【知识准备】
一、危险化学品的分类
危险化学品(也称危险物品或危险品)是具有爆炸、易燃、毒害、感染、腐蚀、放射性等危险特性,在运输、储存、生产、经营、使用和处置中,容易造成人身伤亡、财产损毁或环境污染而需要特别防护的物质和物品。
危险化学品按危险物品具有的危险性或最主要的危险性分为9个类别,即爆炸品;气体;易燃液体,易燃固体、易于自燃的物质、遇水放出易燃气体的物质;氧化性物质和有机过氧化物;毒性物质和感染性物质;放射性物质;腐蚀性物质;杂项危险性物质和物品,包括危害环境物质。具体的类别和分项如下所述。
第1类:爆炸品
爆炸品分为爆炸性物质和爆炸性物品。
爆炸性物质是指固体或液体物质(或物质混合物),自身能够通过化学反应产生气体,其温度、压力和速度高到能对周围造成破坏的物质。烟火物质即使不放出气体,也包括在内。
爆炸性物品是指含有一种或几种爆炸性物质的物品。
本类危险化学品包括以下6项:
第1项 有整体爆炸危险的物质和物品。整体爆炸是指瞬间能影响到几乎全部载荷的爆炸。
第2项 有迸射危险,但无整体爆炸危险的物质和物品。
第3项 有燃烧危险并有局部爆炸危险或局部迸射危险或这两种危险都有,但无整体爆炸危险的物质和物品。包括可产生大量热辐射的物质和物品,相继燃烧产生局部爆炸或迸射效应或两种效应兼而有之的物质和物品。
第4项 不呈现重大危险的物质和物品。包括运输中万一点燃或引发时仅造成较小危险的物质和物品。
第5项 有整体爆炸危险的非常不敏感物质。
第6项 无整体爆炸危险的极端不敏感物品。
第2类:气体
本类气体是指在50℃时蒸气压力大于300kPa的物质,或者20℃时在101.3kPa标准压力下完全是气态的物质。本类气体包括压缩气体、液化气体、溶解气体和冷冻液化气体、一种或多种气体与一种或多种其他类别物质的蒸气混合物、充有气体的物品和气雾剂。
本类危险化学品主要包含以下3项:
第1项 易燃气体。包括20℃时在101.3kPa条件下爆炸下限≤13%的气体;不论其爆炸下限如何,其爆炸极限(燃烧范围)≥12%的气体。
第2项 非易燃无毒气体。包括窒息性气体、氧化性气体以及不属于其他分项的气体。
第3项 毒性气体。包括其毒性或腐蚀性对人类健康造成危害的气体,急性半数致死浓度LC50值≤5000mL/m3的毒性或腐蚀性气体。
第3类:易燃液体
本类危险化学品包括易燃液体和液态退敏爆炸品。
易燃液体危险化学品是指在其闪点温度(其闭杯试验闪点不高于60.5℃,或其开杯试验闪点不高于65.6℃)时放出易燃蒸汽的液体或液体混合物,或是在溶液或悬浮液中含有固体的液体。还包括在温度等于或高于其闪点的条件下提交运输的液体。或以液态在高温条件下运输或提交运输、并在温度等于或低于最高运输温度下放出易燃蒸汽的物质。
液态退敏爆炸品是指为抑制爆炸性物质的爆炸性能,将爆炸性物质溶解或悬浮在水中或其他液态物质后,而形成的均匀液态混合物。
第4类:易燃固体、易于自燃的物质、遇水放出易燃气体的物质
易燃固体是指易于燃烧的固体和摩擦可能起火的固体。
易于自燃的物质是指自燃点低,在空气中易发生氧化反应,放出热量,可自行燃烧的物质。
遇水放出易燃气体的物质是指遇水放出易燃气体,且该气体与空气混合能够形成爆炸性混合物的物质。
本类危险化学品包括以下3项:
第1项 易燃固体、自反应物质和固态退敏爆炸品。
第2项 易于自燃的物质。包括发火物质(少量与空气接触,5min内便燃烧的物质)和自热物质(发火物质以外与空气接触便能自己发热的物质)。
第3项 遇水放出易燃气体的物质。
第5类:氧化性物质和有机过氧化物
氧化性物质是指本身未必燃烧,但通常因放出氧可能引起或促使其他物质燃烧的物质。
有机过氧化物是指含有两价过氧基结构的有机物质。
本类危险化学品包括以下2项:
第1项 氧化性物质。
