【摘要】筆者綜合闡述了危險化學品火災爆炸事故鑒證工作的重要性,針對分析鑒定工作中存在的問題和難點,提出了鑒證工作的基本程序和方法,包括各種物證(含氣態、液態和固態等物證)的采集、檢材的提取、分析檢驗。在此基礎上,對危險化學品生產、儲存、運輸過程進行綜合分析,取得事故鑒證的結論—-查明事故發生的真實原因,作為事故處理的技術依據。從而不僅查找出導致事發生的原因,而且可以舉一反三,了解和消除生產過程中存在的問題和隱患,真正做到防患于未然。
【關鍵詞】危險化學品,火災,爆炸,事故,鑒證
0前言
危險化學品火災爆炸事故是我國當前安全生產領域里常見、多發事故;而且一旦發生,由于事故的連鎖反應和可擴張性,不僅造成人員傷亡和財產損失,而且可能污染環境,甚至引發社會恐慌。這是安全生產工作中應該高度關注、密切監視、嚴格控制的惡性事故類型。對我國國民經濟持續穩定快速發展與建設和諧社會均會產生消極作用。
但是一旦發生了危險化學品火災爆炸事故,為了迅速控制事態,消除生產、儲存、運輸過程中的隱患,避免發生類似事故,事故鑒證將具有重大現實意義。筆者從技術層面對危險化學品火災爆炸事故作一點分析與探索。
危險化學品生產的原材料、中間體和產品一般具有易燃易爆或者有毒的特性,工藝裝置集中、連續,生產中又需在高溫、高壓或低溫、化學腐蝕等條件下進行,并且具有復雜的化學反應。發生火災爆炸后因其又具有燃燒快、爆炸威力強,火場面積大,生產裝置破壞嚴重,現場物證破壞嚴重,所以說,危險化學品火災爆炸事故分析鑒定工作具有相當難度。因此,對危險化學品火災爆炸事故鑒證工作必需非常慎重。當發生危險化學品火災爆炸事故后應按照程序來進行事故鑒證工作。
要對涉及事故的有關人員進行人證采集,還需對生產、儲存、運輸過程,包括物料、生產設備、生產反應條件、人員操作因素、靜電因素、環境因素等進行綜合分析。同時,應該在事故現場立即進行物證采集,在物證采集中可采用筆錄、照相、錄像、繪畫等手段以及火災爆炸事故后現場物證檢材的收集或采集。檢材包括氣態、液態和固態物證的采集,對現場采集到的檢材采用密封保存、并做好檢材樣品的備份處理,以備復檢。事故現場物證采集完成以后就可在實驗室進行檢材提取,運用各種技術手段進行物證分析,并得出物證鑒證結果。綜合生產、儲存、運輸過程分析結果和人證分析結果,就可以得出事故鑒證的結果,如圖1所示[1]。
圖1事故鑒證程序框圖
1事故物證的采集
1.1氣態物證的采集
氣態物證是指事故現場殘留在空氣中殘留的易爆易燃氣體,易爆易燃液體的蒸氣,易爆易燃固體的蒸氣,物質受熱分解出的氣態產物,爆炸、燃燒產生的氣態產物和粉塵顆粒。這些物證主要以氣體、蒸氣、氣溶膠等形式存在[2]。
在氣態物證現場采集時,要對現場的溫度、壓力、風向、破壞情況、生產工藝等具體情況和氣態物證的理化性質進行分析來確定采樣位置。必要時可建立數學模型進行分析來確定采樣位置。如圖2所示為南京某化工企業液氨球罐區事故擴散模擬圖,可以看出液氨事故發生后在一定時間范圍內,易爆易燃氣體可能擴散分布的區域,通過數學模型分析有利于確定采樣位置和地域。
圖2南京某化工企業液氨球罐區事故擴散模擬圖
采樣點應設在氣態物證聚集的地方。具體就是密度比空氣大的氣態物證易聚集在低洼區域;密度比空氣小的氣態物證易聚集在房間的最高處或天花板下面。
