Sau đây là một số tác động tới con người, môi trường và thiệt hại về tài sản của sự cố nổ thiết bị chứa LPG:
Tác động tới con người
Do độc tính của LPG [162]
Mặc dù LPG tinh khiết khơng phải là chất có độc tính cao đối với người và sinh vật, nhưng khi bị rò rỉ ra ngịai mơi trường, LPG có thể tích tụ trong khơng gian kín, khi đạt tới nồng độ cao sẽ làm giảm nồng độ ôxy trong khơng khí xuống dưới ngưỡng có thể hơ hấp, gây khó thở, thậm chí gây tử vong cho người và động vật sống trong vùng bị ảnh hưởng.
• Các triệu chứng khi thiếu oxy: Nồng độ LPG quá cao có thể chiếm chỗ của oxy trong khơng khí và gây ngạt khi nồng độ oxy trong khơng khí thấp hơn 18% theo thể tích. Từ 12÷16% gây thở gấp; từ 10÷14%: cảm giác mệt mỏi bất thường, rối loạn cảm xúc; từ 6÷10%: nơn ói và mất khả năng tự chủ; dưới 6%: co giật và suy hơ hấp, có thể dẫn đến tử vong.
• Các ảnh hưởng của LPG lên hệ hô hấp: ở nồng độ dưới 0,1%, hơi LPG không phải là chất độc; ở nồng độ dưới 1%, LPG không gây triệu chứng đặc biệt nào; nồng độ LPG cho phép làm việc lâu dài là 0,25%; nồng độ hơi LPG trên 1% có thể gây chống nhẹ sau vài phút nhưng khơng gây kích thích lên mũi và họng; • Các ảnh hưởng của LPG lên da: LPG lỏng phun ra dưới áp suất có thể gây hiện
• Các ảnh hưởng của LPG lên mắt: LPG lỏng bắn vào mắt có thể gây đóng băng tại mắt và gây mù;
Do cháy LPG sau vụ nổ thiết bị
Do hàm lượng lưu huỳnh thấp (< 0,02%), nên LPG được coi là nhiên liệu sạch, nhưng khi cháy, LPG tạo ra khí CO, CO2, gây ảnh hưởng đến mơi trường và con nguời. Ngay sau khi hỗn hợp LPG lỏng và hơi thóat ra sau vụ nổ, nếu gặp nguồn nhiệt, LPG sẽ phát cháy ngay gây ảnh hưởng tới môi trường và con nguời. Đánh giá ảnh hưởng của vụ cháy tạo thành sau sự cố nổ thiết bị chứa LPG do làm giảm lượng oxy trong khơng khí, do tạo thành khói, do ảnh hưởng của bức xạ nhiệt thơng qua kết quả tính mức độ tiêu thụ oxy trong khơng khí, lượng khói tạo thành và lượng nhiệt tỏa ra mơi trường do đám cháy theo tính tốn dựa trên kết quả nghiên cứu của phần 4.1. So sánh với tiêu chuẩn cho phép hoặc ngưỡng chịu đựng của con nguời và môi trường sẽ xác định được mức độ thiệt hại của vụ cháy.
• Do bức xạ nhiệt
Nhiệt lượng từ vùng cháy truyền vào mơi trường xung quanh bằng hai hình thức chính là đối lưu nhiệt và bức xạ nhiệt, cịn hình thức dẫn nhiệt từ vùng cháy ra môi trường không đáng kể [91]. Kết quả nghiên cứu cho thấy giới hạn ngoài của vùng nhiệt tác động là nơi có cường độ bức xạ nhiệt khoảng 3,5 kW/m2. Đối với nguời, mức bức xạ nhiệt < 5 kW/ m2khơng gây ảnh hưởng nếu có biện pháp phịng tránh; mức bức xạ nhiệt > 37,5 kW/ m2là giới hạn gây chết người [138].
Mức độ ảnh hưởng do bức xạ nhiệt (hình 4.20) phụ thuộc vào cường độ bức xạ nhiệt và thời gian tiếp xúc. Giới hạn ngoài của vùng nhiệt tác động là khoảng cách mà dưới tác động của dòng nhiệt, các bộ phận của cơ thể cảm thấy bỏng rát sau một thời gian ảnh hưởng nếu khơng được bảo vệ.
• Do tác động của nhiệt độ
Nhiệt độ khơng khí xung quanh tăng làm cho nhiệt độ cơ thể tăng, làm suy kiệt cơ thể. Khi nhiệt độ cơ thể tăng tới 40oC có thể dẫn tới mất ý thức [138].
