第三章　化学事故检测与警戒

第一节　化学事故检测概述

化学事故检测是现场处置非常重要的环节。通过检测化学物质的种类，给出定性和定量监测结果，从而确定事故的危害程度和范围等。检测的结果准确与否直接关系到救援行动的成败。准确可靠的检测技术方法，可以及时检测出化学物质的种类、扩散区域，救援人员可以根据结果有针对性地采取正确的处置措施，把事故的危害降到最低程度。

化学事故检测应遵循的原则是：及时、准确、全面；采取初步判断、现场侦检、送样检测的方式，先定性、后定量的方法，确定泄漏介质的种类、浓度及其分布；同时检测与救生同步；检测伴随事故处置行动的始终。

一、化学事故检测的任务

（一）确定泄漏物的种类

对于化学泄漏事故，侦检工作的首要目标是确定泄漏物质的种类。只有知道是什么物质发生了泄漏，才能根据泄漏物质的物理和化学性质采取相应的处置措施，真正做到科学施救。在没有弄清楚泄漏物质性质的情况下，采用的任何措施都是盲目的，有可能导致事态的恶化或造成重大的人员伤亡。

（二）确定泄漏物质浓度

确定泄漏物质的种类后，可以根据该物质的理化性质和相应的检测技术原理，采用合适的仪器装备测量其浓度及扩散范围，对其进行定量检测，以确定泄漏物质浓度分布情况，进而确定现场的危险区域。按照泄漏物质浓度分布情况，一般分为轻度、中度和重度危险区域，通过区域划分以便迅速、有序、有效地实施救援。

（三）实时检测污染区泄漏物质浓度变化及分布

检测工作不仅体现在应急救援行动的开始，而且贯穿于应急救援的全过程。危险化学品泄漏以后容易发生扩散，而且在不同时间其浓度也是不同的。因此，必须实时监测各危害区域边界的毒物浓度变化，根据检测数据及时调整危害区域范围，掌握事故危害区域的动态变化情况，为开展救援工作提供科学依据。

二、化学检测要求

（一）准确

准确是指能准确查明危险化学品的种类和数量。只有准确知道危险物是什么，才能有效地对危险化学品事故进行处置。对未知毒物和已知毒物在事故过程中相互作用而成为新的危险源的检测要慎之又慎。

（二）快速

快速是指能在最短的时间内报知检测结果，为及时处置事故提供科学依据。通常，事故预警所用的检测方法要求能快速显示分析结果，但在事故后为查明原因则常常采用多种手段取证，此时注重的是分析结果的精确性而不是时间。

（三）灵敏

灵敏是指检测手段能发现低浓度的危险化学品或灵敏地指出事故因素（如压力、温度）的变化。以氢氰酸为例，当环境中氢氰酸的浓度为0.05～0.06mg/L时，人员允许停留时间最长不超过1h。因此，检测氢氰酸的方法灵敏度要高于0.05～0.06mg/L。

（四）简便

简便是指采用的检测手段应当简捷，设备应当易于操作掌握与维护修理。在事故现场可根据检测时机、检测地点和进行检测操作的人员来确定所用的检测手段和仪器。简易侦检器材，人员不必经过专门训练就能掌握；较为复杂的器材，应由受过专门训练的人员使用。

（五）稳定

稳定是指检测器材的无故障的时间越长越好。

三、化学检测方法分类

化学事故检测是通过危险化学品分子的物理、化学、生物化学和毒理等特性，识别危险化学品和测定其含量。化学检测方法按检测手段可分为主观检测法、客观检测法；按检测原理可分为物理法、化学法、生化法等；按照试样用量可分为常量法、半微量法及微量法；按照检测的形式可分为现场检测和非现场检测；按照化学检测方法的任务要求可分为定性分析和定量分析。

