PM Bedömning av riskavstånd vid spridning av brandgaser med bekämpningsmedel 2015-12-23
Uppdrag 267171, Bedömning av riskavstånd mellan Syngenta och nya bostäder Titel på rapport: Bedömning av riskavstånd vid spridning av brandgaser med bekämpningsmedel Medverkande Beställare: Kontaktperson: Landskrona stad, stadsbyggnadsförvaltningen Fredrik Karlsson Konsult: Uppdragsansvarig: Handläggare: Kvalitetsgranskare: Tyréns AB Max Gunnarsson Max Gunnarsson Susanne Stenlund Tyréns AB 205 19 Malmö Besök: Isbergs gata 15 205 19 Malmö Tel: 010 452 20 00 www.tyrens.se Säte: Stockholm Org.Nr: 556194-7986 2(8)
1 Inledning Tyréns har på uppdrag av Stadsbyggnadsförvaltningen vid Landskrona stad genomfört en utredning för att bedöma riskpåverkan avseende brandgasspridning från Syngenta i Landskrona gentemot ny bebyggelse bestående av bostäder i kv. Tomaten i Landskrona. 1.1 Mål och syfte Målet med utredningen är att översiktlig bedöma lämpligheten för uppförandet av bostadshus i närheten av Syngentas verksamhet i Landskrona. Syftet med utredningen är dels att bedöma hur brandgaser som bildas vid en eventuell brand vid förvaring av kemikalier sprider sig mot planerade bostadshus och dels att översiktligt bedöma eventuell påverkan av sådana brandgaser på bostadshusen i kv. Tomaten. 1.2 Metod Utredningen baseras dels på information om hur hantering och lagring av kemikalier sker på Syngenta och dels på förenklade beräkningar av spridning av brandgaser innehållande giftiga gaser. Utifrån de tidigare beräkningarna av brandgasspridning uppskattas förekomsten av giftiga gaser i brandgaserna. 2 Utredning 2.1 Förutsättningar Kv. Tomaten ligger i norra Landskrona, väster om Syngentas verksamhetsområde. I området runt kv. Tomaten ligger främst bostadsområden. I kv. Tomaten planeras flerbostadshus enligt figur 1. Figur 1: Situationplan för kv. Tomaten. Syngentas område ligger till höger i bild. 3(8)
Syngenta hanterar olika pesticider och fungicider. Hanteringen (förvaring) sker främst i ett större kemikalieförråd, men förvaring av mindre mängder sker i närheten av de delar av verksamheten där kemikalierna används. Mindre förvaring sker då i kemikalieskåp. I en avskild del av kemikalieförrådet förvaras även oljor och andra brandfarliga vätskor. I detta förråd förekommer ibland förvaring av några hundra liter acetonnitril. Kemikalieförrådet ligger cirka 350 meter från kv. Tomaten och den närmaste (mindre omfattande) förvaringen av kemikalier ligger cirka 150 meter från kv. Tomaten. 2.2 Utredning 2.2.1 Bakgrund Utredningen avser att kvalitativt bedöma påverkan av brandgasspridning med giftiga gaser som uppstår vid förbränning av Syngentas förvarade kemikalier. Vid förbränning av de förvarade kemikalierna bildas olika förbränningsprodukter varav en del är giftiga gaser. Det har inte varit möjligt att bestämma den exakta sammansättningen av de brandgaser som bildas när de hanterade kemikalierna utsätts för brand. Säkerhetsdatablad för kemikalier som hanteras i större mängd än 200 kg har erhållits från Syngenta. Säkerhetsdatablad för acetonnitril har inte erhållits. I säkerhetsdatabladen beskrivs att giftiga gaser kan bildas om bekämpningsmedlen utsätts för brand. Specifika giftiga gaser som nämns som bildas vid förbränning omfattar väteklorid, vätecyanid, kolmonoxid, kväveoxider, nitrösa gaser och koldioxid. I ett av säkerhetsdatabladen nämns bara att giftiga gaser bildas, men inte specifikt vilka gaser. Eftersom den exakta sammansättningen av rökgaserna inte är känd kan koncentrationen av de giftiga gaserna i brandgaserna inte bestämmas utifrån informationen i säkerhetsdatabladen. Därför görs antaganden som kan symbolisera eventuell påverkan på kv. Tomaten. Antagandena bygger på tidigare utförda utredningar i vilka beräkningar för koncentrationen av olika giftiga gaser utförts på olika avstånd. 