天津市钢铁工业突发性环境污染事故应急监测预案

刘振羽 许亮 张悦

(天津市环境监测中心 天津 300191)

1 前言

天津市钢铁工业的发展已有60年的历史，是我国钢铁产品重要生产基地之一。目前已形成国内最大的无缝钢管生产基地，拥有在国际处于先进地位的大型烧结机、大型高炉、大吨位超高功率电炉、精炼炉、大吨位转炉等设备，然而大批先进工艺和大型设备使用，也造成环境污染因子种类繁多，污染物排放量剧增。虽然各大型钢铁企业均安装了环保净化设备，然而一旦设备发生故障或安全事故，就可能造成大量污染物外泄，对周边环境产生严重的污染。为了更快更好的应对钢铁工业突发性环境污染事故，及时开展现场监测，第一时间掌握事故信息及污染情况，为管理部门提供决策依据，最大限度的保护企业周边环境，开展钢铁工业应急监测技术预案编制工作意义重大。

2 生产工艺

钢铁工业的生产工艺复杂，目前全球钢铁工业主要有两种工艺路线，一种是“联合”法，另一种为电弧炉法，前者常称为“长流程”，后者常称“短流程”：钢铁工业长流程主要应用高炉炼铁技术，由于此技术具有经济指标好，工艺简单，生产量大，生产效率高，能耗低等优点，因此长流程工艺的铁产量占世界总产量绝大部分。长流程工艺主要包括炼焦、烧结、高炉冶炼、转炉冶炼、连铸、轧钢等工段。短流程根据原料可分为两种：一类是铁矿石经直接熔融还原后。采用电炉或转炉炼钢，主要特点在于铁矿石原料不经烧结、球团处理，没有高炉炼铁生产流程；另一类以废钢为原料，由电炉熔化冶炼后，进入下一步工序，也没有高炉炼铁环节，有时为了提高效率，会在电炉冶炼中也采取兑加铁水的工艺。

3 钢铁工业主要风险源分析

钢铁工业中主要的风险源焦化工序的主要危险物焦炉煤气、高炉煤气及产品荒煤气：具有物质具有较大的毒性，且易燃易爆；烧结工序、高炉炼铁工序、转炉冶炼工序会产生大量的一氧化碳，一氧化碳具有毒性和易燃易爆性，一氧化碳对人体健康的危害主要是经呼吸道进入人体肺泡，迅速被吸收进入血液，与血红蛋白结合成碳氧血红蛋白，使血红蛋白失去携氧能力，使人体缺氧中毒；除此之外，高炉炼铁工序、转炉冶炼工序会产生一定量的氢气，氢气在生理学上是惰性气体，仅在高浓度时，由于空气中氧分压降低才引起窒息。在很高的分压下，氢气可呈现出麻醉作用。氢气与空气混合能形成爆炸性混合物，遇热或明火即会发生爆炸。氢气比空气轻，在室内使用和储存时，漏气上升滞留屋顶不易排出，遇火星会引起爆炸。氢气还可与氟、氯、溴等卤素会剧烈反应。

4 突发性环境污染事故分析

4.1 事故类型

4.1.1 大气污染事故

钢铁工业中很多设备都在高温高压的环境下运行，存在着突发性污染事故的风险，一旦反生事故，大量的有毒有害气态污染物将快速扩散至空气中，对环境和人体造成伤害。因此，在事故发生第一时间，必须对污染物类型、强度及影响范围通过应急监测进行判定，为及时采取措施进行控制处置提供有力保障。

4.1.2 水污染事故

钢铁工业焦化工艺段在生产、贮运、装卸过程中，存在着泄露或爆炸事故的隐患，一旦发生事故，将造成大量原料、产品损失、大量的含有危险化学品的污水排放，导致水体的污染；同时一些企业如果违法偷排将废水排入周围的地表水体也，也会造成严重的后果。

4.2 污染途径分类

污染途径主要分为直接污染和次生/伴生污染：直接污染主要由物料泄露引发，这类事故通常的起因是设备（包括管线、阀门或其它设施）出现故障或操作失误、仪表失灵等，使易燃或可燃物料泄漏，弥散在空气中，此时的直接危险是有毒物质的扩散对周围环境的污染。事故发生后，通常采取切断泄漏源、切断火源，隔离泄漏场所的措施，通过适当方式合理通风，加速有害物质的扩散，降低泄漏点的浓度，避免引起爆炸。对泄漏点附近的下水道、边沟等限制性空气应采取覆盖或用吸收剂吸收等措施，防止泄漏的物料进入，引发连锁性爆炸；次生/伴生污染主要是指在焦化工艺段内化工生产阶段危险化学品的爆炸或遭遇火灾会产生新的的污染物；此外火灾事故严重而措施不当时，可能引起爆炸等连锁效应，从而引起重叠事故。

5 应急事故的监测布点及人员防护

5.1 大气环境污染事故

大气环境污染事故应急监测主要根据应急事故的类型，结合当时气象条件，在主导风向的下风向设立监测点进行采样，在事故周边环境保护敏感点必须设置采样点采样。钢铁工业的大部分事故主要为煤气泄漏，为确保监测人员的人身安全，采样点应在事故现场的最外围，配合相关部门监测泄漏到大气的污染物浓度。

5.2 水环境污染事故

水环境污染事故监测主要结合事故单位排水走向，周边河道分布情况，确定布点采样，主要可在应急事故池或监控池内、泵站进出口、事故收纳水体这三处设置监测点位。

5.3 人员防护

在钢铁工业发生的环境应急事故中，需要对一氧化碳、氢气、甲烷、苯系物、氰化物等进行监测，这些物质不仅毒性很大，还有可能会造成人员的窒息，因此监测人员应配置正压呼吸器、防化服等防护设备，并应听从安全、消防部门的命令，决不可擅自进入区域进行监测，待确认监测地点安全后，再进行监测。

6 结论

通过对钢铁行业的主要危险源及工艺、污染物性质、污染途径进行分析，摸清易产生事故的节点，结合我们自身的应急监测设备、监测能力，制定钢铁工业突发性环境污染事故环境应急监测预案，并有针对性进行演练，对有效地应对钢铁工业突发环境污染事故具有重要的指导意义。