国外危险化学品典型事故案例分析之五----
美国联合碳化物公司氮气窒息事故
一、事故经过和危害
1998年3月27日，位于美国路易斯安那州Hahnville的联合碳化物公司(Union Carbide Corp.)Taft/Star加工厂发生一起氮气窒息事故，导致1名联合碳化物公司工人死亡和1名承包商严重受伤。美国化学品安全与危害调查局（CSB）对这起事故作了详细的调查，报告中讨论了临时性封闭空间和受限制性空间使用氮气的危险性。
1998年3月27日，联合碳化物公司Taft/Star加工厂2名工人A和B对一根1.2米长的管道开口处的两个法兰，采用暗光法检查是否存在油脂并进行清理。他们首先对南端的法兰进行清理。由于中午时太阳太亮，暗光法很难看清有没有油和脂。因此，工人A和B便使用黑色塑料膜搭建一个较暗的工作区。由于当天有强风，黑色塑料膜很快包住法兰。工人A和B手握塑料膜，固定其中一边；另2名等着把供氧混合器移回原位的承包商抓着塑料膜另一端。无意之中，塑料膜和管道对工人A和B形成了临时性封闭空间。
对南边管子法兰的检查和清理大约在10时45分开始，约11时35分完成。由于氮气没有流过南边管子的开口，因此事故没有发生。南边的管子也与反应器相连，但有一个关闭的阀门截住管子，防止氮气流入南边的管子。
然后，工人和承包商用塑料膜对北边管子的法兰进行同样的处理，工人A和B开始进行检查和清洁。由于这段管子曾用氮气吹扫过，管子中含有较高浓度的氮气，同时氮气继续从北边管子泄出，致使临时形成的封闭空间积聚高浓度的氮气。虽然工人A前天晚上曾指示给管道系统通入氮气，也许由于氮气的注入处离维修点较远（距事故地点45m，并有几个楼层相隔），他忘记氮气在管子里且没有意识到氮气正从管子里泄出。承包商在黑色塑料膜的另一边，据报告说曾与工人A和B谈话，与工人A和B最后一次联络正好发生在午后。12时20分左右，承包商通过塑料膜上的缝隙看到1名工人的手上有血，他立即向监工发出警告，监工开始喊叫塑料膜后的2名工人，但是没有回答。他移开塑料膜，在管子前发现工人B已失去知觉，躺在开口管子旁。据目击者称，工人B皮肤呈紫色；工人A坐在管子开口处，已经昏迷，向管子边倾斜，且皮肤苍白。工厂紧急救援队立即赶到，把2人移出该装置，并对工人B进行恢复心肺功能急救，然后用救护车将2人送往医院。工人B在到达医院之前死亡；工人A住院，在特护环境下进行输氧治疗，5天后出院。
二、事故原因分析
1．事故背景
该工厂生产工业化学品，雇员大约1130人。事故发生在工厂Taft氧化装置，该装置主要生产环氧乙烷、乙烯醇和醇酯。该装置以乙烯和甲烷作为原料气生产环氧乙烷，乙烯和甲烷与氧气混合，然后到反应器中与催化剂接触。洗涤塔回收产品，同时分离出二氧化碳。事故发生在建筑物的第五层，距地面大约18m。
该事故发生时，该装置正处于为期6星期的检修时期。事故中受伤的工人（工人A）是一个独立承包商，检修期间主要负责反应区的白班的运行。他在联合碳化物公司已服务32年，现已退休，退休前最后的岗位在该装置的反应工段。
在事故中死亡的工人（工人B）是联合碳化物公司的雇员，他在该工厂已经服务23年，他是该装置的检修技术操作技术人员。在这次事故期间，工人B受工人A的指挥。
2．事故发生前的事件
在检修期间，该装置按计划维修项目包括用新催化剂更换反应器中的旧催化剂和清洁供氧混合器。供氧混合器须从管道系统拆下来清洁。拆下供氧混合器，使1.2米管道系统中留下两个与供氧混合器相连的端口，管子的两个端口用透明塑料膜包封，以免被废液污染，直至供氧混合器重新装上。
供氧混合器上不能粘有润滑油、油脂或其他有机化学品，工人一般使用含有三氯乙烯的清洁液来清除这些物质，然后用暗光法检查有机化学品残留物，因为在暗光下可以对残留有机化学品看得更清楚，工人用暗光检测的管道部件是两个法兰表面（两个法兰在管道的末端，与供氧混合器相连）。虽然用暗光检查是清洁供氧混合器的典型办法，但用于1.2米的管道法兰表面却没有必要。对于这种法兰，目视检查就足以满足要求。CSB在调查中没有发现任何有关工人A和B为什么决定用暗光法检查管道法兰的解释。
用于乙烯氧化反应器的催化剂对湿度非常敏感，因此，在用新催化剂替换旧催化剂时，为了使新催化剂免于暴露于湿空气中，须在新催化剂周围空间注入氮气进行隔绝保护。
发生事故的前一天晚上，因为催化剂已经换好，工人A指示操作技术员把氮气加入到管线中。由于氮气可以延缓与反应器相连的管道中铁锈的形成，因此打开两个阀门以便使氮气流入工艺管线。氮气从北侧的1.2米管道的端口流出，此管道先前与供氧混合器相连。检修当天，没有任何警告标志帖在管道开口处以识别此处是一限制性空间，或者警告此管道包含有潜在危险的氮气。
