Effectafstanden Model-Risicokaart

Transcriptie

1 Effectafstanden Model-Risicokaart Opdrachtgever: december 2002 Ministerie van BZK L12 Ingenieurs/adviesbureau SAVE Postbus GL Apeldoorn Tel: Fax:

2 Inhoud pag. 1 Inleiding en doel 3 2 Relevante uitgangspunten Doel van de effectafstanden Het begrip effectafstand Inhoud van de methodiek Te onderscheiden objecten Te onderscheiden stoffen Randvoorwaarden 5 3 Voorstel voor methodiek Schadecriteria voor effectafstanden Giftige stoffen Explosieve en brandgevaarlijke stoffen Representatieve scenario's Effectscenario s giftige stoffen Effectscenario s brandgevaarlijke stoffen Meteoconditie Bijzondere situaties en beperkingen Interpretatie effectafstanden Presentatie effectafstanden Criteria ondergrenzen 15 4 Samenvatting voorstellen Voorgestelde relatie voor effectafstanden giftige stof Voorgestelde relatie voor effectafstanden brandbare stoffen en explosieve stoffen Bijzondere situaties en beperkingen Voorgestelde criteria voor ondergrenshoeveelheden 20 Bijlage 1 Berekende effectafstanden 21 Bijlage 2 Effectafstanden ondergrenshoeveelheden 25 Bijlage 3 Begrippenlijst 27 Bijlage 4 Effectafstandstabellen transport L12 2

3 1 Inleiding en doel Ten behoeve van de Model-Risicokaart en het ontwerp-registratiebesluit externe veiligheid (Register) is door SAVE in opdracht van BZK een methodiek voor het bepalen van effectafstanden voor letaliteit en gezondheidsschade ontwikkeld. De methodiek dient invulling te geven aan: - een criterialijst met (ondergrenzen voor) hoeveelheden gevaarlijke stoffen plus aanduiding van de omstandigheid waarbij opname in het Register en op de Risicokaart nodig is. Deze lijst heeft betrekking op de in het Registratiebesluit onder punten n in art.2, lid 1 genoemde inrichtingen.; - een tabel of rekenmodule met gebruiksaanwijzing, waarmee de voor de Model- Risicokaart maatgevende effectafstanden kunnen worden bepaald. Dit betreft effectafstanden voor de effecten zoals genoemd in het Registratiebesluit onder punt b. in art.1, lid 1. Dit rapport geeft een beschrijving van de voorgestelde methodiek met uitgangspunten en overwegingen die een rol hebben gespeeld. Het rapport is opgesteld door Ingenieurs/adviesbureau SAVE onder begeleiding van een begeleidingscommissie met deskundigen van de ministeries van BZK, SZW, VROM en V&W, van provincies, het VNG, GGD'en Brabant/Zeeland en het RIVM. Het rapport is ook voor commentaar voorgelegd aan het Ministerie van EZ en aan het Staatstoezicht op de mijnen. De opzet van het rapport is als volgt: - in hoofdstuk 2 wordt een overzicht gegeven van de relevant geachte uitgangspunten; - in hoofdstuk 3 wordt de voorgestelde methodiek puntsgewijs besproken en met voorbeelden toegelicht; - in hoofdstuk 4 wordt een samenvatting van de methodiek gegeven L12 3

