第四節(jié)　危險化學(xué)品消防發(fā)展趨勢

一、危險化學(xué)品消防研究動態(tài)

從20世紀70年代開始，英國、美國等發(fā)達國家便開始對危險化學(xué)品事故的預(yù)防與處置方面開展深入系統(tǒng)的研究。我國自20世紀80年代也開始了對危險化學(xué)品事故防控規(guī)律的研究，在數(shù)十年的研究發(fā)展下，取得了很大進展，并將研究成果廣泛運用于事故預(yù)防與事故處置中。本部分將從危險化學(xué)品安全管理的法律法規(guī)建設(shè)、危險化學(xué)品事故應(yīng)急救援體系建設(shè)、危險化學(xué)品事故后果分析、危險化學(xué)品事故應(yīng)急處置方面來闡述，并介紹盧林剛課題組在該領(lǐng)域取得的優(yōu)秀成果。

1．危險化學(xué)品安全管理的法律法規(guī)建設(shè)

國內(nèi)外對于危險化學(xué)品安全管理的法律法規(guī)建設(shè)都給予高度重視，并將其視為預(yù)防危險化學(xué)品事故發(fā)生的關(guān)鍵所在。20世紀80年代初期，國家科學(xué)技術(shù)委員會提出了要對危險化學(xué)品進行評價和采取措施防范的思想，討論制定了危險化學(xué)品評價和控制技術(shù)研究等國家科技項目，并制定了眾多危險化學(xué)品的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，此舉為危險化學(xué)品的評價、控制和檢測管理提供了重要依據(jù)。1996年，我國頒布了《工業(yè)場所安全使用化學(xué)品規(guī)定》，規(guī)范了工業(yè)場所化學(xué)品的使用，有效改善了人們對于化學(xué)品安全的認識。1997年，我國的危險化學(xué)品研究工作發(fā)展得相對成熟一些之后，勞動部選擇北京、上海等6座城市開展了重大危險源普查的試點工作，并且取得了很好的效果。在此之后，在南京、重慶、泰安等地也開展了重大危險化學(xué)品檢查、監(jiān)測、控制等工作[9]。與危險化學(xué)品有關(guān)的法律法規(guī)，比如GB 18218—2018《危險化學(xué)品重大危險源辨識》《危險化學(xué)品安全管理條例》和《安全生產(chǎn)法》等都對危險化學(xué)品的安全管理、檢測和控制提出了明確的規(guī)定。國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局在《危險化學(xué)品目錄》中列出了危險化學(xué)品名單[10]，將常規(guī)的化學(xué)品與危險化學(xué)品進行有效區(qū)分，使得監(jiān)督執(zhí)法人員開展安全管理工作更加有針對性，工作效率得到了很大提高，并在促進企業(yè)安全管理、防止重大災(zāi)害性事故中起到一定的作用，有利于事故的預(yù)防和控制。

國外發(fā)達國家強化危險化學(xué)品的管理，在安全管理方面的法律法規(guī)已相當(dāng)完善。英國頒布了8項相關(guān)的法律法規(guī)，美國在國內(nèi)實行的相關(guān)法律法規(guī)達幾十部。國際上最典型的法規(guī)為GHS制度、CLP法規(guī)、REACH法規(guī)等，這些法規(guī)在使用對象與適用類別上存在一定的差異性[11，12]。

我國與西方工業(yè)發(fā)達國家相比，化工工業(yè)基礎(chǔ)差，起步晚，生產(chǎn)設(shè)備質(zhì)量差且損耗嚴重，因此在生產(chǎn)中還存在眾多的事故隱患，在研究領(lǐng)域也沒有創(chuàng)造出適合我國工業(yè)國情的危險化學(xué)品控制系統(tǒng)。

2．危險化學(xué)品事故應(yīng)急救援體系建設(shè)

