，如车辆驾驶员、危化品搬运员、危化品押运员等，在执行公务过程中，需要接受交通安全管理部门的专业考核，考核通过以后才能持证上岗。在实际危化品运输过程中，部分从事运输工作的人员在未获得上岗证书的情况下便从事一些危化品道路运输工作，导致安全事故频繁出现，加之其在安全事故出现以后不具备事故处理能力，导致事故蔓延而造成更大影响。

1.1.3 设备问题

在危化品道路运输中，设备因素导致的安全问题，具体指危化品运输设备可能存在的一些安全隐患，如容器与车辆固定位置存在漏洞、道路运输车辆存在安全问题等[2]。进行危化品运输时，应根据危化品的特性适当地选择运输车辆和储存设备，设备选择不合理会产生多种安全问题。因此要求相关人员严格按照运输安全的标准，对车辆和储存罐体进行合理配置[3]。其中危化品运输车辆及储存设备的安全情况最为关键，并且所运输的危化品一定要和车辆罐体的要求标准达成一致。比如：运输放射性物质的车辆不能随意装载其他类型的危化品；
射孔炮弹装载车辆一定要具有隔热隔震功能等[4]。

1.2 危化品运输安全事故原因分析

1.2.1 法律不健全不完善

我国危化品安全管理体系的建立，严格说来从2002年《中华人民共和国安全生产法》颁布实施开始。同年国务院通过了《危险化学品管理条例》，真正意义上标志着我国危化品安全生产和管理进入了一个新阶段。此后，关于危险化学品的配套法规，如《危险化学品登记管理办法》《危险化学品经营许可证管理办法》《危险化学品包装物、容器定点生产管理办法》等相继出台。2005年，国家质量监督检验检疫局和国家标准化管理委员会批准发布了《危险货物品名表》(GB 12268—2012)和《危险货物分类和品名编号》(GB 6944—2012)两项标准，国家环保总局发布了《关于在有毒化学品进出口环境管理登记过程的违法行为的公告》。目前，有关危化品安全管理的法律法规已达40多部，已经初步形成了危险化学品安全管理体系，但在实际管理中仍存在一定的问题，主要原因是：(1)国家层面的相关法律少，各部门的法规多，法律效力较低，权威性不强；
(2)各部门按照自己的职责建立相应的法规，法规之间协调性差，有的造成交叉、重叠，有的造成漏管、空白[5]。

1.2.2 安全运输管理监督制度不健全

近年来，我国针对运输类经营主体的监督管理力度不够，致使市场运输业部分经营主体为实现利润最大化，多次出现货运超载、车辆超速或违反交通法规等问题。且由于运输车辆的用户不固定，车辆缺少日常维护和维修。

此外，交警路面监管方面存在漏洞。一是对危险化学品车辆的基本情况掌握不全面，没有主动管理；
二是在查处违法行为过程中，由于部分违法行为超越自己的职权范围，无法尽快消除，只能抄送有权执法的主管部门建议处罚，执法效果差；
三是发现危化品车辆有安全隐患时，滞留、暂扣的车辆没有专门保管的特殊场所，消除隐患困难大；
四是路面执勤交警对危化品的知识掌握得不够，遇突发情况处置能力不足。综合上述原因，交警对危化品车辆的管理缺乏必要的手段，对违法行为的打击力度不够[5]。

1.2.3 作业标准落实不好，押运人员安全意识及应急处理能力培训力度不够

一是对运输危化品企业注册登记的准入条件审批不严格。二是对准运车辆的入户办理不严格。三是对从事危化品车辆运输驾驶员的挑选不严格，从业资格证的取得把关不严。四是对押运员、装卸员的培训落实不够，从业资格证的取得、审验不严格。五是对运输企业事故预案、演练、培训等基础性工作监督管理不到位，应急能力不强，容易失去最佳处置时机，甚至可能加大事故影响[6]。

