化學品燃燒爆炸的現場主要存在沒有燃燒的化學品蒸氣、部分燃燒產生的二次有毒氣體和懸浮顆粒物、不完全燃燒產生的一氧化碳以及燃燒產生的含氮、含硫氧化物。大部分這種物質均具有一定毒性,然而這些物質隨著溫度、濕度、燃燒程度、氣壓等因素均會隨時間產生變化,并且很多物質在明火被撲滅后仍然存在,對進入區域內的人員的身體健康產生短期和長期潛在危害。面對這種情況,對化學品燃燒爆炸火場的化學探查就顯得尤為重要。而火場現場環境復雜,存在和產生的有毒有害氣體有時并不只有一種,所以對于現場的氣體的檢測分析需要遵循分步檢測與處置的原則,一般存在“預警-報警-監測-檢測-處置”的工作順序。
預警:對于可能存在的有毒有害氣體,出于保護現場人員健康安全的目的,應該對于少量的有毒有害氣體產生早期預警,提示操作人員所處區域可能存在化學品污染,需要進行安全防護再繼續工作。
報警:隨著接近燃燒爆炸中心區域,有毒有害氣體濃度增大,部分原理的設備可以通過其傳感器特性對現場氣體進行初步定性,對有毒有害氣體的大類進行歸納,例如是否為可燃氣體,是否為氧化性或者還原性有毒工業氣體,是否為普通化學品,是否有可能為軍事化學毒劑等。同時結合外部搜集信息,如該工業園區的主要生產化學品及主要工藝,或者該存儲灌可能存儲的化學物質等,對現場進行綜合判斷。通過判定現場污染物的大體種類,可以決定進行何種程度的防護或者是否請求專業的防化隊伍協助處理。
監測:對于開放場所的燃燒爆炸,其污染程度往往受到外界環境的影響,例如現場降水、溫度、濕度、風向、土壤等情況,而這些因素可能導致污染的進一步擴散。為了控制污染范圍,劃定污染區、緩沖區與安全區,同時觀察是否有二次污染泄露等,或者是需要持續檢測目前處置手段的有效性等,需要對已經觀察到的污染地點進行定點持續監測。
檢測:當展開大規模行動的前,我們需要對現場的氣體種類有充分的了解,但是目前手持便攜設備技術無法充分處理的這些嚴格的混合物分離、定性、定量的問題,因爾需要使用氣體采樣器對現場氣體進行采集富集并帶回帶有大型分析設備的現場化學分析車或者后方實驗室進行分析,常見方法有氣相色譜-質譜聯用儀或者分析級高效液相色譜-質譜聯用儀器,這類譜學方法可以對現場復雜氣體進行分離并且依次判定每種氣體的種類與濃度。對于存在可能存在重金屬污染的場所,還需要進行電感耦合等離子體檢測判斷其污染種類與程度。
處置:在確定以上有毒有害污染物信息后,在結束人員搜救后,污染物處理專家才可以根據現場情況制定更詳細的環境處理方案,從而推進有害物質的無害化處理。
處理有毒有害氣體燃燒爆炸污染需要以上整個流程依次有序展開,但是具體工作與所需技術內容各不相同,需要整條產業鏈的企業通力合作,完成整個流程。目前我公司主要的業務與設備研發方向為“預警”“報警”“監測”應用階段,主要提供可用于針對“核生化毒爆”等危險物質的常量檢測與痕量探測,根據現場情況,為現場人員提供可靠而豐富的便攜設備,并且根據這些便攜設備的數據和固定式監測設備的信息提供云計算和現場信息整合與決策終端。目前我公司用于突發化學品燃燒爆炸的設備包括:適用于早期預警的VP100、用于定性報警的Chempro HT,以及用于現場綜合監測的FCBR-100等,它們分別使用了不同的傳感器技術,具備對不同種類與來源的危害進行檢測與監測的能力。
其中,對于早期預警我公司推薦使用VP100,該設備采用了成熟的光離子化傳感器(PID)技術,可對超過600種常見有機化合物蒸氣產生響應,并且在已知氣體種類時通過響應信號可以迅速計算出對應氣體濃度。VP100系列產品具有體積小、重量輕、功耗低、響應恢復迅速、無耗材、長期穩定性好等優點,廣泛適用于前線人員的預警與防護提示。
用于定性報警的Chempro HT采用了以開放式離子遷移譜(Open-loop-IMS)為主、多輔助傳感器的融合技術綜合報警。被測氣體進入該設備后,可以產生離子團簇并在電場作用下產生遷移,通過對該遷移率的測定就可以對物質進行定性和相對定量,并加以多輔助傳感器的正交響應降低誤報率增加識別能力。該設備具有比VP100更大的氣體響應庫范圍(例如甲烷、丙烷、一氧化碳、氯氣等),具有更強的物質種類識別能力,能對普通異常氣體、工業有毒有害氣體、化學戰劑等進行分類,對于不同的數據庫,可以對工業有毒有害氣體、化學戰劑進一步細分。
用于現場綜合監測的FCBR-100設備采用了多傳感器融合技術,可以對多種危害因子進行定點監測,包括火災煙霧等級、有毒有害氣體、生物氣溶膠濃度、化學戰劑、典型工業毒氣(二氧化氮、硫化氫、氰化氫、氨、氯氣、一氧化碳、光氣、氧氣),并且可以布置簡易管道對重要指揮部、人員集中區等一定面積有效覆蓋,該系統可以免維護長期開機,其報警信息可以通過有線或者無線方式實時回傳指揮中心并且產生數據報表推送指定手機,方便對污染氣體的濃度進行監控,確定可能的污染擴散范圍,幫助現場迅速決策。