Đánh giá rủi ro cho kho xăng dầu, áp dụng ĐGRR cho tổng kho xăng dầu đức giang

Phương pháp nghiên cứu sử dụng trong luận văn gồm: phương pháp thu thậpcác thông tin, số liệu liên quan đến vấn đề nghiên cứu; điều tra, khảo sát thực tế;phương pháp thống kê, phân tích,

ĐÁNH GIÁ RỦI RO

TỪ HOẠT ĐỘNG HÓA CHẤT CHO KHO XĂNG DẦU

http://www.hoangkimeci.com.vn

MỞ ĐẦU

Nước ta đang trên đà phát triển kinh tế bằng một nền sản xuất công nghiệphoá, hiện đại hoá Trong đó xăng dầu hiện đang được coi là một trong những mặthàng thiết yếu, là nguồn nhiên liệu có vai trò quyết định đến tốc độ tăng trưởng và

sự bình ổn của các nền kinh tế và an ninh năng lượng của mỗi quốc gia

Trong công cuộc đổi mới của đất nước ta hiện nay, cùng với nhịp độ pháttriển công nghiệp khai thác và chế biến dầu mỏ, ở nhiều nơi trên đất nước ta đã vàđang xây dựng các kho xăng dầu hiện đại với các bể chứa có trữ lượng lớn nhằmđáp ứng nhu cầu sử dụng xăng dầu ngày càng lớn trong lĩnh vực sản xuất phát triểnkinh tế, quốc phòng cũng như trong cuộc sống sinh hoạt hàng ngày của mỗi giađình

Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích từ hoạt động kho xăng dầu đem lại thìchúng cũng tiềm ẩn những rủi ro hóa chất cao, đó là những rủi ro về cháy, nổ vàtràn đổ, rò rỉ xăng dầu ra môi trường Những rủi ro này nếu không được đánh giá và

có phương án phòng ngừa sẽ xảy ra những hậu quả rất đáng tiếc, gây thiệt hại rấtlớn về con người, tài sản và đặc biệt sẽ tác động tiêu cực đến hệ sinh thái và môitrường

Các hành vi mất an toàn có thể là nguyên nhân trực tiếp tác động và gây ratai nạn Đôi khi những hành vi mất an toàn lại là những nguyên nhân gián tiếp gây

ra tai nạn hoặc sự cố Thông thường những hành vi mất an toàn trực tiếp gây ra tainạn đều dễ nhận diện Các hành vi mất an toàn gián tiếp rất khó nhận diện vì chúngtạo ra các mối nguy hiểm, hay môi trường nguy hiểm Những hành vi mất an toànkhi được đặt trong các điều kiện nguy hiểm hay môi trường nguy hiểm sẽ sinh ra tainạn, sự cố

Để ngăn ngừa được các tai nạn rủi ro, phải nhận diện đúng, đủ và rõ ràngcác mối nguy hiểm Các mối nguy hiểm này luôn hiện hữu xung quanh hàng ngày.Nhận diện và đánh giá đúng mức sẽ giúp phòng và tránh được những tai nạn, sự cố

ít lường trước

Nhận thức được vấn đề này, đề tài “Xây dựng phương pháp luận hướng dẫnđánh giá rủi ro từ hoạt động hóa chất cho kho xăng dầu Áp dụng phương pháp luậnđánh giá rủi ro tại Tổng kho xăng dầu Đức Giang” đã được lựa chọn.

Phương pháp luận đánh giá rủi ro từ hoạt động hóa chất đã được thế giới xâydựng và áp dụng rộng rãi Tuy nhiên, ở Việt Nam tỷ lệ các nghiên cứu đánh giá rủi

ro trong các tài liệu đã công bố mang tính chất định tính vẫn rất lớn, đặc biệt là cáccông bố trong các báo cáo đánh giá tác động môi trường

Vì vậy, mục đích của luận văn là đưa ra được phương pháp luận hướng dẫnđánh giá rủi ro từ hoạt động hóa chất cho kho xăng dầu, trong đó tập trung vào đánhgiá rủi ro cháy, nổ và trong trường hợp sự cố đơn

Phương pháp nghiên cứu sử dụng trong luận văn gồm: phương pháp thu thậpcác thông tin, số liệu liên quan đến vấn đề nghiên cứu; điều tra, khảo sát thực tế;phương pháp thống kê, phân tích, so sánh, đối chiếu, tổng hợp các số liệu, tài liệu;phương pháp kế thừa những kết quả mà thế giới đã đạt được trong việc xây dựngphương pháp luận đánh giá rủi ro từ hoạt động hóa chất nói chung, từ đó lựa chọn

và điều chỉnh các bước cho phù hợp với đặc thù của việc đánh giá rủi ro từ hoạtđộng hóa chất cho kho xăng dầu và đặc thù của Việt Nam; phương pháp chuyên gia

Nội dung của luận văn gồm bốn phần:

Chương 1: Tổng quan về rủi ro hóa chất và phương pháp luận đánh giá rủi ro hóachất

Chương 2: Tổng quan về kho xăng dầu và hoạt động tại kho xăng dầu

Chương 3: Xây dựng phương pháp luận đánh giá rủi ro từ hoạt động hóa chất chokho xăng dầu

Chương 4: Áp dụng phương pháp luận đánh giá rủi ro trong trường hợp xảy ra tạiTổng kho xăng dầu Đức Giang

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ RỦI RO HÓA CHẤT VÀ PHƯƠNG

PHÁP ĐÁNH GIÁ RỦI RO HÓA CHẤT 1.1 Một số khái niệm cơ bản

1.1.1 Khái niệm về rủi ro do hoạt động hóa chất

a Khái niệm rủi ro hóa chất: [1]

Rủi ro là một khái niệm được dùng khá phổ biến trong ngành công nghiệphóa chất Trong nghiên cứu rủi ro hóa chất, có thể sử dụng định nghĩa: “Rủi ro làkết quả của một tương tác giữa nguy hiểm tiềm ẩn (hóa chất, hoạt động hóa chất) vàđối tượng nhạy cảm với nguy hiểm đó (con người, môi trường, kinh tế, xã hội)”

Theo định nghĩa chung thì rủi ro là hàm số của “độ nguy hiểm” và “mức độtiếp xúc hay phơi nhiễm”

Rủi ro = nguy hiểm x tiếp xúcTrong đánh giá rủi ro, đặc biệt là rủi ro hóa chất, khái niệm “tiếp xúc” hayphơi nhiễm” được hiểu là: Các đối tượng có thể nhạy cảm với hậu quả của rủi rohóa chất (cháy, nổ, phát thải hóa chất độc hay nhiễm hóa chất độc) sẽ chịu tác độngcủa hậu quả này, và tác động này thể hiện qua cường độ hay nồng độ của tác nhân(cháy, nổ, hay rò rỉ hóa chất) và thời gian chịu tác động

Việc tiếp xúc với hóa chất có thể thông qua các con đường như: hít thở, ănuống, tiếp xúc qua da, hoặc tiếp xúc với mắt… và các phương thức để con ngườihay môi trường bị tiếp xúc/phơi nhiễm là:

Bảng 1 1: Phương thức tiếp xúc/phơi nhiễm hóa chất [1]

Phương thức tiếp

xúc

Tác nhân gây nguy hiểm

Hệ quả của sự cháy,

 Phát thải các hóa chất hay sản phẩm hóa chất do bức

xạ nhiệt hay do bị vỡ bao bì, nhà bao che do tác động

 Gây ô nhiễm không khí

 Gây ô nhiễm nguồn nước

(cho con người và

cho môi trường)

 Thông thường đây là biểu hiện của rò rỉ hóa chất vàomôi trường nhưng không phải do tai nạn mà do cố ý

 Hóa chất/sản phẩm hóa chất gây các tác động đến sứckhỏe con người do tích tụ sinh học (không bài tiết rangoài được), và có thể dẫn đến các tác động cấp tínhhay mãn tính

 Hóa chất hay sản phẩm hóa chất được thải vào cácthành phần môi trường do các quá trình thải chất thảibình thường (chất thải sinh hoạt, chất thải côngnghiệp…)

Tóm lại “Rủi ro hóa chất” là một khái niệm phức tạp, và nếu giới hạn trong các trường hợp đánh giá rủi ro do sự cố hóa chất thì bản chất chính là đánh giá rủi ro

từ các tai nạn cháy, nổ và rò rỉ hóa chất.

 Khái niệm về rủi ro do hoạt động hóa chất [1]

Hoạt động hóa chất về cơ bản chính là bao gồm tất cả các hoạt động có sựtham gia của hóa chất hay liên quan đến hóa chất trong toàn bộ vòng đời của hóachất, có nghĩa là từ khâu tạo ra hóa chất (sản xuất, phòng thí nghiệm hóa học), nhậpkhẩu hóa chất, vận chuyển và phân phối hóa chất, lưu giữ hóa chất, sử dụng hóa

chất cho những mục đích khác nhau (trong đó có sản xuất) và cuối cùng là thải bỏchất thải hóa chất (kể cả hóa chất quá hạn).