在化学事故现场可根据装备情况、使用场合和要求进行选择。

（一）按检测原理分类

1.物理检测法

利用危险物的物理性质建立的侦检方法或分析方法叫作物理检测法，简称物理法。物质的物理性质大多数要用仪器才能测量，因此物理法也叫作仪器分析法，即利用分析仪器检测毒物的物理和化学性质，对其进行定性、定量和结构鉴定的分析方法。物理检测法有光谱分析法、电分析法和分离分析方法三类。

（1）光谱分析法　可测量被测样品吸收、发射或散射的辐射量。在毒物分析中应用的主要有原子吸收光谱、原子发射光谱、紫外吸收光谱、红外吸收光谱、拉曼光谱和核磁共振波谱等。

（2）电分析法　将一个电信号加于浸入样品溶液的某一电极进行测量或测量样品溶液的某一性质。大多数的电分析技术都需要加一个电信号，以便检测溶液的另外一些电参数。电分析法有电流分析法、电位法、电导法、库仑法、伏安法和电重量法等。

（3）分离分析法　现将混合物中各组分进行分离，再对每一组分做定性或定量分析。按分离方法可把仪器分离技术分为色谱法、电泳法和质谱法等几大类。

2.化学检测法

利用化学品与化学试剂反应后，生成不同颜色、沉淀、荧光或产生电位变化进行侦检的方法称为化学检测法。用于侦检的化学反应有亲核反应、亲电反应、氧化还原反应、催化反应、分解反应和配位反应等。在事故现场，化学检测法利用的反应主要是生色反应，通过反应前后的颜色变化识别物质。应用这种技术研制出各种侦检纸和检测管，能方便地检测现场环境中的危险物。常用的侦检纸如表3-1所示。

3.生化检测法

应用物质与某些生物活性物质的特殊作用的方法检测化学毒剂。常用的生物制剂有马血清、鸭血清或电鳗酶制成的胆碱酶制剂。例如：胆碱酶具有催化乙酰胆碱等底物水解的能力，当神经性毒剂存在时，胆碱酶催化底物水解的能力受到抑制。通过观察底物水解后的生成物或剩余未水解的底物，即可测定神经毒剂。这种检测方法又叫作酶法检测，可用于神经性毒剂的检测。

4.动植物检测法

利用动物的嗅觉、敏感性或通过观察有毒物质引起动物中毒的症状或死亡，以及引起植物花、叶颜色变化和枯萎的方法，概略判断有毒物质的存在及其种类。如狗的嗅觉特别灵敏，国外利用狗侦查毒品已很普遍。美军曾训练狗来侦检化学毒剂，狗利用嗅觉可检出六种化学毒剂，当狗闻到微量化学毒剂时即反映出不同的吠声，其检出最低浓度为0.5～1.0mg/L。还有一些鸟类对有毒有害气体特别敏感，如在农药厂的生产车间里养一种金丝鸟或雏鸡，当有微量化学物质泄漏时，动物就会立即有不安的表现，甚至挣扎死亡。有些动植物对某些有毒气体很敏感，如人能闻到二氧化硫气味的浓度为1～5mg/m3，在感到明显刺激，如引起咳嗽、流泪等时，其浓度约为10～20mg/m3，而有些敏感植物在二氧化硫浓度为0.3～0.5mg/m3时，在叶片上就会出现肉眼能见的伤斑。再如氢氟酸污染叶片后，其伤斑呈环带状，分布于叶片的尖端和边缘，并逐渐向内发展。动植物这些特有的“症状”，可为事故现场危险化学品的检测提供旁证。

5.感官检测法

感官检测法是最简易的监测方法，即根据各种危险化学品的物理性质，通过受过训练人员的嗅觉、视觉等感觉器官，如鼻、眼、口、皮肤等人体器官（也可称作人体生物传感器）察觉危险化学品的颜色、气味、状态和刺激性，进而初步确定危险化学品种类的一种方法。

