Informacje o przebiegu i skutkach wybranych poważnych awarii

 

Informacje o przebiegu i skutkach wybranych poważnych awarii


Jednym z istotnych zagrożeń, występujących szczególnie w państwach uprzemysłowionych, są zagrożenia poważnymi awariami przemysłowymi, które często mogą mieć katastroficzne skutki. Są to awarie w obiektach technologicznych lub magazynowych, w których znajdują się duże ilości niebezpiecznych dla zdrowia i życia oraz dla środowiska substancji chemicznych, w wyniku których następuje ich uwolnienie do otoczenia, wybuch lub pożar.

Poniżej przedstawiono najbardziej istotne informacje o przebiegu i skutkach wybranych poważnych awarii przemysłowych, opracowane na podstawie licznych wiarygodnych (w większości przypadków oficjalnych) materiałów źródłowych. Omówione przykłady awarii związanych z niebezpiecznymi substancjami chemicznymi obejmują największe w historii katastrofy przemysłowe oraz awarie, które stanowią przykłady typowych scenariuszy, jeśli chodzi o ich przebieg oraz rodzaj powodowanych skutków


Flixborough, Wielka Brytania, 1 czerwca 1974 r.

Awaria wydarzyła się w zakładach chemicznych Nypro Ltd, Flixborough (niedaleko od Scunthorpe), produkujących głównie kaprolaktam - surowiec do wytwarzania nylonu. Z pękniętego 20-calowego rurociągu uwolniło się około 80 t gorącego (155°C) ciekłego cykloheksanu, znajdującego się pod ciśnieniem 8 barów. Utworzona mieszanina par cykloheksanu i powietrza spowodowała eksplozję o sile równoważnej wybuchowi 30 t TNT.

W wyniku katastrofy śmierć poniosło 28 pracowników zakładu, 36 pracowników odniosło obrażenia, kilkaset osób, poza terenem zakładu, zostało dotkniętych różnymi skutkami wybuchu, w tym 53 osoby doznały ciężkich obrażeń ciała. Zakład został całkowicie zniszczony (w promieniu ok. 5 km), poza jego terenem również wystąpiły znaczne zniszczenia. Straty materialne oszacowano na kwotę 110 mln ECU.

Pierwotna przyczyna awarii nie jest do końca wyjaśniona; istnieją w tej sprawie następujące hipotezy: rozerwanie 20-calowego rurociągu zapoczątkowane małym pęknięciem, pęknięcie innego rurociągu (8 cali) i mały pożar lub wybuch, wcześniejsze uszkodzenie innej części instalacji, wybuch w rurociągu powietrza zasilającego reaktor.

Katastrofa we Flixborough spowodowała, że zagadnienia zapobiegania awariom, analizy ryzyka i zagrożeń stały się przedmiotem zainteresowania władz oraz środowisk inżynierskich i naukowych w Wielkiej Brytanii. Powołano specjalny komitet doradczy. Rozwinięto prace organizacyjne i badawcze z tej dziedziny, doprowadzono do uchwalenia aktów prawnych dotyczących zarządzania zagrożeniami awariami przemysłowymi.


Seveso, Włochy, 10 lipca 1976 r.

W zakładach chemicznych ICMESA, znajdujących się w Meda, na przedmieściu Seveso (20 km od Mediolanu), w wyniku gwałtownego wzrostu ciśnienia otworzył się zawór bezpieczeństwa reaktora do produkcji 2,4,5-trichlorofenolu (TCP), co stało się przyczyną uwolnienia około 2 ton gorących substancji chemicznych.

W dniu poprzednim, 9 lipca, w reaktorze był prowadzony proces produkcji TCP; znajdowało się tam 3235 kg glikolu etylenowego, 609 kg ksylenu, 2000 kg tetrachlorobenzenu, 110 kg sody kaustycznej (w płatkach); zawartość podgrzano do temperatury reakcji z użyciem pary o parametrach: ciśnienie - 9 barów, temp. - 190°C. Proces został zakończony w nocy. Pozostałości oddestylowano (ksylen i glikol). Następnego dnia rozwinęła się w reaktorze nieoczekiwanie reakcja egzotermiczna, której towarzyszył gwałtowny wzrost temperatury i ciśnienia. Temperatura osiągnęła prawdopodobnie ok. 400 °C - w tych warunkach mogło wytworzyć się ciśnienie zdolne do rozerwania zaworu bezpieczeństwa.