Vì vậy rủi ro do hoạt động hóa chất có thể hiểu là rủi ro xẩy ra ở tất cả cáccông đoạn kể trên, và đương nhiên, ngoài sự phụ thuộc vào đặc trưng nguy hiểmcủa hóa chất hay sản phẩm hóa chất, các tính chất của rủi ro sẽ khác nhau tùy thuộcvào rủi ro xẩy ra ở công đoạn nào

Rủi ro do các hoạt động hóa chất ở các công đoạn khác nhau của vòng đờihóa chất là rất khác nhau, dù là công đoạn nào thì các đặc trưng rủi ro sẽ phụ thuộcvào:

- Quy mô, công suất của cơ sở hoạt động hóa chất

- Vị trí tương đối của cơ sở có hoạt động hóa chất với các điểm nhạy cảm đốivới sự cố hóa chất

- Trình độ quản lý của cơ sở hoạt động hóa chất

- Khả năng ứng phó của các đối tượng bị tác động từ sự cố hóa chất và các đốitượng liên quan

- Sự can thiệp của các yếu tố khác như thời tiết, địa hình, các sự kiện văn hóa,

xã hội trong khu vực

Đánh giá rủi ro từ hoạt động hóa chất tại một địa bàn nào đó tức là đánh giáđược khả năng (xác suất) xẩy ra sự cố trên địa bàn và hậu quả do sự cố gây ra đốivới các đối tượng bị tác động của sự cố, bao gồm con người, tài sản và môi trường

1.1.2 Các bước tiến hành trong đánh giá rủi ro [1,2,3,4,11]

Đánh giá rủi ro là một phương pháp xác định yếu tố tự nhiên và phạm vi củarủi ro thông qua phân tích hiểm họa dễ xảy ra và đánh giá hiện trạng của tình trạng

dễ bị tổn thương có thể gây nguy hiểm, thiệt hại đến tính mạng, tài sản, sinh kế vàmôi trường mà con người phụ thuộc vào đó

Quá trình đánh giá rủi ro được tiến hành qua các bước sau:

- Nhận dạng nguy cơ

- Xây dựng kịch bản tai nạn

- Đánh giá xác suất xảy ra sự cố

- Đánh giá hậu quả khi sự cố xảy ra

a Phương pháp nhận dạng nguy cơ

Các phương pháp để xác định các nguy cơ đã được nhiều tác giả nghiên cứu

Về cơ bản để xác định nguy cơ có thể sử dụng bốn phương pháp sau:

 Phương pháp liệt kê các nguy cơ (Hazard checklists):

Bản chất của phương pháp này là liệt kê dưới dạng một bảng các vấn đề tại

đó tiềm ẩn các nguy cơ (có thể là chưa rõ khả năng) Việc liệt kê này có thể đượcthực hiện ngay trong khi thiết kế nhà máy nhằm xác định các nguy cơ giả định cóthể xảy ra hoặc có thể được thực hiện trước khi quá trình hoạt động sản xuất diễn ra

Việc lập một bảng liệt kê phụ thuộc vào mục đích cần đạt được Nó sẽ đượcdùng trong giai đoạn kiểm tra thiết kế đầu tiên của quá trình sản xuất để cân nhắc,đánh giá trước khi cho vận hành sản xuất cũng như khi có sự thay đổi trong quátrình sửa chữa, bảo dưỡng trong quá trình sản xuất

Việc thiết lập danh sách bảng liệt kê phụ thuộc vào mục đích nghiên cứudùng trong giai đoạn thiết kế ban đầu của nhà máy sẽ rất khác so với bảng liệt kêdùng trong giai đoạn có những thay đổi trong hoạt động sản xuất hoặc bảng liệt kêdùng cho giai đoạn trước khi hoạt động sản xuất diễn ra (đã có thiết bị)

Phương pháp liệt kê chỉ được áp dụng trong giai đoạn ban đầu trong việc xácđịnh sơ bộ các nguy cơ và không thay thế được cho hẳn một qui trình xác định cácnguy cơ Phương pháp này rất có hiệu quả trong việc xác định các nguy cơ do việcthiết kế qui trình, bố trí nhà máy, lưu giữ các hoá chất, hệ thống điện …

 Khảo sát nguy cơ (Hazards surveys):

Việc Khảo sát nguy cơ có thể rất đơn giản giống như việc kiểm tra các sốliệu kiểm kê các vật liệu nguy hại ở cơ sở hoặc phức tạp như qui trình lập bảng chỉ

số cháy Dow và chỉ số nổ là dạng thông dụng của quá trình điều tra nguy cơ

Chỉ số Dow được thiết kế nhằm xếp loại các nguy cơ có liên quan tới việclưu kho, bảo quản và quá trình có các vật liệu cháy và có khả năng bắt lửa

 Phương pháp HAZOP ( Hazard And Operability study ):

Việc nghiên cứu nguy cơ (Hazard) và khả năng vận hành (Operability) làmột quá trình dùng để xác định các nguy cơ có thể xảy ra trong các công trình côngnghiệp hoá chất Mặc dù phương pháp rất hiệu quả trong việc xác định nguy cơ,nhưng kết quả của phương pháp không cho nhiều thông tin liên quan đến rủi ro(Risk) và hậu quả (Consequence)

Bản chất của phương pháp là tự do đặt tất cả các giả thiết đối với các khiếmkhuyết hay sự cố có thể xẩy ra Điều đó có nghĩa là để triển khai một Hazop cần cómột nhóm công tác bao gồm những người có chuyên môn khác nhau Mỗi thànhviên của nhóm hazop đều có quyền đặt ra các giả thiết và tự do vận hành các hướngphát triển trên cơ sở các giả thiết ban đầu Nó thường được dùng để xem xét về thiết

kế và vận hành một hệ thống quá trình và thiết bị, đặc biệt là quá trình thiết bị hoáchất Về bản chất đó là sự xác định những sai lệch có khả năng vượt ra ngoài nhữngtiêu chuẩn hoạt động đủ mức an toàn thông thường, và hậu quả của sự sai lệch khỏimức bình thường sẽ dẫn đến những trục trặc về mặt an toàn hay vận hành nào đó.Hazop cũng được dùng để xác định những hành động cần thiết trong việc quyếtđịnh xử lý với các trục trặc của người vận hành hệ thống

Đối với một công trình công nghiệp hoá chất HAZOP thường được tiến hànhtheo các bước sau đây:

(1) Xác định các khu vực (các nút) trong nhà máy có sử dụng hệ thốngđường ống, các hệ thống đo đạc và quan trắc các thông số quá trình

(2) Xác định ý đồ thiết kế và các điều kiện vận hành trong điều kiện bìnhthường của khu vực quan tâm

(3) Quan sát và phát hiện các sai lệch khỏi ý đồ thiết kế hoặc các điều kiệnvận hành không đúng thiết kế của khu vực

(4) Xác định những nguyên nhân và hậu quả có thể có gây ra do những sailệch này

(5) Khi đã xác định được các sai lệch, cần phải xác định các hành động về

kỹ thuật và quy trình vận hành để có thể ngăn ngừa, xác định và kiểm soát một cáchtốt hơn các sai lệch nếu những biện pháp hiện đang áp dụng là chưa đủ

(6) Ghi thành văn bản để giúp cho việc thống kê sau này, đồng thời để quantrắc sau khi đã có hành động khắc phục.

Trong 6 bước cơ bản này, 4 bước từ 3 đến 6 sẽ được lặp đi lặp lại cho đếnkhi tất cả các khả năng đều đã được khai thác triệt để và những thành viên nghiêncứu HAZOP đều thoả mãn

 Phương pháp xem xét an toàn theo mô hình cây sự cố (event tree):

Phương pháp cây sự cố đầu tiên được áp dụng trong ngành hàng không, vàsau đó được sử dụng rộng rãi trong ngành năng lượng hạt nhân để định tính và địnhlượng nguy cơ và rủi ro trong nhà máy năng lượng hạt nhân Nhờ những thành côngtrong ngành năng lượng hạt nhân, phương pháp này đã trở nên phổ biến trong ngànhcông nghiệp hoá học

Cây sự cố có thể áp dụng cho bất cứ vấn đề gì, một nhà máy đơn giản nhấtnhưng cây sự cố có thể rất lớn bao gồm hàng ngàn sự kiện Rất may, bản thânphương pháp này được vi tính hoá với nhiều chương trình máy tính thông dụng cókhả năng vẽ cây sự cố dựa trên những tác động qua lại

Phương pháp cây sự cố là phương pháp suy diễn để xác định cách thức mà từnguy cơ có thể dẫn đến tai nạn Phương pháp này bắt đầu bằng một tai nạn hoặc sựkiện cụ thể, lùi lại các động thái hướng tới những kịch bản mà có thể gây ra tai nạn

b Xây dựng kịch bản tai nạn

Trên cơ sở phân tích cây sự cố, liên kết chuỗi các sự cố để hình thành mộtkịch bản mô tả diễn tiến quá trình rủi ro có thể xảy ra giúp cho việc nhận diện rõtình trạng nguy hiểm tồn tại trong nhà máy

Thông thường khi thực hiện đánh giá rủi ro người ta xây dựng những giảthiết mô tả các tình huống ứng với các điều kiện ngoại cảnh khác nhau khi sự kiệnxảy ra Những tình huống giả định này được gọi là “Kịch bản - Scenario” nhằmgiúp cho việc ước định được vùng hay cự ly cần thiết phải có một kế hoạch ứng cứukhi sự cố xảy ra

Kịch bản (Scenario) là một tình huống giả định đối với 1 hệ thống nào đó,trong đó kết quả của nó có thể phụ thuộc vào các giải pháp hay phản ứng của cácthành phần trong một hệ thống.

