SLAB View软件在危险化学品泄漏事故处置中的应用

杨明友

（贵州省公安消防总队黔南州消防支队都匀大队，贵州 都匀 558000）

1 概述

随着当代化学工业的迅猛发展，危险化学品在工业生产、日常生活中的应用越来越广泛，从而导致危险化学品泄漏事故的频繁发生。2004年，国家安全生产监督管理通过调查研究统计出，目前，我国有3829种危险化学品，在危险化学品种包括335中剧毒品。正如我们所知道的，危险化学品的危险性是多方面的，不仅仅表现在使用上，在危险化学品的包装、储存、运输、使用以及废弃处置等环节也存在高度的危险性。为减少化学泄漏事故所造成的危害和损失，必须迅速、及时、准确地对事故进行模拟分析，确定毒物的扩散范围，及时制定对策，缩短应急响应时间，切实保护人员财产和环境安全。

2 危险化学品泄漏事故模拟实例分析

为了便于分析和研究，我们在对SLAB View软件进行实例模拟研究时主要以京沪高速江苏淮安段氯气泄漏事故为例展开。

2.1 案例基本情况

2 005年3月29日，1辆载有40.44吨液氯的槽罐车由北向南行驶，在行驶过程中，因左前胎爆胎撞断隔离带至逆向车道，车头与罐体发生脱离，罐体侧翻，一起重大交通事故发生在京沪高速江苏淮安段103km处。发生侧翻的槽罐车一辆载有液化气钢瓶的卡车撞断液氯槽罐进、出料口阀门，导致肇事车辆槽罐内大量液氯泄漏。此案件涉及范围较广，经济损失较为严重，并对周围居民的生命财产安全造成了一定的影响。单单是消防官兵及时疏散的群众就达3000余人，抢救中毒遇险群众84人。

2.2 相关参数描述

2.2.1 天气情况

本次重大的交通事故发生当天：偏东到东南风，风力3级，风速3.8m/s，晴到多云，气温12℃；30日晴，东南到南风，风力1到2级，风速0.8～3.2m/s，气温6～20℃；31日晴，南到东南风，风力1到2级，风速0.8～3.2m/s，气温6～21℃。

2.2.2 氯气理化性质

氯气，分子式Cl2，分子量70.91，溶解度＜1%，其化学性质活泼几乎可与各种元素直接化合，常温下为黄绿色有强刺激性臭味的气体。

2.2.3 事故泄漏源的类型

排放化学有毒物质进入大气的源称为扩散源，它是化学毒物释放到地面上、水域中或大气里的一种最初的形态。扩散源主要包括连续性泄漏源和瞬时性泄漏源两种，这主要是根据化学毒物的排放方式来区分的，一般情况下，事故泄漏源的分类与观察者与泄漏源的距离（我们用X来表示）、泄露的持续时间（我们用T0表示）、环境风速（我们用V来表示）存在一定的相关性，具体的泄漏源的分类是依据以下标准的：对于瞬时泄漏来说，VT0/x≤0.6；而对于连续泄漏来说， VT0/x≥2.5。根据以上标准，我们结合事故发生时的具体情况我们得知，观察者离源的距离为500m，事故开始发生泄漏的时间为18时50分，堵漏小组实施堵漏成功是21时40分，持续泄漏时间为2小时50分钟，即10200s，事故发生时的风速为3.8m/s。根据公式我们计算可得VT0/x=3.8×10200/500≥2.5

因此，从事故发生到堵漏成功，泄漏为连续性泄漏。

2.2.4 事故源强

所谓事故源强指的单位时间排放有毒物质的质量，他用来表示扩散源排放有毒物质的强度和速率，事故源强的单位一般是kg/h或g/s。源强一般用q来表示，它与泄漏量（我们用m来表示）和事故持续泄漏时间（我们用t来表示）有关，通过以上分析我们根据源强公式q=m/t，求得源强：q=m/t=10000000/10200=980.4（g/s）。

2.2.5 事故现场大气稳定度

图1 扩散浓度分布示意图

图2 浓度随下风距离的变化的关系

事故现场的大气稳定度也是我们应该考虑的参数。通过以上介绍我们得知事故发生时的风速为3.8m/s，多云天气下太阳高度是小于15度的。我们根据帕斯奎尔判据，根据平原地区农村D、E、F级则需向不稳定方向提半级，最终确定稳定度“C～D”级。由太阳辐射等级和地面风速查附表A-2确定稳定度的级别为D级。根据太 阳高度角和云量按附表A-1确定太阳辐射等级为-1级。

2.3 SLAB模型的模拟应用

2.3.1 输入参数确定

运行SLAB View软件必须在Input Options对话框中输入一些参数，现根据事故特征，对运行SLAB模型所需要的参数进行描述和汇总。

（1）地面粗糙度（我们用ZO表示）：因为此次事故的发生地势平原野外，根据SLAB View软件提供的数据我们知道此次事故发生时的地面粗糙度为0.001。

（2）浓度平均时间（我们用TAV来表示）：为了增强STEL（短期释放限制）浓度与模型预测浓度的匹配度，浓度平均时间需要我们来进行指定，一般情况下浓度平均时间为900s。

