舰船科学技术  2023, Vol. 45 Issue (9): 69-74    DOI: 10.3404/j.issn.1672-7649.2023.09.015   PDF    
水上危化品运输事故分析及应急处置能力提升研究
郑云亮1, 赵杰超2, 王吉武2, 张英香2, 宋晓华3     
1. 交通运输部救助打捞局,北京 100736;
2. 中国船舶集团有限公司第七一四研究所,北京 100101;
3. 北京交科公路勘察设计研究院有限公司,北京 100191
摘要: 为推进国家水上危化品运输事故应急处置能力建设,系统分析我国水上危化品运输特点,研究水上危化品船舶事故现状及特点。结果表明:我国危化品水路运输的需求量在日益增大,水上突发险情事故中危化品船舶事故所占的比重也在不断增大,液货危化品运输船舶的老旧化、大型化、杂运集装化以及危化品散装多样化问题已成为制约水上危化品运输安全的重要因素;危害性大和易发生二次事故等事故特点和处置危险性高、难度大、专业性强等应急处置要求是制约我国水上危化品应急处置能力快速提升的重要因素。同时,针对当前我国面临的水上危化品运输船舶突发险情应急处置难题,从“人-机-环-管”4个方面指出了加强危化品船舶事故应急救捞体系建设的10条对策建议。
关键词: 水上事故     危化品     应急处置     对策建议    
Analysis of maritime transport accidents of hazardous chemicals and research on the improvement of emergency response capabilities
ZHENG Yun-liang1, ZHAO Jie-chao2, WANG Ji-wu2, ZHANG Ying-xiang2, SONG Xiao-hua3     
1. China Rescue and Salvage of Ministry of Transport of the People's Republic of China, Beijing 100736, China;
2. The 714 Research Institute of CSSC, Beijing 100101, China;
3. JIAOKE Transport Conultants Ltd., Beijing 100191, China
Abstract: To promote the construction of national capacity for emergency response to maritime hazardous chemical transportation accidents, the characteristics of maritime hazardous chemical transportation in China were systematically analyzed, and the current situation and characteristics of maritime hazardous chemical ship accidents were studied as well. The results show that the demand for waterway transportation of hazardous chemicals in China is increasing day by day, and the proportion of hazardous chemical ship accidents in water emergencies is also increasing. The aging, large size, containerization of miscellaneous cargoes and bulk diversification of dangerous chemicals transported by liquid cargo have become important factors restricting the safety of maritime dangerous chemicals transport. Meanwhile, the characteristics of accidents, such as high hazards and prone to secondary accidents, and the requirements for emergency response such as high risk, difficulty, and professionalism have become important factors restricting the rapid improvement of China's emergency response capabilities for maritime hazardous chemicals. In addition, aiming at the current emergency response problems faced by China's maritime hazardous chemical transport ships, 10 countermeasures and suggestions for strengthening the construction of emergency rescue system for hazardous chemical ship accidents were pointed out, from the four aspects of "man-machine-environment-management".
Key words: maritime accident     hazardous chemicals     emergency response     suggestions    
0 引 言

危险化学品(以下简称“危化品”)通常是指具有易燃、易爆、有毒或有害等特性,对人体、设施、环境造成危害的化学品。随着经济全球化进程的加快,国际贸易和国际航运业飞速发展,作为一种最经济运输量最大的运输方式,水上危化品运输承载了大宗货物的运输任务,是支撑石油化工、煤化工和无机化学等工业产业高速发展的重要途径。国家“交通强国”战略的提出,进一步明确了未来中国交通运输发展的目标和任务,推动了水上危化品运输需求的爆发式增长,众多从事危化品运输的船舶在运输途中一旦发生碰撞或泄漏,极有可能引发火灾、爆炸或环境污染等重大灾害事故,危及人民群众的生命、财产和赖以生存的环境安全。