• Do hạn chế tầm nhìn
Đánh giá tác động do khói sinh ra khi cháy đám mây hơi LPG căn cứ vào lượng khói tạo thành trong vụ cháy được tính tốn theo các hệ số đã xây dựng ở bảng 4.2 và các công thức 4.20, 4.21, 4.22, 4.23 mục 4.1.3 ... So sánh giá trị nhận được với nồng độ chất gây ô nhiễm cho phép sẽ đánh giá được ảnh hưởng do khói sinh ra sau vụ cháy.
Khi cháy LPG trong điều kiện đủ khơng khí sẽ sinh ra khói có chứa CO2, làm giảm lượng oxy và hạn chế tầm nhìn, làm giảm khả năng thốt hiểm của con nguời và ảnh hưởng tương tự như ảnh hưởng của bức xạ nhiệt ở cường độ 5 kW/m2. Lượng khói chiếm 15% thể tích khơng khí, sẽ gây khó khăn cho việc thoát hiểm của nguời [138].
Do nổ quá áp suất
Áp suất quá áp 0,2 bar được coi là giới hạn có thể gây chết người. Người trong vùng quá áp 0,2 bar có thể bị chết [138].
Một SCMT xảy ra có thể có nhiều tác hại đối với con người và môi trường. Trong trường hợp nổ thiết bị chứa LPG, sự cố này sẽ gây ra các thiệt hại sau:
Do tác động cơ học
Công cơ học sinh ra do nổ thiết bị chứa LPG tính theo cơng thức 4.15 sẽ phá hủy cơng trình, nhà cửa, gây chết hoặc tổn thương nguời và sinh vật trong phạm vi ảnh hưởng của vụ nổ…
Bồi thường thiệt hại tính bằng tiền đối với tổn thất về người do SCMT được tính theo cơng thức 4.36 và 4.37. Về mặt định lượng, mặc dù chi phí bồi thường thiệt hại về người là không thể quy đồi bằng tiền, tuy nhiên, trong thực tế, các sự cố vẫn xảy ra và gây thiệt hại cho con người và chúng ta cần phải nghĩ tới việc xác định giá trị đền bù thiệt hại về người trong những trường hợp này. Vì vậy chúng ta cần phải xác định đương lượng vật chất giá trị cuộc sống con người.
Cơng thức tính tốn gía trị GDP bị thiệt hại do mất sức lao động dưa trên một số cơ sở KT-XH để tính đương lượng cuộc sống được tính như sau [66]:
Trong đó:
• GDPTh.LD: Gía trị GDP bị mất do mất sức lao động; • GDP: Tổng sản phẩm quốc nội của một quốc gia;
• NLD: Số người lao động đang làm việc trong nền kinh tế quốc dân; • LTB: Mức lương trung bình của người lao động của quốc gia; • TTB: Tuổi trung bình của người lao động của quốc gia;
• TH: Tuổi nghỉ hưu trung bình của người lao động của quốc gia; Tuổi nghỉ hưu trung bình của người lao động được tính như sau:
Trong đó: K - tỷ lệ giữa nữ giới và nam giới trong quốc gia.
Thiệt hại gây ra đối với người lao động chính trong gia đình và tổn thất cho xã hội. Ở Việt Nam, giá trị đương lượng bị mất do mất sức lao động khoảng 7.500 USD÷10.000 USD, phù hợp với mức khoảng 100.000.000 VNĐ/người (tương đương 7.500 USD/ người) với tỷ giá đổi ngoại tệ ở thời điểm năm 2004 mà một số doanh nghiệp lớn đã đền bù cho NLĐ khi xảy ra sự cố chết người [52].
Đối với người, căn cứ vào mức tác động của sự cố lên cơ thể người để phân loại mức độ nghiêm trọng bằng cách cho điểm từ cao xuống thấp (bảng 4.11).
Bảng phân loại mức độ nghiêm trọng đối với sức khỏe con người Tác động lên người Bậc nghiêm trọng
Chết người 5
Chấn thương nặng 4 Tổn thương nhẹ 3 Tình trạng bất ổn 2 Khơng ảnh hưởng 1
Bảng phân loại nguyên nhân – tác động Nguyên
nhân Tác động
Chết người Chấn thươngnặng Tổn thươngnhẹ Tình trạngbất ổn Khơng ảnhhưởng • Cháy, nổ • Khí độc • Ngạt thở • Cơ học • Nhiệt học • Cháy, nổ • Khí độc • Ngạt thở • Cơ học • Nhiệt học • Mùi hơi • Khí độc • Ngạt thở • Cơ học • Nhiệt học • Mùi hơi • Ngạt thở • Khơng có
Tác động tới môi trường
1. Do cháy LPG:
Đánh giá tác động mơi trường do khói sinh ra khi cháy đám mây hơi LPG căn cứ vào lượng khói tạo thành trong vụ cháy. So sánh giá trị nhận được với nồng độ chất gây ô nhiễm cho phép sẽ đánh giá được ảnh hưởng do khói sinh ra sau vụ cháy.