3．限制性空间的危险性
1993年，美国职业安全与健康署（OSHA）制定的已生效的限制性空间作业标准中，定义的限制性空间是指一个大得足以进入的空间，但出入口受到限制或约束，且不是为人类持续活动而设计的。该事故所涉及的开口管道应是符合OSHA定义的限制性的空间。但该事故中涉及到临时性封闭空间也许未考虑到出口处受到限制或约束，因此没有作为限制性空间来进行考虑。本次事故中，管道开口处没有挂警示牌以提示工人和承包商此处是一限制性的空间或此管道中残留氮气。即使北边管道开口处没有形成临时性封闭，如果雇员或承包商仅把头短时间伸入到管道中，也会被氮气窒息。由于清洁或检验阀门，工人或承包商必须把头伸进北边的管道开口处。因此，OSHA指出联合碳化物公司违背了标准进行作业。
4．事故直接原因又两点
一是对含氮气的设备形成临时性封闭而形成潜在的危险的控制程序不适当。工厂对使用临时性封闭造成的潜在危险没有适当的规章，在含有有害物质的箱体、容器、管道或类似设备搭建临时性封闭空间时，如果这些设备泄漏如氮气类的物质到封闭区，就会形成危险的局部环境。二是氮气和限制性空间危害警告不适当。员工不知道他们工作着的管道有危险的氮气正从管道开口处流出，虽然受害者之一前些时候曾执行氮气吹扫设备，但没有警示牌张贴在管道上，以提示有限制性的空间，或警告现场有氮气。
三、同类事故预防措施
1．控制限制性空间的危害之前，公司在安全管理规程中没有在化工设备周围进行有关建立临时性封闭空间作业时造成危害控制的充分提示。
例如，具有简易出口的临时性封闭，一般不被工厂作为限制性空间。事故之后，工厂管理部门修订了安全规则，要求雇员对事故提高警戒，进一步进行安全检查，所有生产区的设备检查需要覆盖或相似的方法来隔绝光线的作业都要引以为戒。在全球所有联合碳化物公司的生产厂宣传安全注意事项，增加氮气安全教育培训。
2．控制氮气的危害安全管理不仅要重视直接危害，而且要着重预防第二伤害。在清洁给氧混合器的过程中，开口的管道是未认识到的第二危害。没有认识到催化剂变换和氮气的净化与给氧混合器表面清洁的内在联系，未作整体安全评价。应考虑在1.2米管道吹扫氮气时可能从管道北端泄出氮气，并执行这种行为的评价管理。这样便会使工人远离管道中氮气的危害，在管道开口的事故发生处张贴氮气警示标志。
在与工厂管理人员会见时，据说他们没有预料到有人会用暗光法检测管道法兰。管理人员说清洁法兰是没有必要的，因为给氧混合器已经清洁过，而且富氧空气不会和那个法兰接触。虽然管理者没有料想会使用暗光法检测这一专业性工作，但该地区还有其他工人也需要防止受氮气的伤害。事故当天，承包商曾用金属刷和洗涤液清洁后来用暗光检测的同一个1.2米法兰。为了执行这项工作，承包人用塑料膜包住了管道的开口，因此把自己暴露于氮气的伤害中，由于那天风力较大，从管道北端泄出的氮气很快扩散，因此没有伤害到承包人。
3．研究出氮气警告的办法。高浓度氮气是非常危险的，但这种潜在的危险物质不能被人的器官所察觉，员工认识不到过分暴露导致的物理上或精神上受损害的征兆。在这次事故中受害的2名工人就是没有意识到他们处在危险之中。他们没有试图离开危险的工作区，虽然这样做很简单。而且，承包人就在附近，2名工人也没有呼救请求帮助。
同天然气和丙烷气一样，氮气没有气味来充分警告人们它的存在，把有气味的物质加到天然气和丙烷气中，可以作为一种安全的措施，以便当泄漏或可燃性或爆炸性气体存在时提供警报。通常不把有气味的物质加到氮气中，是由于氮气泄漏不是典型的伤害事故。氮气无毒，不可燃，也不与其他物质反应，但在限制性空间使用时，工人进入非常危险。它置换空气中的氧气，在高浓度时，可以导致死亡。
悬挂警告牌警告员工在限制性空间作业时防止氮气危害是一项有效的安全措施，但是员工会偶尔忘记张贴警示牌或警示牌会偶然被移动，如果Taft工厂清洁反应器时使用的氮气添加含有气味的物质，员工就会被提醒现场有过量的氮气存在，就可能会避免事故的发生。用有气味的氮气作为限制性空间使用的替代物作为一种安全措施现在还不能实施，但可作为辅助的预防措施。CSB已经意识到技术可能性，如使用有气味的氮气可能会对某些催化剂造成污染，因此需要进行有关在限制性空间使用有气味的氮气的研究。
根据OSHA（职业安全与健康管理局）的记录，1990年至1996年的6年间，在限制性空间使用氮气的事故中至少有21人死亡。在OSHA限制性空间作业标准颁布的前3年里（1990~1993年），发生与氮气相关的事故9起，死亡12人；在标准颁布后的3年内，发生与氮气相关的事故9起，死亡9人。虽然这一死亡数据不能用来说明近年来在限制空间使用氮气死亡率的变化趋势。但是，OSHA统计的死亡数据仍然可以简单说明在限制性空间使用氮气会对工人造成伤害。