近年来,国内外专家学者在危化品运输方面进行了大量的研究。Erkut等[1]设计了一种人口密集区危化品道路运输管控网,以便于危化品运输管理部门优化危化品运输监管和承运单位合理安排运输路线,降低危化品运输事故风险。Glickman等[2]提出了危化品道路运输最低泄漏风险路线计算模型;Vaezi Aliavaezi[3]提出了一种通过优化轨道基础设施投资降低危化品铁路运输风险的方法;王志霞[4]模拟研究了苯乙烯水上泄漏事故及应急处置技术;蔡少铿[5]研究了引起危化品运输事故的潜在诱因及事故的应急处置措施;谷培枫等[6]分析了导致船舶危化品运输事故的潜在诱因,探讨了事故发生后的应急处置措施。综上可知,关于危化品运输事故的研究主要集中在公路、铁路等陆路运输方面,或聚焦特定种类危化品事故的应急处置研究,而关于水上危化品运输事故特征或应急处置对策的研究十分有限。鉴于此,本文基于对水上危化品运输事故特征和水上危化品船舶事故现状及特点的分析,研究水上应急处置能力提升的对策建议,为事故预防及国家应急救援能力建设提供借鉴指导。

1 我国水上危化品运输特点分析

世界各国对化工产品需求旺盛,据国际化学品安全规划署统计,新研发的化学品正以每年1000~2000种的速度增加,而这些物品中85%以上都具有危险性质。值得关注的是,我国95%以上的危化品涉及异地运输问题[7]

1.1 沿海省际液货危化品船舶特征

2015~2021年我国沿海省际液货危化品船舶数量及吨位变化情况如图1所示。可以看出,油船、危化品船和液化气船的单船载重吨位均呈现明显的上升趋势,除油船数量略有下降之外,危化品船和液化气船数量均呈明显的增加趋势。尤其是2017年之后,包括危化品船舶、液化气船在内的我国液货危化品船逐步呈现出船舶大型化的发展态势。

图 1 2015−2021年我国沿海省际危化品船舶数量及吨位变化情况 Fig. 1 Changes in the number and tonnage of inter-provincial hazardous chemical ships along the coast of China from 2015 to 2021

2015~2021年我国沿海省际液货危化品船舶中老旧船舶占比变化情况如图2所示。可以看出,我国沿海省际油船、危化品船和液化气船中船舶老旧(船龄12年以上)的问题日益严重,危化品船和液化气船中需特检船舶(船龄26年以上)的占比日益增大。

图 2 2015−2021年我国沿海省际危化品船舶中老旧船舶占比变化情况 Fig. 2 Changes in the proportion of old ships in my country's coastal inter-provincial hazardous chemical ships from 2015 to 2021

截至2021年12月31日,我国沿海液货危险品船运力情况如表1所示[8]。沿海省际油船共计1224艘,平均船龄为10.8年。其中,具有12年以上船龄的老旧船舶和达到特检船龄的船舶占比约38.6%;正在营运的284艘沿海省际化学品船的平均船龄为11.2年,具有12年以上船龄的老旧船舶和达到特检船龄的船舶占比高达48.6%。而沿海省际液化气船老旧化问题更为严重,正在营运的77艘沿海省际液化气船平均船龄为13.7年,具有12年以上船龄老旧船和达到特检船龄的船舶占比57.2%。

表 1 2021年我国沿海液货危险品船运力情况 Tab.1 Shipping capacity of dangerous goods ships in China's coastal liquid cargo in 2021

水上危化品运输总载重吨和船舶平均载重吨的持续增加,表明危化品水路运力的需求量在不断增大。而老旧船舶和需特检船舶比重的增加,势必加剧水上危化品运输的安全风险。同时,危化品船舶的大型化发展必然导致船舶操纵性能的下降和对操作环境要求的提升,也导致危化品运输事故后果严重性明显上升。伴随船舶平均吨位的增大,每航次船舶载运危化品货物的种类和数量也会相应增大,最终增加了运输系统安全管理的复杂性。综上,船舶老旧化、船舶大型化已成为制约水上危化品运输安全的重要因素。

