تحليل حالة كلاسيكية من CSB: حادث تسرب المواد الكيميائية من خزانات شركة فري دومينستري وتلوث المياه العامة

Thread Content

تحليل حالة كلاسيكية لـ CSB – حادث تسرب المواد الكيميائية من خزانات شركة “فري دوم إندستريز” وتلوث المياه العامة
تانغ بين
موقع شركة جوست سيفتي للاستشارات الإدارية في مدينة تيانجين: www.justsafety.com.cn
الهاتف: 13802084672
البريد الإلكتروني: tangbin@justsafety.com.cn

هي تشن
شركة يو روي للاستشارات التجارية في شنغهاي
الكلمات المفتاحية: تسرب الخزانات، المواد الكيميائية، إدارة السلامة، لجنة سلامة المواد الكيميائية وتقييم المخاطر في الولايات المتحدة (CSB)
ملخص: يتناول هذا المقال تحليل لجنة سلامة المواد الكيميائية وتقييم المخاطر في الولايات المتحدة لحادث تسرب المواد الكيميائية من خزانات شركة “فري دوم إندستريز” وتلوث المياه العامة. كما يحلل أسباب تلوث المياه العامة من خلال فشل الخزانات وتسرب المواد الكيميائية إلى نهر إلك. ويناقش أيضًا طرق تحسين مستوى إدارة السلامة في الخزانات من خلال تحسين إدارة سلامتها. 1. مقدمة في 9 يناير 2014، وصل مفتشون من وكالة حماية البيئة بولاية فرجينيا الغربية الأمريكية إلى موقع منشأة تخزين ونقل المواد الكيميائية التابعة لشركة فريدوم إندستريز في مدينة تشارلستون، عاصمة الولاية، للتحقيق في بلاغات الجمهور بشأن رائحة كريهة للمواد الكيميائية في المنطقة. وجد المفتش أن هناك تسربًا للمواد الكيميائية من الخزانات الموجودة في المنطقة رقم 396، والمواد المتسربة عبارة عن مزيج من مادة الميثيل سيكلوهكسان-ميثانول ومادة بولي إيثيلين جلايكول إيثر. وأظهرت التحاليل المعملية أن المكون الرئيسي لهذا الخليط هو مادة الميثيل سيكلوهكسان-ميثانول. تسربت المواد الكيميائية من فتحتين صغيرتين موجودتين على قاعدة خزان 396، وتسربت إلى الحصى والتربة المحيطة بالخزان. وبسبب الشقوق في السدود الواقية المصممة أصلاً للسيطرة على حوادث التسرب، بالإضافة إلى الثقوب الناتجة عن عدم الصيانة المستمرة، تمكنت المواد الكيميائية من الوصول إلى النهر عبر تلك السدود. كما كشف التحقيق أن بعض المواد الكيميائية المتسربة دخلت النهر عبر قنوات تحت الأرض تقع في قاع الخزانات المجاورة. بتوجيه من هيئة حماية البيئة، اتخذت شركة فريدوم إندستريز تدابير فورية للسيطرة على التسرب، واسترداد المواد الكيميائية المتسربة، ومنع حدوث مزيد من التلوث. ومع ذلك، فقد تسرب حوالي 37.9 متر مكعب من مادة الميثيل سيكلوهكسان-الميثانول إلى التربة المحيطة وإلى نهر إلك، وانتقلت هذه المادة مع تيار النهر إلى مدخل محطات معالجة المياه العامة في ولاية وست فرجينيا الأمريكية، والتي تقع على بعد حوالي 2.4 كم أسفل منشأة شركة فري دومينيون. نظرًا لعدم قدرة معدات محطات معالجة المياه العامة على إزالة كل كميات مادة الميثيل سيكلوهكسان-الميثانول من المياه، فإن ذلك يؤدي إلى تلوث مياه الشرب في أنظمة نقل المياه. في تلك الليلة، أصدرت شركة المياه العامة إشعارًا بـ“الحظر على الاستخدام“ لـ93,000 عميل (يمثلون حوالي 300,000 مقيم)، مما أدى إلى إغلاق عدد كبير من المؤسسات التجارية والمدارس والمؤسسات العامة. تستقبل أقسام الطوارئ في المستشفيات المحلية عددًا كبيرًا من المرضى الذين يعانون من أعراض مثل الغثيان وطفح الجلد والقيء وألم البطن والإسهال، وتوصي السلطات الأمنية السكان بتقليل استخدام المياه الجارية للشرب والاستحمام خلال الأيام الأربعة إلى التسعة القادمة. أفاد بعض السكان بأنه حتى مع غسل الأنابيب وفقًا للمتطلبات، ظل هناك رائحة كريهة واضحة في المياه الصالحة للشرب بعد عدة أسابيع من حادثة التسرب. يستند هذا المقال إلى الدراسة التي أجرتها لجنة سلامة المواد الكيميائية وتقييم المخاطر في الولايات المتحدة (CSB- Chemical Safety Board) بشأن حادث تسرب المواد الكيميائية من خزانات شركة فري د إندستريز وتلوثها للمياه العامة، ويركز على تحليل المشاكل المتعلقة بفشل الخزانات نفسها وضعف آليات السيطرة على تسرب المواد الكيميائية بعد حدوثه. 2. حادثة تلوث المياه العامة نتيجة تسرب مواد كيميائية من خزانات شركة الصناعات الحرة
2.1 معلومات عن شركة الصناعات الحرة