危險化學(xué)品事故的頻發(fā)，促使世界各國加強化學(xué)事故應(yīng)急救援體系建設(shè)。其基本歷程是：①醞釀階段：1976年以前是化學(xué)事故應(yīng)急救援體系的第一階段。②起步階段：1976～1986年間，各國政府開始關(guān)注化學(xué)品的管理，頒布了一系列法令來加強對化學(xué)品的管理，可稱作第二階段。③完善階段：1986～2000年間，由于國際上化學(xué)事故頻發(fā)，尤其是1984年印度的博帕爾異氰酸甲酯儲罐泄漏的嚴重后果，引起各國的廣泛重視；在各國政府，危險化學(xué)品生產(chǎn)商、運輸商和經(jīng)營商以及各類提供產(chǎn)品和信息服務(wù)的中介組織積極參與下，化學(xué)事故應(yīng)急救援體系逐步完善。目前，化學(xué)事故應(yīng)急救援體系正向全球一體化（Globally Harmonized System of Classification and Labeling of Chemicals，GHS）發(fā)展。隨著GHS的實施，化學(xué)品安全標(biāo)簽、技術(shù)說明書等將形成新的國際標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)雖非強制性，但與世界貿(mào)易組織（WTO）相結(jié)合后，將自動成為世界普遍采用的國際標(biāo)準(zhǔn)。總之，美國、日本、澳大利亞、歐盟各國等都有自己運行良好的應(yīng)急救援管理體制，包括應(yīng)急救援法規(guī)、管理機構(gòu)、指揮體系、應(yīng)急隊伍、資源保障和公民知情權(quán)以及提高災(zāi)情透明度等方面，形成了比較完善的應(yīng)急救援體系；非常重視危險化學(xué)品安全管理，組建了專門機構(gòu)，建立了較為完善的法律、法規(guī)，形成了較為科學(xué)的化學(xué)事故應(yīng)急救援體系。我國在探索化學(xué)事故應(yīng)急救援體系建設(shè)過程中，既參考了美國、俄羅斯等的經(jīng)驗做法，又結(jié)合了我國國情，是名副其實的中國特色的化學(xué)應(yīng)急救援體系。

3．危險化學(xué)品事故后果分析

國外對危險化學(xué)品事故危害后果的研究起步較早。目前，常見的化學(xué)事故應(yīng)急響應(yīng)的擴散模型及相應(yīng)的模擬軟件有美國能源部勞倫斯-利弗莫爾國家實驗室開發(fā)的SLAB、美國海岸警備隊和氣體研究所開發(fā)的DEGADIS、美國國家海洋和大氣局開發(fā)的ALOHA、哈茲邁特公司提出的ARCHIE、丹麥氣象研究所提出的DERMA、美國薩瓦納河技術(shù)中心和美國能源部共同建立的LPDM等。國外一些權(quán)威的技術(shù)資料也提供確定安全距離的有效方法，如北美運輸部編寫的《應(yīng)急救援指南》（Emergency Response Guidebook，ERG）中提供了數(shù)千種危險化學(xué)品的緊急隔離距離和下風(fēng)向疏散距離。我國在此方面的研究起步較晚。在確定危險化學(xué)品事故后果時，大多數(shù)是基于經(jīng)驗。國內(nèi)有關(guān)專家、學(xué)者翻譯的北美運輸部編寫的《應(yīng)急救援指南》的數(shù)據(jù)，香港特別行政區(qū)災(zāi)害防救委員會通過的《災(zāi)害疏散避難作業(yè)原則》，臺灣行政當(dāng)局災(zāi)害防救委員會和環(huán)境保護署聯(lián)合頒布的《毒性化學(xué)物質(zhì)災(zāi)害疏散避難作業(yè)原則》（Toxic Chemical Disaster Evacuation Operation Principle，TCDEOP）[12]，這些技術(shù)資料提供了事故后果的量化數(shù)據(jù)。很多國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范針對其行業(yè)特點對化工廠的安全距離做了詳細規(guī)定，如《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》《原油和天然氣工程設(shè)計防火規(guī)范》《石油庫設(shè)計規(guī)范》《鋁鎂粉加工粉塵防爆安全規(guī)程》《煙花爆竹工廠設(shè)計規(guī)范》《氫氣使用安全技術(shù)規(guī)程》《乙炔站設(shè)計規(guī)范》等。

4．危險化學(xué)品事故應(yīng)急處置

危險化學(xué)品事故危險性高、處置難點大、技術(shù)要求強，因此，世界各國非常重視危險化學(xué)品事故發(fā)生機理、處置技術(shù)、方法以及裝備的研究。