1.2 沿海危险货物运输特征

为进一步深入分析我国水上危化品运输特点,选取山东、江苏、上海、浙江和福建5个重点水域,系统分析2021年我国沿海危险货物进出港情况。图3为散装危险货物和包装危险货物进出港总量占比情况。可以看出,各水域危险货物运输均为以散装运输方式为主。图4为装载不同类型散装危险货物的船舶进出港艘次占比情况。可以看出,不同水域装载不同类型散装危险货物的船舶进出港艘次差异明显,不同类型的散装危险化学品在特定的水域均可能保持较高的运输量,表明散装危险货物的多样化已成为当前水上危化品运输的现状。

图 3 部分重点水域散装与包装危险货物进出港量占比 Fig. 3 Proportion of bulk and packaged dangerous goods entering and leaving ports in some key sea areas

图 4 部分重点水域装载不同类型散装危险货的物船舶进出港艘次占比 Fig. 4 Proportion of ships entering and leaving ports carrying different types of bulk dangerous goods in some key sea areas

图5为山东水域2021年不同类型危险货物的进出港载重量和装载不同类型危险,货物的船舶进出港艘次所占比例对比情况。可以看出散装危险货物的运输量所占比例明显高于装载对应危险货物的船舶进出港艘次所占的比例,而包装危险货物的运输量所占比例明显低于装载对应危险货物的船舶进出港艘次所占的比例,表明包装危险货物的杂运集装化现象十分普遍。相比于散装液化品和散装液化气,散装固体和散装油类是造成散装危险货物运输量所占比例明显高于装载对应危险货物的船舶进出港艘次所占比例的两大关键因素,表明散装油类和散装固体危险货物运输船舶的大型化更为明显。

图 5 山东水域散装与包装危险货物进出口量占比 Fig. 5 Proportion of import and export volume of bulk and packaged dangerous goods in Shandong sea area
2 水上危化品船舶事故分析 2.1 水上危化品船舶事故情况

据中国海上搜救中心全国水上突发险情数据统计,近年来,在我国管辖海域平均每年突发险情近2000次,造成1600余艘船舶、1.4万余人遇险,严重危及了人民群众的生命财产安全[9]。伴随着危化品水上运输需求的激增,我国水上危化品船舶事故时有发生。以2016−2020年水上危化品运输事故为例,如图6所示,全国水上危化品船舶事故数量在全国总事故数量的占比情况逐年上升,即在水上应急救援事故中危化品船舶事故应急救援处置数量的比重在不断增大。

图 6 2016−2020年水上危化品船舶事故占比 Fig. 6 Proportion of accidents on ships with hazardous chemicals on water from 2016 to 2020

图7所示,2016−2020年间全国水上危化品船舶的事故中,危化品船舶在碰撞、触碰、搁浅、火灾/爆炸等事故均有发生。其中危化品船舶发生碰撞事故的数量最多,约占总数的50%,其后依次是触碰、搁浅、火灾/爆炸等事故。碰撞、触碰、搁浅等事故都易引起危化品污染物泄漏,造成环境污染,甚至引发火灾爆炸等二次事故。

图 7 2016−2020年间水上危化品船舶事故种类占比 Fig. 7 Proportion of types of hazardous chemical ship accidents on water from 2016 to 2020
2.2 水上危化品船舶事故特点

结合近年来水上危化品运输船舶事故情况,水上危化品运输船舶事故具有危害性大、易出现二次事故、社会影响面广等特点。

1)危害性大

水上危化品事故常伴随着火灾、爆炸、有毒、腐蚀性、辐射等一列危害性情况,对人体有伤害,对环境易会造成严重污染,且易引起巨大的经济损失。危化品的易燃易爆性,可能产生很多次生伤害,也容易引发巨大灾难事故。

2)易出现二次事故

因危化品自身特性,危化品运输船舶事故易出现二次事故,且易出现多类事故并发场景。危化品泄漏后,除遇火源易起火引发火灾外,不同危化品遇水、遇空气等也易引发火灾,在封闭环境下进而引发爆炸事故,受爆炸影响又加大危化品货物泄漏,形成二次事故。