تأسست شركة الصناعات الحرة في عام 1992، وهي توفر المواد الكيميائية المتخصصة لصناعات التعدين والحديد والأسمنت. يوجد داخل منطقة مصنع تشارلستون منطقتان للتحميل والتفريغ تُداران بواسطة الحواسيب، حيث يتم نقل المواد الكيميائية مثل الميثيل سيكلوهكسان-الميثانول وكلوريد الكالسيوم والجليسرين عبر الشاحنات إلى خزانات التخزين الموجودة في المصنع، ليتم تخزينها مؤقتًا وبيعها لاحقًا. في 31 ديسمبر 2013، اندمجت شركة “فري دو إندستري” مع منشأة “إيتوا ريفر تيرمينال”， وحصلت على ملكية خزانات التخزين الخاصة بالحوادث، رقم 396. وبعد 9 أيام، وقع حادث تسرب للمواد الكيميائية. في يوم الحادث، كان هناك 19 موظفًا مسجلين في سجلات الشركة، وكان 18 منهم موجودين في الموقع. يقع السكك الحديدية وشارع بارو في الجهة الشرقية من المصنع، أما المناطق السكنية فهي تقع مباشرةً على الجانب الجنوبي للمصنع. كما يمر نهر إلك على طول الحدود الغربية للمصنع، كما هو موضح في الشكل 1. يشمل الموقع مبنى مكتبي مكونًا من طابقين، ومستودعات، ومقبرة، وغرفة لمضخات الإطفاء، ومشعل، ومحطة لتعبئة الوقود، وجهاز لفصل الزيت عن الماء، ورصيف، بالإضافة إلى 19 خزانًا سطحيًا وخطوط أنابيب لنقل المنتجات. من بينها، تم بناء خزان الحوادث رقم 396 في عام 1938 (كما هو موضح في الشكل 2)، وكان تصميمه ليتسع لـ 174.9 مترًا مكعبًا من السوائل. وبعد أن حازت شركة فري إندستريز على ملكيته، استخدم لتخزين خليط من الميثيل سيكلوهكسان والميثانول والبولي إيثيلين جلايكول إيثر. في يوم وقوع الحادث، كانت خزانات التخزين رقم 396 تحتوي على 88.5% (بالنسبة للكتلة) من مادة الميثيل سيكلوهكسان-الميثانول، و7.3% (بالنسبة للكتلة) من مادة بولي إيثيلين جلايكول إيثر، و4.2% (بالنسبة للكتلة) من الماء. https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz_png/fnBs2C3PMfDZhibKNyE9dOSXRBFY4TPSeqcPic0yAxryvTlLbTeJV3iaiazbTFHCbQbWMOick8JRUWUY4MsuEIQJzXg/0?wx_fmt=png الشكل 1: رسم تخطيطي لمنطقة خزانات المواد الكيميائية https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz_png/fnBs2C3PMfDZhibKNyE9dOSXRBFY4TPSeC5t4x00NznsaVrZx5vVSy3K4nY8UiaTbYm5cgxvibEpgMvYILWRrkCew/0?wx_fmt=png الشكل 2: صورة لخزانات الحوادث رقم 396 (بعد وقوع الحادث) 2.2 المواد الكيميائية المتورطة في حادث التسرب 2.2.1 المواد الخام: ميثيل سيكلوهكسان-ميثانول، وهي مزيج من ميثيل سيكلوهكسان-ميثانول (Crude Methylcyclohexane Methanol، اختصارًا Crude MCHM) وإيثرات البوليجليكول (Polyglycol Ethers، اختصارًا PPH). يتم إنتاج مادة الميثيل سيكلوهكسان-الميثانول من قبل شركة إيستمان كيميكال، وتحتوي على 6 مركبات مختلفة، كما هو موضح في الجدول 1. ومن بينها، يكون محتوى 4-MCHM (أي الميثيل سيكلوهكسان-الميثانول النقي) هو الأعلى، وهو أيضًا المكون الرئيسي الذي يدخل في نظام مياه الشرب. الجدول 1: جدول مكونات المواد الخام لإنتاج ميثيل سيكلوهكسان-ميثانول من قبل شركة إيستمان كيميكالز
اسم المادة الكيميائية | نطاق التركيز
4-ميثيلسيكلوهكسانميثانول | 68-89%
4-(ميثوكسيميثيل)سيكلوهكسانميثانول | 4-22%
الماء | 4-10%
ميثيل 4-ميثيلسيكلوهكسانكاربوكسيلات | 4-10%
ديميثيل 1,4-سيكلوهكسانديكاربوكسيلات | 5%
ميثانول | 1%
1,4-سيكلوهكسانديميثانول | 1-2%
تُستخدم مواد الخام المكونة من ميثيل سيكلوهكسان-ميثانول بشكل أساسي في عمليات الفصل بالرغوة لتنظيف الفحم وإزالة الشوائب، أما حرقها فإنه يؤدي إلى التلوث. وفقًا لبيانات السلامة المقدمة من شركة إيستمان كيميكالز، يجب على الإنسان تجنب التلامس مع مركب الميثيل سيكلوهكسان-الميثانول غير المخفف، حيث يسبب إزعاجًا في العينين والجلد. في درجات الحرارة المرتفعة، يمكن لبخار الميثيل سيكلوهكسان والميثانول أيضًا أن يسبب اضطرابات في العينين والجهاز التنفسي. حتى الآن، لا توجد طرق لقياس التعرض المهني للميثيل سيكلوهكسان-الميثانول، ولا توجد نطاقات قيمية محددة لذلك. 2.2.2 إيثرات البوليجليكول (PPH، المنزوعة) بعد 12 يومًا من وقوع حادث تسرب إيثرات البوليجليكول، كشفت شركة فري دومينيكان عن مادة أخرى موجودة في خزان 396، وهي إيثرات البوليجليكول، والتي تُستخدم لتحسين فعالية عملية الطفو، وتشكل 7.3% من محتويات خزان 396. وفقًا لورقة بيانات السلامة التي قدمتها شركة فريدوم إندستريز، فإن هذه المادة تسبب تهيجًا شديدًا للجلد والعينين، وهي سائل قابل للاشتعال. 2.2.3 شورفلوت 944