W utworzonej chmurze chemikaliów znajdowało się około 2 kg 2,3,7,8- tetrachlorodibenzoparadioksyny (TCDD), jednej z najbardziej toksycznych substancji chemicznych (ok. 0,1 mg dioksyny stanowi dawkę śmiertelną dla człowieka i oddziałuje drogą pokarmową, przez inhalację oraz przez skórę). Około 1500 ha gęsto zaludnionego obszaru zostało skażone, w sierpniu 1976 r. ewakuowano 730 osób, około 700 mieszkańców zostało poszkodowanych w wyniku zatrucia, wiele zwierząt zginęło, tereny - licznych w tym regionie - przedsiębiorstw zostały skażone (ok. 40 zakładów), a wielkie obszary na wiele lat (ok. 10) skażone i wyłączone z gospodarki rolnej. Straty materialne oszacowano na kwotę 72 mln ECU.

Awaria w Seveso była bezpośrednim impulsem do opracowania, i przyjęcia w 1982 r. przez Wspólnotę Europejską, Dyrektywy 82/501/EWG.


San Juanico - Ixhuatepec k. Meksyku, Meksyk, 19 listopada 1984 r.

Jedna z największych i najtragiczniejszych w skutkach eksplozji gazu na świecie. Miasto Meksyk, liczące ponad 16 mln mieszkańców, zużywa wielkie ilości gazu. Wokół miasta znajduje się kilka magazynów gazu. W magazynach w San Juanico - Ixhuatepec, na przedmieściach Meksyku, w 48 poziomych zbiornikach cylindrycznych oraz wielkich zbiornikach (2400 i 1500 m3) sferycznych magazynowano LPG (Liquid petroleum gas) - ciekły gaz, który zazwyczaj składa się z 80% butanu i 20% propanu. Ten rodzaj gazu używany jest głównie do zaspokajania potrzeb bytowych mieszkańców Meksyku.

Przyczyną inicjującą katastrofę było - wg najbardziej prawdopodobnego scenariusza - pęknięcie nadziemnego, 8-calowego rurociągu zasilającego, na co wskazywały zakłócenia zarejestrowane w przepompowni odległej o ok. 40 km. Snująca się w warstwie przyziemnej powietrza chmura gazu (propan - butan jest cięższy od powietrza), zapalając się od pochodni, która spalała nadmiar gazu, spowodowała dalsze katastrofalne zdarzenia. Pod wpływem wysokiej temperatury powstały uszkodzenia zbiorników oraz katastrofalne wybuchy: 15 spośród 48 cylindrycznych zbiorników (każdy o masie własnej ok. 20 t) zmieniło się w pociski i przemieściło na odległość ponad 100 m, niektóre nawet 1000 - 1200 m, co powodowało zniszczenia poza terenem zakładu. Cztery wielkie (1500 m3) zbiorniki sferyczne przestały istnieć w wyniku wybuchu BLEVE (Boiling liquid expanding vapour explosion - eksplozja rozprężającej się pary wrzącej cieczy). Powstały kule ogniste (o średnicy 200-300 m, czas trwania - ok. 20 s), którym towarzyszyły silne promieniowanie termiczne, gwałtowna siła podmuchu oraz odłamki i - przemieszczające się na dużą odległość - płonące krople gazu („deszcz ognia”).

W wyniku katastrofy zginęło około 550 osób, ponad 2000 odniosło ciężkie poparzenia i inne urazy, 60 000 mieszkańców zostało ewakuowanych. Straty materialne i środowiskowe powstałe w wyniku pożaru i wybuchu około 12 000 m3 LPG były ogromne, również na skutek mechanicznych oddziaływań fragmentów zbiorników (np. 10-40. tonowe fragmenty zbiorników cylindrycznych, wskutek BLEVE, pokonały dystans 100-890 m).