3)社会影响面广

水上危化品运输具有运输运量大的特点,加之危化品理化性质的特殊性,危化品运输船舶事故容易引发巨大灾难性事故,对人员、船舶、社会环境都易带来巨大影响,对国内社会民生和国际社会上都易引发重大影响。

2.3 水上危化品应急处置的特殊性

水上危化品事故常伴随着火灾、爆炸、有毒、腐蚀性等一列危害性情况,水上危化品事故应急救助作业涉及船舶运输、化工、消防、医疗、搜救等专业领域知识,是一个涉及人、船舶、货物、环境和管理等多种因素的复杂的综合系统工程,水上危化品应急处置相较于其他事故具有很强的特殊性。

1)处置危险性高

危化品船舶失事时通常伴随着火灾、爆炸、有毒(有害)气体泄漏等事故的发生,事故船舶舱内空气有害因素通常包含缺氧、富氧、有毒污染物、可燃性污染物等,应急处置中有太多的风险因素,且存在同时并发和二次事故特点,应急处置危险性高。

2)处置难度大

水上危化品运输方式多样,事故救援情况复杂,救助应急处置难度较高。船载危化品运输方式有包装运输(集装箱,件杂货,少量运输)、罐柜运输(集装箱储罐)、散装运输(液态散货船,运量大)等形式,尤其是加压罐体方式运输的危化品救助难度大,造成的事故损害大。危化品种类多,事故场景多样,处置作业内容复杂繁多,不同运输船船舶,不同性质的危化品事故及事故现场水文气象条件,均会影响处置过程,在众多因素影响下,水上危化品处置难度大。通常情况下危化品船舶事故存在泄漏、起火,爆炸等并发场景,灭火、过驳、堵漏、拖航等救助措施需同时考虑实施,救助处置难度大。

3)处置要求专业度高

危化品货物理化性质复杂多样,各类货物的处置,都需要专业的设施设备、专业的技术手段、专业的处置方法,处置要求专业度极高。如针对危化品事故船舶的拖带作业,除了考虑基本的拖带作业要求外,还需要考虑取消静电、持续测氧测爆、检测泄漏物浓度、冷却降温作业,必要时要考虑船舶人员及时撤离至安全区域等,都需要专业的技术手段和处置方法。

3 危化品运输事故应急救援能力提升对策建议

针对当前我国水上危化品运输面临的突发险情应急处置难题,可以从“人-机-环-管”4个方面加强危化品船舶事故应急救捞体系建设,提升水上危化品运输事故的应急处置能力。

3.1 强化理论知识与技能培训,打造高精尖人才队伍

1)统筹建设危化品应急处置专业队伍

目前我国水上危化品处置专业队伍建设尚处于起步阶段,专业化的危化品处置队伍力量占比较低,交通运输部救捞系统现有危化品救援技术队员针对水上危化品事故应急处置主要开展消防灭火、人员搜救等基础性处置工作,在涉及有毒、有害危化品泄漏堵漏、回收处置、巨大火灾爆炸及人员搜救、船舶翻扣处置等方面缺乏专业化训练,技术手段和技能水平无法满足水上危化品救助处置的需要,亟需重点加强救助人才培养,特别是高层次的管理指挥人才、高素质的技术人才和高技能的专业人才,结合水上危化品运输现状,掌握常见水上运输危化品的物理化学属性,借助专业训练设备设施模拟相关事故场景,熟悉相关应急处置措施,建设一支结构合理、素质优秀、能力突出的水上应急救捞高精尖人才队伍。

2)强化应急处置专业训练设施设备建设

当前水上危化品处置训练主要是在现有基础救援训练基础上,利用消防训练中心等危化品处置设施设备开展基础理论及基本处置技能训练,缺乏针对水上危化品应急处置的综合性专业化训练设施设备,主要依靠在实际事故救援处置过程中的经验积累,根本无法满足突发事件对救援人员技能水平提升和经验积累的需要。鉴于此,救捞系统亟需在全国针对性建设水上危化品应急处置的专业化训练基地,重点加强水上危化品堵漏回收应急处置、危化品火灾爆炸应急处置、危化品事故船舶进舱搜救处置等专业训练设施设备的研建。