شورفلوت 944 هو منتج يتم تحضيره عن طريق خلط مكونات رئيسية وهي ميثيل سيكلوهكسان وميثانول، مع كمية قليلة من بولي إيثيلين جلايكول إيثر. وفقًا لبيانات السلامة المقدمة من شركة فري دوم إندستريز، يتكون ShurFlot 944 من الكحولات وإيثيلين جلايكول إيثر والكربوكسيلات وغيرها، ويُستخدم في عملية الطفو. إنه سائل لونه أصفر داكن أو بني، وله رائحة قوية. مثلما هو الحال في التفاعل الناتج عن التعرض لمزيج الميثيل سيكلوهكسان والميثانول، فإن شورفلوت 944 يسبب عدم الراحة في الجلد والعينين والجهاز التنفسي، بالإضافة إلى الغثيان والقيء. 2.3 تفاصيل حادثة التسرب في تمام الساعة 8:16 صباحًا من يوم 9 يناير 2014، تلقت هيئة حماية البيئة في ولاية فرجينيا الغربية الأمريكية بلاغًا عن رائحة غريبة في الهواء، وزُعم أن مصدر هذه الرائحة كان من منشآت شركة “فري إندستريز” الواقعة في تشارلستون. في حوالي الساعة 10 صباحًا من ذلك اليوم، تلقى مركز الإبلاغ 911 في مقاطعة كانافا أيضًا بلاغات عن رائحة كيميائية غريبة، وكان الموقع على بعد حوالي 0.8 كم من شركة فري دوم إندستريز. وصل مفتش هيئة حماية البيئة إلى شركة فريدوم إندستريز حوالي الساعة 11:05 صباحًا، للقاء رئيس الشركة ومناقشة مشكلة رائحة الهواء الكريهة. في نفس الوقت تقريبًا، أبلغ أحد موظفي شركة فري دوم إندستريز الرئيس بحدوث تسرب في خزانات المواد الخام المكونة من الميثيل سيكلوهكسان والميثانول. رافق رئيس الشركة المفتش إلى محيط خزان رقم 396، حيث رأوا أن هناك تسربًا للسائل، وكأنه ماء يتدفق لأعلى، مما أدى إلى تكوّن بركة من السائل بمساحة 37.2 مترًا مربعًا، وبعمق يتراوح بين 7 إلى 10 سم. يتدفق الماء باستمرار إلى الزاوية الشمالية الغربية للخزان، عبر نفق تحت الأرض بقطر يبلغ حوالي 30.5 سم، كما يتسرب الماء من أسفل سدود الوقاية من الحرائق والثقوب الموجودة داخل الخزان إلى نهر إلك المجاور. بعد وقوع الحادث، هرع مشرف محطات معالجة المياه العامة في ولاية فرجينيا الغربية إلى مكان الحادث للحصول على مزيد من المعلومات. وبعد ذلك، أبلغ المحققين في هيئة السلامة والصحة المهنية بأنه لوحظ وجود بريق واضح على سطح مياه نهر إلك بالقرب من مكان التسرب. في الساعة 11:56 صباحًا، أُخبر أن مادة MCHM المتسربة هي مادة تخثر. حوالي الساعة 1:30 مساءً، أخبر أحد الأشخاص الموجودين في الموقع، والذي ربما يعمل في شركة “فري د إندستريز” أو شركة نقل السيارات، مشرف محطة معالجة المياه العامة بأن MCHM هو مادة مُفرّزة للرغوة، وليس مادة مُترسبة. بعد ذلك، قدّرت هيئة حماية البيئة كمية التسرب بحوالي 3.8 إلى 18.9 متر مكعب. حوالي الساعة 2:00 مساءً، لاحظ مشغلو محطة معالجة المياه العامة وجود رائحة طفيفة غريبة في المياه القادمة إلى معدات المعالجة. استنادًا إلى كمية التسرب المقدرة والمعلومات الأخرى المتوفرة، قررت محطات معالجة المياه العامة الاعتماد على عمليات الترشيح وأنظمة التنقية للتخلص من المشكلة الناتجة عن روائح المواد الكيميائية المتسربة. بعد الساعة 4 مساءً بقليل، تبين لمحطات معالجة المياه العامة أن الفلاتر لم تزل الكيماويات من المياه بشكل كامل، كما تم اكتشاف رائحة غريبة في المياه خلف الفلاتر، ومن المحتمل أن يكون نظام نقل المياه العامة قد تلوث. في الساعة 6:00 مساءً، أصدرت شركة المياه العامة إشعارًا بـ “الحظر على الاستخدام” بعد التشاور مع ** المكتب وهيئة حماية البيئة وإدارة الصحة العامة. في تمام الساعة 9:30 مساءً من ذلك اليوم، أعلن حاكم ولاية فرجينيا الغربية، توملين، عن حالة الطوارئ لدى الجمهور. https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz_png/fnBs2C3PMfDZhibKNyE9dOSXRBFY4TPSetJksUCufraoUYt8yAIlNfw64DCCcFPh9AyHybfIXkL8Z0cVmkUPpaQ/0?wx_fmt=png
الشكل 3: جدول زمني للاستجابة في حالات التسرب.
3. تحليل حادث تلوث المياه العامة نتيجة تسرب المواد الكيميائية من خزانات الشركة الصناعية “فري دوم”.