Bhopal, Indie, 3 grudnia 1984 r.

Była to jedna z najtragiczniejszych chemicznych katastrof przemysłowych. Jej przebieg, polegający na uwolnieniu do atmosfery dużych ilości niebezpiecznych, toksycznych substancji chemicznych, nie spowodował dramatycznych zniszczeń fizycznych w zakładzie i w środowisku. Natomiast liczba ofiar śmiertelnych i ciężko poszkodowanych była ogromna - pod tym względem była to największa katastrofa na świecie.

Zakłady w Bhopalu, należące do koncernu Union Carbid, produkowały insektobójczy carbaryl, znany pod handlową nazwą Sevin, oraz podobny środek - Temik. W pierwszej fazie działalności zakładu, począwszy od 1977r., Sevin i Temik były produkowane na bazie importowanego z USA izocyjanku metylu (MIC) - substancji zaliczonej do wysoko toksycznych. Od 1980 r. w Bhopalu uruchomiono również produkcję MIC. Zdolność wytwórcza zakładu wynosiła 5000 t/rok obu tych insektycydów.

Przyczynami katastrofy były:

  • fakt zbudowania zakładu używającego i magazynującego wielkie ilości bardzo toksycznych gazów i lotnych cieczy na gęsto zaludnionym obszarze (Bhopal liczy ok. 700 tysięcy mieszkańców)
  • likwidacja, 5 - 6 miesięcy przed katastrofą, pierwotnie stosowanego systemu chłodzenia zbiorników MIC o pojemności 57 m3 (w zakładach amerykańskich do chłodzenia stosowany jest chloroform).


Chłodzenie i odpowiednia izolacja zbiorników są niezwykle istotne: przy niskich temperaturach (0 °C i niższych) silnie egzotermiczne procesy polimeryzacji lub hydrolizy MIC są mało prawdopodobne; w temperaturze powyżej 15 °C mogą następować z niedużą prędkością, jednak wskutek ich egzotermiczności i braku odpowiedniego chłodzenia lub przy dostępie wody ulegają niekontrolowanemu przyspieszeniu, co może doprowadzić do awarii.

Taki właśnie przebieg zdarzeń doprowadził do awarii. Licznych zwolenników miała też teza o wprowadzeniu do zbiornika wody, w wyniku sabotażu lub nieszczelności zaworu. Na skutek zachodzących procesów polimeryzacji lub hydrolizy MIC nastąpił prawdopodobnie wzrost temperatury do ok. 200 °C w piku; wzrost ciśnienia nie spowodował rozerwania zbiornika i rurociągów (po katastrofie były one szczelne). Nagrzanie zaworów spowodowało natomiast pęknięcia betonu - przez powstałe nieszczelności zostało uwolnione do atmosfery około 30 ton par izocyjanku metylu w ciągu około jednej godziny, zanim wyciek został opanowany.

Skutki tej katastrofy to około 16 000 ofiar śmiertelnych i około 100 000 osób z ciężkimi przypadkami utraty zdrowia. Ewakuacja około 200 000 osób zapobiegła jeszcze bardziej tragicznym skutkom tej katastrofy.


Schweizerhalle, Bazylea, Szwajcaria, 1 listopada 1986 r.

W magazynach znanej firmy Sandoz, w których znajdowało się około 680 ton pestycydów, nastąpił pożar. Zanieczyszczona pestycydami bazie rtęci oraz cynku a także fosforoorganicznymi insektycydami (dichlorvos, disulfoton, parathion i inne) woda użyta do gaszenia pożaru spłynęła systemem kanalizacyjnym do Renu. Masa tych substancji, które przedostały się do Renu, wynosiła od 5 do ok. 20 ton.

Skutki tej awarii były nadzwyczaj poważne: życie biologiczne w Renie zostało zniszczone na około 400 km długości rzeki; ujęcia wody dla wodociągów w Niemczech i w Holandii zostały zamknięte; na francuskim brzegu rzeki została całkowicie zlikwidowana związana z Renem działalność gospodarcza oraz turystyka.