Về nguyên tắc kịch bản và xây dựng kịch bản là những thành phần quantrọng trong tiến trình đánh giá rủi ro nhưu được mô tả trong sơ đồ khối dưới đây:

Hình 1 1: Sơ đồ phân tích rủi ro

Quá trình xây dựng các kịch bản trong đánh giá rủi ro môi trường từ các sự

cố hóa chất chính là quá trình xác định (mà về bản chất là giả định dựa trên tri thức

và kinh nghiệm) các yếu tố sau:

- Nguồn nguy hiểm liên quan đến hóa chất

- Cách thức mà các tác động của sự cố hóa chất (cháy, nổ, rò rỉ) đi vào cácthành phần của môi trường, trong đó có con người và tài sản

Phân tích các kịch bản và nguy hiểm

RỦI RO - Risk

lựa chọn các rủi ro cơ bản (có khả năng xẩy ra cao và có hậu quả lớn); các rủi ro cơbản này sẽ được đánh giá chi tiết nhằm mục tiêu xác định các đặc trưng của rủi ro

c Phương pháp luận đánh giá xác suất xảy ra sự cố

Có một số phương pháp đánh giá xác suất xẩy ra sự cố, trong đó có phươngpháp là định lượng hoàn toàn, có phương pháp là bán định lượng hoặc dựa vàothống kê trong lịch sử, và có phương pháp hoàn toàn là định tính Trong phần nàycác phương pháp tính toán dựa trên hàm phân bố (thường tính cho các cụm chi tiếtđối với sự cố đơn), phương pháp thống kê của IAEA (thường sử dụng cho 1 cơ sởcông nghiệp hay cho khu vực công nghiệp trên địa bàn) và phương pháp trọng số(áp dụng cho nhiều loại khác nhau) sẽ được giới thiệu

 Phương pháp hàm phân bố Poison

Sự cố hay trục trặc thiết bị trong toàn bộ một quá trình nào đó thường xẩy ra

do kết quả của một mối quan hệ phức tạp giữa các bộ phận riêng biệt của hệ thống.Tuy nhiên nếu chia nhỏ toàn bộ hệ thống thành những cụm nhỏ bao gồm hai bộphận hay hai quá trình đơn giản thì về cơ bản có thể chỉ có hai kiểu quan hệ: độc lậphay phụ thuộc

Xác suất hay khả năng xẩy ra sự cố trong toàn bộ hệ thống phụ thuộc rấtnhiều bản chất của mối quan hệ này Để xét xác suất xẩy ra của toàn hệ thống, cầnphải biết các dạng quan hệ giữa các bộ phận hay chi tiết và sử dụng các thuật toánxác suất để tính xác suất xẩy ra sự cố

Trước hết cần phải thu thập các dữ liệu thống kê về mức độ xẩy ra sự cố củatừng chi tiết riêng lẻ trong toàn hệ thống Với những dữ liệu thu thập đủ trong mộtkhoảng thời gian nhất định nào đó, có thể thấy rằng thường một chi tiết bất kỳ đều

có thể trục trặc sau một khoảng thời gian nhất định Khoảng thời gian này được gọi

là “Mức sự cố trung bình”, viết tắt là   có đơn vị là số lần sự cố trên một đơn vịthời gian (có thể là năm hay tuổi thọ của chi tiết) Xác suất của một bộ phận hay chitiết gặp trục trặc hay sự cố trong khoảng thời gian nào đó (0, t) được biểu diễn bằngPhương trình Phân bố Poison như sau:

Trong đó R được gọi là “ Độ tin cậy” Trong phương trình (1) này, “mức sự

cố ” được coi là không đổi Khi giá trị thời gian là vô cùng (t  ) thì “ Độ tincậy R” sẽ tiến tới 0 Tốc độ quá trình R tiến tới 0 phụ thuộc vào giá trị  “mức sựcố” “Mức sự cố” càng cao thì “Độ tin cậy” giảm càng nhanh

“Phần bù” của “Độ Tin cậy” được gọi là “ Khả năng hay Xác suất gặp sự cố”(hay đôi khi được quan niệm là “Độ không tin cậy”), được ký hiệu là P và được xácđịnh bằng công thức sau:

P(t) = 1 - R(t) = 1 - e-t (2)Hàm số thể hiện “Mật độ sự cố” được định nghĩa là đạo hàm của “Xác suất

to đến t1

Các bộ phân riêng biệt của quá trình chung sẽ quan hệ với nhau theo haikiểu: độc lập và phụ thuộc

 Kiểu liên hệ Phụ thuộc: “VÀ” (AND): Trong trường hợp này, sự cố của toàn

bộ quá trình chỉ xẩy ra khi xẩy ra đồng thời sự cố đối với một số bộ phận củaquá trình theo kiểu “song song” (parallel) Kiểu cấu trúc song song này đượcthể hiện theo hàm số “AND”, có nghĩa là các xác suất xảy ra sự cố của từng

bộ phận đơn lẻ phải được nhân với nhau:

(5)trong công thức này “n” là tổng số các bộ phận thành phần của toàn hệthống, Pi là xác suất xẩy ra sự cố của từng bộ phận thành phần

“Độ tin cậy” tổng cộng của toàn hệ thống song song được thể hiện bằng côngthức sau đây:

(6)trong công thức này Ri là Độ tin cậy của từng bộ phận trong hệ thống

 Kiểu liên hệ độc lập: “HOẶC” (OR): Trong trường hợp này một sự cố riêngbiệt của bất kỳ một bộ phận nào trong hệ thống sẽ gây ra sự cố chung củatoàn hệ thống mà không phụ thuộc vào việc các bộ phận khác có xẩy ra sự cốhay không Hàm số đặc trưng cho loại quan hệ này là hàm “OR” hay còn gọi

là “nối tiếp” (serial) Đối với một hệ thống mà các bộ phận quan hệ theo kiểunối tiếp như vậy, Độ tin cậy chung của toàn bộ quá trình hay hệ thống đượctính bằng cách nhân các Độ tin cậy của từng bộ phận riêng lẻ theo công thứcdưới đây:

(7)

Và Xác suất chung để xẩy ra sự cố của toàn hệ thống sẽ là:

(8)Thí dụ đối với một hệ thống có hai bộ phận ký hiệu là A và B thì phươngtrình sẽ được áp dụng như sau:

Thành phần tích số cuối cùng (PAPB) ứng với trường hợp thoả mãn cả haiđiều kiện xẩy ra sự cố đối với A và B Tuy nhiên nếu xác suất xẩy ra từng sự cốriêng biệt là nhỏ thì tích của chúng trở nên rất nhỏ, khi đó cụm số hạng P(A)P(B) cóthể bỏ qua và phương trình trên sẽ trở nên rút gọn thành:

(10)

Để có thể tính được xác suất xẩy ra sự cố hay độ tin cậy của một hệ thống,nhất thiết phải có thông tin về mức sự cố trung bình của các chi tiết tập hợp thành

dưới dạng số lần xẩy ra sự cố trong một năm Khi biết được giá trị “mức sự cố” cóthể tính được các giá trị khác như “Độ Tin cậy R” hay “Xác suất sự cố P” cho từngchi tiết.

 Phương pháp thống kê của IAEA

IAEA đã sử dụng phương pháp bảng thống kê để đánh giá xác suất xẩy ra sự

cố đối với các loại hình hoạt động trong đó có hóa chất nguy hiểm, trong đó tất cảcác quá trình có tiềm năng nguy hiểm sẽ được gán CODE (hay được gọi là số đốichiếu) Các quá trình này, bằng các số liệu kinh nghiệm lịch sử về mức độ xẩy ra sự

cố hay tai nạn, đã được thống kê và sắp xếp thành bảng tương ứng giữa quá trìnhcông nghiệp, loại vật liệu nguy hiểm và ứng với các số đối chiếu, được sử dụng đểước định loại sự cố (xác suất xảy ra và mức tác động)

Danh mục các loại vật chất nguy hiểm và số đối chiếu tương ứng liên quanđến rủi ro của các công trình công nghiệp được dẫn ra trong bảng 1 – Phụ lục

Các quá trình công nghiệp chứa nhiều tiềm năng rủi ro có liên quan đến cácloại chất nguy hiểm cũng đã được IAEA phân loại thành từng nhóm theo tác động

và số đối chiếu tương ứng của chúng được dẫn ra trong bảng 2 – Phụ lục

Tương tự người ta cũng phân loại các hợp chất thành từng nhóm theo tácđộng như được trình bày trong bảng 3 – Phụ lục

Mỗi một hoạt động công nghiệp tương ứng với số đối chiếu sẽ có một giá trịtrung bình của “Chỉ số xác suất N” (probability number) Chỉ số xác suất N là một

số dương có giá trị bằng trị tuyệt đối của log P, trong đó P là tần suất xẩy ra sự cốtrung bình được thống kê trong lịch sử (số sự kiện trong năm)