لتحديد أسباب تسرب المواد الكيميائية من الخزانات ووصولها إلى نهر إلك، قام فريق التحقيق التابع لـ CSB بفحص شامل للخزانات والسدود الواقية من الحرائق بالإضافة إلى التربة المحيطة بها. كما تم الاطلاع على الوثائق التقنية ذات الصلة وسجلات فحص الخزانات. 3.1 تحليل أسباب فشل الخزانات 3.1.1 قام مفتشو API المعتمدون بفحص الخزان المتضرر رقم 396 من الداخل والخارج، وتبين أن مصدر التسرب كان عبارة عن ثقبين في قاع الخزان، حيث بلغ قطر كل ثقب حوالي 1.9 سم و1.0 سم على التوالي. من خلال فحص عينات مواد الخزان من الناحية الهيكلية، تبين أن ثقوب التسرب ناتجة عن التآكل النقطي، حيث يبدأ التآكل من سطح القاعدة الداخلية للخزان ويمتد نحو الأرض، مما يؤدي تدريجيًا إلى إضعاف سمك الجدران، وفي النهاية يتشكل ثقوب. بالإضافة إلى ذلك، توجد نقاط تآكل منفصلة وعميقة في المنطقة القريبة من هيكل الخزان، كما هو موضح في الشكلين 4 و5. توجد مشكلات تآكل نقطي مماثلة على أرضيات خزانات MCHM المجاورة (395، 397). https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz_png/fnBs2C3PMfDZhibKNyE9dOSXRBFY4TPSeovgRWT8oTV7Tc9iaASDuz20oa5L7wOhvQNVul9iaecxnAysMcexGYYsQ/0?wx_fmt=png الشكل 4: ثقوب التآكل ونقاط التآكل في قاعدة خزان الحادث رقم 396. https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz_png/fnBs2C3PMfDZhibKNyE9dOSXRBFY4TPSecDozfJAEfOETgt2nMqUREpqakC2jVnE0XibxxNDHLwLUiahcuDUdFZaA/0?wx_fmt=png الشكل 5: أبعاد التآكل في قاعدة خزان الحادث رقم 396. يُقصد بالتآكل عادةً التفاعل الكيميائي الكهربائي الذي يحدث بين السبائك المعدنية والبيئة المحيطة، مما يؤدي إلى تدهور المواد المكونة للخزان بمعدل معين على سطحه. أما التآكل النقطي، فهو عبارة عن ثقوب تآكلية تتشكل في نقطة واحدة أو منطقة صغيرة على سطح المعدن، وتتطور هذه الثقوب بشكل عميق لتشكل تجاويف. عادةً ما يبدأ التآكل من السطح العلوي للمعدن الموضوع أفقيًا، ويتطور في اتجاه الجاذبية، ويمكن أن يخترق كامل سمك الجدار. نظرًا لأن التآكل النقطي يحدث عادةً في مناطق محددة، ولأن معدل التآكل الطولي يكون عادةً أعلى من معدل التآكل العرضي، فإن اكتشاف مشكلة التآكل النقطي أمر صعب. يغطي الصدأ الناتج عن التآكل النقاط المتآكلة، مما يجعل من الصعب اكتشافها أثناء عملية الفحص. على الرغم من أن التربة الموجودة في قاع الخزان تتأثر أيضًا بالتآكل، إلا أن حدة التآكل في هذه المنطقة ليست كبيرة مقارنة بنقاط التآكل التي تسببت مباشرة في حوادث التسرب، كما هو موضح في الشكل 6. من خصائص التآكل النقطي أنه يبدأ عادةً من سطح المعدن، وينتشر في اتجاه الجاذبية. كما يتضح من الشكل 6، فإن السطح الداخلي لقاعدة خزان 396 يحتوي على نقاط تآكل منفصلة واضحة، وتنتشر هذه النقاط في اتجاه سمك الجدار. من ناحية المقارنة، فإن خصائص التآكل في جانب التربة تكون متشابهة إلى حد كبير، حيث يتكون تجاعيد سطحية ضحلة وطبقة من أكسيد الحديد. عادةً، معدل تآكل النقاط الذي يحدث في المناطق المحلية أعلى بكثير من معدل التآكل العام على سطح المعدن بأكمله. https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz_png/fnBs2C3PMfDZhibKNyE9dOSXRBFY4TPSek11YrbwESXgs5v6K2JibsaOQkQNqaG6eOT851I6RIlofWRTQA49f6yA/0?wx_fmt=pngالشكل 6: التغيرات في سمك الجدار الناتجة عن تآكل قاعدة الخزان. 3.1.2 معدل التآكل: وفقًا للتحليل المورفولوجي لنقاط التآكل على قاعدة خزان حادثة رقم 396، فإن ثقوب التآكل تبدأ في الظهور من السطح العلوي للقاعدة، وليس من السطح السفلي. عيّنت لجنة التحقيق التابعة لـ CSB خبيرًا في الخزانات لإجراء تحليل لمعدل التآكل. على الرغم من أننا ندرك أن معدل التآكل يتغير، وأن هناك العديد من العوامل غير المؤكدة، إلا أن أفضل فرضية معقولة في ضوء الظروف البحثية المتاحة في ذلك الوقت هي اعتبار أن معدل تآكل خزان 396 يظل ثابتًا طوال دورة حياته، أي 12.3 ميل في السنة، مع نطاق تغير يتراوح بين 10 و15 ميل في السنة. نظراً لعدم وجود رسومات أصلية لخزان التخزين وسجلات وثائقية، فقد افترض خبراء الخزانات أن القاعدة الأصلية للخزان رقم 396 استُخدمت لمدة 25 عاماً، ثم تم استبدالها في عام 1963 بقاعدة فولاذية ملحومة بسمك 6.4 مم، وهي القاعدة المستخدمة وقت وقوع حادث التسرب. استنادًا إلى حالة قاعدة الخزان بعد الحادث، قدّر مفتشو الخزانات أن القاعدة المستبدلة ستدوم على الأقل 25 عامًا. في وقت ما بعد استبدال قاعدة الخزان، تم إضافة مادة البولي فينيل أسيتات إلى قاعدة الخزان للحماية من تأثيرات التآكل، كما هو موضح في الشكل 7. https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz_png/fnBs2C3PMfDZhibKNyE9dOSXRBFY4TPSeogd5kdcYDPXLfFcRBKPWEdg6ekic9hwJTiau54VVIj3VvT7GRSXxRm6Q/0?wx_fmt=png الشكل 7: مخطط زمني لعمر خزانات التخزين المتضررة في حادثة 396. 