Baia Mare, Rumunia, 31 stycznia 2000 r.

Topniejący śnieg po bardzo obfitych opadach uszkodził obwałowania osadników i zbiorników szlamów poflotacyjnych w kompleksie wydobywczo-produkcyjnym złota Aurul. Odpady zawierające duże ilości cyjanidów przedostały się do Cisy a następnie do Dunaju, powodując poważną dewastację środowiska wodnego.


Enschede, Holandia, 13 maja 2000 r.

W magazynach Zakładów SE Fireworks, znajdujących się w gęsto zabudowanym obrębie miasta Enschede nastąpił pożar oraz wybuch materiałów pirotechnicznych.

Liczba ofiar śmiertelnych tej katastrofy wyniosła 20 osób; około 1000 osób doznało obrażeń, setki budynków (ok. 600) zostało zniszczonych lub uszkodzonych.


Tuluza, Francja, 21 września 2001 r.

Seria wybuchów miała miejsce w zakładach AZF firmy Grande Paroisse, w obiekcie magazynowym azotanu amonu, gdzie znajdowało się około 400 t tego produktu. Liczba ofiar śmiertelnych – 30 osób, w tym 8 na zewnątrz zakładów, ok. 2500 rannych, w tym 30 bardzo ciężko, z których 1 osoba zmarła, poważne straty materialne (ok. 1,5 mld euro). Siła wybuchu wyniosła 20 – 40 ton TNT.



Texas City, Stany Zjednoczone, 23 marca 2005 r.

Katastrofa wydarzyła się w największej (wielkość przerobu: 460 000 baryłek ropy dziennie – 1 baryłka = 159 l), rafinerii ropy naftowej koncernu BP International, produkującej m.in. około 11 mln galonów benzyny dziennie (1 galon amer.= 3,785 l).

Katastrofa miała miejsce na wydziale izomeryzacji wytwarzającym wysokooktanowe dodatki do benzyny bezołowiowej i objęła instalację separatora rafinatu oraz instalację odparowania węglowodorów. Instalacja separatora została zatrzymana planowo w dniu 21 lutego, w celu konserwacji. Po jej zakończeniu rozpoczęto przygotowania do rozruchu. Wykonano próby ciśnieniowe przy pomocy azotu, a następnie sprawdzono przyrządy kontrolno-pomiarowe. Jak się później okazało, przed rozruchem nie sprawdzono przyrządów pomiarowych wieży odparowywacza, co było wymagane przez procedury.

Podczas uruchomienia instalacji separatora wystąpiły nieprawidłowości, które spowodowały zakłócenia kontroli poziomów napełnienia; ponadto w centralnej sterowni w wyniku roztargnienia popełniono błędy. Nastąpiło przekroczenie poziomów alarmowych, nadmierny wzrost temperatury, utrata kontroli nad parametrami procesowymi, co doprowadziło do gwałtownego parowania, wzrostu ciśnienia, wyrzutów rafinatu (gejzery) i w konsekwencji – do eksplozji oraz pożaru.

Śmierć poniosło 15 osób, liczba rannych – ponad 170. Większość ofiar śmiertelnych oraz osób rannych znajdowała się w jednej z kilku pakamer oraz obok niej. Zostały one zlokalizowane tam czasowo dla potrzeb podwykonawców. Instalacje separatora i odparowania węglowodorów zostały zniszczone.


Jak wiadomo, poważne awarie występują bardzo często w transporcie niebezpiecznych substancji chemicznych oraz materiałów. Chodzi tu o przesył substancji rurociągami oraz ich przewozy naziemnymi (transport samochodowy i kolejowy, w szczególności w cysternach) i wodnymi środkami transportu. Najbardziej liczne poważne awarie chemiczne występują w transporcie samochodowym. Skutki większości takich awarii nie są wielkie i mają zasięg lokalny.

