天津港8·12特别重大火灾爆炸事故现场特点

中国人民解放军防化学院 徐敏

随着2015年8月12日夜，天津港的两声巨响，将天津港瑞海国际物流有限公司化学品库区以惨烈的影像推到了公众面前。每天随着电视屏幕和网络中不断滚动更新的8·12 重大火灾爆炸事故新闻，消防队员的英勇顽强、政府的应急组织、各大医院的伤员救治、现场防化侦察和环境监测等情况，时时刻刻地牵动着亿万人们的心。每天的新闻发布会成为大家必看的节目，综合各阶段现场应急以及人员救治信息来看，天津港8·12 特别重大火灾爆炸事故现场主要以火灾爆炸为基本危害特征，其后果以爆炸核心区内大量危险化学品污染为主。环保监测显示，爆炸区域局地污染严重，个别点位水污染严重超标，短时空气中苯系物、挥发性有机物超标，土壤表面散落着大量多种危险化学品。送医伤员的伤情也显示出事故影响区伤员主要以爆震伤为主，烧伤和外伤复合伤占很大的比例。单纯的急性中毒伤员未见报道，但有与烧伤和中毒共存的外伤复合伤。

天津港国际物流中心爆炸波及附近停泊的汽车

天津港危化品燃爆事故现场化学应急难点

化学品燃烧爆炸的救援不同于普通的火灾救援，其应对的方法很大程度上取决于化学品种类，而天津港8·12爆炸现场的情况复杂程度远超以往的任何一种危化品事故，致使现场救援人员发生重大伤亡，经济损失极为严重，给周边民众生产生活及社会心理带来严重影响。

现场化学燃爆品不明，致使消防应急存在极大的不确定性。这也是造成消防应急人员伤亡惨重的原因。天津港瑞海国际物流公司按照已经公开的经营范围看，是一个经营着包括危险化学品在内的大型物流私营企业，有着国家标准《常用危险品的分类及标志》中规定的八类危险品中的六大类：即第二类，可压缩气体和液化气体（易燃、不燃和有毒气体）；第三类，易燃液体（高、中低闪点液体）；第四类，易燃固体、自燃物品和遇湿易燃物品；第五类，氧化剂和有机过氧化物；第六类，有毒品；第八类，腐蚀品（酸性、碱性和其他腐蚀品）。这些物品应有严格的包装量、外观标志和储运管理标准。但瑞海公司并不是化学品仓库，未按照化学品仓库标准建设。它仅是一个进出口货物的中转库区，也没有严格的化学品分类管理制度，库区只是暂时将来自各化学品生产厂家的产品以堆垛的方式露天集中存放。由于涉事企业管理混乱，危化品物流经营极不规范，无人知道现场化学品种类、数量、位置、保存状态等情况，不仅应急消防人员到现场后情况不明，后期大面积燃烧爆炸产生后，随后赶到的应急救援力量到达现场后，涉事企业居然无人负责，没有技术资料可询。只有巨大的集装箱堆积成山，没有标识和明显外包装，燃烧、爆炸后各类化学品混杂在一起，更难以判断化学品的种类性质，因此现场救援方案顾及不同化学品的特性，一时难以判断、采取适用的应对措施。

现场发生的是化学反应型爆炸。化学品在一定条件下产生了氧化还原反应，导致火灾、爆炸连续发生。从新闻发布会可知，瑞海公司不仅将不同性质的各种化学品混放，且氧化剂、还原剂、可燃气体、压缩气体、活泼金属、剧毒化合物等物质量极大，属于严重超量堆放。单就氰化钠堆放量就远远超过库存允许量的几十倍。已查明的化学品就有七大类400 多种，且易爆物质以硝酸铵、硝酸钠为主，高度活性物质以金属钠、金属钾为主，剧毒物质以氰化钠为主。其他物质还有碳化钙、硝酸钙、过氧化物、硫磺、硝化纤维素、三氯甲烷、三氯乙烯、甲基二异氰酸酯、甲乙酮、乙酸乙酯、甲基碘酸、硫化钾、氢氧化钠、苯、甲苯、苯胺、二甲基苯胺、环已醇、氨等等。这些易燃易爆化合物许多本身就是制作炸药的原料，不少氧化物性质极不稳定，又与还原剂堆放在一起，各类氧化还原反应极易发生，可能只差一个小小的诱因。如氨本身易燃，与空气混合有爆炸性，溶解在水中放热，与酸猛烈反应，与强氯化剂、卤素剧烈反应。苯胺在70℃以上就能形成爆炸性蒸气-空气混合物，在火焰中燃烧形成刺激性或有毒烟雾、气体，与强氧化剂、乙酸酐剧烈反应，与金属钠、钾、钙反应生成易燃氢气。苯是高度易燃物质，蒸气与空气混合有爆炸性，而且蒸气比空气重，可沿地面流动，引起远处着火。在现场几百种化学品中，一旦某种物质包装破损，暴露在空气中，或易燃挥发性有机物泄漏，只要形成一定浓度的蒸气-空气混合物云团，当达到其燃点后就会发生自燃，而燃烧导致的高温又会造成其它物质的包装损毁。像甲基磺酸这类强腐蚀物质，如果遇到氧化剂会发生猛烈反应；电石遇水会产生乙炔气，乙炔气在体积浓度V/V%为2.1%～80%情况下都会爆炸；金属钠遇水也会立即大量放热、爆炸。爆炸的巨大冲击波还会进一步破坏其它危险化学品的外包装，使不同性质的化学品混合在一起，导致更大范围的爆炸。当大量的硝酸铵、金属钠、天然气共存时，由第一次爆炸产生的高温、撞击、氯化、氧化等条件具备情况下，现场无规则地堆放在一起的大量氧化物被立即引爆，尤如雷管引爆炸药库一样，导致局部的爆炸引发连续的、更大的爆炸产生，最终致使化学品库区各种爆炸此起彼伏，情况完全失控。整个过程尤如推倒了的多米诺骨牌，一发而不可收拾。