在危險化學(xué)品事故致災(zāi)理論研究方面，災(zāi)害系統(tǒng)理論認為致災(zāi)因子在孕災(zāi)環(huán)境的作用下對承災(zāi)體進行打擊，當(dāng)打擊強度超過了承災(zāi)體的承受能力，則發(fā)生災(zāi)害[13]；Henich提出了事故因果連鎖理論；軌跡交叉理論認為事故是人的不安全行為和物的不安全狀態(tài)在時間和空間上交叉所導(dǎo)致的；Cibson提出了“能量意外釋放論”。因此，在危險化學(xué)品事故的致因理論方面主要是從單一維度事故鏈的角度進行考慮，軌跡交叉理論也僅通過二維視角研究事故機理，較少通過多維視角來對事故的機理進行分析。

在危險化學(xué)品危險性預(yù)測方面，20世紀80年代歐美一些國家利用現(xiàn)場擴散實驗探究氣體及液體的擴散規(guī)律，例如Maplin Sands實驗、氣體瞬時和連續(xù)性擴散實驗、Burro實驗和Coyote實驗等[14]。我國化工部勞動保護研究所提出了5種泄漏模式和6種擴散模式，并且系統(tǒng)地總結(jié)了11種不同的泄漏源泄漏模式和擴散模式[15]；為了提高空氣質(zhì)量預(yù)測的便捷性，胡晨燕等結(jié)合高斯擴散模型開發(fā)了一套系統(tǒng)軟件，能對空氣質(zhì)量進行有效預(yù)測[16]；陳宏坤等認為擴散模型的整合是發(fā)展趨勢，擴散模型圖形化計算機操作的實現(xiàn)必須借助強大的空間分析和空間數(shù)據(jù)操作能力，即以動態(tài)鏈接庫的方式將各種相關(guān)組件和環(huán)境模型嵌入到集成環(huán)境中[17]。

在危險化學(xué)品事故應(yīng)急處置的偵檢、防護、堵漏和洗消等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，國內(nèi)外重視針對性裝備的研發(fā)。例如在堵漏環(huán)節(jié)，快速封堵技術(shù)是危險化學(xué)品泄漏處置的重要技術(shù)。1927年，弗曼奈特技術(shù)公司研究開發(fā)了多重管道堵漏專用密封注劑；1928年壓密封技術(shù)出現(xiàn)，封堵技術(shù)在此之后得到了飛速發(fā)展。1956年之后，國內(nèi)外對于各種泄漏部位的處置方法和相配套使用的密封注劑進行研制，最終研制出來并日趨完善，并且使注劑式帶壓密封技術(shù)的發(fā)展有了由中低溫到高溫高壓的飛躍式進步。例如：20世紀50年代后期，我國鋼鐵行業(yè)的技師們研發(fā)了頂壓焊技術(shù)，該技術(shù)主要用于泄漏的金屬容器、管道的焊接。70年代初期，我國生產(chǎn)的合成膠黏劑產(chǎn)品達到了600多種，“帶壓粘接封堵技術(shù)”應(yīng)運而生。該項技術(shù)主要由磁力壓固粘接法、頂壓粘接法、T形巧栓法、填塞粘接法、引流粘接法、緊固粘接法等方法構(gòu)成。70年代中期，超低溫和超高溫動態(tài)密封方法也涌現(xiàn)出來。80年代后期，適用于壓力管道或者儲罐的專用封堵工具有捆綁充氣式、管道外封式等，還出現(xiàn)了用模子、硬橡膠或金屬螺釘和螺紋密封膠黏劑進行封堵的方法[18]；針對儲罐泄漏液體噴射，研究者又開發(fā)了儲罐破裂專用的捆綁緊固法、充氣橡膠塞加壓充氣封堵的方法。到了90年代，注劑式帶壓密封技術(shù)已經(jīng)占領(lǐng)市場。但這些傳統(tǒng)的封堵工具仍存在一些弊端，封堵嚴密的結(jié)構(gòu)太復(fù)雜，結(jié)構(gòu)簡單的密封不嚴；大多數(shù)封堵裝置不易加工制造和操作；膠黏劑配方無嚴格標(biāo)準(zhǔn)，但對其粘接強度與穩(wěn)定性卻要求較高；封堵裝置比較笨重，不便攜帶，有的封堵裝置則因封堵不嚴而造成二次泄漏，產(chǎn)生更大的損失[19]。