Jednakże mogą one mieć bardzo poważne i ciężkie skutki, szczególnie w razie wystąpienia awarii w obszarach zwartej zabudowy mieszkalnej oraz w przypadku przedostania się niebezpiecznych substancji do cieków wodnych. Dowodzą tego m.in. przykład „transportu skutków” rzeką na ogromne odległości (omówiona powyżej awaria w Schweizerhalle) oraz przedstawione poniżej przykłady awarii. Łatwo sobie wyobrazić ogrom i ciężkość skutków podobnych awarii, gdyby zdarzyły się one na obszarze zwartej zabudowy miejskiej.


Los Alfaques, Hiszpania, 1978 rok.

Cysterna przewożąca propylen rozpadła się na trzy części w czasie przejazdu w pobliżu miejsca kempingowego nad morzem. Cysterna zawierała 23 tony skroplonego propylenu, chociaż dopuszczalna ładowność wynosiła tylko 19 ton. Ponadto zbiornik nie był wyposażony w urządzenie upustu ciśnienia.

Zginęło 277 osób a 67 zostało rannych, głównie były to osoby przebywające na kempingu. Została zniszczona dyskoteka i mniejsze budynki wokół kempingu. Wiele domów mieszkalnych zostało uszkodzonych. Uległy uszkodzeniu 74 pojazdy mechaniczne, z których 23 zostało całkowicie zniszczonych. Bezpośrednią przyczyną ofiar śmiertelnych, obrażeń i zniszczeń była eksplozja chmury par substancji palnej(VCE) lub BLEVE.


Asza-Ufa, okolice Uralu, b. ZSRR (Rosja), 1989 rok.

Eksplozja rurociągu gazu ziemnego nastąpiła w chwili, gdy dwa pociągi osobowe, przewożące około 1200 pasażerów koleją transsyberyjską między Aszą a Ufą mijały się w pobliżu rurociągu. W wyniku emisji gazu z rurociągu utworzyły się miejsca o znacznym jego stężeniu. Iskry kół przejeżdżających pociągów były źródłem zapłonu.

Zginęło około 645 osób, a drugie tyle doznało obrażeń. Ustalono, że w 1985 roku koparka uszkodziła rurociąg, co z upływem kilku lat doprowadziło do znacznego rozszczelnienia rurociągu i ostatecznie do katastrofy.

Viareggio, Włochy, 29/30 czerwca 2009 r.

Poważna awaria miała miejsce przed północą niemal w środku miasta, gdzie przebiegają tory kolejowe. W pociągu towarowym, składającym się z czternastu wagonów-cystern przewożących LPG, prawdopodobnie wskutek pęknięcia osi w jednym z wagonów, doszło do wykolejenia tego oraz kolejnych trzech wagonów-cystern. Uderzyły one w budynki stojące w pobliżu torów; dwie cysterny eksplodowały, powodując zniszczenia oraz pożar. Według doniesień prasowych, pożar ogarnął 10 domów, dwa budynki od razu się zawaliły. Zniszczonych zostało wiele zabudowań w promieniu 300 m. W wyniku katastrofy śmierć poniosły 22 osoby, a 33 zostały ranne, ewakuowano około tysiąca osób, około 100 osób pozostało bez dachu nad głową.

Sange, DR Konga (Kinszasa), 2  lipca 2010 r.

W miejscowości Sange (ok. 50 000 mieszkańców),  znajdującej się niedaleko granicy z Burundi, około 70 km od miasta Bukavu,  stolicy prowincji Sud-Kivu, przewróciła się na pobocze cysterna samochodowa,  jadąca z Tanzanii, przewożąca ok. 50 000 litrów benzyny. W wyniku  rozszczelnienia nastąpił intensywny wyciek benzyny. W pobliżu, w prowizorycznym  kinie ludzie oglądali transmisje meczów piłkarskich mistrzostw świata. Duża  liczba ludzi zamiast uciekać, zebrała się w przy przewróconej cysternie, aby  zebrać i odzyskać wyciekające paliwo. Kilka minut później nastąpił zapłon oraz  wybuch i ogień zaczął się błyskawicznie rozprzestrzeniać. Jak stwierdziły  władze, nikt nie wyszedł stamtąd żywy. Niektórzy ludzie spłonęli żywcem na  miejscu, inni zginęli dosięgnięci przez płomienie podczas próby ucieczki. Ogień  zniszczył kilkanaście domów. Wielu mieszkańców w tej okolicy żyje w domach z  liści spojonych gliną. Liczba ofiar śmiertelnych – ponad 230 osób, liczba  rannych wyniosła 214. Według niektórych źródeł zginęło około 60 dzieci.
Nie jest do końca jasne, co spowodowało  tragiczny wypadek. Jak mówią świadkowie zdarzenia, jadąca w konwoju cysterna  zachwiała się na nierównej drodze i przewróciła. Większość dróg w Afryce  centralnej jest w fatalnym stanie po ciągłych wojnach.
 