爆炸核心区环境污染严重，燃烧产生的空气污染物成份复杂。空气污染物除对人员立即产生刺激作用的物质外，还含有大量缓效作用的有毒有害物质。现场存放有700 吨氰化钠在爆炸中必然会有氰化钠粉末被抛出、分散，在遇酸性气体的情况下，空气中会检出氢氰酸。燃烧的大量轮胎、有机玻璃、高分子聚合物与多种重金属合金的电子元件、有机溶剂、外包装塑料、农药原材料等，产生的大量黑色烟云随风扩散，会造成人员潜在、缓效的健康危害。如氯丁二烯是生产氯丁橡胶的单体，不仅本身易挥发，遇火可散发出剧毒的光气或其他氯化物，作用于中枢神经系统、肝、肺、心血管和骨髓，对人及动物具有致癌、致突变和致畸的潜在危害。碳化硅主要用于制造磨具、电器、耐火、耐酸材料生产，碳化硅粉尘具有致组织纤维化的潜在可能性。炭黑粉尘主要用于橡胶工业中的补强剂，涂料和塑料工业中的黑色配合剂，吸入形成肺脏炭黑粉尘细胞灶，导致尘肺。燃烧爆炸烟气中具有“三致”效应的多环芳烃、多氯联苯等环境污染物，各种重金属物质、爆炸落尘最终都会污染环境土壤、水体，造成地区工业污染负荷增大。清理现场燃爆殆尽后的废墟可以清除明显可见化学品，废墟消毒处理也可以降解某些高毒性化合物，如氰化物，但任何一种消毒措施只是减少污染物的人体毒性，并不能减少环境污染程度。环氧乙烷是乙醇胺和丙烯腈的原料，也大量用作消毒剂，某些动物致癌试验呈阳性，美国环境卫生署已将其列为潜在致癌剂。可以说火灾爆炸现场的环境修复将是一个长期的工作。

消防人员正在现场灭火

爆炸事故现场形成的大坑

环境空气监测问题

从新闻报道画面中可以看到，爆炸现场地面污染明显，有些土壤呈现油状液体浸润痕迹，有些土壤表面呈现黄、绿、白等多种颜色。在大量积水坑内，水体表面有油状光斑，有的水体呈现白色、褐色，有的还有泡沫。空气中不时飘浮着白色、青色、黑色、黄色的烟尘，据记者反映，空气中有着明显的刺鼻味道。但民众从环境监测部门发布的权威数据发现，只有事故核心区的地面、水样和空气样品存在着部分污染超标的情况，多数样品监测点位的空气质量并不超标。怎么理解现场空气污染强烈，而多数监测结果并不超标？有的人就对环保部门的权威发布心存疑虑，感到环境监测不可靠。现仅以空气监测为例，说明环境监测数据与民众感觉的差别。

第一，应急检测不同于一般空气监测。防化专业人员做的检测常常是对未知环境中的有毒有害物质进行的检测，如快速判断高毒性、有急性中毒效应的物质；而常规空气质量监测是对一般工业生产排放进行的监测，或根据地区已知或预计可能出现的污染物质情况、监测用途来确定检测种类。空气质量监测的基本项目包括二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧以及颗粒物PM10和PM2.5。其它项目还有总悬浮颗粒物、氮氧化物、氨、硫化氢、甲醛、铅、镉和苯并芘等。这些分析都是按照国家标准《空气和废气监测分析方法》、《环境监测技术规范》等进行，实验方法和设备仪器全部是规定好的。但这次天津港8·12 大爆炸后所做的空气监测属于应急监测，爆炸燃烧产生的大量有毒有害物质并不在平时空气质量监测的范围内，需要使用不同于以往的仪器设备和监测方法。因此常规监测不能完全回答应急检测中出现的问题。即已知的物质有监测的方法，但完全未知的多种化学品，特别是通过燃烧、爆炸产生的复杂物质，可能常规环境监测一时完全无从做起。