Nếu xảy ra cháy LPG ở những đoạn ống vận chuyển LPG đi qua các khu rừng, đám cháy có thể lan vào khu vực này gây ra các vụ cháy rừng, ảnh hưởng trực tiếp tới cây rừng và sinh vật dẫn đến sự di cư của các loài sinh vật sống trong rừng, làm mất cân bằng sinh thái [82].
2. Do rò rỉ LPG:
Các hydrocarbon ở nồng độ cao sẽ gây ảnh hưởng tới sinh vật trong vùng bị ô nhiễm (làm giảm khả năng hấp thu oxy của thực vật...). Các hydrocarbon chịu tác động bởi phản ứng quang hố. Duới các phản ứng quang hóa với sự hiện diện của ánh nắng mặt trời và NO2, các hydrocarbon tạo thành các chất oxy hóa quang hố, tạo ra các chất ơ nhiễm thứ cấp, gây ảnh hưởng tới sức khỏe con người.
Khi NO2bị quang phân, một số oxy nguyên tử hợp với các gốc hydrocarbon tự do, sau đó phản ứng với các gốc NO2 tạo ra sản phẩm là peroxy acetyl nitrate (PAN), gây kích
hại khác. PAN gây hại nhiều hơn trong mơi trường có cường độ ánh sáng mạnh. Tiếp xúc trong 4 giờ ở nồng độ 15÷20 ppb sẽ làm cho cây thuốc lá, cà chua, rau diếp bị hư hại. Các triệu chứng hư hỏng có thể nhận thấy ở lá cây bông là những vệt lốm đốm, các vằn màu xanh, các triệu chứng xoắn lá chết hoại ở cây cà chua, hồ tiêu. Giới hạn thải tối đa cho phép butane vào khơng khí là 2.350 mg/m3.
Nếu trong môi trường tồn tại clor hoặc brom, duới tác dụng của ánh sáng tử ngoại; hoặc ở 250÷400oC, clor hoặc brom sẽ biến đổi alcan (hydrocarbon dạng parafin no) thành cloroalcan hoặc bromoalcan. Cơ chế phản ứng xảy ra như sau [105]:
Đối với propane:
Đối với n-butane:
Tương tự, ta có phản ứng xảy ra đối với iso-butane hoặc phản ứng của các alcan này với brom.
Nếu LPG rị rỉ từ đường ống dẫn khí dưới nước sẽ làm xáo trộn trầm tích đáy, gây đục nước, làm tăng hàm lượng hydrocarbon trong nước, cản trở sự hơ hấp và phát triển của các lồi sinh vật sống trong nước [83].
Gía trị thơng số ảnh hưởng tới môi trường và con người của LPG [39] Nhiên liệu ODP(R11 = 1) GWP(CO2 = 1) PRC(CH4 = 1) TLV (ppm)
Propane (C3H8) 0 0 300 1000
Butane (C4H10) 0 0 400 1000
• ODP: Ozone Depleting Potention: Chỉ số làm suy giản tầng ozone;
• GWP: Global Warming Potention: Chỉ số làm nóng địa cầu;
• PRC: Photoreaction Chemique: Chỉ số tham gia phản ứng quang hóa; • TLV: Toxicity Limit Value: Gía trị giới hạn độc hại .
Gây thiệt hại về tài sản
Hình 4.21 giới thiệu tác động tích hợp của sự cố nổ thiết bị chứa LPG gây tác động cơ học, toả bức xạ nhiệt và toả khói gây ơ nhiễm mơi trường.
Thời gian làm hỏng dầm thép khơng có bảo vệ là 5 phút ở điều kiện tia lửa (250 kW/ m2), 10 phút ở điều kiện bể lửa (150 kW/m2) và 30 phút ở điều kiện nhiệt lượng là 37,5 kW/m2. Thời gian làm hỏng đường ống và thiết bị chứa là 5,10 và 60 phút [138].
