幾種常見危險化學品的事故防范及處理

江嵐 段昌平

摘要：介紹了液氯、液氨、白磷、鋁粉和氰化鈉五種危險化學品的物理和化學性質以及儲存這些化學品必需注意的問題；列舉了近年來這些危化品的典型突發事故及現場的處置；解釋了這些危化品事故的防范方法及處理某些有毒物質的化學原理。

關鍵詞：危險化學品；事故防范；事故處理；知識介紹

文章編號：1005–6629（2016）4–0060–04 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

危險化學品是指有毒或易燃、易爆等危及人的生命安全、財產損失及嚴重污染環境的化學物質。對于危險化學品只要了解其性質，進行科學的防范，是能有效避免事故發生或降低事故危害程度的。萬一發生了危險化學品意外事故，切不要驚慌失措，一定要鎮靜，盡快辨別出是何種危險化學品，然后根據其物理、化學性質，利用地形地物進行有效避讓和及時報警，以便公安、消防部門根據危險化學品的有關性質，采用相應科學方法進行有效施救和化解，從而化險為夷。下面介紹幾種常見危險化學品的防范、識別、避讓的方法及化解的化學原理。

1 常見液態（液化）危險化學品的防范、識別、避讓的方法及處理

1.1 Cl2（氯氣）

Cl2在通常情況下是一種黃綠色、有強烈刺激性氣味的有毒氣體，其密度比空氣大（是空氣的2.45倍），通常1體積水中可溶解約2體積的氯氣。常壓下降溫至239K時或288K下加壓至607.8kPa時液化。因此工業上貯存與運輸的氯氣均是液態的。

貯存和運輸液氯的容器必須是鋼制的，防范氯氣逸出除容器的密封性良好外，另外一個重要因素就是氯氣必須干燥（經濃硫酸洗氣），因干燥氯不會與金屬鐵反應。一旦有極少量水蒸氣混入其中，鋼制容器就會被腐蝕，特別是管道與容器的接觸處腐蝕更快。腐蝕的原理主要是化學腐蝕和電化學腐蝕，其反應如下：

容器泄漏氯氣是常見事故之一，其危險性表現在人們沒有察覺的情況下泄漏出來，有時危害持續時間長，范圍廣。例如2004年4月15日重慶市江北區天原化工廠儲氯罐穿孔泄漏液氯。發現后處理過程中操作人員擅自改變了專家組的排險方案，致使次日另外三個儲量達10噸的儲罐先后發生爆炸，死亡9人，受傷多人，15萬余居民被迫大撤離。另一類泄漏事故是交通事故，突發性的，致管道或容器破裂使液氯大規模外泄。液氯迅速氣化擴散，事故現場彌漫著黃綠色氣體，具有強烈刺激性氣味。據此特征可確認泄漏的是氯氣。事故現場的人們在辨明風向后要立即向背風（與“黃綠色氣體”移動方向相反）的高處地形撤離（氯氣的密度比空氣大，會滯留在低洼處），同時要迅速組織處于下風的居民群眾向兩側背風高處撤離。稍具有科學常識的人應見義“智”為：大聲呼喊提醒同胞們脫下外衣就地用水淋濕，捂住鼻、口，向背風方向撤離，并及時報警。

事故發生時施救人員可采用如下化學方法消除氯氣：

一是迅速向氯氣溢出口以及地面、空氣中噴灑氨水（此時會產生白煙），因氨水中氨的揮發能同時消除逸散在空氣中的氯氣，并將其轉變為無毒的氮氣和NH4Cl（固體），其化學反應式是：

3Cl2+2NH3=N2+6HCl

NH3+HCl=NH4Cl或3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl

二是向氯的逸出口噴灑純堿溶液（但已逸散到空氣中的氯氣不接觸液體就不能消除，且生成的次氯酸仍有一定的腐蝕性），其反應式為：

Na2CO3+Cl2+H2O=NaHCO3+NaCl+HClO 2HClO=2HCl+O2↑或

2Na2CO3+2Cl2+2H2O=2NaHCO3+2NaCl+2HCl+O2

三是用堿液（NaOH）來消除氯氣，效果雖然比純堿溶液好，但逸散到空氣中的氯氣仍然不能有效消除，其反應式為：

Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O

且環境中過量的堿液容易造成對環境的污染。

化解事故時逸出的氯氣理論上不宜用水噴灑，因氯在水中的溶解度較小，吸收氯氣有限，同時溶于水中的氯與水反應，會產生二次污染。但沒有上述試劑時，噴灑水霧也是一種方法，可減少氯的揮發。事故時擴散進入周邊百姓室內的氯氣，除地面噴灑純堿溶液吸收氯氣之外，還可用活性炭或新鮮的粘土平鋪地上吸收室內少量氯氣，從而凈化環境。