N = log10P

Chuyển đổi tương ứng giữa giá trị P và N được thể hiện trong bảng dưới đây

Bảng 1 2: Chuyển đổi chỉ số xác suất và tần suất sự cố

Các công trình công nghiệp cố định có liên quan đến các loại vật chất nguyhiểm theo các số liệu thống kê lịch sử có trị số xác suất N (trung bình) như được thểhiện qua bảng dưới đây

Bảng 1 3: Chỉ số Xác suất trung bình (N) đối với các cơ sở cố định

Loại chất Số đối chiếu

-Để sử dụng các giá trị chỉ số xác suất phù hợp người ta phải tính thêm các hệ

số hiệu chỉnh Các hệ số hiệu chỉnh chỉ số xác suất (correction parameter) đối vớicác công trình cố định có sử dụng hóa chất nguy hiểm được xác định theo:

 Tần suất nạp và dỡ vật liệu nguy hiểm khỏi thiết bị (load/unload)

 Khả năng lắp đặt và vận hành các thiết bị an toàn trong cơ sở

 Trình độ tổ chức và quản lý về an toàn của cơ sở

 Hướng gió liên quan đến vị trí khu dân cư

Các hệ số hiệu chỉnh này có thể tìm thấy trong tài liệu của IAEA

 Phương pháp trọng số

Phương pháp sử dụng kiến thức chuyên gia và các kinh nghiệm thu được từcác sự cố trong lịch sử (có được trong quá trình nhận dạng nguy cơ) để gán chotừng loại nguy hiểm môt mức độ hay giá trị liên quan đến khả năng xẩy ra sự cố

Tần suất (số sự cố xẩy ra trong 1 đơn vị thời gian) hay khả năng xẩy ra sự cốđược chi theo mức: rất cao, cao, trung bình, thấp, có thể bỏ qua Nếu gán các số trịcho mức tần suất tương ứng là 5 (rất cao), 4 (cao), 3 (trung bình), 2 (thấp), 1 (rấtthấp) và 0 (có thể bỏ qua hay thực tế không bao giờ xẩy ra), người ta có thể địnhlượng giá trị của rủi ro khi nhân số trị này với các mức hậu quả cũng được gán cáctrọng số như vậy

Phương pháp này tuy mang tính chủ quan và khá định tính những dễ sử dụng

và cho hiệu quả khá tốt trong việc quản lý rủi ro

d Phương pháp luận đánh giá hậu quả khi sự cố xảy ra

Đánh giá định tính hay định lượng được các hậu quả khi sự cố xẩy ra là mộtviệc rất khó khăn, nhưng là một việc làm cần thiết trong đánh giá rủi ro

Về cơ bản để đánh giá hậu quả, cần phải dựa trên các số liệu của một địa bàn

và chỉ có ý nghĩa đối với chính vùng địa lý đó cũng như các vật thể và các đối tượngnhạy cảm với các tác động của sự cố

Hậu quả cụ thể của một sự cố đơn lẻ (cháy, nổ, rò rỉ hoá chất) phụ thuộc rấtnhiều vào vị trí xẩy ra sự cố Trong các thuộc tính liên quan đến hậu quả tại vị trí

mà sự cố xẩy ra, các yếu tố sau đây cần phải tính đến:

- Số người chịu tác động trong một bán kính nhất định nào đó kể từ vị trí sự cốxẩy ra

- Lượng tài sản tồn tại trong một bán kính nhất định nào đó kể từ vị trí sự cốxẩy ra

- Đặc tính các thành phần môi trường trong khu vực xẩy ra sự cố cũng nhưtrong khu vực bán kính nhất định kể từ vị trí sự cố xẩy ra

Tuy nhiên một điểm chung khi dự đoán hậu quả sự cố, dù là nổ, cháy, hay rò

rỉ hoá chất thì đều phải tính đến quy mô của sự cố, tức là mức diện tích trên khônggian chịu tác động của sự cố Và trên quy mô không gian đó áp các thông tin địaphương cụ thể (số người, tài sản, môi trường ) vào để xác định hậu quả Như vậybài toán đánh giá rủi ro quay trở lại một vấn đề là xác định quy mô sự cố Quy mô

sự cố là khác nhau đối với sự cố cháy, nổ hay rò rỉ hoá chất Các phương pháp đánhgiá hậu quả bao gồm:

 Phương pháp thống kê của IAEA

Việc đánh giá hậu quả của một sự cố thường được dựa vào những giả thiếtsau đây:

- Về diện tác động của sự cố chỉ có 3 loại hình:

+ Diện hình tròn: loại I (thí dụ sự cố nổ),

+ Diện hình bán nguyệt: loại II (thí dụ hơi hoá chất)

+ Diện vệt: loại III (quá trình khuyếch tán của khí độc)

- Xem xét ba loại tác nhân gây ra hay liên quan đến sự cố là: chất cháy, chất

nổ và chất độc

- Hậu quả của sự cố liên quan cơ bản đến quá trình sản xuất, sử dụng và chếbiến, lưu chứa (kho tàng) và vận chuyển các hợp chất có tiềm năng gây sự cố(cháy, nổ, độc)

Để đánh giá phạm vi của một sự cố, chưa xem xét đến bản chất hậu quả là gì,IAEA đã phân loại các mức tác động theo bán kính tác động cũng như diện tích bịtác động sinh từ tâm sự cố Các mức này đã được thống kê dựa trên việc phân loạicác loại hình nguy hiểm (loại vật liệu gây nguy hiểm, loại hình hoạt động và khốilượng vật liệu nguy hiểm có thể có mặt trong sự cố)

IAEA đã thống kê các loại vật liệu có tiềm năng gây nguy hiểm tương ứngvới số đối chiếu (CODE) như được nêu trong bảng 1 - phụ lục

Các hoạt động công nghiệp chứa nhiều tiềm năng rủi ro có liên quan đến

các loại chất nguy hiểm cũng đã được IAEA phân loại thành từng nhóm theo tácđộng và số đối chiếu tương ứng của chúng được dẫn ra trong bảng 2 – phụ lục

Mức độ tác động của các sự cố tương ứng với các số đối chiếu (CODE) từ

1 đến 46 được IAEA chia thành các mức A, B, C, D, E, F, G, H theo cự ly của tácđộng khi xẩy ra sự cố và I, II, III theo diện tích của tác động (xem bảng dưới đây)

Diện tác động như đã định nghĩa ở trên được chia thành 3 loại là diện hìnhtròn (I), diện bán nguyệt (II) và diện vệt (III) thể hiện sự che phủ do tác động của sự

cố đến toàn bộ diện tích mà trên đó có khu dân cư (được thể hiện bằng hình tròn lớnnhất trong hình minh hoạ dưới đây:

Hình 1 2: Các loại diện tác động của sự cố

Các sự cố trong lịch sử đã được IAEA thống kê và phân loại theo mức độ tácđộng kết hợp giữa cự ly và diện tích tác động và được sắp xếp thành bảng tươngứng với các số đối chiếu như đã trình bày ở trên Bảng 3 phụ lục sẽ trình bày mốiquan hệ này

Trong bảng này ký hiệu X tương ứng với loại hợp chất và lượng không tồn tại trongthực tế, các số đối chiếu có ký hiệu là “a”, (thí dụ 2a) tương ứng với bảng dưới đây

về mức tác động của sự cố do đường ống

có tiềm năng gây nguy hiểm

8 Khí cháy Hoá lỏng dưới áp suất <0.1 C I

cụ thể về địa bàn và bán kính vùng xem xét Khi có những thông tin cụ thể này, cóthể ước lượng thiệt hại về người, tài sản hay thành phần môi trường thông qua một

số công cụ tính toán dựa trên những mô hình lan truyền Việc tính toán thủ côngmức độ rò rỉ và lan truyền cũng không phải dễ dàng Trong trường hợp này, cầnthiết phải sử dụng các phần mềm để mô hình hoá và đánh giá Các mô hình này chophép tính toán những hậu quả và vùng ảnh hưởng do sự cố rò rỉ hoá chất độc haychất cháy Quá trình sử dụng các thuật toán trên phần mềm này giúp tính toán cácđại lượng quan trọng như:

- Tốc độ hay lượng hoá chất thoát ra môi trường

- Hậu quả cháy, nổ

- Hậu quả gây độc

Trong những phần mềm này, thường người ta đã lồng vào các cơ sở dữ liệu

về tính chất của các hoá chất hay vật liệu Những mô hình tính này được chia thành

Các mô hình này hiện ngày càng được hoàn chỉnh và ngày càng dễ sử dụng

vì chúng rất cần cho những người quản lý rủi ro nói riêng và môi trường nói chungtính toán mức nguy hiểm để có biện pháp quản lý

Có 3 bước để có thể sử dụng các mô hình đánh giá rủi ro với sự cố hoá chấtlà:

- Xác định tình huống nào trong quá trình vận hành có thể dẫn đến rò rỉ, vàtrong những tình huống đó, tình huống xấu nhất là gì ?