Hình ảnh tác động tích hợp của sự cố nổ thiết bị chứa LPG
Thiệt hại về tài sản còn do các tác động cơ học do vụ nổ, tác động do quá áp đối với thiết bị, cơng trình…Tổng hợp các thiệt hại tới con người, mơi trường và tài sản do SCMT trong sử dụng LPG gây ra được tổng hợp trong bảng 4.14
Tổng hợp đánh giá thiệt hại của SCMT trong sử dụng LPG Mức độ nghiêm trọng của các tác động Điểm Thiệt hại rất nghiêm trọng Tài sản • Phá hủy tồn bộ tài sản.
• Thiệt hại tính bằng tiền lớn hơn 10 triệu USD 5 Con
người
• Làm tổn thương nặng nhiều hơn 100 người; tử vong nhiều hơn 10 người.
• Nồng độ oxy trong khơng khí dưới 6%: co giật và suy hơ hấp, có thể dẫn đến tử vong ; từ 6÷10%: nơn ói và mất khả năng tự chủ
Hệ sinh thái
• Hồn tồn khơng thể thay đổi được và lập tức phá hủy cuộc sống.
Thiệt hại nghiêm trọng
Tài sản
• Cần từ 1 tháng trở lên để sửa chữa.
• Thiệt hại tính bằng tiền khoảng 10 triệu USD 4 Con
người
• Làm chết từ 1 tới 10 người; tổn thương nặng nhiều hơn 10 người.
ã Nng oxy trong khụng khớ t 12ữ16% s gây thở gấp ;
• Nồng độ hơi LPG trên 1% có thể gây chống nhẹ sau vài phút nhưng khơng gây kích thích lên mũi và họng;
• Các ảnh hưởng của LPG lên da: LPG lỏng phun ra dưới áp suất có thể gây hiện tượng bỏng lạnh. • Vùng da bị bỏng bị phồng giộp và có thể bị hoại
tử.
• Các ảnh hưởng của LPG lên mắt: LPG lỏng bắn vào mắt có thể gây đóng băng tại mắt và gây mù; • Lượng bức xạ nhiệt > 37,5 kW/m2 là giới hạn gây
chết người Nhiệt độ cơ thể tăng tới 40oC có thể dẫn tới mất ý thức;
• Lượng khói chiếm 15% thể tích khơng khí gây khó khăn cho việc thốt hiểm của nguời ;
• Áp suất quá áp 0,2 bar được coi là giới hạn có thể gây chết người
Hệ sinh thái
• Mất đi nguyên tắc cơ bản về lồi, sự tàn phá mơi trường tự nhiên rộng
Thiệt hại nhẹ Tài sản
• Cần một số ngày để sửa chữa.
• Thiệt hại tính bằng tiền: 100.000 USD 3
Con người
• Làm tổn thương nhẹ; mất thời gian làm việc nhiều hơn 12 tháng
• Nồng độ oxy trong khơng khí từ 10÷14% gây mệt mỏi, rối loạn cảm xúc;
• Nồng độ LPG cho phép làm việc lâu dài là 0,25%;
• Lượng nhiệt bức xạ < 5 kW/m2 khơng gây ảnh hưởng đối với người nếu có biện pháp phịng tránh thơng thường.
Hệ sinh thái
• Tạm thời, tổn thất có hại, sự phục hồi trở lại sớm hơn giai đoạn kế tiếp
• Giới hạn thải tối đa cho phép butane vào khơng khí là 2.350 mg/m3
Thiệt hại rất nhẹ
Tài sản
• Cần ít hơn 1 ngày để sửa chữa.
• Thiệt hại tính bằng tiền <100.000 USD 2 Con
người
• Làm tổn thương nhẹ; mất thời gian làm việc ít hơn 12 tháng.
ã Nng oxy trong khụng khớ t 10ữ14% gõy cảm giác mệt mỏi, rối loạn cảm xúc; thấp hơn 18% theo thể tích gây ngạt ;
• Nồng độ dưới 1%, LPG khơng gây triệu chứng đặc biệt;
Hệ sinh thái
• Nhẹ, nhanh, phục hồi tổn thất cho tới rất ít lồi / các phần của hệ sinh thái
Thiệt hại khơng đáng kể
Tài
sản • Thiệt hại về tài sản khơng đáng kể 1 Con
người
• Nồng độ oxy trong khơng khí cao hơn 18% theo thể tích;
• Nồng độ hơi LPG dưới 0,1%; Lượng bức xạ nhiệt lớn hơn 3,5 kW/m2
Hệ sinh thái
• Ảnh hưởng khơng đáng kể tới hệ sinh thái