2.2.2 Val av bedömningsgrund Utifrån information om förvaringen och kemikalierna görs bedömningen att en brand i förrådet med brandfarliga vätskor utgör den största risken. Detta grundar sig på att sannolikheten för en brand i detta förråd bedöms vara större än för förvaringen av bekämpningsmedel och att en brand där acetonnitril medverkar kan innebära bildning av vätecyanid (HCN). Även om hanterade bekämpningsmedel också kan ge upphov till vätecyanid bedöms sannolikheten att en brand ska uppstå och fortgå som störst i förrådet med brandfarliga vätskor. Andelen vätecyanid som bildas vid en brand med acetonitril är stor, vilket också gör valet av scenario konservativt. En sådan brand används därför som dimensionerande scenario i detta fall. Övriga scenarion bedöms påverka personer inom kv. Tomaten i mindre utsträckning. För att bedöma påverkan på nya bostäder inom kv. Tomaten utförs förenklade beräkningar för det dimensionerande scenariot. Beskrivning och beräkningar följer i avsnittet nedan. Enligt tidigare beräkningar uppnås den högsta koncentrationen av giftig gas på cirka 300 meters avstånd. Eftersom avståndet mellan Syngentas kemikalieförråd och nya bostäder inom kv. Tomaten uppgår till cirka 350 meter innebär det att koncentrationen av giftig gas i luften har börjat avta redan innan brandgaserna når till kv. Tomaten. 2.2.3 Beräkning av källstyrka och varaktighet Syngenta förvarar enligt uppgift några hundra liter acetonitril (Syngenta, 2015). I detta fall antas den förvarade mängden acetonitril i kemikalieförrådet för brandfarliga vätskor vara 200 liter. Densiteten för acetonitril är 786 kg/m 3 vilket motsvarar cirka 157 kg. I förrådet förvaras även andra brandfarliga vätskor och den totala mängden antas vara 5000 kg. 4(8)
Syngenta har tillstånd för 105300 liter men det mesta bedöms bestå av olja som förvaras i cisterner utanför kemikalieförrådet för brandfarliga vätskor. I det dimensionerande scenariot antas hela den antagna mängden brandfarliga vätskor i kemikalieförrådet ingå i brandförloppet. Det innebär att cirka 5150 kg brandfarlig vätska brinner och detta har antagits ske genom att innehållet har läckt ut och bildat en pöl med arean 100 m 2 som sedan antänds. Massavbrinningshastigheten har hämtats i Fischer m.fl. (1998) och värdet har valts för bensin. Detta beror på att det inte är känt vad som förvaras i kemikalieförrådet för brandfarliga vätskor. Massavbrinningshastigheten är konservativt vald utifrån att den är ganska hög vilket leder till högre koncentration av vätecyanid i brandgaserna. Vid förbränning av acetonnitril kan upp till 59 viktprocent avgå i form av vätecyanid. Detta kräver dock mycket specifika förhållanden och därför har 50 viktprocent av förbränd acetonnitril bedömts avgå i form av vätecyanid. Detta är ett mycket konservativt värde. Utifrån ovanstående indata beräknas spridningen av brandgaser som passiv spridning. Källstyrkan av vätecyanid beräknas i tabell 1 nedan. Tabell 1: Indata till spridningsberäkningarna Andel acetonnitril av total mängd bränsle 0,0305 kg acetonnitril/kg förvarat bränsle Antagande att 200 liter acetonitril förvaras. Densiteten acetonitril: 786 kg/m 3. Utöver acetonitrilen antas 5000 kg brandfarlig vätska förvaras i förrådet för brandfarliga vätskor. Andel av acetonitril som bildar HCN vid förbränning Bildning av HCN Källstyrka HCN Brandens varaktighet 0,0152 kg acetonitril/kg bränsle 0,5 EnligtBritt (2002) kan upp till 59 viktprocent av förbränd acetonitril avgå som vätecyanid. Andelen som avgår som vätecyanid är dock starkt beroende av syretillgång och temperatur under brandförloppet vilket försvårar bedömningen av detta värde. Det valda värdet är mycket konservativt. Enligt ovan antas 50 viktprocent av den förbrända acetonitrilen bilda vätecyanid. Denna siffra anger den mängd vätecyanid som bildas vid förbränning av ett kilogram bränsle. 0,076 kg/s Med antagande om förbränningshastighet 0,05 kg/(s*m 2 ) och pölarea om 100 m 2. Cirka 17 Utifrån massavbrinningshastigheten 0,05 kg/(s*m 2 ), pölarean 100 m 2 minuter och den antagna förvarade mängde brandfarlig vätska (cirka 5150 kg). 2.2.4 Spridningsberäkningar brandgaser För spridningsberäkningarna används en gaussisk spridningsmodell enligt Fischer m.fl. (1998) i vilken koncentration av vätecyanid beräknas som funktion av avstånd från branden. Beräkningarna utförs för en källa i marknivå. Detta är ett konservativt antagande, då det finns en stigkraft i brandröken till följd av förhöjda temperaturer i brandröken. 5(8)