4 2 Relevante uitgangspunten De uitgangspunten worden besproken aan de hand van de volgende onderwerpen: - doel van de effectafstanden, waarvoor worden ze gebruikt; - het begrip effectafstanden, wat wordt er onder verstaan; - inhoud van de methodiek (te onderscheiden stoffen/stofcategorieën, installaties); - randvoorwaarden (samenhang Registratiebesluit en Model-Risicokaart). 2.1 Doel van de effectafstanden Het primaire doel van de effectafstanden is om bij de risico-communicatie aan de hand van de Model-Risicokaart en het Register de burger een kwantitatieve indicatie te geven van de mogelijke gevaarseffecten van risicovolle situaties. De burger wordt door middel van de Model-Risicokaart en de effectafstanden geïnformeerd over de aanwezige plaatsen/activiteiten met gevaarlijke stoffen en met risico's voor de omgeving (externe veiligheid). Hierbij wordt een globaal beeld van de aard en omvang van mogelijke schade-effecten gegeven ter informatie van burgers en gemeentebesturen. De effectafstanden zoals in dit document beschreven zijn niet bedoeld voor operationeel gebruik ten tijde van een ongeval. De operationele diensten zullen in de praktijk hun optreden en inzet baseren op situatie-specifieke informatie. Effectafstanden zijn feitelijk afhankelijk van concrete ongevalsituaties en zullen per geval verschillend zijn. De hier afgeleide effectafstanden worden als indicatief voor de betreffende hoeveelheden gevaarlijke stoffen in bedrijven of bij het transport. 2.2 Het begrip effectafstand De effectafstand heeft betrekking op het gevolg van explosie, brand of het vrijkomen en blootgesteld worden aan toxische stoffen, hitte of drukbelasting of aan scherfwerking en is gedefinieerd als de afstand vanaf de grens van de inrichting, vanaf de transportroute of buisleiding tot waar: - dodelijke slachtoffers kunnen vallen; - schade aan de lichamelijke gezondheid kan optreden, welke binnen 24 uur na het voorval leidt tot opname in een ziekenhuis ter behandeling of ter observatie (gewond). Opgemerkt wordt dat effectafstand niet verward mag worden met het begrip risicozone of risicoafstand. In deze laatste twee begrippen wordt de kans van optreden in het schadescenario(ongeval) meegewogen. Dit is bij effectafstanden nadrukkelijk niet het geval L12 4

5 2.3 Inhoud van de methodiek Te onderscheiden objecten De effectafstanden hebben betrekking op stationaire installaties en op het transport van gevaarlijke stoffen. Het uitgangspunt is dat de effectafstanden zijn gekoppeld aan installaties en aan de aanwezige stof. Voor het transport zijn de effectafstanden gekoppeld aan de transporteenheden (spoorketelwagen, tankauto, pijpleiding, schip) waarin het transport plaatsvindt en aan de aanwezige stof Te onderscheiden stoffen Bij de installaties op inrichtingen zal veelal sprake zijn van specifieke stoffen. In die situaties kunnen de effectafstanden worden betrokken op de aanwezige stoffen. In het geval van op- en overslagbedrijven en bij het vervoer van gevaarlijke stoffen zal veelal sprake zijn van een mogelijke variëteit van stoffen. In die situaties ligt het voor de hand om met voorbeeldstoffen voor te onderscheiden stofcategorieën te werken zoals die worden toegepast bij de risicoberekeningen voor het vervoer van gevaarlijke stoffen (conform CPR18 en IPO-RBM). Voor de hand ligt het om voor het transport(spoor, weg, water en pijpleiding) de categorie-indeling over te nemen zoals die thans wordt toegepast voor de risicoberekeningen bij het transport (conform CPR18 en IPO-RBM). 2.4 Randvoorwaarden Bij het opstellen van de criteria en de effectafstanden is er een aantal randvoorwaarden die bij de praktische uitwerking van belang zijn: - de samenhang Model-Risicokaart en het Registratiebesluit externe veiligheid. Volgens het Registratiebesluit zal per inrichting een effectafstand voor dodelijk letsel en een effectafstand voor gewond worden aangegeven. In het Registratiebesluit worden voor een aantal groepen van installaties al ondergrenzen genoemd. De ondergrenzen voor overige installaties die in het Registratiebesluit worden gespecificeerd en op grond van effectafstanden kunnen worden opgenomen, dienen hiermee zoveel mogelijk in evenwicht te zijn; - de praktische uitvoerbaarheid. De keuze van de ondergrens voor op te nemen installaties mag er niet (onbedoeld) toe leiden dat het aantal installaties (onbeheersbaar) groot wordt. Te denken valt hier bijvoorbeeld aan kleine propaantanks voor huishoudelijk gebruik, koelsystemen in supermarkten e.d. die nu effectief zijn uitgezonderd en niet via effectafstanden alsnog dienen te worden aangewezen; L12 5