氣態物證的采集方法要根據氣態物證在空氣中的存在狀態、濃度以及所用分析方法的靈敏度來靈活掌握。當現場氣態物證濃度很小時,可以以大量的現場氣體通過液體吸收劑和固體吸收劑,將氣體中的被測物質吸收或阻留,使現場氣態物證濃縮來采集物證,如主要采集氣溶膠物證的固體吸收劑吸收法和主要采集氣態和蒸氣態物證的吸收液吸收法。另外現場氣態物證濃度較高或分析鑒定方法的靈敏度較高情況下可直接采集,如真空瓶采氣,置換采氣,靜電沉降法,塑料袋采氣和注射器采氣等。
1.2液態物證的采集[3]
液態物證主要是指液態的危險化學品和液態的火災爆炸事故產生物。由于液體的揮發性、流動性、滲透性等理化特性,導致液態物證在事故現場通過揮發、滲透、流動而殘留下來。且液體在不同材質的表面燃燒后,一般都會留下不同形狀、顏色和不同炭化程度的痕跡。
液態物證的采集應注意以下幾點:
采集浸漬在地板、泥土、磚瓦、木材、纖維等中的液態物要連同客體一并采取。
物證采集要注意具有代表性,各個痕跡部位都要采集。
殘留在玻璃瓶、塑料瓶、鐵罐壁上的殘液的采集時,要將容器用適當的溶劑洗刷,采集洗滌液。
殘留在容器內、管道和反應器里的液體,可用移液管采集,采集時注意采集上、中、下層的樣品,使其具有代表性。
從容器外殼底部閥門采集時,應將容器底部液體放出一部分,沖掉污垢后再采集。
注意采集空白樣品和對照樣品。
將采集的液態樣品密封于玻璃瓶、塑料袋中保存以防揮發。
1.3固態物證的采集
固態危險化學品物證的形狀、顏色、氣味、痕跡、質量、組成等理化性質都可能對事故原因的認定有證明作用。因此,采集時應盡量保持物證原樣,不能損壞和殘缺,并且要輕拿輕放,妥善保管。
物證采集之前都應拍照、繪圖,記錄其方位,然后動手采集。
對微小物證樣品的采集要特別謹慎,應戴上口罩,用潔凈的小鑷子鉗取。對特別細小和極易失落的殘渣和碎屑,用透明膠紙直接粘取。
對所發現的各種大小物證一般都應全部采集。如果物證的體積很大或數量過多,應把物證的原貌進行拍照和記錄后,酌情采集能反映該物證全部狀況的并具有代表性的幾部分。
應該在發生事故區域和未發生事故的區域都進行采集,供鑒定時比較。
對危險化學品的爆炸事故,在爆炸點可能殘存殘留物,在其附近的物體和地面上可能存在爆炸物品的噴濺物及分解產物。這樣的物證可用小鏟或小勺收集在潔凈的廣口瓶里。同時,在非爆炸區域采集空白樣品,以供比較。
對事故現場帶有短路痕跡的電線,可將電線剪下,并按電線的原來的位置固定起來,并在附近尋找噴濺的熔珠;對開關等電器,最好連其固定的底板一并取下,并保持原來的位置;閘刀或開關上的電線不要拆下,應用鉗子將它們剪斷,使線頭留在開關上。
對固態物證應采集雙份,以備復檢。
對現場煙熏痕跡物證的采集,應先拍照固定,必要時以現場制圖和現場勘查筆錄輔助說明。必須通過分析煙塵成分來確定原來的可燃物種類時,要采集煙塵作為檢材。
2檢材的提取
從事故現場采集的試樣類物證樣品多為混合物,大都含有雜質,并且待鑒定物質的含量往往較低。因此,必須對檢材進行提取,才能進行分析鑒定。檢材的提取就是將被鑒定的物質從物證樣品中提取出來,并將雜質分離出去,并對待鑒定物質進行富集。最常用的提取方法是有機溶劑萃取法。
3檢驗分析
事故物證的分析鑒定包括化學分析、物理分析、近代儀器分析的各種方法。可采用原子吸收,光譜分析,氣相色譜分析等方法。常見各種事故物證檢驗分析的方法見下表,分析鑒定的結果是綜合評斷的客觀依據。
事故物證檢驗分析方法一覽表
氣態物證的分析 |
液態物證的分析 |
固態物證的分析 | |||
分析方法 |
分析儀器 |
分析方法 |
分析儀器 |
分析方法 |
分析儀器 |
色譜分析法 |
色譜分析儀 |
沉淀分離法 |