道路运输的危化品中，液体危化品较多且事故危害较大，因此本文以液体危化品泄漏导致火灾事故为例，构建其事故致灾理论模型，为建立危化品运输防控安全措施提供指导。液体危化品泄漏导致火灾事故的发展，主要包含以下三个阶段：

(1)液体危化品泄漏阶段。运输危化品的罐车由于交通事故或其他突发事件导致大量可燃液体泄漏。

(2)液体危化品被点燃形成流淌火蔓延。在可燃液体泄漏后，被热源或静电火花引燃，随着液体的持续泄漏，形成不断蔓延的流淌火。

2.1 危化品泄漏模型

当泄漏设备的裂纹规则和裂纹尺寸已知，且热力学、物理化学性质和泄漏参数清楚时，可根据流体力学中的相关方程计算泄漏。而危化品运输车发生交通事故时，产生的裂口一般呈现不规则形状，此时采用等效尺寸代替。将可燃液体看作不考虑黏性的理想不可压缩流体，单位时间内液体泄漏量可按伯努利方程[7]计算：

(1)

其中，Q0为液体泄漏速度，kg·s-1；
Cd为泄漏系数(如表2所示)；
A为裂口面积，m2；
ρ为泄漏液体密度，kg·m-3；
P为设备内物质压力，Pa；
P0为环境压力，Pa；
g为重力加速度，9.8 m·s-2；
h为裂口之上液位高度，m。

表2 液体泄漏系数

公式(1)表明，大气压下的液体泄漏率取决于裂缝上方的液位，受压液体的泄漏率主要取决于设备内的物料压力与环境压力之差。

2.2 危化品流淌火及池火模型

在液体危化品火灾过程中，当泄漏速率一定时，燃烧速率直接影响扩散平面上的液体量，同时燃烧速率还将影响火焰高度、火焰热辐射及热释放速率。因此，危化品火灾的燃烧速率决定着致灾的严重程度。

对于液体危化品流淌火，燃烧速率公式[8]为：

m=Cδm∞(1-exp(-kβD))

(2)

其中，m∞为危化品在理想条件下的燃烧速率，kg·s-1；
k为消光系数；
β为平均光程；
Cδ为修正系数；
D为液池直径，m。

在瞬时泄漏时，液池直径为：

(3)

在连续泄漏时，液池直径为：

式中：yi,j表示新位置的植株，xi,j∈[aj，bj]表示Xi的第j条路径值，aj，bj分别为搜索空间的上边界值与下边界值，α是[0,1]的随机数。将种群按照适应度值优劣分为两类：

(4)

式中，x为泄漏液体量，kg；
g为重力加速度，9.8 m·s-2；
P为设备中液体压力，Pa。

根据公式(1)可以得出式(5)：

x=Q0t

(5)

其中，t为泄漏时间，s。

修正系数计算公式如下：

Cδ=a·(1-e-bδ)

(6)

其中，δ为油层厚度。对于不同的危化品，系数a和b的取值不同。例如：对于汽油，a取0.95，b取0.71；
对于柴油，a取0.91，b取0.58。

在危化品完全泄漏后，液体沿地面一直流到低洼处形成液池，发展为较为稳定的池火燃烧，此时的燃烧速率计算公式为[9]：

m′=m∞(1-exp(-kβD))

(7)

2.3 危化品泄漏火灾的热释放速率

液体危化品燃烧的热释放速率公式为[10]：

Q=m·Hc

(8)

其中，Q为热释放速率，kW；
m为危化品燃烧速率，kg·s-1；
Hc为危化品的理想燃烧热，kJ·kg-1。

最后，结合公式(1)(2)(3)(4)(5)，可以得出液体危化品在流淌火阶段的热释放速率为式(9)：

(9)

结合公式(1)(3)(4)(5)(7)，可以得出液体危化品在池火阶段的热释放速率为式(10)：

(10)

通过以上公式推导可以得出：液体危化品泄漏后发生火灾的热释放速率主要与泄漏时间、设备内液体压力、裂口尺寸以及可燃液体种类等因素有关。而热释放速率是决定火灾危险性的重要因素，因此在危化品道路运输中，应当针对这几个因素来采取相应的安全防控措施。

