Международная организация ITOPF опубликовала отчет, в котором подчеркиваются особенности ущерба, возникающего при разливах аммиака, в сравнении с традиционными разливами нефти. Основное внимание уделяется уникальным последствиям, связанным с токсичностью и реакционной способностью аммиака.
Согласно отчету под названием «Судьба, поведение и потенциальный ущерб и обязательства, возникающие при разливе аммиака в морской среде» (“Fate, Behaviour and Potential Damage & Liabilities Arising From a Spill of Ammonia Into the Marine Environment”), аммиак классифицируется как газ/растворитель (GD) в соответствии с Европейской классификацией поведения веществ (SEBC). В случае инцидента первоочередные действия и меры экстренного реагирования будут определяться опасностями, связанными с аммиаком, а затем последуют специфические действия, обусловленные его классификацией. Основные свойства аммиака, влияющие на его опасность, поведение и последствия при разливе, перечислены в таблице 1.
При разливе в морской среде над поверхностью воды часть жидкого аммиака быстро испаряется, выделяя пары. Аммиак, контактирующий с водой, растворяется, при этом часть его также испаряется. При крупных разливах на поверхности примерно 60% объема растворяется, а остальное испаряется. Это соотношение сохраняется при разливах на мелководье. Однако если разлив происходит на глубине менее 2 метров, количество паров, выделяющихся в атмосферу, может снизиться до 5–15% от объема разлива.
При крупных разливах пары аммиака поглощают влагу из воздуха, образуя плотное белое облако гидроксида аммония (NH4OH), которое может распространяться на несколько сотен метров, особенно при сильном ветре. По мере повышения температуры пары аммиака становятся менее плотными, чем воздух, и рассеиваются в атмосфере.
Аммиак, растворяющийся в морской воде, образует коррозионный щелочной раствор NH4OH, который менее плотный, чем морская вода, и формирует слой на поверхности. Реакция между аммиаком и водой является экзотермической, что приводит к локальному повышению температуры на поверхности воды. Концентрация NH4OH и температура снижаются по мере удаления от места инцидента. Скорость рассеивания облака NH4OH зависит от интенсивности перемешивания в водной среде, на которую влияют приливные течения и ветровые волны. Разлив в открытой воде с высокой энергией волн рассеивается быстрее, чем в защищенных портах или внутренних водоемах.
Опасности аммиака при разливе в окружающей среде связаны с его токсичностью и реакционной способностью. Экотоксичность аммиака может вызывать долгосрочные последствия, в отличие от краткосрочных воздействий на здоровье и безопасность.
Аммиак токсичен и коррозионен, а также гигроскопичен, что означает его высокую способность поглощать воду. При попадании в атмосферу он реагирует с водой, включая влагу в организме человека, образуя едкий раствор с pH выше 11,5. Это делает глаза, легкие и кожу особенно уязвимыми. Воздействие высоких концентраций аммиака может привести к необратимым повреждениям или смерти. Порог запаха аммиака составляет около 20 ppm, а опасные для жизни последствия возникают при концентрации 3800 ppm в течение пяти минут. Низкий порог запаха позволяет рано обнаружить утечку.
Аммиак считается нестойким в окружающей среде и не накапливается в тканях организмов. Однако он может быть остро токсичен для водных организмов, воздействуя на центральную нервную систему и вызывая судороги или смерть. Сублетальные концентрации могут снижать успешность вылупления, темпы роста и вызывать патологические изменения в тканях органов. Облако NH4OH, образующееся при реакции аммиака с водой, представляет собой едкий раствор с pH выше 11, который может повреждать ткани, экзоскелеты и раковины водных организмов. Разложение аммиака на нитраты может привести к дисбалансу питательных веществ, вызывая цветение водорослей и гипоксические условия, опасные для морских организмов.
Аммиак существует в воде в двух формах: неионизированный аммиак (NH3) и ион аммония (NH4+). NH3 более токсичен, так как легче проникает через мембраны организмов. Соотношение NH3 и NH4+ зависит от pH и температуры: более высокие значения pH и температуры способствуют образованию токсичной формы NH3. Таким образом, организмы в теплых и щелочных водах более уязвимы к токсичности аммиака.
Аммиак высоко реакционноспособен с различными веществами, включая медь, латунь, цинк и другие сплавы. В присутствии влаги он вызывает коррозию этих материалов, образуя зеленовато-голубой налет. Эта реакционная способность может создавать опасности при перевозке несовместимых материалов или химических грузов на судах, использующих аммиак в качестве топлива, что может привести к взрывам или другим опасным реакциям.
Аммиак имеет относительно узкий диапазон воспламеняемости — от 15,5 до 27% по объему. За пределами этого диапазона смесь паров не воспламеняется. Кроме того, для воспламенения аммиака требуется относительно высокая энергия, что снижает риск возгорания, особенно на открытом воздухе. Если жидкий аммиак разливается и воспламеняется, может возникнуть пожар, который будет продолжаться до полного выгорания топлива. Высота пламени и распространение пожара зависят от скорости разлива и метеоусловий. При контакте паров аммиака с источником возгорания может произойти вспышка, обычно кратковременная. Если пожар возникает на борту судна, аммиак разлагается при температуре выше 450 °C, образуя водород, который легко воспламеняется.
Аммиак может стать причиной взрыва кипящей жидкости, расширяющейся при испарении (BLEVE), если pressurized tank разрывается при температуре выше точки кипения аммиака (-33 °C). Это может произойти при повышении температуры резервуара и отказе систем сброса газа.
Низкая температура хранения жидкого аммиака может вызывать замерзание тканей (как растений, так и животных) при контакте, а также делать материалы хрупкими, лишая их прочности.
Ключевые моменты, которые следует учитывать: 1) воздействие аммиака на окружающую среду и его токсичность; 2) претензии, связанные с очисткой и профилактическими мерами; 3) травмы и гибель людей; 4) экологический ущерб и его локализация; 5) претензии по поводу повреждения имущества; 6) экономические потери, вызванные разливами аммиака.