Podobne zdarzenia w Afryce.
 
Warto zwrócić uwagę na fakt częstego występowania w  Afryce podobnych zdarzeń w transporcie drogowym paliw węglowodorowych, co być  może wiąże się zarówno z bardzo złym stanem dróg, ale prawdopodobnie także z  gorszą, niż wymagają tego w Europie przepisy ADR, jakością cystern (w państwach  europejskich, w licznych przypadkach przewrócenia się cysterny, zazwyczaj nie  następuje jej rozszczelnienie oraz znaczące wycieki paliwa). Określony wpływ na  ilość oraz przebieg tych zdarzeń w Afryce mogą mieć także wysoka temperatura  oraz nieadekwatne do potrzeb transportu drogowego towarów niebezpiecznych kwalifikacje kierowców, a także zachowanie się ludzi (próby zebrania wyciekającego paliwa). Poniżej podano krótkie informacje o katastrofach tego  typu w Afryce, w ostatnich latach:

  • marzec 2007 r., stan  Kaduna w Nigerii: w wyniku wybuchu ponad 100 ofiar śmiertelnych spośród ludzi  próbujących zebrać paliwo wyciekające z pękniętej cysterny;
  • styczeń 2008 r.,  okolice Port Harcourt, Nigeria: kilkadziesiąt ofiar śmiertelnych w wyniku  wybuchu cysterny z paliwem;
  • sierpień 2008 r.,  północny Kamerun: kilkadziesiąt ofiar śmiertelnych w wyniku podobnego  zdarzenia;
  • listopad 2008 r.,  Ghana: cysterna po przewróceniu się eksplodowała, liczba zabitych – co najmniej  22 osoby próbujące pozyskać wyciekające paliwo;
  • październik 2009 r.,  stan Anambra w Nigerii: co najmniej 70 osób spłonęło żywcem wskutek wybuchu  cysterny i spowodowanego tym zdarzeniem pożaru mikrobusów.


W uzupełnieniu powyższych informacji przedstawimy jeszcze krótki opis i dane o skutkach największej dotychczas katastrofy przemysłowej w Polsce.


Czechowice-Dziedzice, 26 czerwca 1971 r.

Była to największa katastrofa chemiczna w Polsce. Około godz. 19:50 piorun uderzył w kopułę zbiornika nr 1, rafinerii, który stanął w płomieniach. Mimo pożaru tego zbiornika, nadal przetłaczano z niego ropę na oddział destylacji; nadal przetłaczano ropę naftową z cystern kolejowych do zbiornika nr 4. Nie podjęto w porę odpowiednich decyzji.

O godz. 1:30 w nocy nastąpił wybuch płonącego zbiornika nr 1 i zaraz po tym - zbiornika nr 4. Pożar objął dwa pozostałe zbiorniki, przepompownię i oddział produkcji olejów silnikowych oraz inne miejsca. Nad ranem podjęto decyzję o ewakuacji okolicznych mieszkańców. Pożar opanowano po około 60 godzinach.

W wyniku katastrofy zginęło 37 osób, ponad 100 zostało ciężko poparzonych i odniosło inne obrażenia. Straty materialne były ogromne; oprócz wyżej wymienionych instalacji oraz terenu, zniszczeniu uległo 30 wozów strażackich.