6 - de samenhang met bestaande methoden/modellen. De methodiek dient waar mogelijk aan te sluiten bij tot dusver geaccepteerde methodieken en daarvan alleen gemotiveerd van af te wijken, indien methoden onvolledig zijn of redelijkerwijs niet toegepast kunnen worden L12 6

7 3 Voorstel voor methodiek Achtereenvolgens worden hierna behandeld de voorstellen voor: - schadecriteria voor effectafstanden; - representatieve scenario's; - presentatievormen; - criteria voor ondergrenzen voor hoeveelheden. 3.1 Schadecriteria voor effectafstanden Giftige stoffen In de afgelopen jaren zijn diverse systemen voor de beschrijving van effectafstanden in Nederland toegepast, waaronder: - het schadescenarioboek (1988 en 1994); - het DCMR gasmeetplan - CPR18 Richtlijn voor kwantitatieve risicoanalyse (2000). Op dit moment is de situatie dat bij operationele acties in geval van calamiteiten gebruik wordt gemaakt van het systeem van de interventiewaarden. Bij DCMR wordt thans in de praktijk bij een ongeval met gevaarlijke stof uitgegaan van de alarmeringsgrenswaarde(agw) die eventueel wordt gecorrigeerd als mensen minder dan één uur zijn blootgesteld. De interventiewaarden zijn betrokken op een blootstelling van één uur en betreffen concentraties waarboven sprake is van: - lichte, snel reversibele effecten, dit is de Voorlichtingsrichtwaarde (VRW); - irreversibele of ernstige effecten, dit is de Alarmeringsgrenswaarde (AGW); - mogelijke sterfte, dit is de Levensbedreigende waarde (LBW). In CPR18 worden generieke scenario s beschreven ten behoeve van risicoanalyses. Hierbij worden dosis-effectrelaties (zogenoemde probitfuncties) gegeven voor letaal letsel voor het berekenen van overlijdensrisico s. De effectafstanden voor letaal letsel worden betrokken op 1% letaliteit (overlijdenskans van 0,01 bij blootstelling). In het schadescenarioboek is uitgegaan van zogenoemde 50% effectconcentraties; dus bijvoorbeeld de concentratie waarbij verwacht wordt dat 50% van de blootgestelden gewond is. Uitgangspunten daarbij is een blootstellingtijd van 10 minuten. De effectconcentraties in het schadescenarioboek zijn afgeleid voor letaal, gewond (reversibel letsel) en onveilig (ernstige irritatie) L12 7