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沉降法 |
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光譜分析 |
紅外線光譜儀 |
光譜分析 |
紅外線光譜儀 |
光譜分析 |
紅外線光譜儀 |
吸收光譜化學分析 |
紅外線氣體分析儀 |
吸收光譜化學分析 |
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吸收光譜化學分析 |
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理化分析 |
氣體成分自動分析儀(紅外線氣體分析儀、熱導式氣體分析儀、磁氧分析儀、氣相色譜分析儀) |
理化分析 |
液體成分自動分析儀(pH計、極譜儀、電導儀、電磁濃度計) |
理化分析 |
成分分析儀(重力式、離心力式、電學式、磁力式、熱力式、電化學式) |
氣相色譜分析 |
氣相色譜分析儀 |
氣相色譜分析 |
氣相色譜分析儀 |
氣相色譜分析 |
氣相色譜分析儀 |
理化分析 |
光電子能譜儀 |
理化分析 |
光電子能譜儀 |
理化分析 |
光電子能譜儀 |
分光光度法 |
分光光度計 |
分光光度法 |
分光光度計 |
分光光度法 |
分光光度計 |
|
|
極譜分析 |
極譜儀 |
|
|
熒光分析 |
熒光x射線光譜儀 |
熒光分析 |
熒光x射線光譜儀 |
熒光分析 |
熒光x射線光譜儀 |
高壓液相色譜分析 |
高壓液相色譜分析儀 |
高壓液相色譜分析 |
高壓液相色譜分析儀 |
高壓液相色譜分析 |
高壓液相色譜分析儀 |
化學分析 |
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化學分析 |
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化學分析 |
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具體在分析實際應用中常見各類物質可以用以下方法進行分析:
硼及其化合物的分析采用苯羥乙酸分光光度法,氮氧化物的分析采用納氏試劑分光光度法,氰化物的分析采用異菸酸鈉-巴比妥酸鈉分光光度法,疊氮酸和疊氮化物的分析用三氯化鐵分光光度法,磷及磷化合物大多采用鉬酸銨分光光度法或氣相色譜分析,砷及化合物大多采用原子熒光光譜法或二乙氨基二硫代申酸銀分光光度法,氟化物采用離子選擇電極法分析,氟化氫大多采用離子色譜法分析,氮氣采用甲基橙分光光度法,氯化氫和鹽酸用離子色譜法分析,烷烴類化合物采用熱解吸-氣相色譜法分析,烯烴類化合物采用溶劑解吸或直接進樣氣相色譜法分析,混合烴類(燃料油,液化石油氣等)采用直接進樣式解吸-氣相色譜法分析,脂環烴類化合物,芳香烴類化合物,多環芳香烴化合物,鹵代烷烴類化合物,鹵代不飽和烴類化合物,醇類化合物,酚類化合物,脂肪族酮類化合物,羧酸化合物,飽和與不飽和類脂肪族酯類化合物,氰類化合物,脂肪族胺類化合物,肼類化合物,芳香族胺類化合物,雜環化合物,有機磷農藥,大多采用溶劑解吸-氣相色譜法分析,酰胺類化合物,異氰酸酯類化合物采用溶液采集-氣相色譜法分析,有機氯農藥采用溶劑洗脫-氣相色譜法分析.
鉛,鉻,鈉,鎳,銅,錳等金屬化合物大都采用火焰原子吸收光譜法進行分析.
以上是常用物質的常用方法,其他物質的分析方法在這不多作介紹.
