１起急性吸入性SO2中毒情况的调查

１起急性吸入性SO2中毒情况的调查

郝英敏刘德鹏

郝英敏刘德鹏（山东省莱州市卫生局卫生监督所261400）

【摘要】目的确定3名人员出现急性中毒症状的原因。方法临床诊断、现场勘验与调查。结果某公司制酸系统点火时，处于稳定层结上的海上空气流向陆地，形成自岸边伸向内陆贴地面逐渐增厚的热力内边界层，该公司SO2排放口的有效高度与TIBL高度大致相近，发生短时间海岸线熏烟，SO2只能在TIBL内扩散，造成下风向近岸废气浓度急剧增大，导致3名人员急性吸入性SO2中毒。结论这是1起海岸线熏烟引起的吸入性SO2中毒事故，与当时的特殊气象条件及周围环境情况影响有关。

【关键词】海岸线熏烟急性吸入性SO2中毒

2010年9月23日，某市发生1起以双眼及上呼吸道刺激为主要症状，伴有头痛、胸闷、恶心、呕吐、乏力等全身症状的中毒事故，经过临床诊断、现场勘验与调查，认定是1起海岸线熏烟引起的吸入性SO2中毒事故。

1中毒经过及临床诊断

9月23日17：00，某市某公司10万吨硫酸生产线点火时由于硫精矿原料淋雨后水分含量较大致使SO3转化率下降为99.5%（工艺正常值为99.96%），产生大量SO2气体，当班工人发现转化率不足后打开液氨喷淋装置进行处理，因原料湿度大，排放速率高，液氨吸收只能处理部分SO2（喷淋约40分钟，淋液氨200Kg），加之当时有利发生海岸线熏烟的气象条件，排放的SO2导致下风向西南方向约300米处３名渔业养殖场民工出现双眼及上呼吸道刺激症状，伴有头痛、胸闷、恶心、呕吐、乏力等全身中毒症状，被送至市人民医院就诊。临床检查发现３名民工均有眼结膜、鼻粘膜及咽喉部充血水肿，肺部听诊有明显干性啰音或哮鸣音，胸部X射线表现为肺纹理增粗，血常规检验未发现异常，血气分析PaO2>8kPa；诊断为急性吸入性SO2中毒，经对症治疗并观察5天后全部出院，完全恢复。

2现场勘验与调查

现场勘验发现：该公司存在工艺控制废气污染隐患，在硫酸生产系统开炉点火阶段，温度必须持续提高1至4h才能达到工艺要求，达到要求前SO2转化率较低，排放量大，有超标SO2排放。系统采用燃烧柴油以使温度达到工艺要求，开炉点火阶段尾气排放量为29000Nm3/h，排放强度为1247kg/h，主要含SO2约43000mg/m3，采用液氨喷淋装置吸收后浓度大幅降低，但仍难达到《大气污染物综合排放标准》二级标准（900mg/m3）。

3特殊气象条件与周围环境情况影响

3.1.事故发生时气象条件

2009年9月23日17:00，某市气象局观测站测得气压为1010.1hPa，气温为24.3℃，湿度为79%，云量为10-，事故发生地风向为30°，风速为1.7m/s。太阳辐射等级为0；大气稳定度为D级中性[2]。而30°的风向是从渤海湾吹向陆地的方向，也是该公司到海水养殖场的方向。当大气出现向岸气流、处于稳定层结上的海上空气流向陆地时，形成自岸边伸向内陆贴地面逐渐增厚的热力内边界层（TIBL），废气仅能在层内扩散，造成近岸废气浓度急剧增大，形成短时间的海岸线熏烟，此时易于发生废气污染事故[3]。

3.2.地理位置与地表粗糙度

该公司以北即为莱州湾，SO2排放口高度为50米，排放口距离海岸线约200米，周围2公里范围内有5个村庄以及4个中小型企业，西南方向为滩涂海水养殖区，有养殖大棚100多个，池塘200多个，约1000多亩，另有果园、速生杨等林落以及庄稼等农林作物，分散林落地区的地面粗糙度Z0值为20-100厘米，而城市分散楼群区域的Z0值为100-400厘米[1]。可认为当地Z0值大约为100厘米。

3.3热力内边界层厚度

粗糙度参数d=2[4]，

计算模式：hi(x)=2.3d(L+x)0.5

可以算出在排放口位置的TIBL约计高度hi(0m)≈65m；

而排放口下风向人员中毒位置TIBL计算高度hi(300m)≈102m；

但是，由于海岸线向西南方向弯曲，人员中毒位置同样在西北方向距离海岸线仅约250米，以此为标准计算TIBL高度约为73m。所以，人员中毒位置的TIBL高度应在73m至102m之间。

3.4.SO2排放估测出口浓度与有效高度

制酸系统SO2排放高度为50米，开炉点火阶段尾气排放速度为8.06m3/s,排放强度为1247kg/h，排气口温度为359K，内径为0.8m。根据液氨吸收SO2反应[5]，200kg液氨吸收二氧化硫的量为715.4kg（吸收率95%）。当时吸收后二氧化硫排放速率仍能达到平均174kg/h,排放口浓度约为6000mg/m3，超标5.67倍。

在有风时，中性和不稳定条件，污染物热释放率Qh计算公式：

式中U值根据200m高度以下平行风速公式可得U（50m）≈2.16m/s；

计算可得：△H≈8.79m；He≈58.79m

3.5中毒场所SO2浓度估测

根据以上计算，x=0时，He<hi(0)，则Φ=1，烟羽全部在混合层内扩散。那么，TIBL内基本正处于下风向（Y≈0）人员中毒位置的浓度如下式：

根据《环境影响评价技术导则大气环境》表B3，直接按不稳定条件计算得出σyf=34.62，得出Cf值在42.4mg/m3（TIBL高102m时）和50.0mg/m3（TIBL高73m时）之间；而当时生产工人液氨喷淋装置有延迟，系统点火初期短时间平均浓度将达到304mg/m3至358mg/m3之间。

根据《环境空气质量标准》（GB3095-1996）,一、二、三级标准一小时平均浓度分别为0.15、0.50、0.70mg/m3，人员中毒位置的SO2浓度足以引起身体急性反应。

4讨论

经过临床诊断、现场勘验与调查，确定这是一起海岸线熏烟引起的急性吸入性SO2中毒事故。

该公司制酸系统点火时，处于稳定层结上的海上空气流向陆地，形成自岸边伸向内陆贴地面逐渐增厚的热力内边界层，该公司SO2排放口的有效高度与TIBL高度大致相近，发生短时间海岸线熏烟，SO2只能在TIBL内扩散，造成下风向近岸废气浓度急剧增大，并导致人员急性中毒。

参考文献

[1]奚元福.环境保护计算手册[M].成都：四川科学技术出版社，1991.228.

[2]李玉文,张欢,王英伟.海岸线熏烟扩散模式中岸距与烟囱有效高度关系的研究[J].环境科学与管理,2007,32(1):45-48.

[3]国家环境保护总局监督管理司.中国环境影响评价[M].北京：化学工业出版社，2000.101.

[4]国家环境保护总局监督管理司.中国环境影响评价培训教材[M].北京：化学工业出版社，2000.118.

[5]张宗城，顾士龙.工业尾气二氧化硫治理技术[J].天津化工，1990，3：50.