3.1.3 فحص سلامة الخزانات: وجد فريق التحقيق التابع لـ CSB أن شركة فري د إندستريز لم تضع إجراءات مناسبة للفحوصات والاختبارات الدورية، وذلك لضمان صيانة الخزانات الأرضية والمعدات المرتبطة بها بشكل مناسب. أحد الأسباب هو أن المتطلبات الإدارية لإجبار الشركات على اتباع إجراءات صيانة الخزانات المذكورة أعلاه قليلة جدًا، كما أن الشركات لا تلتزم طواعية بهذه المتطلبات. وقالت شركة فريدوم إندستريز إن خزان MCHM لم يتم فحصه على الأقل خلال الـ10 سنوات التي سبقت حادث التسرب في يناير 2014. حصل فريق التحقيق التابع لـ CSB على تقرير تقييم غير رسمي لخزانات المصنع التابع لشركة فري د إندستريز، يتكون من صفحتين، أُعدّ في ديسمبر 2013 من قبل مؤسسة استشارية طرف ثالث. يلخص هذا التقرير المختصر نتائج الفحص الظاهري للخزانات، ويذكر أن عمليات التثبيت بالمسامير تمت في الخزانات رقم 395/396/397، لكنه لا يقدم أي معلومات عن الحالة الداخلية للخزانات. يشير التقرير إلى أن “الخزانات المذكورة تتمتع بدرجة معينة من السلامة الهيكلية، لكنها قد لا تستوفي بالضرورة معايير API653 وEPA”، وإذا لم يتم تحديثها وتطويرها، فإن هذه الخزانات غير مناسبة لتخزين النفط والمنتجات الخاضعة للرقابة. يوصي التقرير بأن تضع الشركات خطة لإجراء فحوصات كاملة لكل خزان على يد أفراد مؤهلين خلال الخمس سنوات القادمة. وجد فريق التحقيق التابع لهيئة السلامة والصحة المهنية أن شركة فريدوم إندستريز لم تجهز أي نظام لمنع التسرب أو رصده، ولم تتخذ أي تدابير فعالة للحد من التسربات. كما أن الخزانات لم تكن مزودة بأجهزة لعرض مستوى السائل وأنظمة قياس، مما جعل من المستحيل معرفة الكمية الفعلية للتسرب من مادة MCHM، وهو ما أدى إلى تقديرات غير دقيقة لحجم التسرب. في ذلك الوقت، لم تفرض ولاية فرجينيا الغربية والحكومة الفيدرالية شرطًا بتركيب أنظمة مراقبة التسرب في الخزانات الموجودة على الأرض. 3.2 تسرب MCHM إلى نهر إلك: بعد تسرب MCHM من ثقوب التآكل في قاعدة خزان الحادث رقم 396، دخل السائل إلى نهر إلك عبر مسارين: (أ) عبر السدود المضادة للحريق التي تعرضت للتلف ； (ب) المرور عبر الأنفاق الأرضية المتضررة. 3.2.1 التحليل الجيولوجي لمنطقة الخزانات: قامت مجموعة CSB بتعيين محلل جيولوجي لفحص خصائص التربة وقدرتها على النفاذ تحت خزانات MCHM. وأظهر التحليل أن طبقة الحصى التي يبلغ سمكها 10 إلى 15 سم في قاع الخزانات لها قدرة عالية على النفاذ، مما يسمح لسائل MCHM بالتسرب بسرعة عبر هذه الطبقة. التربة الموجودة تحت أساس الحصى من نوع الطين، ومعامل التسرب الأدنى للطين على سطح الأرض أقل من 10-7 سم/ثانية، وهو ما يعتبر معدل تسرب متوسطًا. يتمتع الحجر المكسور بقدرة عالية على النفاذ، ومقاومته لتدفق السوائل ضئيلة جدًا، كما هو موضح في الشكل 8. استنادًا إلى حجم فتحات التسرب في خزان رقم 396، قدّرت مجموعة التحقيق التابعة لـ CSB معدل تسرب المادة من قاع الخزان إلى التربة بـ 11.5 جالون في الدقيقة، وهو ما يعادل تقريبًا 0.0038 متر مكعب في الدقيقة. لذلك، ينبغي أن يمكن ملاحظة حادث تسرب خزان 396 على سطح الأرض المحيط به، أو أن يتسرب إلى التربة المحيطة بالخزان. لكن، لم يذكر أي من موظفي شركة فريدوم إندستريز الذين تمت مقابلتهم من قبل فريق تحقيق CSB أنهم لاحظوا أي علامات على تسرب مادة MCHM قبل يوم وقوع الحادث. https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz_png/fnBs2C3PMfDZhibKNyE9dOSXRBFY4TPSeU14py4guRmVkP4GgkVHBqraXB6dLyeic0wzRRQLybpCr0Feibr733fMA/0?wx_fmt=png الشكل 8: رسم توضيحي لمقاومة التسرب في أساس الحصى 3.2.2 السد الحريق يحيط بالخزانات كافة في الموقع جدران طوبية ذات هيكل بنائي، ويمكن استخدامها كإجراء للتحكم في الفيضانات في حال حدوث تسرب. يضم الحاجز الناري الأول خزانات رقم 398 إلى 405، بينما يضم الحاجز الناري الثاني خزانات رقم 393 إلى 397. وقد بُني الحاجزان من الطوب وكتل الخرسانة والخرسانة المصبوبة، وتتمثل شروط التصميم في قدرتهما على احتواء جميع المواد في حالة حدوث تمزق كامل لجميع الخزانات. 