3.2 优化专业救助船舶装备配置,推进装备体系升级

1)加强水上危化品应急装备建设

近年来,水上危险货物运输船舶的大型化趋势日趋明显,水上危化品船舶事故数量日益攀升,当前我国救捞系统仅有1艘大型专业溢油回收船,尚无专业危化品应急处置船下水,相比于每年数千种通过水路运输的危化品和动辄载重数十万吨的油船,水上危化品应急处置装备缺乏的问题十分凸显[9]。加强大中型专业溢油回收船、专业危化品应急处置船的研建与部局,实现各重点水域专业救助船舶装备的全覆盖,建设水上运输危化品信息数据库和应急救援辅助决策系统,提升水上危化品运输的信息化水平已成为建设现代化专业救捞体系的必然选择。

2)开展深远海环境救助技术与装备研发

我国拥有四大海域,其中南海是关键的全球贸易和能源运输通道,平均水深1 212 m,一旦出现危化品运输船舶翻沉等险情事故若得不到及时有效的应急处置将给海洋环境带来巨大的灾难。同时,海底油气管道,作为海洋油气生产系统的“生命线”,安全风险更是不容忽视。鉴于此,开展深远海环境救助技术与装备研发具有重要的现实意义。一是研发高海况下海面溢油扩散及回收基础理论、大规模海面溢油回收技术与装备;二是为大型溢油回收船配套建设深海沉船残油加热回收系统,对接ROV水下协同抽油开孔装备,实现沉船存油加热回收;三是研建深海管线应急抢险系统,实现深海管线的快速检测和堵漏,以提升海底油气管线应急处置能力。

3.3 强化国内国际协作联动,优化救捞作业环境

1)完善跨行业跨区域合作机制

目前我国水上应急搜救的区域合作机制已初见成效,应继续深化区域间水上搜救协调合作机制,建立更加高效快捷的跨区域水上搜救联系渠道,进一步提高跨区域海上搜救行动的效率。在国家海上搜救部际联席会议制度框架内,强化跨部门、跨区域、中央和地方、沿海和内陆之间的协同融合,形成协同高效的应急联动格局。同时,近年来邻海、界河危化品运输船舶遇险事故时有发生,应积极探索与邻国水上搜寻救助合作的新模式,提高跨国界水上搜寻救助的协调能力和应急反应能力。

2)充分调动社会救助力量参与救助工作

社会救助力量是水上应急救助的重要力量,在历次水上危化品运输事故应急处置中均发挥着不可或缺的作用,应进一步完善救助志愿者队伍配套机制,建立健全志愿者服务的法律法规,明确志愿者的相关权利和义务,对志愿者在提供水上搜救志愿服务时提供必要的物资和安全保障,形成对水上搜救志愿者给予补偿和奖励的机制,充分保障救助志愿者权益。

3)深化军民协同发展战略落实

完善水上军民协同联动机制,加强军地规划对接,加强设施资源共享,加强水上联合搜救能力建设,推进战略通道和海外支点合作建设,高效执行特殊重大专项保障任务,加强科技创新和海洋领域信息化协同开发、应用共享。

4)深化国际交流合作

南海作为重要的国际贸易和能源运输通道,是救捞系统关注的重点水域之一,应完善双边或多边海上救助打捞国际合作机制,在南海各方行为宣言(DOC)框架下,开展中国与东盟国家海上救捞合作,继续深化与港澳台搜救消防机构的合作。同时,创新水上救捞合作模式,搭建交流互通平台,建立水上救捞力量交流合作机制,广泛开展应急救助和抢险打捞技术研讨,加强信息资源共享,共同提升应急救捞理念和技术水平。