1.2 NH3（氨氣）

氨通常是一種無色有刺激性氣味（臭氣）的氣體，密度比空氣小（是空氣的0.59倍），易溶于水，通常情況下一體積水可溶解約700體積氨氣。氨易液化，常壓降溫至239.65K，或常溫加壓至700～800kPa時均可液化。

一是貯氨容器因腐蝕穿孔泄漏，由于少量氨氣逸散在空氣中人們就嗅到其臭味，比較容易發現問題。若是交通事故致使罐車撕裂而大量泄漏的突發性事故，必須迅速組織現場群眾向背風的低洼處撤離（氨氣密度比空氣小，氨分子向上運動），處于下風的群眾則要向兩側背風低洼處撤離。現場最好用NaHCO3溶液噴灑，因氨可與之反應：

2NaHCO3+2NH3=Na2CO3+（NH4）2CO3或

2NaHCO3+2NH3·H2O=Na2CO3+（NH4）2CO3+2H2O

很可能消防部門沒有大量備用的NaHCO3，此時，也可用大量水（柱）噴灑在逸出口，還可同時采用霧狀水氣噴灑在逸出口上方的空間里吸收逸散在空氣中的氨氣。

二是貯氨容器泄漏并發生次生事故，如引起爆炸和火災。氨氣在空氣中的爆炸極限為16%～25%（體積比）[1]，當空氣中有如此多氨氣時，人們理應早已察覺（惡臭難嗅），然而這類惡性爆炸事故還是發生過。如2013年6月3日，吉林省德惠市寶源禽業有限公司發生了因氨氣大量泄漏引發的爆炸和火害事故，造成119人遇難，50多人受傷[2]。氨氣在空氣中達到爆炸極限時爆炸的反應式為：

事故的直接原因是氨氣泄漏，并達到爆炸極限；同時有明火，如抽煙、電機產生靜電火花、金屬之間劇烈碰撞產生的火花等。

2 常見固態（粉粒）危險化學品的防范、識別、避讓的方法及處理

2.1 Al（鋁粉）

鋁屬于活潑金屬，但鋁錠、鋁片等成型鋁材的化學性質穩定，因表面有一層致密氧化膜保護內層鋁不被氧化，但鋁粉的性質截然不同，關于鋁粉的爆炸事故時有發生，也是危險化學品。引起鋁粉爆炸的直接原因多為明火，也有自燃的，從具體爆炸事故的化學原理上看可分為三類。

2.1.1 空氣中鋁粉達到爆炸極限時遇明火點燃爆炸

鋁粉在空氣中的爆炸極限為25 g/m3（爆炸最強點≥396 g/m3），空氣中鋁粉濃度達到爆炸極限時，遇到明火立即爆炸。這種爆炸的破壞性極大，因人們沒有防護，且建筑物同時倒塌，造成巨大的人員傷亡和財產損失。2009年3月11日，承建滬寧城際鐵路的某公司，在江蘇丹陽市呂城鎮惠濟村為勞務人員租用一棟民房，房內還剩有部分袋裝鋁粉和鐵紅，地面和墻壁上撒落有大量鋁粉和鐵紅（鋁粉和鐵紅是鋁熱劑，用來焊接金屬）。午后準備入住的勞務人員清掃房屋，清掃過程中由于搬動粉袋以及打掃地面和墻壁上殘留的鋁粉和鐵紅，致使大量粉塵漂浮于空氣中，其間有人點火抽煙，引爆了空氣中鋁粉，由于空氣中有鐵紅這類氧化劑的存在，爆炸更加劇烈，頃刻房屋坍塌，造成了11人死亡，20人受傷的特大爆炸事故[3]。

2.1.2 鋁粉引燃后用水滅火引起爆炸

2010年12月17日，揚州江都發生一起由鋁粉燃燒引起的爆炸事故。起因是：電焊工在給倉庫窗戶加固鋼筋時，電焊火花濺落在倉庫里堆放的鋁粉袋上引起了鋁粉的燃燒，火勢逐漸蔓延，越來越大，現場人員不假思索地打來水滅火，當水潑灑在燃燒的鋁粉上時，瞬間火花四濺，引起爆炸。隨著水的潑入，連環爆炸一浪高過一浪，爆炸產生的氣浪把滅火人員推倒，并沒入火海之中。本來是一場小火，由于缺乏科學常識（用水滅火）釀成重大爆炸性火災事故[4]。