398 يفصل جدار خرساني بين خزان التخزين وغرفة المضخات بين السددين المضادين للحريق. يستمر تسرب المواد من خزان MCHM وPPH من قاع الخزان رقم 396، ويتدفق إلى النقطة المنخفضة في الزاوية الشمالية الغربية داخل السد المضاد للحرائق. تضررت هيكلية السد الحماية من الحرائق بسبب الإهمال لفترة طويلة، مما سمح لتسرب مادة MCHM في يوم الحادث بالمرور من خلال مواضع التلف في السد. كما هو موضح في الشكل 9، توجد ثقوب كبيرة وشقوق في أجزاء كثيرة من الحاجز الناري، مما يجعل من المستحيل السيطرة على المواد المتسربة. https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz_png/fnBs2C3PMfDZhibKNyE9dOSXRBFY4TPSeoLrC6HazRSAVWPvqibtYstSm7AgtqXcQXrSf7D2IxwGDDicHpKKPEzug/0?wx_fmt=png الشكل 9: موقع تضرر الحاجز الناري. 3.2.3 نظام تصريف مياه الأمطار في منطقة الخزانات يتضمن أنبوبًا مجوفًا أرضيًا من الفولاذ الموجّه بقطر 30.5 سم، يبدأ من الجانب الشمالي الشرقي لمنطقة الخزانات، ويعبر منطقة الحاجز الناري حتى الجانب الشمالي الغربي لمنطقة الخزانات، حيث يصل إلى نهر إلك. يمر القناة بين خزاني 394 و395، على بعد حوالي 9 أمتار شمال خزان 396. الشكل 10 هو رسم تخطيطي للمقطع العرضي للبنية تحت الأرض للقناة، ولا يُعرف الموقع الدقيق لنقطة بداية مدخل القناة. يتسرب الجزء المتسرب من MCHM إلى الأنابيب، ويتدفق عبرها حتى يصل إلى موقع التصريف أو المخرج الواقع خارج منطقة السد الواقي من الحرائق، حيث يتم تصريفه في نهر إلك. https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz_png/fnBs2C3PMfDZhibKNyE9dOSXRBFY4TPSeSEf5au6XtCsl5SqMBfQJicHCym0MKqica9JkZIc22ibf6UXQPibAdsMcGg/0?wx_fmt=png
الشكل 10: رسم تخطيطي للأنفاق تحت الأرض.
3.3 توصيات فريق التحقيق في CSB:
(1) يجب على أصحاب ومشغلي الخزانات الواقعة بالقرب من مصادر المياه، أن يضعوا إجراءات لإجراء فحوصات دورية، بالإضافة إلى تدابير لمراقبة الخزانات والسدود الواقية من الحرائق، وذلك للتأكد من سلامة الخزانات وقدرتها على السيطرة على حوادث التسرب. يجب أيضًا التنسيق مع شركات المياه العامة ووكالات الاستجابة للطوارئ في المنطقة المجاورة، من أجل التواصل الكامل بشأن خصائص المواد الكيميائية المخزنة وكمياتها ومعلومات سميتها، وذلك لضمان الحصول على هذه المعلومات الحاسمة فور وقوع أي تسرب ； (2) يجب على مالكي ومشغلي الخزانات الأرضية تحديث خطط الوقاية من التسربات وحمايتها وفقًا للمتطلبات الإدارية القائمة، وتنفيذها بصرامة، من أجل تقليل احتمالية حدوث تسربات في الخزانات والسدود الواقية من الحرائق ； (3) نظرًا لعدم معرفة المعلومات السمية للعديد من المواد الكيميائية، **يجب اتخاذ تدابير فورية لحماية مصادر المياه والجمهور من تأثيرات هذه المواد الكيميائية الخطرة.** زيادة تكرار فحص منشآت تخزين المواد الكيميائية في المناطق القريبة من مصادر المياه، وتحسين آليات التنسيق بين هيئات الاستجابة للطوارئ والهيئات المعنية بالصحة العامة ； (4) **يجب وضع معايير لتقييم المصادر المائية، ويُطلب من شركات المياه العامة وضع “خطط لحماية المصادر المائية”، تتضمن خصائص المصادر المائية، والمصادر المحتملة للتلوث الخطير، واستراتيجيات الإدارة، ومراقبة جودة المياه، بالإضافة إلى تحديد مصادر مياه احتياطية.** يجب تحديث «خطة حماية المصادر المائية» مرة كل 3 سنوات على الأقل، أو عند حدوث تغييرات جوهرية في مصادر التلوث الكبيرة المحتملة في المنطقة. ٤. الدروس المستفادة من حادثة تسرب المواد الكيميائية من خزانات شركة “فري دوم إندستريز” وتلوث المياه العامة: يعتمد إدارة السلامة في الخزانات في الأصل على نموذج إدارة الحوادث، أي التعامل مع الحادث بعد وقوعه وإجراء أعمال الإصلاح الطارئ، بالإضافة إلى إجراء أعمال الصيانة الدورية حسب فترة الاستخدام، كما هو الحال في هذه الحادثة. في الوقت الحالي، معظم مستخدمي خزانات التخزين في بلادنا لا يزالون في هذه المرحلة، بينما في الدول الغربية المتقدمة، تم تطبيق نموذج إدارة السلامة القائم على التنبؤ بالمخاطر والموثوقية على نطاق واسع. يُعد نموذج إدارة السلامة والكفاءة مستوىً أعلى في إدارة أنظمة الخزانات؛ فمن منظور السلامة والاقتصاد، يتم تنفيذ أعمال إدارة السلامة والكفاءة للخزانات مع التركيز على تقييم المخاطر. ومن خلال تحليل البيانات التاريخية لنظام الخزانات، يتم التنبؤ باتجاهات تطور المخاطر، وبالاستناد إلى درجة قابلية القبول للمخاطر، يتم وضع استراتيجيات تفتيش محددة وتدابير لإدارة الاستجابة الطارئة، مما يوفر أساسًا ومنصة إدارية للمديرين لتنفيذ الرقابة الديناميكية واتخاذ القرارات. 