第二，应急检测一般使用具有广谱性能的仪器设备，用于快速定性，可能不准确，但可以满足快速发现的要求。网络上曾一度流传现场检出神经性毒气的说法可能就源于现场快速检测使用的器材对一些磷、硫化合物有响应。这是由检测器的原理决定的，如原子发射光谱仪可以检定含有磷、硫元素的化合物，但确定元素不能直接确定被检测物质，还要结合其他方法的检测结果、现场物证、人员、动物中毒现象等进行综合判断，才能得出可能的物质种类。在天津港火灾爆炸现场，没有任何可能存在神经性毒剂。报道的失误可能由于非专业人员进行专业名词报道时出现的误解，网络上传出检测出神经性毒气的说法与军事专家所说的神经性毒剂根本不是一个概念。作为现场检测人员，检测出空气中一些有毒有害物质超标，进一步判断出这种物质具有神经毒性质，纯属正常。因为像苯、苯胺这类物质，急性吸入中毒可出现恶心、呕吐、躁动甚至出现抽搐、昏迷，严重者可因呼吸中枢麻痹死亡。也可引起植物神经功能紊乱，如出现面红、手足发麻、多汗、心动过快或过缓、血压不稳等症状。但具有神经系统毒性的物质不等于就是神经性毒气。神经性毒剂以损害神经系统为主要毒害特征，在军事上特指一类破坏胆碱能冲动传导的有机磷毒剂，包括沙林、梭曼、维埃克斯等。神经性毒剂一般为无色液体，以蒸气、气溶胶或液态毒害人体。沙林的致死剂量仅为70～100 mg min/m3，空气中的极微量蒸气就会导致人员出现缩瞳、流涎等中毒症状，甚至出现呼吸中枢麻痹死亡。从常识上判断8·12 爆炸现场也不可能存在神经性毒剂。

第三，环境监测通常使用的是快速、自动监测设备常常需要根据情况校准。如对二氧化硫、二氧化氮等的监测，同一物质有手工和自动检测两种方法可以选择。自动检测方法快速、节省人力，但也存在着仪器需要定期或在运输、检修后校准的问题，如二氧化硫分析仪、氮氯化物分析仪、一氧化碳分析仪等都是如此。为保证仪器处于最佳的工作状态，还要更换粒子过滤器、更换零气涤除器等。否则大量的肮脏粒子不仅会吸收二氧化硫，还会增大气路阻力，致使测量的读数低于实际值，甚至造成监测严重异常情况。

第四，空气环境监测数据是具体点的，各点的数据由于监测时间、位置、风向的不同，会出现数据的波动，有高峰值、平均值、最小值等等。对全区域的空气质量评价要有多重、大量的合理点位数据，经统一评估才能得出。空气环境监测的点位布置由监测的目的决定，通常根据能覆盖全部监测区域、污染物排放集中、污染量大且周边开阔、无局地污染源等原则进行布点。空气环境监测通常解决宏观的空气质量评价问题，所以会选择背景点、污染监控点，对监测结果进行比较。由于天津市区、滨海新区、港口作业区等都是大范围的区域，局部点位的监测得出的结果只是代表这一时间、这一监测点的情况，不是一个全部区域的概念。正是因为如此，通常环境监测数据用日平均、月平均和年平均浓度值等参数表达。日平均要保证每日至少有20 个小时的浓度值，月平均要有至少27 个日平均浓度值来说明问题。

第五，核心区环境质量不同于整体区域环境质量。民众通过电视屏幕与手机新闻图片看到的是现场应急行动场景，防化专业人员在现场全身防护状态进入核心区进行侦检、查明污染情况，而听到的环境权威发布是各大气监测点的数据。因此，听到和看到的是两个不同区域的情况。防化专业人员侦察、检测的地区是爆炸核心区，空气环境监测是在外围事故空气传播的区域，检测种类与数据大小自然存在巨大的差别。

第六，空气监测到的物质不等于化学品库存物质。新闻发布会中，环保局长发布的数据中有空气监测数据和水体监测数据，这些检测出的物质与本来化学品库区堆放的物质不是一回事。现场由防化专业人员与环保人员共同检测出苯、甲苯、二甲苯、氢氰酸、氨、一氧化碳、挥发性有机物，以及水体污染监测的磷酸、氰化物等物质，不代表这些是原库存物，因许多化学品性质不稳定，有的会水解、有的会光解，特别是经爆炸、燃烧，早已发生了化学反应。如丙烯腈受热分析会生成氮氧化物和氢氰酸烟雾，丙烯腈的光解产物有氢氰酸、一氧化碳、甲醛和甲酸等等。这就是为什么民众听到监测的物质种类只有有限的几种，而报道又是化学品库区爆炸事故，容易误解为存有400 多种化合物的库区为什么只查出了有限几种化学物。

在国家高速现代化的进程中，企业的现代化管理、政府的监管职责、民众的自我防护意识都不能放松。在灾难性的化学事故发生后，各级政府、各类组织和每个民众都应从灾难中学习，研究事故的特点，总结事故的规律，学会应对的方法，以预防事故的发生，减少直接与间接的灾难损失，更好地保护生命、财产和可持续发展的环境。