洗消是危險化學(xué)品事故處置過程中必不可少的環(huán)節(jié)。目前，洗消研究主要側(cè)重于洗消技術(shù)和特種洗消劑的開發(fā)。現(xiàn)有的洗消技術(shù)包括物理洗消技術(shù)和化學(xué)洗消技術(shù)。其中，化學(xué)洗消技術(shù)主要包括以下幾種：中和洗消技術(shù)、氧化還原洗消技術(shù)、催化絡(luò)合洗消技術(shù)、表面活性洗消技術(shù)等[20]。通過這些技術(shù)研究開發(fā)了一系列洗消劑，如針對強酸（硫酸H₂SO₄、鹽酸HCl、硝酸HNO₃）大量泄漏，利用有機超堿體系（DS₂）和苛性堿（氫氧化鈉）進行酸堿中和反應(yīng)的原理消除；以氯化、氧化為洗消機制的次氯酸鹽（三合二、次氯酸鈣）和有機氯胺洗消劑，可將硫醇、硫化氫、磷化氫、硫磷農(nóng)藥、含硫磷的某些軍事毒劑等低價態(tài)的硫磷化合物迅速氧化成高價態(tài)的無毒化合物；美國Sandia國家實驗室（SNL）采用氧化技術(shù)，成功開發(fā)出Decon100型洗消劑；利用催化或絡(luò)合劑促使洗消劑與有毒化學(xué)物質(zhì)快速絡(luò)合，加速毒物變成無毒物或低毒物，這類洗消劑能促使有毒的農(nóng)藥（包括毒性較大的含磷農(nóng)藥）水解，其水解產(chǎn)物是無毒的；敵腐特靈是發(fā)生化學(xué)品災(zāi)害事故后應(yīng)用廣泛且效果良好的洗消劑，對酸、堿、氧化劑和還原劑等腐蝕性化學(xué)物質(zhì)以及芥子氣、刺激性毒劑等化學(xué)毒物均具有顯著的抗損傷作用，適用于人員洗消[21]。

現(xiàn)有洗消劑腐蝕性強、環(huán)境污染大；而高效環(huán)保洗消劑研發(fā)滯后，洗消技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)研究欠缺。針對典型危險化學(xué)品泄漏事故現(xiàn)場洗消技術(shù)難題，盧林剛課題組經(jīng)過8年攻關(guān)，通過理論研究、技術(shù)創(chuàng)新、實驗分析、環(huán)評測試和實戰(zhàn)應(yīng)用等，研制出適用于不同場景下氨氣、氯氣洗消的多組分細水霧和非水基吸附反應(yīng)型洗消劑[22-25]；發(fā)明了新型溢油洗消劑，使泄漏的油品快速成膠并漂浮在水面上，易于回收利用[26]；研發(fā)了敵腐特靈替代品，打破了國外技術(shù)壟斷[27]；研發(fā)了芳香類危險化學(xué)品洗消的臭氧氧化和高效吸附協(xié)同洗消新技術(shù)[28-31]。這一系列高效、環(huán)保、廣譜的新型洗消劑，可以大幅度提升應(yīng)急救援人員危險化學(xué)品事故現(xiàn)場的洗消能力。

在個人呼吸防護方面，以前我國個人呼吸裝備的防護效率低，適用面窄，技術(shù)過度依賴進口，缺少自主知識產(chǎn)權(quán)。針對典型危險化學(xué)品事故個人呼吸防護難題，基于納米TiO₂可見光催化降解技術(shù)，盧林剛課題組研發(fā)出吸附苯系物濾毒罐[32]、常見毒害氣體的濾毒罐[33]；采用溶合潤濕技術(shù)，創(chuàng)新性地研發(fā)了一種防毒防煙口罩[34]。防護面罩過濾效率達97%以上，實現(xiàn)了對低濃度毒氣的有效防護；危險化學(xué)品事故中佩戴防護面罩可有效防護毒氣的傷害，提高救援人員的戰(zhàn)斗力，為人員逃生爭取更多的時間[35]。同時，創(chuàng)新編制了《危險化學(xué)品事故應(yīng)急洗消及個人防護指南》，規(guī)范了應(yīng)急救援人員現(xiàn)場洗消及其個人防護措施。