4.1 يوفر API لتقييم المخاطر Publ 353 طريقة كمية لتقييم المخاطر المتعلقة بالخزانات، وذلك من خلال تحديد سيناريوهات التسرب في الخزانات، وتكرار حدوث التسربات، بالإضافة إلى عواقبها، ثم حساب حاصل ضرب تكرار التسربات في عواقبها لتحديد قيمة المخاطر. 4.1.1 معدل تسرب الخزانات: يتم حساب معدل تسرب الخزانات عن طريق جمع معدلات التسرب في عناصر مثل قاعدة الخزان، وهيكل الخزان، وأنظمة التصريف، بالإضافة إلى أنابيب التصريف الموجودة في الجزء العلوي من الخزان. يمكن الحصول على تردد التسرب لكل بند تقييم عن طريق تصحيح تردد التسرب المرجعي باستخدام عامل التصحيح. أما معدلات التسرب المرجعية لكل مؤشر تقييم فهي مستمدة من البيانات الإحصائية، كما هو موضح في الجدول 2. نظرًا لاختلاف ظروف التشغيل الفعلية للخزانات، فإن معامل التصحيح يرتبط بعوامل مثل عمر الخزان، ومعدل التآكل، والسمك الأصلي، ومستوى الفحص ونوعه؛ ويكون التعبير الرياضي كالتالي: تكرار التسرب = تكرار التسرب المرجعي × معامل التصحيح. الجدول 2: معدلات التسرب الأساسية لخزانات التخزين
نوع فشل الجزء – معدل التسرب (مرة في السنة) – ملاحظات
تسربات طفيفة في قاع الخزان: 7.2e-03 – فشل سريع: 2.0e-05
تسربات طفيفة في هيكل الخزان: 1.0e-04
الخزانات الملحومة: 1.0e-03، الخزانات المربوطة بواسطة مسامير: فشل سريع: 4.0e-06
الخزانات التي لم يتم صيانتها وفقًا لمعايير API 653: 1.0e-07، الخزانات التي تم صيانتها وفقًا لمعايير API 653:
فشل الأجزاء المكملة: 1.0e-05
تمزق أنابيب التصريف في الجزء العلوي من الخزان: 5.0e-04
تسرب من فتحات بقطر 3.175 مم عند فتح الصمامات بشكل طبيعي: 2.0e-02
تمزق الأنابيب المستخدمة في الربط: 3.0e-04
تسرب من فتحات بقطر 3.175 مم عند فتح الصمامات بشكل طبيعي: 3.0e-02
تمزق أنابيب التصريف في الجزء العلوي من الخزان: 5.0e-06
تسرب من فتحات بقطر 3.175 مم عند إغلاق الصمامات بشكل طبيعي: 2.0e-04
تمزق الأنابيب المستخدمة في الربط: 3.0e-06
تسرب من فتحات بقطر 3.175 مم عند إغلاق الصمامات بشكل طبيعي: 3.0e-04
4.1.2 عواقب تسرب الخزانات
تشمل عواقب التسرب الآثار البيئية، أي التأثيرات على التربة والمياه والنظام البيئي ； العواقب على الجمهور، تشير إلى التأثيرات على سلامة وصحة الأشخاص في المنطقة المحيطة بالخزانات، بالإضافة إلى المنشآت الموجودة هناك ； العواقب التجارية تشير إلى الخسائر المالية وفقدان المصداقية. تعبير حساب قيمة عواقب التسرب LCV هو: LCV = ECOF·EWF + PCOF·PWF + BCOF·BWF. في المعادلة، ECOF هو قيمة العواقب البيئية ； PCOF هو قيمة العواقب على الجمهور ； BCOF هو قيمة العواقب التجارية ； EWF وPWF وBWE هي عوامل الوزن للعواقب البيئية والعواقب العامة والعواقب التجارية على التوالي، وتتراوح قيمها بين 0 و1، ويتم تحديدها بناءً على توجهات الشركة وقابليتها للمخاطر، مع الالتزام بشرط أن يكون EWF+PWF+BWE=1. العوامل الرئيسية التي تؤثر على قيمة عواقب التسرب هي: نوع المادة المتسربة، وكميتها ； نطاق تأثير التسرب، الأهداف ； ظروف التربة، إمكانية إعادة تدوير المواد ； الأضرار الناجمة عن التأثير على البيئة والمجتمع والمعدات وطرق التشغيل، بالإضافة إلى مدة استمرار هذه الأضرار ； البيئات المحددة التي تؤثر على عواقب التسرب، وتشمل النظام البيئي المحيط، وكثافة السكان، وترتيب المنشآت، وغيرها. يتم حساب قيمة المخاطر المقابلة على أساس تحديد معدل تسرب الخزانات وعواقب التسرب، ثم يتم ترتيب هذه المخاطر حسب درجتها. وبناءً على مستوى المخاطر وتوزيعها، يتم وضع استراتيجيات محددة لإدارة المخاطر، مثل إجراء فحوصات للعناصر ذات المخاطر العالية، وذلك للسيطرة بفعالية على المخاطر الكلية. 4.2 تقييم السلامة: يتم تقييم السلامة على أساس تقييم المخاطر، من خلال إجراء فحوصات لتحديد العيوب المحتملة في الخزانات، كما يتم تقييم مدى خطورة هذه العيوب، وذلك لضمان عدم زيادة المخاطر بسبب وجود هذه العيوب، ولتوفير أساس مباشر لاتخاذ تدابير لتقليل المخاطر. 