3.1 监测预警

针对道路运输车辆动态监管工作中存在的突出问题，为了进一步明晰并落实运输企业动态监控的主体责任、政府部门的监管责任，规范道路运输车辆动态监督管理活动，充分发挥联网联控等动态监控手段在事故预防方面的积极作用，2012年7月国务院颁布了《国务院关于加强道路交通安全工作的意见》，明确提出“抓紧制定道路运输车辆动态监督管理办法，规范卫星定位装置安装、使用行为”。《道路运输车辆动态监督管理办法》的颁布和实施，不仅是贯彻落实国家有关法律法规的需要，更是为充分发挥动态监控手段在事故预防方面的积极作用提供了强大的制度保障，全面提高了我国道路运输车辆动态监管水平，使我国道路运输车辆动态监管实现了有法可依，是我国道路运输安全监管的一项重大举措[11]。另外，还应通过联网联控，实时监控危化品运输车内或者罐体内的危化品压力、温度等参数，并将参数输入致灾理论模型中，实时评估泄漏致灾后的危害程度，为事故的应急消防提供重要指导。

3.2 安全培训与应急消防

3.2.1 安全培训

提高从事危化品工作的专业人员的安全意识和素质。第一，利用专题资源，提高从事危险品工作人员的安全意识，并将安全观真正体现在实际工作中。第二，加强综合素质教育，提高应急准备和应对能力。第三，认真遵守工作标准，增强职工遵守规章制度和纪律的自觉性。

3.2.2 应急消防

目前处置危化品道路运输事故主要依据《公安消防部队抢险救援勤务规程(试行)》以及2012年颁布实施的《消防应急救援通则》(GB/T 29176—2012)《消防应急救援装备配备指南》(GB/T 29178—2012)《消防应急救援作业规程》(GB/T 29179—2012)等消防应急救援系列标准。

处置危化品泄漏事故时，应当调派防化救援车、洗消车、泡沫车等特种车辆和防护、侦检、警戒、堵漏、输转、洗消等特种器材、设备和药剂。政府视情况启动应急预案，调动公安、石化、卫生、环保、气象等相关部门及单位救援力量参与处置。以液化石油气运输事故处置为例，其流程为：接警出动，侦察检测，疏散警戒，禁绝火源，安全防护，生命救助，稀释防爆，关成堵漏，输转倒罐(主动点燃)，清场撤离。其中，堵漏是应急消防中的重要环节，由致灾理论模型可知，危化品泄漏发生火灾后的危险性与泄漏时间、裂口尺寸密切相关，及时堵漏能够有效降低危化品泄漏事故风险。

另外，由公式(9)(10)可知，危化品发生火灾后的危险性还与危化品的种类及特性密切相关。由于危化品的种类繁多，物理化学特性各不相同，对人、环境的危害也不一样，当气候情况不同时，扩散情况也会有所变化，因此需要针对不同种类的危化品制定相应的应急处置方案。同时由于危化品事故应急救援专业性强、涉及范围广，对专业知识和技能的要求高[12]，在消防救援工作中需要多个领域的专家协同合作，以应对复杂多变的危化品运输安全事故，因此要建立包含化学品专家、安全专家、救援专家在内的应急救援专家信息库，建设数量和质量均能满足安全监管、防灾减灾和抢险救援工作需要的专家队伍，为应急救援指挥部决策提供最可靠的依据。

长期以来，城市危化品道路运输事故屡屡发生，严重危害了人民群众的生命财产安全。运输行业是连接各个城市物资交换的重要链条，只有安全运输得到充分的监督和管理，运输企业才能够保障自身的经营稳定安全。需完善法律法规，提高运输从业人员的综合素质，建立长效监测管理机制，增强消防队伍的应急处置能力，保证危化品的正常安全运输，并提高事故发生后的应急处理效率。