3.4 加强应急联动体系建设,深化救助一体化管理

1)优化救助指挥协作机制

已发生事故表明,水上危化品运输事故多具有时间紧迫,处置危险性高、难度大、专业性强的特点,这对事故应急处置的应急响应和应急指挥提出了更高的要求。因此,应进一步完善综合救助基地功能,可调派大型专业救助船舶搭载应急救助队及相关装备赴各重点水域值班待命,优化动态待命值班制度和救助指挥流程,促进水面船舶救助、空中飞行救助及水下应急打捞的深度协同,切实实现陆海空天一体化作业。同时,应根据应急需求,调派船载救助直升机随船开展值班待命,形成高效处置水上突发事件的整体合力。

2)完善海事救捞巡航救助协作机制

交通运输部下属的北海、东海、南海救助局和3个打捞局等救捞系统的专业救助力量和山东、上海、广东等交通运输部直属海事局是我国水上应急救助的核心力量[10],应深化沿海空中巡航救助联动机制建设,完善救捞系统各救助局、打捞局与交通运输部各直属海事局的巡航救助联动工作,积极推动全海域全面铺开,实现交通运输部部属资源共建共享、优势互补。探索建立空中水上巡航救助长效机制和一体化新模式,进一步提高水上巡航救助能力。

4 结 语

1)通过对我国水上危化品运输特点的分析发现,我国危化品水路运输的需求量在日益增大,液货危化品运输船舶的老旧化、大型化、杂运集装化以及危化品散装多样化问题已成为制约水上危化品运输安全的重要因素。

2)基于对水上危化品船舶事故现状及特点的分析指出,近年来水上突发险情事故中危化品船舶事故所占的比重在不断增大,而危害性大和易发生二次事故等事故特点和处置危险性高、难度大、专业性强等应急处置要求导致水上应急处置主要集中开展基础性处置工作,已成为制约我国水上危化品应急处置能力快速提升的重要因素。

3)结合当前我国面临的水上危化品运输船舶突发险情应急处置难题,本文从“人-机-环-管”4个方面指出了加强危化品船舶事故应急救捞体系建设的10条对策建议,为提升我国水上危化品运输事故的应急处置能力提供借鉴参考。

参考文献
[1]
ERKUT E, ALP O. Designing a road network for hazardous materials shipments[J]. Computers & Operations Research, 2007, 34(5): 1389−1405.
[2]
GLICKMAN T S, SONTAG M A. The tradeoffs associated with rerouting highway shipments of hazardous materials to minimize risk[J]. Risk Analysis, 2010, 15(1): 61−67.
[3]
VAEZIALIAVAEZI B. CAVERMAMANISHMVERMA M. Exploring an infrastructure investment methodology to risk mitigation from rail hazardous materials shipments[J]. Logistics, Supply Chain, Sustainability and Global Challenges. 2021, 12(1): 1−16.
[4]
王志霞. 船舶运输危险化学品水上泄漏应急处理研究[J]. 中国水运(下半月), 2013, 13(7): 5−6.
[5]
蔡少铿. 危险化学品运输中的安全问题[J]. 中国安全科学学报, 2004(2): 14−17.
[6]
谷培枫, 尹磊. 船载危险化学品运输中的安全问题[J]. 航海技术, 2006(2): 22−23.
[7]
任常兴. 基于风险分析的危险品道路运输路径优化方法研究[D]. 天津: 南开大学, 2007.
[8]
中华人民共和国交通运输部. 2021年沿海省际货运船舶运力分析报告[EB/OL]. (2022-03-02) [2022-06-10]. https://xxgk.mot.gov.cn/2020/jigou/syj/202203/t20220302_3643952.html.
[9]
赵杰超, 金浩, 陈健, 等. 水上应急救援关键装备技术现状与发展[J]. 中国机械工程, 2022, 33(4): 432−451.
[10]
赵杰超, 金浩, 张英香, 等. 水上应急救援辅助决策系统构建研究[J]. 舰船科学技术, 2021, 43(21): 168−172.