8 Zoals te verwachten is liggen de interventiewaarden gemiddeld lager dan de grenswaarden van het schadescenarioboek. In tabel 3.1 is een globaal beeld gegeven van de gemiddelde verhouding tussen deze waarden. Grensconcentratie letaal schadescenarioboek LBW interventiewaarde Gewond schadescenarioboek onveilig schadescenarioboek AGW interventiewaarde VRW interventiewaarde Gemiddelde verhouding tot AGW 75 7,7 4,4 1,2 1 0,1 Tabel 3.1: Gemiddelde verhouding tussen effectconcentraties(genormeerd op de AGW) Voor het optreden van hulpverleningsdiensten (redding, gewondenverzorging) wordt primair het gebied dat begrensd wordt door de AGW-waarde (concentratie waarboven irreversibele of andere ernstige gezondheidsschade kan optreden) van belang geacht. Deze definitie van de AGW sluit goed aan bij de het begrip 'schade aan de lichamelijke gezondheid' zoals gedefinieerd in het Registratiebesluit onder punt b onder 2 e in art.1, lid 1(schade aan lichamelijke gezondheid). Omdat deze waarde betrokken is op standaard één uur blootstelling dient bij toepassing ten behoeve van het gebruik voor effectafstanden hieraan nader aandacht gegeven te worden. In par. 3.2 wordt daarom aandacht besteed aan de invloed van de bronduur van de scenario s op de berekende effectafstanden. Het gebied waarbinnen dodelijk letsel als gevolg van blootstelling aan toxische stoffen kan optreden wordt begrensd door de LBW-waarde. Ook deze is betrokken op één uur blootstelling. Voor dodelijk letsel wordt, zoals hiervoor al is vermeld, in de praktijk bij de bepaling van de externe veiligheid (zie CPR18) gebruik gemaakt de zogenoemde dosis-effectrelaties. De effectafstand voor dodelijk letsel wordt daarbij betrokken op de dosis die overeenkomt met 1% letaliteit. Het toepassen van de het criterium 1% letaliteit voor de effectafstand van dodelijk letsel heeft als praktisch voordeel dat het aansluit bij het criterium dat in veiligheidsrapporten en in het ontwerp-besluit Milieukwaliteitseisen externe veiligheid voor dodelijk letsel wordt gebruikt en waarbij via de dosis-effectrelatie automatisch voorzien wordt in het effect van de blootstellingtijd. Voorgesteld wordt om de effectafstanden voor dodelijk letsel en voor schade aan de lichamelijke gezondheid te baseren op 1% letaliteit op basis van de dosiseffectrelatie en respectievelijk op de AGW L12 8

9 3.1.2 Explosieve en brandgevaarlijke stoffen Voor letselschade door brand- en explosie-effecten zijn in CPR16 schademodellen gegeven die een goede basis bieden voor grenswaarden voor belasting. Explosieve stoffen Voor explosie (piek overdruk) van massa-explosief materiaal (klasse 1.1 en 1.5) kan het onveilige gebied gerelateerd worden aan ruitbreuk. Dit is het niveau van circa 0,03 bar piekoverdruk. Het gebied levensbedreigend zou kunnen worden gerelateerd aan het niveau van matige schade aan gebouwen circa 0,1 bar piekoverdruk. Voor brand bij massa-brandgevaarlijk materiaal (klasse 1.3) wordt voorgesteld uit te gaan van de belastingsgrenzen voor brand van 10 kw/m 2 en 3 kw/m 2. Uit berekeningen blijkt dat dit nagenoeg vergelijkbare afstanden oplevert als die voor piekoverdruk bij materiaal van klasse 1.1 en 1.5. Voor scherfwerking (munitie)(klasse 1,2) blijkt dat de effectafstanden voor schadelijk volgens de NAVO richtlijn 1 voor hoeveelheden van circa 1000 kg een vergelijkbaar resultaat geeft als de effectafstandsrelatie voor 0,03 bar piekoverdruk. Voor grotere massa s levert het criterium 0,03 bar overdruk een grotere effectafstand dan de relatie voor schadelijk bij scherfwerking volgens de NAVO richtlijn, voor massa s kleiner dan 1000 kg is het omgekeerde het geval. Binnen het interval van 50 kg tot 5000 kg zijn de onderlinge verschillen in berekende effectafstanden binnen 40%. Voor 1% letaliteit als gevolg van scherfwerking bij klasse 1.2 explosief materiaal is er geen algemeen gehanteerde relatie bekend. Gegeven het relatief beperkte verschil in effectafstanden voor de mogelijke schade-effecten door piekoverdruk, scherfwerking en massabrand is het minder zinvol om naar gedetailleerde grenswaarden te streven en wordt voorgesteld voor de explosieve stoffen twee algemene indicatieve relaties te hanteren voor respectievelijk letaal en schadelijk, uitgaande van de relaties voor piekoverdruk(voor klasse 1.1 en 1.5). Brandgevaarlijke stoffen Voor letselschade door warmtestraling kan direct gebruik gemaakt worden van de dosiseffectrelaties volgens CPR16. De keuze van een belastingniveau wordt hier mede bepaald door het uitgangspunt ten aanzien van de blootstellingstijd. Algemeen wordt uitgegaan van blootstellingtijden van maximaal 20 seconden. Omdat de effectafstanden een algemeen en indicatief karakter hebben en geen situatiespecifiek karakter zoals in par. 2.1 al is aangegeven, wordt voorgesteld om aan te sluiten bij de waarden die ook al in het kader van ondermeer toetsing van bedrijfsbrandweervoorzieningen worden gebruikt: - criterium voor dodelijk letsel: 10 kw/m 2 1 X = 68*M 0,18 : X is effectafstand in meters, M is explosieve massa in kg L12 9