- Tìm và áp dụng những mô hình thích hợp mô tả sự rò rỉ tại nguồn, đồng thờicần xác định tổng lượng hoá chất rò rỉ và mức hay tốc độ rò rỉ

- Sử dụng các mô hình lan truyền đối với vật chất rò rỉ hay sản phẩm của phảnứng cháy, nổ lan truyền từ tâm sự cố trong các điều kiện thời tiết và địa hìnhđang quan tâm, trong trường hợp này cần tạo ra nhiều giả thiết ứng với cáctrường hợp xấu nhất, thí dụ tốc độ gió thấp nhất, khí quyển có độ ổn định caonhất

Nhiệm vụ thứ nhất được tiến hành thông qua các phương pháp nhận dạngnguy cơ

Nhiệm vụ thứ hai: sử dụng mô hình nguồn nhằm mục tiêu:

- Xác định dạng hay loại vật chất rò rỉ (rắn, lỏng hay hơi)

- Xác định tổng lượng rò rỉ

Mức phá huỷ của một quá trình nổ, ngoài việc gây vỡ các vật thể hay côngtrình và từ đó tạo nên các mảnh vỡ bay trong vùng nổ gây sát thương hay phá huỷkhác, còn do sự hình thành áp suất cao hay được gọi là quá áp Các khả năng pháhuỷ gây ra do quá áp được tóm tắt trong bảng dưới đây.

Mức quá áp (PSI) Mức độ Phá huỷ vật thể cấu trúc

0.03 Vỡ kính thuỷ tinh cửa sổ kích thước lớn

2 - 3 Bê tông thường và tường nhà vữa xi măng bị phá huỷ

3 Khung thép bị phá huỷ và bật khỏi móng nhà

Mức quá áp (PSI) Mức độ Phá huỷ vật thể cấu trúc

5 - 7 Nhà cửa hầu như bị phá huỷ hoàn toàn

Một số thực nghiệm đã được tiến hành để xây dựng phương pháp tính mứcquá áp do quá trình nổ khi biết được khối lượng chất tham gia quá trình nổ tươngđương với TNT (được ký hiệu là mTNT) và khoảng cách tính từ tâm nổ Tỷ số giữakhoảng cách từ tâm nổ và căn số bậc ba của khối lượng theo TNT được coi là

“khoảng cách đã chuẩn - scaled distance”, được tính theo công thức thực nghiệm

sau:

(Như đã nói ở trên năng lượng tương đương của TNT là 1120 cal/g)

Trong công thức này “m(TNT)” là khối lượng tương đương TNT được tính bằng

kg, “r” là khoảng cách tính bằng đơn vị mét

Tỷ số khoảng cách (mét) / kg1/3 chính là khoảng cách chuẩn, được sử dụng để xác

định mức quá áp bằng đồ thị dưới đây

Hình 1 3: So sánh giữa khoảng cách chuẩn và mức quá áp kP

Như vậy một quy trình để ước định mức quá áp ở một khoảng cách r nào đóđối với một quá trình nổ của một khối vật chất nào đó như sau:

- Tính năng lượng giải phóng khi nổ bằng các phương trình nhiệt động họcthông thường

- Chuyển đổi năng lượng tính được thành khối lượng tương đương với TNT,tính bằng kg

- Sử dụng công thức tính khoảng cách chuẩn (m/kg1/3), trong đó m là khoảngcách tính bằng mét, kg là khối lượng TNT tương đương

- Đối chiếu với đồ thị trên để ước định mức quá áp

- Khi đã có mức quá áp, đối chiếu khoảng áp suất quá áp trong bảng để xácđịnh khả năng thiệt hại

 Phương pháp xây dựng ma trận rủi ro

Ma trận rủi ro là một công cụ dưới dạng đồ thị, dùng để kết hợp hai loạithông tin về xác suất xẩy ra sự cố (có thể ước định hay tính toán) và hậu quả của sự

hàng và cột), sẽ thu được một thông tin thứ ba là tích số của hàng và cột, tức là tích

số của xác suất và hậu quả Công cụ này rất dễ sử dụng trong đánh giá rủi ro Nếunhư trong các tính toán dù là sơ bộ hay chi tiết liên quan đến các chi phí tài chínhtrong mối một cặp hậu quả vấc suất, ma trận có thêt thể hiện cả các thông tin về chiphí tài chính như ví dụ dưới đây:

Hình 1 4: Ma trận kết hợp xác suất, hậu quả và chi phí cho hậu quả 1.2 Hiện trạng đánh giá rủi ro ở Việt Nam

1.2.1 Nhận xét về khả năng áp dụng đánh giá rủi ro trong điều kiện nước

ta

Việc quản lý an toàn hoá chất cũng như việc quản lý chất thải nguy hại ởViệt Nam còn đang là vấn đề mới mẻ Hiện nay, Công nghiệp hóa chất của ViệtNam là ngành có tốc độ phát triển và tăng trưởng cao, từ 15-20% Công nghiệp hóachất đang được xem là ngành kinh tế trọng điểm, được ưu tiên phát triển để đáp ứngnhu cầu phát triển của các ngành sản xuất công nghiệp và nền kinh tế nói chung

sản phẩm tiêu dùng Theo “Quy hoạch phát triển ngành công nghiệp hóa chất ViệtNam đến năm 2020, có tính đến năm 2030” có 10 nhóm sản phẩm, gồm: phân bón;thuốc bảo vệ thực vật; hóa dầu; hóa chất cơ bản; điện hóa học; khí công nghiệp; caosu; chất tẩy rửa; sơn và mực in; hóa dược Như vậy các sản phẩm hóa chất đã len lỏivào hầu hết các khía cạnh của đời sống.

Chính vì sự phổ biến của hóa chất trong sản xuất và tiêu dùng, nên có rấtnhiều nguy cơ xảy ra các rủi ro, sự cố về hóa chất Đó là:

• Nguy cơ xẩy ra sự cố hóa chất

– Các sự cố hóa chất nghiêm trọng tường xuyên xẩy ra và gây thiệt hại to lớn

về người và của cải vật chất …

– Các sự cố nghiêm trọng xẩy ra tại các tổ hợp công nghiệp hóa chất có thể tứcthời tác động lên diện rộng, có thể gây nên những thảm họa đối với conngười và môi trường sinh thái …

• Nguy cơ trong sử dụng hóa chất

– Nguy cơ lớn trong sử dụng hóa chất không đúng mục tiêu và không đúng kỹthuật gây ra hàng trăm vụ tai nạn, ngộ độc, sử dụng hóa chất, vật liệu nổ làmcông cụ đánh bắt, khai thác trái phép thậm trí trả thù cá nhân …

• Nguy cơ từ các hóa chất trong sản phẩm tiêu dùng

– Một nguy cơ ngày càng hiện hữu và thường xuyên gặp là các hóa chất nguyhại xuất hiện nhiều hơn trong các sản phẩm tiêu dùng Các sản phẩm tiêudùng có thể ảnh hưởng đến sức khỏe con người ngày càng đa dạng hơn vàngày càng tác động mạnh hơn đến đời sống của chúng ta

– Các sản phẩm truyền thống có tác động mạnh nhất đến đời sống tiêu dùng làcác sản phẩm thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm

Không những thế, ngành hóa chất trong nước vẫn phụ thuộc lớn vào nguồnnguyên liệu nhập khẩu, vì vậy nếu không nhận thức rõ được nguy cơ từ các hóa chấtmới sẽ là rất nguy hiểm cho môi trường và xã hội vì hóa chất là lĩnh vực nhạy cảm

và có nguy cơ ô nhiễm cao

Nhận thức về sự tác động mãnh mẽ của những rủi ro, sự cố liên quan đến hóachất, các cơ quan công quyền và các công ty đang ngày càng có nhu cầu mạnh mẽ

về các hoạt động an toàn hóa chất Khái niệm “Đánh giá rủi ro” đang ngày càng trởnên phổ biến hơn như một công cụ được sử dụng bởi các chuyên gia trong công tácbảo vệ môi trường để đánh giá các loại rủi ro Nhìn chung, Đánh giá rủi ro hóa chấtđang trở nên rất quan trọng trên toàn thế giới

Như vậy, có thể thấy khả năng áp dụng Đánh giá rủi ro hóa chất vào điều kiện của Việt Nam là thuận lợi, cũng vừa là nhu cầu cấp thiết trong lĩnh vực bảo vệ môi trường.