4危險化學品生產過程綜合分析
有了分析鑒定的結果,可以對危險化學品生產、儲存、運輸過程進行分析[4]:
4.1對危險化學品物料分析[5]
物料是危險化學品生產的基礎。危險化學品物料顧名思義有易燃易爆易中毒易腐蝕等危險特點,這是導致火災爆炸事故的基本條件。因此,必須從分析物料入手,物料主要從以下幾個方面進行分析:
首先物料分析純度。物料純度不僅會影響產品的質量,與發生燃燒爆炸也有相當關系。某些物料不純會導致火災、爆炸事故的發生。假如氯堿工業中氯氣中含氫過高或氫氣中含氯過高都會導致火災、爆炸事故的發生。
其次分析物料的配方。危險化學品生產必須嚴格按配方進行,配方錯誤對很多危險化學品生產來說也會造成事故。在煙花爆竹生產中若氧化劑過多,造成劇烈氧化就會導致火災爆炸事故。
再分析投料的量和速度。生產中物料的量和投入速度是必需嚴格控制。對有些危險化學品生產來說,過量的物料投入,投入速度過快會引起劇烈反應,引起沖料造成火災爆炸事故。
最后分析投料順序。一般說,危險化學品生產按照工藝規定的投料順序進行投料的,如果投料未按順序進行也會引起火災爆炸事故。
4.2對生產、儲存、運輸設備的分析[6]
生產、儲存、運輸設備中物料的跑冒滴漏是造成火災爆炸事故的原因之一。因此,在事故調查中要對發生事故的有關設備的進行仔細檢查,查驗其有無缺陷,查證否有跑冒滴漏現象。
4.3分析生產中的反應條件[7]
危險化學品生產離不開化學反應,而化學反應則是在一定溫度、壓力或觸媒等條件下進行的。在熱化學反應的危險化學品生產會因冷卻不及時導致物料跑出引起燃燒爆炸,有時溫度下降,會使物料凝結,堵塞管道甚至造成設備、管道破裂,跑出可燃物料著火。生產中,如果壓力操作過高,不僅會造成跑冒物料,還會引起密閉容器設備的爆炸。如果在正壓系統內形成負壓,把空氣吸入與可燃物料混合,會形成爆炸性混合物,在負壓生產系統內,如果出現正壓的情況,也易帶來火災危險。因此,溫度、壓力反應條件異常等也是引起火災爆炸事故的重要因素。
4.4電氣設備的分析
電氣設備異常是引起危險化學品生產事故的主要原因之一。電火花、電弧和電氣設備部件的高溫,是引起危險化學品生產燃燒爆炸的主要著火源之一。因此,對電氣設備的分析是找出事故原因的重要途徑之一。
4.5分析靜電的因素
靜電放電也是引起危險化學品生產燃燒爆炸的主要點火源之一。因此,了解靜電放電是否是燃燒爆炸點火的條件,對危險化學品生產燃燒爆炸事故調查和分析是十分必要的。
4.6分析人員操作情況[8]
事故的發生都是物的不安全狀態和人的不安全行為引發的,因此,對危險化學品生產、儲存、運輸中發生的事故原因分析時,要查看有關生產的工藝、安全規程以及操作規程等技術資料,查清事故發生是否與人員的操作有關。如有誤操作和違章引起事故,要及時提取有關證據。
4.7運輸和存儲的分析
危險化學品的運輸和存儲過程中,若沒有對車輛和倉庫進行必要的通風和清掃、缺少有效的防護裝置、使用了易產生火花的工具、對易燃易爆品等未選用木底蓬車裝運、互相接觸發生化學反應的危險物品同車運輸或存儲等,都可能成為火災爆炸事故的相應條件。存儲過程不符合防火防爆要求,露天堆放爆炸物品、一級易燃物品、遇濕燃燒物品,違章用電等都會引起危險化學品火災爆炸事故。
5結論
危險化學品火災爆炸事故鑒證工作是重要而必須的,筆者對危險化學品火災爆炸事故鑒證工作在技術層面作了一點研討和探索,但對該類事故人證采集未納入討論的范圍。
當發生危險化學品火災爆炸事故后應按照一定的程序來非常慎重地進行事故鑒證工作。通過對物證的采集、檢材提取、檢驗及其綜合分析,能夠對危險化學品生產、運輸和存儲過程中發生火災爆炸事故得到比較客觀真實的鑒證結論,為事故處理提供可靠的技術依據,進而消除生產、儲存、運輸過程中的事故隱患,避免發生類似事故。
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