鋁粉燃燒時為什么不能潑水滅火呢？原因有兩個：①當水潑在鋁粉上時，水變成一個個小水珠，鋁粉聚集其表面，或者濺起，或者四溢，加快了鋁粉的散落，增大了鋁粉燃燒的表面積，使火勢迅速蔓延加大。可燃性粉狀物質失火不同于木材等塊狀被燃物，向塊狀被燃物表面潑水，水落在被燃物上，其表面高溫使水氣化形成高密度水蒸氣可阻止空氣（氧氣）與之接觸，使被燃物窒熄；同時水在氣化過程中吸熱可降低被燃物的溫度，直至著火點以下使之熄滅。②在高溫下鋁粉與水蒸氣反應產生氫氣：2Al+3H2O（g）高溫= Al2O3+3H2↑，氫氣生成后被引燃爆炸，加劇了鋁粉的擴散，致使火勢迅速蔓延和引發連環爆炸。

因此，鋁粉著火切忌用常規方法（潑水或泡沫滅火器）滅火，否則產生的氣流吹動鋁粉加劇其擴散，引起更劇烈的爆炸反應，造成更大的危害。鋁粉（或其他可燃性粉狀物）著火后只可用干石灰粉或無壓力的干粉滅火器來滅火[5]。

2.1.3 鋁粉存放在潮濕環境中可能爆炸

鋁粉因其表面積大，性質變得更加活潑，著火點降低，通常情況下鋁粉在潮濕的空氣里可與水蒸氣發生置換反應。因此，鋁粉不能存放在潮濕不通風的環境中，否則大量水蒸氣與鋁粉反應產生氫氣并放熱，當鋁粉與水蒸氣反應積熱不散時，溫度升高到鋁粉著火點，鋁粉自燃并引爆氫氣（爆炸極限4%～74.2%），產生嚴重的爆炸事故。正因為如此，有些存放鋁粉的倉庫或運輸鋁粉的卡車在陰雨天氣里有時會出現莫名其妙的爆炸事故。所以，鋁粉應存放在干燥通風的環境里，且倉庫內顯要位置要堆放滅火的干石灰粉，以防著火時用來滅火。

2.2 P4（磷）

純白磷是無色而透明的晶體，遇光逐漸變黃（蠟狀固體），因而又叫黃磷，有蒜臭味，在暗處發淡綠色磷光。黃磷熔點44.1℃，沸點280.5℃。白磷不溶于水，微溶于苯、氯仿，易溶于CS2。黃磷屬于劇毒物，誤食0.1克就會致死。皮膚經常接觸黃磷也會引起吸收中毒。吸入性中毒表現有頭痛、頭暈、全身無力、嘔吐、心動過緩、上腹疼痛、黃疸、肝腫大等。口服中毒出現口腔糜爛、急性胃腸炎、腎損傷，嚴重者腎壞死。慢性中毒表現為：神經衰弱綜合癥、消化功能紊亂、骨骼損害，尤以下頜骨顯著。

工業上貯運白磷均是將其置于鐵制容器中，加滿水使之液封，以隔絕其與空氣中氧氣接觸發生氧化反應（40℃在空氣中可自燃）。

白磷之所以稱為危險化學品，其一自身是劇毒物，誤食和接觸都會引起中毒；其二是它可在空氣（氧氣）中緩慢氧化使熱量累積而自燃，引發火災、爆炸等惡性次生災害。由于白磷是固體，且保存在水中，安全系數相對氣體危險化學品要大一些。但由磷引發的惡性事故仍有發生，2013年6月14日凌晨，貴州省開陽縣一家黃磷化工廠的生產車間，生產黃磷的熔化磷礦石電鍋爐發生爆炸，液態黃磷向外泄漏并燃燒，大量黃磷蒸氣擴散。地方政府和消防部門立即啟動應急救援方案：消防人員用泡沫水槍對發生泄漏燃燒的液態黃磷進行覆蓋，以阻止黃磷的泄漏和擴散。同時立即組織事故順風下方位置的居民迅速向兩側背風的高處地形撤離，讓群眾盡可能避免黃磷蒸氣的吸入或皮膚接觸。隨后分發5%的CuSO4溶液沖冼皮膚和口服1%的CuSO4溶液洗胃解毒。大火撲滅后，再向事故現場噴灑0.2 mol/L的CuSO4溶液沖冼，徹底消除黃磷的殘留物。其化學反應原理如下：