1.2.2 Tổng kết các công trình nghiên cứu về đánh giá rủi ro tại Việt Nam

Khái niệm về rủi ro không xa lạ gì với việc quản lý môi trường ở Việt Nam,

và trên thực tế đã có nhiều nghiên cứu về rủi ro liên quan với việc xây dựng và thẩmđịnh nhiều dự án

Có thể kể đến các nghiên cứu về rủi ro trong lĩnh vực khai thác dầu khí từbiển, đường ống dẫn khí đồng hành, các công trình nghiên cứu khả thi liên quan đếnlọc dầu và hoá dầu đã đề cập khá nhiều đến những vấn đề về rủi ro, đánh giá rủi ro

và quản lý rủi ro Đáng chú ý nhất là các công trình nghiên cứu của Tổng Công tyDầu khí Việt Nam Các báo cáo đánh giá tác động môi trường của một số công trình

đã được thẩm định tại Cục môi trường, trong đó một mức độ nào đó những vấn đề

về rủi ro do sử dụng các hoá chất trong khai thác, sử dụng hoá chất trong công đoạnlọc dầu thô, sự cố đường ống dẫn khí đồng hành, sự cố tràn dầu, ảnh hưởng của hoáchất dùng trong công đoạn khai thác tới tài nguyên sinh vật biển đã được đề cập

và phân tích hoặc ở mức độ định tính, hoặc ở mức độ định lượng

Một số báo cáo đánh giá tác động môi trường của các công trình công nghiệp

có lưu giữ một khối lượng đáng kể các nhiên liệu, thí dụ LPG đã được một số tácgiả phân tích tính nguy hiểm, hậu quả có thể có nếu sự cố cháy hay nổ xẩy ra Một

số báo cáo ĐTM của ngành hoá chất, thí dụ nhà máy phôtpho vàng đã được nghiêncứu khía cạnh về nổ lò và sự cố nguy hiểm khác liên quan nổ lò phản ứng: khả năngxẩy ra sự cố và mức độ thiệt hại

Trong lĩnh vực công nghiệp thuỷ điện, một số dự án gần đây đã đề cập đếncác khía cạnh rủi ro do sự cố hồ chứa nước, đập thuỷ điện cũng như những vấn đềrủi ro liên quan đến di dân, mất sự đa dạng của thảm động thực vật trong vùng hồchứa nước.

Một số nghiên cứu cơ bản trong lĩnh vực hoá chất độc hay chất thải độc hạithải vào môi trường nước, không khí hay đất cũng đã được tiến hành dưới góc độđánh giá rủi ro do hoá chất, thí dụ một số nghiên cứu trong ngành y học lao động đãđược tiến hành về tác động tới sức khoẻ của công nhân trong một số xí nghiệp sangchai đóng gói hoá chất bảo vệ thực vật, của dung môi hữu cơ đến công nhân ngànhsơn, của hơi xăng đến bệnh về da và máu của công nhân ngành xăng dầu Tácđộng của một số chất thải đến cá hay rau tại một vùng của Việt Nam bởi một số cáccán bộ khoa học trong lĩnh vực sinh học, hoá học và môi trường

Một nghiên cứu rất đáng chú ý là đánh giá rủi ro của sự cố rò rỉ nước rác củabãi rác Nam Sơn Bằng một số mô hình toán đã xác định được khoảng cách nguyhiểm khi sự cố rò rỉ nước rác từ bãi rác làm cơ sở cho việc xây dựng vùng đệm cũngnhư giải phóng mặt bằng

Trong rất nhiều các báo cáo đánh giá tác động môi trường, liên quan đến ônhiễm thường xuyên do khí thải công nghiệp nhiều loại mô hình toán đã đựợc sửdụng để tính toán nồng độ mặt đất của một số chất thải như SO2, bụi, CO, NO2 Hoặc một số khác đã đề cập đến hơi hoá chất thải ra trong trường hợp không phảiống khói (nguồn diện): đã định lượng được nồng độ tối đa của hơi hoá chất và sosánh với tiêu chuẩn

1.2.3 Nhận xét, đánh giá về các kết quả nghiên cứu đã đạt được

Tại Việt Nam, việc áp dụng các biện pháp “Đánh giá rủi ro liên quan đến cáchoạt động hóa chất” chưa được thực hiện thường xuyên và phổ biến, tuy nhiên cácquy định về quản lý an toàn hóa chất tại Việt Nam hiện nay chính là tiền đề để việc

áp dụng các phương pháp đánh giá rủi ro hóa chất phát triển rộng rãi

Các quy định về quản lý an toàn hóa chất được thể hiện rõ thông qua LuậtHóa Chất, Nghị định 108/2008/NĐ-CP quy định chi tiết và hướng dẫn thi hành một

số điều luật của Luật Hóa chất, Nghị định số 26/2011/NĐ-CP về sửa đổi, bổ sungmột số điều của nghị định số 108/2008/NĐ-CP Một số quy định điển hình là:

- Ban hành: Danh mục hóa chất sản xuất, kinh doanh có điều kiện; Danhmục hóa chất hạn chế sản xuất, kinh doanh; Danh mục hóa chất cấm vàDanh mục hóa chất độc

- Danh mục hóa chất nguy hiểm phải xây dựng Biện pháp; Kế hoạch phòngngừa, ứng phó sự cố hóa chất và thiết lập khoảng cách an toàn

- Điều kiện sản xuất, kinh doanh hóa chất sản xuất, kinh doanh có điềukiện

- Ngưỡng hàm lượng chất nguy hiểm trong hỗn hợp chất phải xây dựngphiếu an toàn hóa chất

- …………

Tỷ lệ các nghiên cứu đánh giá rủi ro trong các tài liệu đã công bố mang tínhchất định tính vẫn rất lớn, đặc biệt là các công bố trong các báo cáo đánh giá tácđộng môi trường Một đặc điểm chung trong các công bố này các tác giả đã cố gắngliệt kê được các nguy cơ tiềm ẩn trong các hoạt động dự án, nhưng chủ yếu là đềcập đến nguy cơ cháy, nổ Nhưng mức độ định lượng tại các nghiên cứu này cònhạn chế Trong nhiều báo cáo hay công trình các tác giả đã có công sưu tầm nhữngthông tin liên quan đến tính chất vật lý hay hoá học của một số vật liệu hoá chất tồntại trong dự án

Chính những tồn tại trên đặt ra một yêu cầu xây dựng phương pháp luậnđánh giá rủi ro từ hoạt động hóa chất, để từ đó tính toán được cụ thể xác xuất rủi ro,đánh giá hậu quả và đưa ra các kế hoạch ngăn ngừa ứng phó rủi ro cho các nhà quảnlý

Trong khuôn khổ luận văn này, tác giả chỉ đưa ra việc lựa chọn phương phápluận đánh giá rủi ro từ hoạt động hóa chất cho kho xăng dầu trong đó tập trung vàorủi ro cháy và nổ

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ KHO XĂNG DẦU 2.1 Cơ sở vật chất kỹ thuật kho xăng dầu [9,12]

Kho xăng dầu là những cơ sở công nghiệp được sử dụng để tiếp nhận, bảoquản, pha chế, cấp phát dầu mỏ và sản phẩm dầu mỏ Các hạng mục cơ sở vật chấtchính trong kho bao gồm: bồn, bể, hệ thống công nghệ xuất/nhập xăng dầu cho cácphương tiện vận vải thủy và bộ

Các kho xăng dầu đầu mối thường được xây dựng trong các nhà máy lọc dầuhoặc gần các cảng biển nơi có thể tiếp nhận hàng hóa từ các tàu vận tải viễn dương

Các kho xăng dầu trung chuyển nằm sâu trong nội địa tiếp nhận xăng dầuthông qua hệ thống đường ống tuyến vận chuyển xăng dầu hoặc sử dụng cảng sông

để tiếp nhận các phương tiện vận tải thủy nội địa hoặc thông qua các phương tiệnvận tải bộ Đồng thời tại các kho xăng dầu thì phương tiện vận tải bộ (ô tô xitéc) làphương thức chính để phân phối hàng đến các cửa hàng bán lẻ xăng dầu hoặc trựctiếp đến người tiêu dùng Một số hạng mục cơ sở vật chất kỹ thuật chính trong khoxăng dầu:

2.1.1 Bể chứa xăng dầu

Bể chứa là thiết bị được chế tạo bằng vật liệu không cháy để tồn chứa cácloại xăng dầu, tùy theo phân cấp kho và cơ cấu sản phẩm mà các kho xăng dầu cóthể có nhiều bể chứa xăng dầu với dung tích khác nhau từ 500 – 20.000 m3 Mỗi bểchứa được chứa một loại hàng khác nhau, các bể chứa trong kho xăng dầu được bốtrí theo nhóm, tổng dung tích trong một nhóm chứa bể mái cố định, bể mái nối bêntrong không quá 60.000 m3, đối với bể mái không vượt quá 120.000 m3 Bể chứaxăng dầu phải được lắp đặt các thiết bị và phụ kiện cơ bản để đảm bảo an toàn trong quátrình bể hoạt động như van thở, lỗ ánh sáng, lỗ thông áp (khi không lắp van thở), lỗ đo mứcthủ công, lỗ lấy mẫu sản phẩm, cửa vào bể, ống xả đáy, ống đỡ thiết bị đo mức, tấm đomức

Bể trụ đứng mái cố định Bể trụ nằm ngang

Hình 2 1 Bể chứa xăng, dầu

Qua nghiên cứu thực tế các vụ cháy bể chứa xăng dầu trên thế giới và cũngnhư ở nước ta cho thấy: quá trình cháy bể chứa xăng dầu phức tạp trước hết là sựxuất hiện ngọn lửa tại một điểm nào đó, tiếp đến do quá trình đốt nóng, cháy lớnlàm tung mái bể ra ngoài và tiếp tục cháy xăng dầu ở mặt thoáng tự do đó là quátrình cháy hơi xăng dầu bốc lên kết hợp với không khí mà chúng hình thành trên bềmặt xăng dầu Các dòng hơi xăng dầu vào vùng cháy liên tục nhờ có quá trình bayhơi do sự tác động của dòng bức xạ nhiệt từ vùng cháy đến bề mặt xăng dầu Khiôxy cần thiết cho sự cháy tham gia vào vùng cháy từ môi trường xung quanh vớikhông khí và cường độ tham gia vào vùng cháy của nó phụ thuộc vào lực tác độngcủa sự khuyếch tán đối lưu phân tử