10 - criterium voor gewond: 3 kw/m 2. Deze niveaus zijn representatief voor 1% kans op letsel volgens CPR18 bij een blootstellingduur van circa 20 seconden.(zie bijlage 2) Het niveau gewond is hier gerelateerd aan het mogelijk optreden van 1 e of 2 e graads brandwonden. Opgemerkt wordt dat voor zeer korte blootstellingtijden zoals bij kleinere BLEVE s de belastingswaarden hoger zijn afhankelijk van de brandduur van de vuurbal. Daarom kunnen voor deze situaties beter tijdsafhankelijke dosiseffectrelaties worden gebruikt. Voor gesteld wordt om de effectafstanden voor dodelijk letsel en voor schade aan de lichamelijke gezondheid bij massa-explosieve stoffen door piekoverdruk te baseren op respectievelijk de grenswaarden van 0,1 bar en 0,03 bar overdruk. Deze waarden zijn in overeenstemming met waarden die worden genoemd in CPR16. Voorgesteld wordt om voor de effectafstanden voor dodelijk letsel en voor schade aan de lichamelijke gezondheid als gevolg van scherfwerking bij explosieve materialen(klasse 1.2 ) geen aparte criteria te hanteren omdat de effectafstanden hiervoor in het algemeen vergelijkbaar of kleiner zijn dan die voor letselschade door piekoverdruk bij massa-explosieve stoffen Voorgesteld wordt om voor de effectafstanden voor dodelijk letsel en voor schade aan de lichamelijke gezondheid door warmtestraling als criteria te kiezen de stralingsniveaus van 10 en respectievelijk 3 kw/m 2. Voor zeer korte blootstellingtijden (BLEVE s) wordt voorgesteld de effectafstanden te bepalen met de dosis-effectrelaties voor overlijden en voor 1 e graads brandwonden vanwege het effect van de korte duur van de vuurbelasting. 3.2 Representatieve scenario's De uiteindelijke effectafstanden zullen zeer worden bepaald door de keuze van representatieve scenario's. Twee factoren zijn hier vooral van belang: - de verscheidenheid in effectscenario's (omvang, duur); - de verscheidenheid in weerssituaties Effectscenario s giftige stoffen Gegeven het doel van de effectafstanden, het geven van een indicatie van mogelijke afstanden ter informatie aan bestuurders en burgers, is het voorstel om te kiezen voor scenario's die representatief zijn voor het gevaar maar niet noodzakelijkerwijs MCA s behoeven te zijn. Voor installaties met giftige stoffen zou bijvoorkeur uitgegaan kunnen worden van een 'gemiddeld' representatief scenario L12 10