第2项 有机过氧化物。
第6类:毒性物质和感染性物质
毒性物质是经吞食、吸入或与皮肤接触后可能造成死亡或严重受伤或损害人类健康的物质。
感染性物质是指已知或有理由认为含有病原体的物质。
本类危险化学品包括以下2项:
第1项 毒性物质。包括满足下列条件之一的物质:
a.急性口服毒性:LD50≤300mg/kg;
b.急性皮肤接触毒性:LD50≤1000mg/kg;
c. 急性吸入粉尘和烟雾毒性:LC50≤4mg/L;
d. 急性吸入蒸气毒性:LC50≤5000mg/m3,且在20℃和标准大气压力下的饱和蒸气浓度≥1/5 LC50。
第2项 感染性物质。感染性物质分为A类和B类,A类物质是指以某种形式运输的感染性物质,在与之发生接触时,可造成健康的人或动物永久性失残、生命危险或致命疾病的物质;B类物质是指A类物质以外的感染性物质。
第7类:放射性物质
放射性物质是任何含有放射性核素并且其活度浓度和放射性总活度都超过GB 11806《放射性物质安全运输规程》规定限值的物质。
第8类:腐蚀性物质
腐蚀性物质是指通过化学作用使生物组织接触时造成严重损伤或在渗漏时会严重损害甚至毁坏其他货物或运载工具的物质。
第9类:杂项危险物质和物品,包括危害环境物质
本类危险化学品是指存在危险但不能满足其他类别定义的物质和物品。
需要注意的是:文字涉及的类别和分项的号码顺序并不是危险程度的顺序。
二、危险化学品造成化学事故的主要特性
危险化学品之所以有危险性、能引起事故甚至灾难性事故,与其本身的特性有关。主要特性如下所述。
1.易燃易爆性
易燃易爆的化学品在常温常压下,经撞击、摩擦、热源、火花等火源的作用,能发生燃烧与爆炸。
燃烧爆炸的能力大小取决于这类物质的化学组成。化学组成决定着化学物质的燃点、闪点的高低、燃烧范围、爆炸极限、燃速、发热量等。
2.扩散性
化学事故中化学物质溢出,可以向周围扩散,比空气轻的可燃气体可在空气中迅速扩散,与空气形成混合物,随风飘荡,致使燃烧、爆炸与毒害蔓延扩大。比空气重的物质多漂流于地表、沟、角落等各处,可长时间积聚不散,造成迟发性燃烧、爆炸和引起人员中毒。
3.突发性
化学物质引发的事故,多是突然爆发,在很短的时间内或瞬间即产生危害。一般的火灾要经过起火、蔓延扩大到猛烈燃烧几个阶段,需经历几分钟到几十分钟。而化学危险物品一旦起火,往往是轰然而起,迅速蔓延,燃烧、爆炸交替发生,加之有毒物质的弥散,迅速产生危害。许多化学事故是高压气体从容器、管道、塔、槽等设备泄漏,由于高压气体的性质,短时间内喷出大量气体,使大片地区迅速变成污染区。
4.毒害性
有毒的化学物质,不论是脂溶性的还是水溶性的,都有进入机体与损坏机体正常功能的能力。这些化学物质通过一种或多种途径进入机体达一定量时,便会引起机体结构的损伤。破坏正常的生理功能,引起中毒。
三、影响危险化学品危险性的主要因素
化学物质的物理、化学性质与状态可以说明其物理危险性和化学危险性。如气体、蒸气的密度可以说明该物质可能沿地面流动或者上升到上层空间,加热、燃烧、聚合等可使某些化学物质发生化学反应引起爆炸或产生有毒气体。
1.物理性质与危险性的关系
(1)沸点 在101.3kPa大气压下,物质由液态转变为气态的温度。沸点越低的物质,气化越快,易迅速造成事故现场空气的高浓度污染,且越易达到爆炸极限。
(2)熔点 物质在标准大气压(101.3kPa)下的溶解温度或温度范围,熔点反映物质的纯度,可以推断出该物质在各种环境介质(水、土壤、空气)中的分布。熔点的高低与污染现场的洗消、污染物处理有关。
(3)相对密度 在环境温度(20℃)下,物质的密度与4℃时水的密度的比值即为相对密度,它是表示该物质是漂浮在水面上还是沉下去的重要参数。当相对密度小于1的液体发生火灾时,用水灭火将是无效的,因为水将沉至燃烧液面的下方,消防水甚至可以由于其流动性导致火灾蔓延到远处。