表3-2列出了各种有害气体检测试纸所用的显色剂及颜色变化。

（二）按照检测形式分类

按照检测形式分类，包括现场检测和非现场检测两种形式。其中现场检测是在现场选择检测点，利用现场检测仪器进行检测，对询情、识别和检测结果进行综合分析，得出最终结论，即现场检测→综合分析→结论。非现场检测是在现场无法直接检测，需要在事故现场选择采样点，按要求对样品进行采集，将采集的样品送交具有鉴定资质的单位进行测定；并对询情、识别和测定结果进行综合分析，得出结论，即样品的采集→送检→测定→综合分析→结论。采用非现场检测时，包括分析试样的制备、干扰组分的掩蔽和分离、定性分析和定量分析等检测环节。

（三）按照检测的任务要求分类

按照检测的任务要求分类，包括定性检测和定量检测。

1.定性检测

定性检测的任务是分析鉴定危险化学品的种类。定性分析时，必须采用多种分析方法对样品进行分析鉴定，各种分析鉴定的结果是综合评断的客观依据。

（1）比对检验　比对检验是定性鉴定最常用的方法，是将待检试样与标准试样置于相同鉴定条件下，比较其特征或测定比较某些性质参数，以认定其同一性。比对检验中要特别注意操作条件的一致，以确保检验结果的可比性。

（2）鉴定方法的灵敏度　不同的鉴定方法检出同一物质的灵敏度是不一样的。在定性分析中，灵敏度通常以最低浓度和检出限量来表示。①最低浓度：在一定条件下，使某鉴定方法能得出肯定结果的该物质的最低浓度，以1∶G表示。G是含有1g被鉴定物质的溶剂的质量。鉴定方法的灵敏度是用逐步降低被测物质浓度的方法得到的实验值。②检出限量：在一定条件下，某方法所能检出某种物质的最小质量称为检出限量，通常以m表示，单位为微克（μg）。某方法能否检出某一物质，除与该物质的浓度有关外，还与该物质的绝对质量有关。检出限量越低，最低浓度越小，则鉴定方法越灵敏。

（3）空白试验和对照试验　①空白试验：在进行鉴定反应的同时，取一份蒸馏水代替试液，以相同方法进行操作，看是否仍可检出。溶剂、辅助试剂或器皿等均可能引入某些物质，这些物质可能被当作待检物质而被鉴定出来，此种情况称为过检。利用空白试验可以加以验证。②对照试验：当鉴定反应不够明显或现象异常，特别是怀疑所得的否定结果是否准确时，往往需要做对照试验，即以已知物质的溶液代替试液，用同样方法进行鉴定。如果也得出否定结果，则说明试剂已经失效或是反应条件控制得不够正确等。试剂失效或反应条件控制不当，使鉴定反应的现象不明显甚至得出否定结论，这种情况称为漏检。

2.定量检测

定量检测是分析测定危险化学品的浓度或含量。常采用的定量分析方法有重量分析法、滴定分析法和仪器分析法。

（1）重量分析法　重量分析法是通过称量物质的质量来确定被测组分含量的一种定量分析方法。在重量分析中，一般先采用适当的方法使被测组分以单质或化合物的形式与试样中其他组分分离，然后再进行称量，从而计算其质量分数。重量分析法又可分为沉淀法、汽化法、提取法和电解法。①沉淀法：利用沉淀反应使被测组分以微溶化合物的形式沉淀下来，然后将沉淀过滤、洗涤并经烘干或灼烧后使之转化为组成一定的称量形式，最后称其质量，并计算被测组分的含量。②汽化法：利用加热或其他方法使被测组分从试样中汽化逸出，根据气体逸出前后试样质量之差来计算被测组分的含量。③提取法：利用被测组分与其他组分在互不相溶的两种溶剂中分配比的不同，加入某种提取剂使被测组分从原来的溶剂定量转入提取剂中而与其他组分分离，然后去除提取剂，称量干燥提取物的质量，并计算被测组分的含量。④电解法：利用电解的方法使被测定的金属离子以纯金属或金属氧化物的形式在电极上析出，称量析出物的质量以求得被测物的含量。