Sau một thời gian cháy khoảng 15-20 phút thì thành bể phía trên bị nungnóng và mất khả năng chịu lực và bị biến dạng co móp vào phía trong lòng bể Khicháy được 45-60 phút thì phần thành bể chứa chất lỏng cũng bị mất khả năng chịulực và biến dạng Thậm chí có trường hợp bị thủng rách làm cho xăng dầu chảy tràn

ra ngoài gây cháy lan to ra phạm vi toàn bộ diện tích của cụm bể Khi cháy xảy ra

ở cụm bể chứa xăng dầu, trong suốt quá trình cháy khối lượng khói toả ra nhiều,nhiệt toả ra rất lớn(10450-11250Kcal/Kg), cường độ bức xạ nhiệt ra xung quanhcũng rất lớn

Mặt khác, do bể xăng dầu có chứa một lớp đệm nước ở đáy bể nên nếu thờigian cháy kéo dài rất dễ xảy ra hiện tượng sôi trào do lớp đệm nước ở đáy bể sôilàm cho xăng dầu bắn tung toé ra ngoài Dấu hiệu của sự sôi trào xăng dầu là donhững biến động của sự cháy, do chất lỏng va chạm vào thành bể, ngọn lửa sáng rựclên, lưỡi lửa xuất hiện trong ngọn lửa có hình mũi tên Và cũng theo sự thống kê vềcông tác PCCC của Liên Xô (cũ) thì có đến 75% số vụ cháy xăng dầu dẫn đến nổ vàtuỳ thuộc vào áp suất nổ hỗn hợp có trong bể và tính chất của các cấu kiện xây dựng

bể chứa Mức độ phá huỷ bể chứa phụ thuộc vào cường độ nổ, trạng thái của bể.Nhìn chung qua thực tế người ta thấy thường xảy ra các trường hợp sau:

Nắp bể bị phá huỷ, thành bể còn nguyên vẹn, nắp bể có thể bị hất tung rangoài, hoặc có thể bị bẹp xuống úp lên bề mặt chất lỏng

Nắp bể còn nguyên vẹn nhưng thành bể bị xé rách, bị thủng làm xăng dầucháy tràn ra ngoài

Nắp bể và thành bể bị phá huỷ, hư hỏng, xăng dầu chảy tràn ra ngoài

Như vậy, ở mỗi dạng sự cố tạo nên một kiểu đám cháy, song trên thực tế ở nước tahiện nay hầu hết các bể chứa xăng dầu được lắp đặt hệ thống chữa cháy cố định bọttheo kiểu đường ống dẫn bọt đi từ nguồn xăng dầu và lăng phun bọt được đặt phíatrên thành bể Khi cháy bọt sẽ phun qua vùng cháy và rơi xuống bề mặt xăng dầuđang cháy

2.1.2 Đường ống công nghệ xăng dầu

Đường ống công nghệ xăng dầu là hệ thống đường ống được lắp đặt trongkho xăng dầu hoặc trên tuyến dùng để vận chuyển xăng dầu từ cầu cảng vào bểchứa và từ bể chứa ra bến xuất bộ, bến xuất thủy hoặc từ bể này sang bể khác, từkho này sang kho khác

Đường ống công nghệ xăng dầu là tập hợp gồm ống thép, các chi tiết đấu nốiống (bích, cút, tê, ống thót ), van chặn, van một chiều, van an toàn, thiết bị lọc –tách khí, thiết bị đo tính và thiết bị kiểm tra, kính quan sát được lắp đặt trên đườngống

Đường ống công nghệ xăng dầu bao gồm đường ống nhập và đường ốngxuất Đường ống công nghệ nhập là đường ống vận chuyển xăng dầu từ phương tiệnnhập (tàu, xà lan, xe ô tô xitéc ) đến bể chứa Đường ống công nghệ xuất là đườngống vận chuyển xăng dầu từ bể chứa đến phương tiện nhận (tàu, xà lan, xe ô tôxitéc )

Hình 2 2 Đường ống công nghệ xăng dầu

Đường kính, chiều dày của ống công nghệ được tính toán, thiết kế trước khilắp đặt, phù hợp với vận tốc, lưu lượng, áp lực bơm chuyển nhập xuất xăng dầunhằm đảm bảo việc nhập xuất hàng hóa an toàn, hợp lý Tất cả các thiết bị lắp đặttrên đường ống phải tuân thủ các đặc tính kỹ thuật của hệ thống ống công nghệxăng dầu, đảm bảo áp suất làm việc của đường ống và an toàn phòng nổ

Tuy nhiên, do đặc điểm các đường ống xăng dầu, tê cút và đầu nối thườngđược làm bằng thép cường lực có ứng suất nôi nên có khả năng bị ăn mòn, bị nứt,gãy dẫn đến rò rỉ xăng dầu Rất nhiều sự cố cháy nổ xăng dầu có liên quan đếnđường ống công nghệ như sự cố nổ và cháy tại nhà máy dầu lỏng PEMEX –Mexico Một đường ống 8 inches giữa quả cầu và một dãy hình trụ đã bị đứt, điềunày dẫn đến sự giảm áp suất, sự thoát ra của khí LPG tiếp tục trong khoảng từ 5 đến

10 phút khi mà đám mây khí (ước tính 200m×150m×2m) bùng cháy do một cụmlửa, gây ra một chấn động dữ dội, và một số đám cháy đã xảy ra

2.1.3 Trạm bơm xăng dầu

Trạm bơm xăng dầu là khu vực đặt hệ thống các máy bơm, được kết nối với

bể chứa thông qua hệ thống đường ống công nghệ trong kho xăng dầu Trạm bơmxăng dầu làm nhiệm vụ bơm chuyển, nhập xăng dầu từ nguồn cung cấp (tầu cậpcảng, ô tô xitéc, wagon xitéc, hoặc từ kho này chuyển sang kho khác) và xuất xăngdầu cho khách hàng thông qua cảng, bến xuất ô tô xitéc, wagon xitéc

Một số bơm sử dụng trong kho xăng dầu:

- Bơm ly tâm: là loại bơm cánh dẫn, khi cánh bơm quay, chất lỏng ở trongcánh bơm dưới tác dụng của lực ly tâm bị dồn từ trong ra ngoài theo phươngvuông góc với trục bơm, chuyển động theo các máng dẫn và đi vào ống đẩyvới áp suất cao hơn, đồng thời ở lối vào của cảnh bơm tạo nên vùng có ápsuất chân không có tác dụng hút chân lỏng ở miệng ống hút vào bơm theophương của trục bơm Quá trình hút và đẩy của bơm là quá trình liên tục, tạonên dòng chảy liên tục của chất lỏng qua bơm Bơm ly tâm thường được

dùng để bơm chất lỏng có tỷ trọng và độ nhớt thấp như nước và các loại dầusáng: xăng, dầu hỏa, dầu diezen, nhiên liệu bay.

- Bơm thể tích (bơm cánh gạt, bơm bánh răng, bơm trục vít ) khi bơm quay,các cánh gạt (hoặc bánh răng, bánh vít) có tác dụng gạt khối thể tích chấtlỏng từ phía miệng ống hút sang miệng ống đẩy, đồng thời trong quá trìnhnày áp suất chân không được tạo ra ở miệng ống hút có tác dụng hút chấtlỏng vào bơm Bơm thể tích thường được dùng để bơm nhiên liệu có tỷ trọng

và độ nhớt cao: dầu FO, dầu nhờn

Trong khu vực trạm bơm xăng dầu, các nguy cơ xảy ra sự cố như máy bơmhỏng, cháy do chập điện…dẫn đến cháy, nổ xăng dầu hay rò rỉ xăng dầu tại cáckhớp nối, mặt bích…

2.1.4 Hệ thống cảng xuất nhập xăng dầu

Các trang thiết bị tại cảng để tiếp nhận tàu có trọng tải lớn hoặc các tầu, xàlan trọng tải nhỏ bao gồm: hệ thống loading arm, hệ thống đệm va, trạm bơm

Hình 2 3 Hệ thống cơ sở vật chất tại cảng biển tiếp nhận tầu dầu

Trong khu vực cảng xuất nhập xăng dầu, các nguy cơ xảy ra sự cố như sự cốtràn dầu, cháy nổ tầu chở dầu…

2.1.5 Hệ thống bến xuất ô tô xitéc

Xăng dầu được nhập vào các xe bồn (xe ô tô xitéc chuyên dùng) thông quacác bến xuất trong kho xăng dầu

Bến xuất ô tô xitéc bao gồm nhiều cần xuất hàng, đồng thời có thể xuất chonhiều xe chuyên dụng vào lấy hàng Tùy thuộc vào quy mô, công suất và phân cấpkho xăng dầu mà mỗi bến xuất trong kho có từ 5 đến 20 cần xuất hàng Mỗi cầnxuất sẽ xuất một loại hàng riêng biệt khác nhau Hệ thống họng xuất này hầu hếtđều được điều khiển tự động hóa thông qua bộ lưu lượng kế nhằm giảm thiểu nguy

cơ tràn vãi xăng dầu Lưu lượng xuất hàng qua cần xuất đạt từ 45-80 m3/h

Hình 2 4 Hình ảnh bến xuất ô tô xitec

Trong khu vực bến xuất ô tô xitec, các nguy cơ xảy ra sự cố như tràn vãixăng dầu từ họng xuất, cháy, nổ các xe ô tô xitec do bắt gặp mồi lửa…

