FTIR 氣體分析儀在英國廢物處理設施支援火災管理

邦斯菲爾德油庫發生意外之後,多個機構隨後便組成空氣質素小組 (AQC) ,於 2009 年在英國首先成立。回顧這事件意識到在重大意外中,需要迅速地整合空氣質素數據之取得、分析和解釋。空氣質素小組是由英國不同機構所集結的專家而成,機構包括環保局 (Environment Agency, 簡稱 EA) 、英格蘭公共衛生署(Public Health England, 簡稱 PHE)、以及在英國氣象局裡,以 24/7、365 日和年等運作方式的隊伍。這小組處理那些顯著威脅空氣質素的任何重大意外,評估重大意外的潛在影響,如有需要,更會動用四個現場監測隊伍中的其中一個或多個隊伍,配備便携式監測和取樣儀器,或會出動流動實驗室。Gasmet FTIR 分析儀具有現場監測能力,只需單一儀器便能同一時間測量多項氣體,幾乎可辨識和測量任何氣體。Gasmet 在英國的代理 Quantitech 供應分析儀,並提供持續培訓和服務。

在 2014 年 7 月21日當晚在斯溫頓的回收設施發生一場大火。威爾特消防及救援服務隊 (Wiltshire Fire and Rescue Service, 簡稱 WFRS) 的初步報告顯示在意外發生的初期現場有數百公噸廢物,而沒有任何房屋在附近。英格蘭公共衛生署的待命化學專家為了執行初步風險評估的其中一部份,開始搜集資料 (利用地理信息系統地圖),其後發現意外發生的附近地區 (250 米以內) 主要是工業及商業區,而最近的住宅物業在大約 400 米以外。臨近火警現場的工商業大廈用戶進行疏散,有公共衛生訊息發放給居民,建議他們躲避以避免暴露於煙流。在這早期階段,地方策略指揮結構未形成,對於預計火災持續多久沒有資料。

環保局及英格蘭公共衛生署被通知意外發生,討論是否需要出動空氣質素小組。空氣質素小組安排提供機制容讓伙伴機構達成協議,透過空氣監測、模擬,並且基於以過往可比較的意外所取得的經驗作專業判斷,對於臨近重大意外地方的空氣污染水平有共同理解。

由環保局及英格蘭公共衛生署聯合作出決定是否召集空氣質素小組,只將會以下原因而出動:(1) 有潛在顯著公眾衛生問題;(2) 適當的指令和控制結構確立了;以及 (3) 意外可能持續超過 8 小時。空氣質素小組由環保局擔任主席,核心成員包括英格蘭公共衛生署和英國氣象局的科學家。如許可,可能會邀請當地行政機關、食品標準局以及健康與安全實驗室參與。

一旦空氣質素小組成立,一般運作最多 3 日或直到過了意外的嚴重階段,視乎哪個時間比輕短。空氣質素小組伙伴與任何多個機構伙伴討論決定何時解除戒備狀態,到那時意外往往經有關當地行政機關交由多個機構修復組織。

如何設備被動用,空氣質素小組 (一般是環保局及英格蘭公共衛生署) 考慮到氣候情況和接近人類接收位置,而決定監測地點。現場監測隊伍携帶一系列設備,包括微粒監測,以及 Gasmet FTIR 分析儀來測量各種易揮發空氣污染物。取決於火災的性質和特殊性而是否動用流動實驗室,比便携式設備更可提供詳細空氣數據。

由於 Gasmet FTIR 分析儀測量空氣,所以非加熱版本 (DX4030 或 DX4040) 被空氣質素小組以及全球其他危險意外調查隊伍採用。樣氣由內置泵經過手持微粒過濾器和軟管抽入 FTIR 分析儀。分析儀連續操作,用戶可定義測量時間由 1 秒到 5 分鐘,結果是以時權平均得來,檢測限低過百萬分比 (ppm)。無需使用吸附劑捕獲來預濃縮樣本。Gasmet FTIR 分析儀提供快速反應時間,是‘趕時間’的意外調查必然之選。唯一需要做的標定是以清新空氣或氮氣每日做一次零標定,所以不需要載氣、特別測試氣體和其他消耗品。

Gasmet 分析儀通常在桌上裝配,不過亦有提供特氟龍塗層背包,讓用戶可以活動自如去尋找‘熱點’。Gasmet DX4040 配合標準氣體光譜庫便可同時偵測 25 種不同氣體。不過,Calcmet 專業軟件可強化測量性能,讓用戶存取超過 250 種氣體的參考光譜庫,以及能夠測量 50 種氣體之功能,此功能尤其在遇到未知氣體的情況下大派用場。

事發初期,基於威爾特消防及救援服務隊和環保局現場工作人員的觀察,決定不符合成立一隊空氣質素小組的準則,但情況需要被保持定期檢視。隨著情況發展,顯然有機會延長燃燒時間,可能對環境和公眾健康有影響。由警察擔任主席的多個機構策劃協調小組 (tactical coordination group, 簡稱TCG) 就此成立來協調多個機構的應變。環保局及英格蘭公共衛生署的代表同意召集空氣質素小組。斯溫頓市政局 (Swindon Borough Council, 簡稱 SBC ) 於是在早期著手邀請。