表1 SLAB参数

表2 SLAB View模拟危害纵深结果

表3 事故发生时空气中氯的监测结果 mg/m3

表4 模型模拟结果与实际监测结果对比

（3）泄漏质量（我们用QTIS来表示）：此次事故中的泄露质量为10t。

（4）污染源面积（我们用AR来表示）：通过相关资料我们得知，发生事故的槽罐车上存在两处破裂，半径大约为5cm，由公式可得AR为0.0157m2

（5）污染源特征：在此次事故中，SLAB View化学数据库提供了氯气的污染特征。

（6）排放类型：水平喷射排放（也就是我们平时所说的Horizontal Jet Release）。

结合上文，对SLAB View软件运行要求的参数汇总如表1。

2.3.2 事故模拟

按上文输入参数，点击Run，软件将自动生成扩散区域。模拟结果如图1～2所示。

图2为氯气扩散浓度与下风距离的关系图。从图2可以看出，氯气浓度随下风向距离的增大而减小，且在前1000m范围内其下降的幅度较为明显。在事故下风向300m处，SLAB模型的模拟浓度为30mg/m3，事故下风向600m处，SLAB模型的模拟浓度为8 mg/m3，事故下风向1000m，SLAB模型的模拟浓度为5mg/m3，在事故下风向1500m处，SLAB模型的模拟浓度为2mg/m3。

2.3.3 危害纵深范围确定

有毒气体对人的毒害作用与个体对毒气的敏感性、个体与气体的接触时间、有毒气体的浓度值及有关。在危害纵深范围确定过程中，确定能够对生命造成威胁的最低浓度标准是划定危害区域过程中最为重要的工作。对于浓度的定义，我们通常采用ERPG（即美国应急行动指南）来进行，在此浓度标准下，暴露60min时人不受影响。根据对人体影响的大小程度不同，指南对氯气分别规定了58×10-3g/m（即 ERPG-3）、9×10-3g/m3（即ERPG-2）、3×10-3g/m3（即ERPG-1）三种浓度。在浓度为58×10-3g/m3的情况下对人有严重的、持久的危害，甚至会影响到人的生命的影响。在浓度为9×10-3g/m3的情况下，将会影响到人体的某些器官；在浓度为3×10-3g/m3的情况下，对人体的影响是较为短暂的。根据上述分级，本文将三种浓度的等浓度线作为划分重度、中度轻度危害区域的标准。

根据图3.1可以求得不同浓度下氯气在下风轴线上的危害距离，若以ERPG-1、ERPG-2、ERPG-3为标准，便可求得不同危害区域的危害纵深，计算结果如表2所示。

2.4 SLAB View模拟结果与实际监测结果的对比

事故发生后，淮安市环保局立即组织事故处理小组，奔赴事故发生地进行实地调查研究，调查内容主要包括生态环境影响、水体、和周围大气。监测事故现场空气中氯气质量浓度，监测点位分别为：事故地点下风向1000m、事故地点下风向600m、事故地点下风向300m。实际监测结果如表3所示。

通过对比图2与表3，可得出在事故下风向1000m，SLAB View软件的模拟浓度5mg/m3，实际监测的为0.8mg/m3。在事故下风向600m，SLAB View软件的模拟浓度8mg/m3，实际监测结果为2.1mg/m3；在事故下风向300m，SLAB View软件的模拟浓度30mg/m3，实际监测的为5.5mg/m3；

根据ERPG判断标准，事故现场实际的轻度危险区域在600m范围内。结合表1，可得出实际监测与模拟结果的危害纵深范围比较，如表4所示。

根据ERPG判断标准，从表4可得，事故现场实际监测的轻度危险区域在600m范围内，而SLAB View软件划分的轻度危险区域为1163.5m。通过对比可看出，SLAB View软件的模拟结果与实际监测结果较为符合，考虑到理论固有的缺陷和现场数据的测量误差，SLAB View软件具有较好的实用性。

结语

通过对SLAB View大气污染扩散软件对化学泄漏事故实例进行模拟应用分析，可以定量地确定其被困人员疏散区域，对于指导事故单位、非救援单位等进行合理处置事故具有较强的操作性；通过软件预测消防救援人员的灭火救援作战区域，可以合理指导消防部队救援人员合理进行人员防护，有效地进行泄漏事故应急救援提供科学指导，同时该软件也可辅助相关救援单位进行泄漏事故处置的模拟训练。

[1]张江华，赵来军.危险化学品泄漏扩散研究探讨[J].中国安全生产科学技术，2007，3（01）：9-11.

[2]蔡继红，尤小娟.液氯意外泄漏的应急监测[J].中国环境监测，2007（02）：70-73.