4.2.1 طرق فحص الخزانات يشمل فحص الخزانات فحص قاع الخزان وجدرانه وسقفه بالإضافة إلى المكونات المرتبطة به، ويتم ذلك بشكل أساسي من خلال الفحوصات الدورية والفحوصات أثناء التشغيل وفحص الخزان عند فتحه. يتم إجراء الفحص الروتيني بطريقة بصرية للتحقق مباشرة من عدم وجود أي تلف في هيكل الخزان ； الفحص عبر الإنترنت يعني استخدام طرق مثل الفحص الماكروسكوبي، وقياس السماكة بالموجات فوق الصوتية، وفحص الانبعاث الصوتي دون توقف الإنتاج ； يتطلب اختبار فتح الخزان تعطيل الخزان، وإفراغ محتوياته، وفتحه، ثم تنظيفه. يدخل المفتشون إلى داخل الخزان لإجراء الفحوصات المختلفة، وغالبًا ما يتم استخدام طرق مثل الكشف بالمجال المغناطيسي، والموجات فوق الصوتية، والأشعة، والغبار المغناطيسي، والتسرب. في الوقت الحالي، يتم استخدام تقنية الإصدار الصوتي في الخارج للكشف المباشر عن العيوب النشطة في جدران خزانات الضغط الجوي، بالإضافة إلى كشف علامات التآكل والتسرب في قاع الخزان. كما يتم استخدام طريقة قياس المجال المغناطيسي بشكل دوري للكشف عن نقاط التآكل والتسرب في قاع الخزان، أما تقنية الفحص بالموجات فوق الصوتية فتُستخدم لفحص جدران الخزان وسقفه. يمكن لاختبار النفاذية أن يكتشف بدقة عيوب السطح مثل التسريبات والشقوق. يمكن استخدام طريقة الفحص بالصندوق الفراغي لفحص قاعدة الخزان بعد إصلاحها، وكذلك لتحديد نقاط التسرب المحتملة. يمكن لطريقة التيارات المترددة استخدامها لقياس سمك الجدار دون الحاجة إلى إزالة طبقة العزل. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أيضًا استخدام الهواء المنخفض الضغط أو محلول الصابون أو أجهزة كشف الغازات للكشف عن الثقوب الصغيرة الناتجة عن التآكل وعيوب اللحام في الخزانات. 4.2.2 طرق التقييم تشمل طرق تقييم عيوب الخزانات بشكل أساسي التقييم المباشر للتآكل الخارجي، والتقييم المباشر للتآكل الداخلي، وتقييم التآكل الناتج عن الإجهاد. تتم خطوات التقييم على النحو التالي: جمع البيانات ودمجها، تحديد طرق تقييم العيوب، إجراء تقييم العيوب، استخلاص استنتاجات حول مدى الكمال، وتقديم توصيات بشأن إجراءات الإصلاح وفترات إعادة الفحص. تركز عملية التقييم على تقييم القوة المتبقية وتوقع العمر المتبقي. يتم تقييم القوة المتبقية استنادًا إلى البيانات المجمعة، ووفقًا لطريقة تقييم العيوب المختارة، يتم حساب القوة المتبقية للخزان ومعامل الأمان، وتحديد أقصى قوة فعالة في الأجزاء التي تحتوي على عيوب. استنادًا إلى نتائج التقييم، يتم تقديم توصيات بشأن طرق إصلاح العيوب وجدولة الزمن المناسب لذلك. يعتمد توقع العمر المتبقي على معلومات مثل تاريخ بدء استخدام الخزان وحجم العيوب، حيث يتم إنشاء نموذج لتوقع العمر المتبقي. كما يتم استخدام معلومات معدل النمو التقديري لتحديد سلوك النمو المستقبلي لخصائص العيوب المعدنية وتأثيرها على سلامة المادة، ويتم تقديم توصيات بشأن طرق إجراء الفحوصات المتكررة والفترات الزمنية اللازمة لذلك. 4.3 تستند تدابير تخفيف المخاطر إلى نتائج تقييم المخاطر وتقييم الكفاءة، وتُتخذ هذه التدابير لتقليل احتمالية حدوث حوادث تسرب معينة أو تخفيف عواقبها. يمكن تقسيم تدابير تخفيف المخاطر إلى ثلاث فئات عامة: تدابير الرقابة الوقائية، وتدابير الرقابة الكشفية، وتدابير الرقابة الوقائية. تهدف تدابير الرقابة الوقائية إلى منع حدوث حوادث التسرب من المصدر، بينما تهدف تدابير الرقابة الكشفية إلى اكتشاف تسرب المواد الخطرة في أسرع وقت ممكن بعد وقوع الحادث، أما التدابير الوقائية فهي تلك التي تهدف إلى تقليل آثار التسرب ومنعه من التسبب في آثار أكثر خطورة على المناطق المحيطة. 5. الخلاصة: إن استخدام استراتيجيات الصيانة المبنية على تقييم المخاطر وتقييم السلامة في إدارة سلامة الخزانات يُعد اتجاهًا حتميًا للتطور. ومن الضروري في المستقبل إنشاء نظام ومنصة لإدارة سلامة الخزانات، بحيث يتم تحقيق دورة متكاملة من جمع البيانات إلى التقييم ثم الصيانة. وعلى أساس ذلك، يمكن توسيع نطاق الإدارة لتشمل أيضًا سلامة المعدات وأنظمة القياس الأمنية في منطقة الخزانات، مع الأخذ في الاعتبار تقييمات السلامة الخاصة بعمليات الخزانات، مثل QRA وHAZOP، وبذلك تحقيق إدارة شاملة لسلامة منطقة الخزانات بأكملها. 6. الوثائق المرجعية: تقرير التحقيق الصادر عن CSB، بعنوان “تسرب المواد الكيميائية يلوث مصادر المياه العامة في تشارلستون، ولاية فرجينيا الغربية”، رقم التقرير 2014-01-I-WV؛ كتاب API رقم 353، بعنوان “إدارة سلامة المنشآت والخزانات”، صدر عام 2006؛ كتاب APIRP رقم 575، بعنوان “إجراءات التفتيش على الخزانات ذات الضغط المنخفض”， الطبعة الثالثة؛ **إشعار الإدارة العامة للرقابة على السلامة بشأن تعزيز إدارة السلامة في مناطق تخزين المواد الكيميائية، رقم الإشعار 2014-68 ； تشن جيانفنغ، شوي بيييوان، شين يوشين، وآخرون. إدارة سلامة الخزانات وأنابيب العمليات. نقل وتخزين النفط والغاز، العدد 04 لعام 2011