鎖定監測位置後,空氣質素監測隊伍和儀器會在協定的地點部署。英國氣象局提供空氣分散模型來通知監測點的位置。由於風向和煙流會改變而使意外擴大,需要把監測器材搬遷。

基於是次意外的持久性,斯溫頓市政局利用三個微粒監測器來從事微粒監測。這些數據由英格蘭公共衛生署解釋,向市政局和策略協調小組反映。這些監測數據有助補充空氣質素小組的監測數據,並且一旦空氣質素小組停止運作,公眾亦可得到保障。空氣質素小組檢討由監測器取得的初步空氣質素監測數據,並向策略調小組建議,認為雖然微粒濃度 (PM10 and PM2.5) 出現短暫上升,但 24 小時平均濃度是低過國家空氣質素標準,所以不會對公眾造成顯著影響。不過,煙霧中含有一些物質即使低過國家空氣質素標準,亦會刺激呼吸管道內膜、皮膚和眼睛,所以策略協調小組被建議繼續向附近居民發出公共衛生信息。

空氣質素小組成為國家在早期、緊急的火災一個重要資源。他們不是在意外延長或修復期機制中提供監測。在此個案中,結果不斷顯示相同模式,就是瞬間出現上升的尖峰,而水平一致地低過國家空氣質素標準。因此,決定撤離空氣質素小組。然而,考慮到火勢和構成的煙霧可能持續多個星期,斯溫頓市政局為了確保公共衛生,決定設置 3 個空氣質素監測站,用作持續監測微粒,而且同意英格蘭公共衛生署將會繼續解釋由斯溫頓市政局提供的數據,得出的結果將會每天匯報給策略協調小組,如有需要,會建議更新公共衛生信息。

由於廢物緊湊地堆積,體積大而又高 (約 10 米高) ,缺乏空間讓消防員進入裡面工作、拆除柱和分開未被波及的廢物,所以消防隊在現場未能以進攻式救火,幾日的工作沒有明顯的進展。為了建立一些防火道,使救火工作可進攻式進行,需要清理現場 3000 公噸未燃燒的廢物。

策劃協調小組 (strategic coordination group, 簡稱 SCG) 被動員來協助尋找另一個廢物放置地方。如果現場操作人員不同意所定的限期,這小組要計劃如何移除廢物,可考慮的方案包括將廢物搬到附近合適的廢物棄置場,亦可放置一些廢物在已廢棄的公園和停車場。英格蘭公共衛生署派代表成立科學技術咨詢小組,這小組支援策劃協調小組。現場操作人員在是次意外沒有在限期內把廢物從現場清除,所以環保局在火災發生後接近一個月運用其監管權來執行清理行動。為了以防萬一,廢物在離開現場前被檢查和弄濕,然後運送到協定的堆填區清理。

單一意外在正常情況下,空氣質素小組不會在相同場地重用。不過,英格蘭公共衛生署與環保局經過討論後,考慮到建議的救火方式改變了,達成共識需要第二隊空氣質素小組評估進攻式救火對煙霧的影響,從而了解對公眾健康的影響。監測結果顯示即使進攻式救火開始,煙霧出現與第一隊空氣質素小組出動時有相似特性。微粒濃度偶爾出現波峰,與現場進攻式救火有關聯。公共衛生建議提醒被煙霧影響的人應該躲在庇護所,減少外出時間。

這意外引起國內媒體及公眾關注,所以意外在嚴重和修復階段時,公眾參與是意外管理程序中關鍵元素。多個機構所發放的公共衛生訊息由策劃協調小組協調,由斯溫頓市政局傳達到附近商戶、居民和學校。由於當地社區成員已有高度憂慮和關注,在展開進攻式救火階段之前,當地居民及商戶被通知,為了對社區減少影響,當天氣情況許可驅散煙霧的那數個小時內,將會採取進攻式救火,到時預計會增加從燃燒釋出的煙量。

社區被通知進攻式救火預計持續幾個星期,而收到投訴的數字相對是小的,從公共衛生的角度來看已是欣慰。亦沒有相關報告指出國民保健署 (National Health Service,簡稱 NHS) 或英格蘭公共衛生署增加來電到國民保健署 111的數量,或增加到醫生或醫院就醫的人次。

總的來說,這是時機讓空氣質素小組首次被動用,亦是第一次在同一個意外地點兩次動用監測設備。雖然第二階段監測某程度是出於政治意願,但這裡應該重申決定重組空氣質素小組只是基於需要評估改變救火方式對公共衛生之影響。監測數據和風險評估強調斯溫頓之火災沒有可能對當地社區人士的健康造成長遠影響。

Phil Chappell 是環保局國家意外管理部門的空氣質素經理,總結便携式 FTIR 分析儀說:『我們在 2009 年取得的 Gasmet DX4030 儀器對於我們在重大意外中的空氣質素應變,成為了關鍵的組件。對於如同斯溫頓的大火,需要緊急評估公眾健康和環境的風險,單一儀器可以快速地啟用,而又能同一時間辨識寬闊範圍的氣體,並斷定其濃度,是必然要素。』

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