（2）滴定分析法　滴定分析法又叫作容量分析法，是将一种已知准确浓度的试剂（标准溶液）滴加到被测物质的溶液中，直到所加的试剂与被测物质按化学计量定量反应为止，根据试剂溶液的浓度和用量，计算被测物质的含量。根据滴定反应的类型可将滴定分析法分为酸碱滴定法、络合滴定法、氧化还原滴定法和沉淀滴定法。①酸碱滴定法：以酸碱反应为基础的定量分析方法。②络合滴定法：以络合反应为基础的定量分析方法。在水溶液中，金属离子以水合离子的形式存在，当发生络合反应时，络合剂取代了金属离子周围的配位水分子，与之形成具有一定稳定性的络合物（包括络离子）。③氧化还原滴定法：以氧化还原反应为基础的定量分析方法。④沉淀滴定法：以沉淀反应为基础的定量分析方法。

（3）仪器分析法　定量分析是仪器分析的主要任务之一。仪器分析的方法种类繁多，各种方法都有相对独立的物理及物理化学原理。根据测量原理和信号特点，仪器分析方法大致包括光学分析法、电化学分析法、色谱分析法、质谱分析法、热分析法和放射分析法等。

四、检测工作的准备

（一）检测队伍的组成

一般来说检测队伍由基层单位检测队伍、事故现场专业队伍和分析实验室检测队伍组成。

1.基层单位检测队伍

基层单位检测队伍由危险源目标单位的环保和生产化验部门的人员组成。配备1～2名分析人员对主要毒物建立快速分析方法，所用仪器随时处于应急备用状态，一旦发生事故，上述人员应立即到事故现场检测或取样分析，确定事故源毒物品种后，及时向本单位负责人、抢险救援指挥人员及相关部门报告。

2.救援现场专业队伍

包括省、市、区（县）化学灾害事故救援检测专业队伍和消防特勤队侦检小组。发生化学事故后，消防人员往往率先赶到现场，应首先使用配备的侦检器材，组织对现场毒物检测定性，并测试其浓度范围，检测后及时将情况上报现场救援指挥部、消防指挥员和相关部门。

3.分析实验室检测队伍

环保监测中心和市防疫站中心分析实验室、职业病防治院（所）化验室组成检测队伍。当化学事故危害严重，灾情复杂，次生事故迭起，造成多种毒物污染时，因受现场检测器材性能限制，一线检测队伍往往难以完成任务。此时应及时取样送到上述实验室，使用实验室精密仪器进行快速分析，及时确定毒物品种和浓度。在城市交通、通信比较方便的情况下，这是完成事故毒物检测任务的重要保障。部队检毒中心可为检测未知毒物样品提供条件。

（二）现场检测点的设置

检测点的具体设置，要根据灾害事故的严重程度、泄漏物质的扩散范围、当时的气象条件（特别是风向、风力），以及现场可供使用的检测设备而定。一般来说，以下风方向为主，侧风方向次之，上风方向兼顾。

1.单组多点检侧

现场泄漏不是很严重，扩散范围较小时，可以组织一个检测小组，先从下风方向适当部位开始，然后检测两侧，最后检测上风方向，并向指挥员提供检测结果和扩散范围图，注明不同区位的浓度。

2.多组多点、交叉检测

现场泄漏严重，扩散范围较大时，应组织几个检测小组展开工作。

①多点检测，以下风方向为主，分成几组同时测试。②交叉检测，几个小组互换位置，交叉展开测试，比较检测结果，防止仪器或操作有误。③随时复测，隔一个时间段复检一次，始终把握现场扩散状况，并随时向指挥部报告。

3.多组定点、复合检测

当泄漏范围很大时，应在不同的方位组织多个检测小组定点检测，随时报告扩散变化情况。如现场发现新的扩散物质成分，或既有泄漏扩散，又涉及环境污染现象，则要组织现场的复合型检测，在不同的部位、针对不同的物质使用不同的检测仪器或设备，向指挥部报告所有的检测情况，综合考虑现场处置意见。

（三）侦检器材准备

根据检测工作的任务需求，准备好所用的侦检仪器，检查检测仪器是否齐全、完好。同时备好各种标志物。