(4)蒸气压 饱和蒸气压的简称,指化学物质在一定温度下与其液体或固体相互平衡时的饱和蒸气的压力。蒸气压是温度的函数,在一定温度下,每种物质的饱和蒸气压可认为是一个常数。发生事故时的气温越高,化学物质的蒸气压越高,其在空气中的浓度相应增大。
(5)蒸气相对密度 指在给定条件下化学物质的蒸气密度与参比物质(空气)密度的比值。当蒸气相对密度值小于1时,表示该蒸气比空气轻,能在相对稳定的大气中趋于上升。在密闭的房间里,轻的气体趋向天花板移动或自敞开的窗户逸出房间。其值大于1时,表示重于空气,泄漏后趋向于集中接近地面,能在较低处扩散到相当远的距离。若气体可燃,遇明火可能引起远处着火回燃。如果释放出来的蒸气是相对密度小的可燃气体,可能累积在建筑物的上层空间,引起爆炸。常见气体的蒸气相对密度见表1-1。
表1-1 常见气体的蒸气相对密度
(6)蒸气/空气混合物的相对密度(20℃) 指在与敞口空气相接触的液体或固体上方存在的蒸气与空气混合物相对于周围纯空气的密度。当相对密度值≥1.1时,该混合物可能沿地面流动,并可能在低洼处积累。当其数值为0.9~1.1时,能与周围空气快速混合。
(7)闪点 闪点表示在大气压力(101.3kPa)下,一种液体表面上方释放出的可燃蒸气与空气完全混合后,可以闪燃5s的最低温度。闪点是判断可燃性液体蒸气由于外界明火而发生闪燃的依据。闪点越低的化学物质泄出后,越易在空气中形成爆炸混合物,引起燃烧与爆炸。
(8)自燃温度 一种物质与空气接触发生起火或引起自燃的最低温度并且在此温度下无火源(火焰或火花)时,物质可继续燃烧。自燃温度不仅取决于物质的化学性质,而且还与物料的大小、形状和性质等因素有关。自燃温度对在可能存在爆炸性蒸气/空气混合物的空间中使用的电气设备的选择是重要的,对生产工艺温度的选择亦是至关重要的。
(9)爆炸极限 指一种可燃气体或蒸气与空气的混合物能着火或引燃爆炸的浓度范围。空气中含有可燃气体(如氢、一氧化碳、甲烷等)或蒸气(如乙醇蒸气、苯蒸气)时,在一定浓度范围内,遇到火花就会使火焰蔓延而发生爆炸。其最低浓度称为爆炸下限,最高浓度称为爆炸上限,浓度低于或高于这一范围,都不会发生爆炸。一般用可燃气体或蒸气在混合物中的体积百分数表示。
(10)临界温度与临界压力 气体在加温加压下可变为液体,压入高压钢瓶或储罐中,能够使气体液化的最高温度称为临界温度,在临界温度下使其液化所需的最低压力称为临界压力。
2.其他物理、化学危险性
电导率小于104pS/m的液体在流动、搅动时可产生静电,引起火灾与爆炸,如泵吸、搅拌、过滤等。如果该液体中含有其他液体、气体或固体颗粒物(混合物、悬浮物)时,这种情况更容易发生。
有的化学可燃物质,呈粉末或微细颗粒物(直径小于0.5mm)状时,与空气充分混合,经引燃可能发生燃爆,在封闭空间中,爆炸可能很猛烈。
有些化学物质在储存时生成过氧化物,蒸发或加热后的残渣可能自燃爆炸,如醚类化合物。
聚合是一种物质的分子结合成大分子的化学反应。聚合反应通常放出较大的热量,使温度急剧升高,反应速率加快,有着火或爆炸的危险。
有些化学物质加热可能引起猛烈燃烧或爆炸。如自身受热或局部受热时发生反应。这将导致燃烧,在封闭空间内可能导致猛烈爆炸。
有些化学物质在与其他物质混合或燃烧时,产生有毒气体释放到空间,例如几乎所有有机物的燃烧都会产生CO有毒气体。还有一些气体本身无毒,但大量充满在封闭空间,造成空气中氧含量减少而导致人员窒息。
强酸、强碱在与其他物质接触时常发生剧烈反应,产生侵蚀等作用。
3.中毒危险性
在突发的化学事故中,如果有毒化学物质能引起人员中毒,其危险性就会大大增加。有关化学物质的毒性作用见本书项目四部分的内容。