11P+15CuSO4+24H2O△=5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4或2P+5CuSO4+8H2O△=5Cu+2H3PO4+5H2SO4

值得提醒的是，遇到白磷泄漏、甚至爆炸的惡性事故，此時會伴有濃烈的白煙，現場人員及周邊群眾不要驚慌，產生的白煙是白磷蒸氣在空氣中氧化為五氧化二磷，五氧化二磷與空氣中水蒸氣反應生成磷酸（4P+5O2=2P2O5，P2O5+3H2O= 2H3PO4），磷酸又吸收空氣中水蒸氣形成磷酸酸霧（同軍事上的煙幕彈原理），因而可減輕白磷對人的直接傷害。煙霧消失后，空氣就基本上凈化了。事故后地面經CuSO4溶液處理后顯酸性，此時撒一些石灰石粉末或消石灰可中和土壤里的酸。

2.3 NaCN（氰化鈉）

“8.2天津新港特大危險化學品爆炸事故”再次使劇毒物NaCN進入人們的視野，簡直是“談氰（化鈉）色變”，然而人們對其知之并不多。

氰化鈉（NaCN），外觀是一種白色結晶顆粒或粉末，有微弱的苦杏仁氣味，劇毒，吸入、口服（50～100mg）或經皮膚吸收均可引起急性中毒而猝死。因此，操作人員必須佩戴頭罩型電動送風過濾式防塵呼吸器，穿連衣式膠布防毒衣，戴橡膠手套，避免人體直接接觸。氰化鈉易溶于水、氨、乙醇和甲醇中。儲運時必須先用塑料密封袋包好，然后再裝入厚度不小于1毫米的堅固鋼桶中，桶蓋嚴密卡緊（每桶凈重50公斤）。儲、運人員必須持有“特種化學品專業技術人員”證件上崗。

氰化鈉的主要化學性質有如下幾點：

（3）在氧氣的參與下，Au、Ag、Cu、Fe、Zn等金屬可與之反應。例如從含金量很低的金礦中煉金。先將含金礦石中的金溶解：4Au+16NaCN+6H2O+3O2=4Na[Au（CN）4]+12NaOH，然后用鋅或鋁把金還原出來：

Na[Au（CN）4]+Al=Na[Al（CN）4]+Au

例如2001年11月1日發生在河南洛陽洛寧縣運輸NaCN的卡車翻在洛河上游的一條支流河中，就是因個體戶非法采金而導致的惡性事故。

（4）與氯酸鹽（或硝酸鹽、亞硝酸鹽）劇烈反應，有發生爆炸的危險：

6NaCN+5NaClO3=3N2↑+3CO2↑+5NaCl+3Na2CO3

上述反應也是“8.2天津新港危險化學品爆炸事故”的直接原因之一，因倉儲現場也堆積有盛裝NaClO3的集裝箱。（當然，爆炸事故直接原因還有CaC2與滅火時的水反應產生大量乙快，乙炔爆炸產生巨大沖擊波和濃烈黑煙，引發更大的次生事故。）

應對NaCN泄漏事故，首先要迅速組織群眾向上風或側上風方向撤離，避免接觸污染物，同時迅速報警和向當地政府報告。其次是施救中要迅速堵住污染源，特別是落入河水中的毒物，更要組織人力、機械爭分奪秒筑壩截流，隨后由上至下迅速采取相應措施化解毒品，遏制擴散。第三，對中毒人員送醫院搶救時要先用剪刀剪開衣服，脫下封存，不能做人工呼吸等人體直接接觸之類的搶救，而要借助醫疔器械搶救。同時還要做好醫護人員自己的防護。第四，要及時做好宣傳教育和污染監測，消除恐慌和維護社會穩定。上述翻入洛陽河中運輸氰化鈉的卡車的救援事故就是一例科學施救的典范。

參考文獻：

[1][2]祝大偉，劉文波.廣播類公益廣告：誠實守信之立木取信[N].人民日報海外版，2013-6-4.

[3][4][5]段昌平.不同形態鋁的氧化反應[J].化學教育，2012，（6）：70～71.