Koncentrationen X (kg/m 3 ) ges av: X (x,0,0) = Q / (л σy σz U) med Q = källstyrka (kg/s) σy = dispersionskoefficient, spridning i sidled σz = dispersionskoefficient, spridning i höjdled U = vindhastighet (m/s) Dispersionskoefficienterna σy och σz är beroende av väderlek och varierar med avstånd. För stabilitetsklass D (neutralt), vindhastighet 3 m/s och stadsbebyggelse kan nedanstående utryck användas (Andersson, 1992): σy (x) = 0,16 x (1+0,004x) -0,5 σz (x) = 0,14 x (1+0,0003x) -0,5 Resultat av spridningsberäkningar för tre olika avstånd redovisas i tabell 2 nedan. Tabell 2: Resultat av spridningsberäkningarna Avstånd Sigma y Sigma z 100 13,52 13,79 200 23,85 27,20 300 32,36 40,23 350 36,15 46,61 Avstånd Koncentration HCN (kg/m 3 ) Kg HCN /kg luft Procent ppm 100 4,33E-05 3,61E-05 0,00361% 36,1 200 1,25E-05 1,04E-05 0,00104% 10,4 300 6,21E-06 5,18E-06 0,000518% 5,18 350 4,80E-06 4,00E-06 0,0004% 4,00 För att jämföra de beräknade resultaten används gränsvärde för vätecyanid. De använda gränsvärdena har tre nivåer vid olika tidpunkter enligt tabell 3. Tabell 3: Gränsvärden för vätecyanid (EPA, 2015) Vätecyanid 10 min 30 min 60 min 4 hr 8 hr ppm AEGL 1 2.5 2.5 2.0 1.3 1.0 AEGL 2 17 10 7.1 3.5 2.5 AEGL 3 27 21 15 8.6 6.6 6(8)
De använda gränsvärdena definieras på följande vis (MSB, 2014): AEGL-1 definieras som den luftburna koncentrationen av ett ämne över vilken man beräknat att den allmänna befolkningen, inklusive känsliga individer, kan uppleva besvär, irritation eller vissa effekter som inte ger symtom. Effekterna är dock övergående och påverkar inte personens förmåga att agera. AEGL-2 är den luftburna koncentrationen av ett ämne över vilken man beräknat att den allmänna befolkningen, inklusive känsliga individer, kan få irreversibla eller andra allvarliga och långvariga hälsoeffekter eller en nedsatt förmåga att fly från exponeringen. AEGL-3 är den luftburna koncentrationen av ett ämne över vilken man beräknat att den allmänna befolkningen, inklusive känsliga individer, kan drabbas av livshotande hälsoeffekter eller död. 2.2.5 Känslighets- och osäkerhetsanalys Beräkningarna är gjorda utifrån ett antal mycket konservativa antagande och indata. Det har inte beaktats att branden sker inomhus eller att de som påverkas i största mån befinner sig inomhus. Stigkraften i brandgaserna har inte tagits i beaktande, vilket i detta fall innebär att brandgaserna har antagits uppehålla sig längs marken. Andelen av den förbrända acetonitrilen som antagits avgå som vätecyanid är mycket hög. Massavbrinningshastigheten har också medvetet valts till ett högt värde utifrån tillgängliga tabellvärden. Detta innebär att koncentrationen vätecyanid i brandgaserna blir högre. Det innebär visserligen också att det valda scenariot pågår under kortare tid vilket gör det svårt att bedöma effekten av det valda värdet på massavbrinningshastigheten. 3 Slutsats Beräkningarna visar att koncentrationen av vätecyanid i brandgaserna från en eventuell brand enligt valt dimensionerande scenario uppgår till 4 ppm i kv. Tomaten. Det valda scenariot beräknas pågå cirka 20 minuter. Denna nivå innebär enligt valda gränsvärden att den allmänna befolkningen, inklusive känsliga individer, kan uppleva besvär, irritation eller vissa effekter som inte ger symptom. Effekterna är övergående och påverkar inte personers förmåga att agera. Sammantaget innebär de konservativa förutsättningarna som valts för att beräkna det valda scenariot att det är otroligt att personer inom kv. Tomaten drabbas av några effekter kopplade till spridningen av brandgaser med giftiga gaser. De koncentrationer som uppnås i kv. Tomaten i det valda scenariot hindrar inte heller personer från att förflytta sig om de upptäcker branden, vilket ytterligare kan minska risken för påverkan. 7(8)
Referenser Andersson, B., (1992), Introduktion till konsekvensberäkningar: några förenklade typfall. Lund: Dept. of Fire Safety Engineering Britt, P. F., (2002), Pyrolysis and combustion of acetonitrile, Oak ridge national laboratory, Oak ridge, Tennessee EPA (United States Environmental Protection Agency), (2015), Acute Exposure Guideline evels for Airborne Chemicals Fischer, S., Forsén, R., Hertzberg, O., Jacobsson, A., Koch, B., Runn, P., Thaning, L. & Winter, S., (1998), Vådautsläpp av brandfarliga och giftiga gaser och vätskor, Försvarets Forskningsanstalt, Stockholm MSB (Myndigheten för samhällskydd och beredskap), 2014, Framtagande av nya rekommendationer för riskområden vid utsläpp av giftiga gaser Syngenta, 2015, kontakt med Peter Brange 8(8)