南京长江第四大桥危险化学品运输泄漏事故影响研究

姜文婷 徐文文 许雪记 王玉红

（1. 华设设计集团股份有限公司，江苏南京 210014；2. 江苏省交通运输环境保护工程技术研究中心，江苏南京 210014）

1 引言

随着我国经济和工业生产的不断发展，对于危险化学品（以下简称“危化品”）的需求量不断增长，进而引起其运输量的提高。总的来说，危化品运输近年呈现出运输距离缩短、单次运输量下降、运输种类增多等趋势，由于水运运输速度较慢以及航空运输成本较高，公路运输成为危化品运输的主要交通渠道［1-2］。相比于普通货物，由于危化品具有危害特性，若在运输过程尤其是在长大型桥梁行驶过程中发生泄漏，不可避免地会对周边水环境造成污染［3］。

南京长江第四大桥是我国“五纵七横”国道主干线中上海—成都高速公路的枢纽工程和南京绕越高速公路的过江通道与重要组成部分，与此同时，长江第四大桥下游分布多个水源地，水环境较为敏感，一旦发生危化品泄漏事故，对周边水环境的影响巨大，对下游水源地供水安全更是会带来灾难性后果。

本文采用MIKE21 对上述事故情景进行长江第四大桥发生交通事故进行模拟，预测涨急以及落急大桥发生甲醇、乙二醇、苯、苯胺泄漏事故时污染团扩散影响范围及影响时间，并对上下游水源地取水口的影响进行分析，为长江第四大桥相关管理部门构建事故应急体系提供支撑。

2 长江第四大桥概况

2.1 基本情况

长江第四大桥工程位于江苏省南京市六合区、栖霞区和江宁区，南接沪宁高速公路，北接南京绕城公路东北段，全长28.996 km。其中跨江大桥（长江第四大桥）长5.448 km（包括主跨1.418 km 及引桥4.030 km）。

长江第四大桥主桥为双塔三跨连续钢箱梁悬索桥，跨径575 m+1 418 m+483 m，长2 476 m。其中，位于长江两侧大堤之间路段长度约2 km。桥面雨水通过两侧设置的泄水孔排出桥面，泄水孔间距约8 m，管径20 cm。

2.2 沿线取水口分布情况

长江第四大桥跨江段上游20 km、下游50 km共分布6 个取水口，取水口信息见表1，其中下游取水口4（南京）距离长江第四大桥最近。

表1 长江第四大桥上下游水源地取水口信息km

3 化学品泄漏事故后果模拟

3.1 事故模拟情景

从危化品槽罐车载重看，槽罐容积一般为20 m3左右，最大容积为40 m3。对长江第四大桥沿线企业和化工园区危化品运输量较大的主要品种与运输频率进行调查，综合考虑危化品的水溶性和运输量，选择以甲醇、乙二醇、苯、苯胺为代表进行预测。

目前危化品槽罐车的最大容积为40 m3，泄漏量按50%化学品泄漏入水计，即20 m3。危险化学品泄漏后未采取措施，泄漏时间为20 min。结合长江口潮汐特征，取不利涨潮及落潮期作为水文设计条件，泄漏点选取长江第四大桥中泓线距岸边距离的2/3处。事故情景见表2。

表2 事故情景 t

情景设置1 为对长江第四大桥上游取水口最不利方案，情景设置2 为对长江第四大桥下游取水口最不利方案。

3.2 模拟结果分析

本研究采用MIKE21 对上述事故情景进行长江第四大桥发生交通事故24 h 模拟。各危化品的评价浓度限值为：甲醇3.0 mg/L、乙二醇1.0 mg/L（前苏联生活饮用水和娱乐用水水体中有害物质的最大允许浓度）、苯0.01 mg/L、苯胺0.1 mg/L（GB 3838—2002《地表水环境质量标准》中集中式生活饮用水地表水苯胺的标准限值）。

3.2.1 涨急条件下结果分析

涨急条件下发生危化品泄漏的迁移过程，对上游取水口水质最不利。涨急时发生泄漏事故后对上、下游取水口的影响时间和危化品浓度见表3。

由表3 可知，涨急条件下甲醇、乙二醇、苯、苯胺泄漏后均不会到达上游水源地取水口，不会对上游取水水质产生影响。

甲醇、乙二醇泄漏后到达下游最近的水源地取水口4（南京）已低于该标准限值，对取水口的水质影响较小。苯泄漏后约6.67 h 后到达下游距长江第四大桥最近的取水口4（南京），此时苯影响最大浓度为0.30 mg/L，高于GB 3838—2002《地表水环境质量标准》中集中式生活饮用水地表水苯的标准限值。苯胺泄漏后约6.82 h 后到达下游取水口4（南京），此时苯胺影响最大浓度为0.35 mg/L，高于GB 3838—2002《地表水环境质量标准》中集中式生活饮用水地表水苯胺的标准限值。

3.2.2 落急条件下结果分析

落急条件下发生事故时危化品污染云团最快到达下游取水口，为对下游取水口最不利方案。下游取水口的影响时间和危化品浓度见表4。

表4 落急条件下20 m3 危化品泄漏对长江第四大桥下游水源地取水口影响预测结果

由表4 可知，最不利条件下，甲醇及乙二醇泄漏对下游水源地取水口无影响。苯、苯胺泄漏会对下游水源地取水口水质有较大影响。

根据预测结果，落急条件下苯泄漏约2.33 h 后到达下游离长江第四大桥最近的水源地取水口4（南京），影响最大浓度为0.46 mg/L，持续1.67 h 后苯污染团离开取水口4 向下游扩散，约7.67 h 后到达下游取水口5（仪征），影响最大浓度为0.10 mg/L，持续8.83 h 后苯污染团继续向下游扩散，约28.17 h后到达下游取水口6（扬州），此后随着污染团向下游继续扩散，浓度逐渐降低。

落急条件下，苯胺泄漏约2.67 h 后到达下游取水口4（南京），影响最大浓度为0.50 mg/L，持续1.17 h苯胺污染团离开取水口4 向下游扩散，约14.50 h 后到达下游取水口5（仪征），影响最大浓度为0.12 mg/L，随后污染团继续向下游扩散，但浓度低于苯胺的标准值，不会到达下游取水口6（扬州）。

根据泄漏事故预测时间和浓度峰值，可对下游取水口特别是较近的取水口进行事故预警，并且对长江第四大桥发生事故应急响应提供决策支持，最大限度避免对长江水体和下游取水口水质造成的污染冲击。

4 结论

本研究预测分析了长江第四大桥发生危化品泄漏事故风险影响范围和影响程度，根据上述模拟结果，长江第四大桥发生危化品泄漏事故时从泄漏到水体局部污染再到对下游水源地取水口形成严重后果，一般会历经一个相对较长的时间过程，也就是说，并不会顷刻间造成对下游取水口的直接危害，可以在事故发生后利用一定时间采取应急响应行动。

长江第四大桥可建立突发环境事件应急体系，能够第一时间启动应急响应程序，利用一定时间及时有效地阻止污染团扩散。与下游水厂建立联动机制，一定时间内关闭水厂取水系统，以保障供水安全。