二、危險化學(xué)品消防的發(fā)展趨勢

危險化學(xué)品消防涵蓋的內(nèi)容越來越豐富，任務(wù)越來越重。為了切實提升我國危險化學(xué)品事故的防控能力，從防、消兩個角度提出了更高的要求，今后一段時期，主要側(cè)重于以下領(lǐng)域的研究：

1．完善危險化學(xué)品事故應(yīng)急救援體系

危險化學(xué)品事故一旦發(fā)生，需要通過科學(xué)的應(yīng)急救援體系（管理體系和技術(shù)體系）將各種損失降到最低。今后我國應(yīng)進一步重視危險化學(xué)品安全管理，增大人力、物力、財力的投入，組建專門機構(gòu)，建立完善的法律、法規(guī)，制定科學(xué)合理的應(yīng)急預(yù)案，健全事故應(yīng)急技術(shù)體系，形成科學(xué)的化學(xué)事故應(yīng)急救援體系。

2．危險化學(xué)品的危險辨識與評估

加強危險化學(xué)品風(fēng)險的識別，并應(yīng)用新的評估方法和手段了解、掌握危險化學(xué)品存在的危險性，不僅能定性，重要的是實現(xiàn)量化方法。加強多災(zāi)種耦合事故的全過程風(fēng)險識別與評估，為危險化學(xué)品風(fēng)險管控提供依據(jù)。

3．危險化學(xué)品事故發(fā)生規(guī)律研究

近年來危險化學(xué)品事故頻發(fā)，尤其是多災(zāi)種、重特大危險化學(xué)品事故的頻發(fā)，給人們的生命及財產(chǎn)造成重大損失。應(yīng)加強新技術(shù)手段，如大數(shù)據(jù)、云計算等，深入挖掘事故發(fā)生、發(fā)展的基本規(guī)律，探究事故發(fā)生的機理，對事故處置提供決策支持。

4．危險化學(xué)品防火技術(shù)研究

根據(jù)危險化學(xué)品的危險特性，結(jié)合防火原理，針對危險性大、風(fēng)險高的危險化學(xué)品場所，尤其是超大型儲罐、新建化工園區(qū)等，研發(fā)防火隔爆的設(shè)備，應(yīng)用新的技術(shù)手段，開發(fā)防火、防爆新技術(shù)。

5．典型危險化學(xué)品及場所火災(zāi)撲救技戰(zhàn)術(shù)方法研究

針對典型危險化學(xué)品及場所火災(zāi)的新形勢、新特點，傳統(tǒng)的滅火技戰(zhàn)術(shù)方法不能有效發(fā)揮滅火救援過程中的人機效能，因此，應(yīng)根據(jù)危險化學(xué)品事故發(fā)生規(guī)律、特點，增強安全防護意識，做好過程優(yōu)化，發(fā)揮新技術(shù)、裝備的優(yōu)勢，不斷創(chuàng)新火災(zāi)撲救的新戰(zhàn)術(shù)、新技術(shù)。

6．危險化學(xué)品事故處置新型技術(shù)裝備的研究

為了充分發(fā)揮技術(shù)裝備在危險化學(xué)品事故處置過程中的作用，不斷改進現(xiàn)有技術(shù)裝備，研發(fā)智能化、自動化、模塊化、安全可靠的危險化學(xué)品新型技術(shù)、裝備，開發(fā)新型滅火劑、洗消劑等消防藥劑。

7．消防安全管理模式的創(chuàng)新

隨著我國消防救援隊伍改革的不斷升華，充分發(fā)揮消防力量在日常消防管理中的作用，是一個不斷借鑒和摸索的過程。因此，今后應(yīng)結(jié)合危險化學(xué)品消防新形勢，根據(jù)消防專業(yè)化、職業(yè)化建設(shè)過程，積極探索危險化學(xué)品消防安全管理新模式，切實提高我國危險化學(xué)品消防安全管理水平。