2.1.6 Các hạng mục khác

Ngoài các hạng mục chính trong kho xăng dầu nêu trên, để đảm bảo toàn khohoạt động và vận hành đồng bộ, trong kho xăng dầu còn có các hạng mục cơ sở vậtchất khác như:

- Khu vực nhà điều hành kho xăng dầu

- Hệ thống tự động hóa đo bể từ xa: để đo tính hàng hóa trong bể chứaxăng dầu, các thiết bị được sử dụng là Enraf (Hà Lan), Saab radar (ThụyĐiển)

- Hệ thống điện: bao gồm điện động lực và điện chiếu sáng kho

- Hệ thống phòng cháy chữa cháy: bao gồm hệ thống các bình chữa cháyđược đặt tại các vị trí có nguy cơ cao và hệ thống trang thiết bị chữa cháytại bể chứa, khu vực bể chứa đảm bảo phòng ngừa và ứng cứu tại chỗ khixảy ra hỏa hoạn

- Hệ thống chống sét và chống tĩnh điện

- Hệ thống rãnh thoát nước sạch và nước thải nhiễm dầu, trang thiết bị xử

lý nước thải nhiễm dầu

2.2 Hoạt động sản xuất kinh doanh trong kho xăng dầu [9,12]

2.2.1 Các mặt hàng kinh doanh trong kho xăng dầu [9]

Xăng dầu lưu trữ, kinh doanh trong kho xăng dầu bao gồm các mặt hàng:xăng động cơ (Mogas 92, 95), dầu điêzen, dầu hỏa, dầu đốt lò (còn gọi là dầumazut, FO), nhiên liệu bay

a Xăng động cơ

 Thành phần hóa học cơ bản:

Xăng động cơ là một loại dung dịch nhẹ chứa Hydrocacbon dễ bay hơi, dễbốc cháy, cất từ dầu mỏ Xăng thường được lấy từ nhiều quá trình lọc dầu khácnhau như chưng cất, isomer hóa, alkyl hóa, cracking, reforming,…bao gồm cáchydrocacbon từ C4 – C12 có nhiệt độ sôi khác nhau Một số dạng hydrocac bon cómặt trong xăng là: prafin, aromatic, olefin, naften, cycloolefin

Trong các loại xăng chế biến nêu trên, thông dụng nhất là xăng refoeming,xăng cracking và xăng alkyl hóa Xăng thu được nhờ công nghệ chế biến nàythường có trị số octan cao nhưng độ bay hơi kén vì chứa ít thành phần nhẹ, giáthành đắt Do đó người ta thường pha chế chúng với xăng chưng cất trực tiếp tạo raxăng thương phẩm có chất lượng đáp ứng yêu cầu của thị trường

Một trong những tính chất quan trọng nhất của nhiên liệu xăng là phải có khảnăng chống kích nổ, đặc trưng đó gọi là trị số octan, được đo bằng phương phápRON (Research octan number) hoặc MON (Motor octan number)

 Phụ gia cho xăng

Một số giải pháp hữu hiệu để đạt tới trị số octan cao như:

- Nâng cấp và đưa thêm các thiết bị lọc dầu để chuyển các hydrocacbon mạchthẳng thành mạch nhánh hoặc thành hydrocarbon vòng no, vòng thơm có trị

số octan cao, bao gồm các quá trình như cracking xúc tác, reforming xúc tác,izome hóa…

- Pha trộn xăng có trị số octan cao như xăng alkyl hóa, izome hóa,…vào nhiênliệu có trị số octan thấp

- Sử dụng các chất phụ gia oxy hóa làm tăng trị số octan như: Metanol(CH3OH), Etanol (C2H5OH), Tertiary butyl alcohol (TBA), Methyl tertiarybutyl ether (MTBE) Trong đó Etanol và MTBA được sử dụng nhiều nhất.Tuy nhiên, việc sử dụng các hợp chất này cũng có hạn chế vì nhiệt lượngcháy của chúng thấp, áp suất hơi bão hòa quá cao, một số dễ gây tách lớptrong xăng khi bị lẫn nước Do đó chỉ được phép pha một lượng giới hạnnhất định vào trong xăng theo tiêu chuẩn Châu Âu EC-EN-228 đã quy địnhlượng tối hamg lượng phụ gia ôxy hóa không vượt quá 2,8% khối lượng

- Ngoài các phụ gia kể trên, để xăng đáp ứng các yêu cầu của động cơ, người

ta còn pha vào trong xăng một số phụ gia khác như: phụ gia chống ôxy hóa,phụ gia tẩy rửa, phụ gia chống rỉ hoặc các loại phẩm màu để phân biệt cácloại xăng

 Tính chất cơ bản của xăng:

Tính chất cơ bản của xăng là các chỉ tiêu quan trọng ảnh hưởng đến chấtlượng hoạt động của xăng, gồm có:

 Tính bay hơi

Khoảng nhiệt độ bay hơi của xăng ô tô từ 35 – 40oC đến 180 – 220oC Xăng

có tính bay hơi kém (thành phần nặng nhiều hơn thành phần nhẹ) gây:

- Khó khởi động

- Khó điều chỉnh

- Cháy không hết xăng (hao xăng và gây ô nhiễm)

- Tạo nhiều muội than, làm loãng dầu nhờn bôi trơn, động cơ nhanh mòn

 Áp suất hơi bão hòa của xăng

Áp suất hơi bão hòa càng cao thì khả năng bay hơi càng mạnh Yêu cầu cácloại xăng phải có áp suất hơi bão hòa phù hợp không quá cao hay quá thấp Quyđịnh áp suất hơi bão hòa của xăng không quá 500 mmHg (tiêu chuẩn của Liên Xô),trong khoảng 44 – 78 kPa (xăng thương phẩm của các nước khác)

 Tính chống kích nổ xăng

Hiện tượng cháy kích nổ có thể xảy ra khi điều kiện cháy không phù hợp.Trong quá trình cháy lan truyền, áp suất và nhiệt độ phần hòa khí ở phía trước mànglửa được tăng liên tục do bức xạ nhiệt và do chèn ép bởi kết quả nhả nhiệt của hòakhí đã cháy gây ra, làm gia tăng phản ứng phía trước màng lửa của hòa khí càngsâu Số hòa khí này tự phát hỏa khi màng lửa chưa lan tới sẽ tạo ra màng lửa mới cótốc độ cháy lan truyền lên đến 1500 – 2500 m/s, gây ra hiện tượng cộng hưởng ápsuất làm tăng, giảm áp suất của khí cháy một cách đột ngột (160 kg/cm2) và tạo racác sóng xung động va đập vào vách xylanh, kết quả làm cho động cơ nổ rung giậtmạnh

Các trung tâm tự cháy xuất hiện trong hỗn hợp khí trước màng lửa: nguồngây kích nổ

 Tính ổn định hóa học của xăng

Tính ổn định hóa học của xăng biểu thị khả năng duy trì được chất lượng banđầu trong quá trình bảo quản, vận chuyển từ nơi sản xuất cho đến khi tiêu thụ Tính

ổn định hóa học của xăng đánh giá bằng các chỉ tiêu:

- Hàm lượng nhựa thực tế (mg/100ml xăng)

- Tính ổn định Oxy hóa (chu kỳ cảm ứng, phút)

 Tính ăn mòn kim loại của xăng

Trong xăng có chứa một lượng nhỏ các tạp chất mà trong quá trình chế biếnkhông loại bỏ triệt để được hoặc trong quá trình tồn trữ, vận chuyển xăng bị nhiễmbẩn như: lưu huỳnh, tạp chất kim loại, nước…

b Nhiên liệu Diesel

 Thành phần hóa học

Nhiên liệu Diesel (DO) là một loại nhiên liệu lỏng, nặng hơn dầu hỏa vàxăng, chứa hydrocarbon từ C16 – C20, C21, sử dụng chủ yếu cho động cơ diesel(phương tiện giao thông đường bộ, đường sắt, đường thủy) và một phần được sửdụng cho các tuabin khí DO được sản xuất chủ yếu từ phân đoạn gasoil và là sảnphẩm của quá trình chưng cất trực tiếp dầu thô, lấy phân đoạn có nhiệt độ sôi từ

250oC đến 350oC Để đánh giá chất lượng nhiên liệu Diesel thông qua trị số Cetaan.Trị số Cetan là chỉ tiêu đặc trưng cho khả năng tự bốc cháy của diesel và được đobằng % thể tích hàm lượng n-cetane trong hỗn hợp của nó với Metyl naptalnen ởđiều kiện tiêu chuẩn (theo quy ước Metyl naptalen có trị số cetane là 0 và n-cetane

có trị số cetane là 100

 Độ nhớt

Bảng 2 1: Độ nhớt yêu cầu của các loại nhiên liệu Diesel

Nhiên liệu Diesel dùng cho loại