11 De generieke scenario's voor de kwantitatieve risicoanalyse volgens CPR18 zijn lekkage(10 mm gat) of volledig falen (instantaan vrijkomen of vrijkomen in 10 minuten). Globaal kan worden gesteld dat voor de meeste toxische stoffen geldt dat de berekende effectafstand toeneemt naarmate een gegeven hoeveelheid in een kortere tijd vrijkomt De voorbeeldberekeningen (zie bijlage 1, tabellen 1 t/m 3) laten zien hoe de berekende effectafstand wordt beïnvloed door de keuze van de bronduur bij een gelijke totaal uitgestroomde hoeveelheid. Als representatieve uitstromingstijden voor het leegstromen van installaties is uitgegaan van 10 tot 30 minuten. De voorbeeldberekeningen zijn uitgevoerd voor drie stoffen(ammoniak, chloor en ethyleenoxide) met duidelijk verschillende dosis-effectrelaties en AGW s. De berekeningen laten zien dat bij toepassing van de 1% letaliteitconcentratie het effect van de bronduur op de effectafstanden relatief beperkt blijft omdat de dosiseffectrelatie ook de invloed van de blootstellingtijd mee weegt. Bij toepassing van de AGW(die vast betrokken is op één uur blootstelling) is het effect van de bronduur op de berekende effectafstanden iets groter. Uit de voorbeeldberekeningen blijkt ook dat de berekende effectafstanden zich met een relatief eenvoudige relatie als functie van de uitgestroomde hoeveelheid, de bronduur(=stromingstijd) en de gehanteerde grensconcentratie laten benaderen (zie kolommen 5 en 6 in tabellen 1 t/m 3 in bijlage 1): X =0,78 * (M/T) 0,6 / C 0,67 hierin is: X : effectafstand (m) M : uitstroomhoeveelheid (kg) T : dampbronduur (s) C : effectconcentratie (kg/m3) Tenslotte is het van belang voor niet kokende vloeistoffen een correctie voor de bronsterkte (kg/s) te maken. Immers naarmate de verzadigde dampspanning van een vloeistof lager is zal de dampbronsterkte ook lager zijn. Voorgesteld wordt om hiervoor de bronsterkte ten opzichte van gassen (100% dampvorming) te corrigeren met een factor analoog aan een correctie die ook wordt toegepast CPR18 bij de zogenoemde subselectie: correctiefactor f Pd = Pd/3 (voor 0,1 < Pd < 3) hierin is: Pd : verzadigingsdampdruk in bara voor Pd > 3 : fpd = 1 (volledige verdamping) voor Pd < 0,1: fpd = 0,033 Samenvattend Voorgesteld wordt om voor giftige stoffen de effectafstanden te baseren op scenario s met een uitstromingstijd van 10 minuten of van 30 minuten(nog te kiezen door de werkgroep). Geadviseerd wordt om op grond van praktische overwegin L12 11

12 gen bij stationaire installaties te kiezen voor 10 minuten uitstroming, omdat dit scenario direct aansluit bij de generieke scenario s volgens CPR18. Hiermee worden de effectafstanden voor de AGW wel conservatief ingeschat, maar gegeven het indicatieve karakter van de effectafstanden en ook de voorgestelde keuze van een gemiddelde meteosituatie(d5, zie hierna) wordt dit acceptabel geacht. Ten behoeve van niet-kokende vloeistoffen wordt voorgesteld de dampbronsterkten (dus niet de uitstroomhoeveelheden) te corrigeren met een factor analoog aan de correctie die in CPR18 voor het dampgenererend vermogen wordt gedaan Effectscenario s brandgevaarlijke stoffen Voor brandgevaarlijke stoffen wordt voorgesteld scenario s te kiezen die het meest bepalend zijn voor deze categorie van stoffen: - voor onder druk vloeibaar gemaakte brandbare gassen is het scenario BLEVE het meest kenmerkend; - voor brandbare vloeistoffen is het scenario plasbrand het meest kanmerkend. Voor deze scenario s zijn aan de hand van berekeningen voor verschillende waarden van brongroottes( inhoud BLEVE, plasoppervlak) en met toepassing van de in par genoemde letselcriteria de afgeleid die zijn vermeld in hoofdstuk 4. Voor installaties met onder druk vloeibaar gemaakte brandbare gassen wordt voorgesteld uit te gaan van het BLEVE scenario, omdat dit feitelijk het risico voor de omgeving representeert Meteoconditie Bij effectafstanden voor giftige stoffen is de te hanteren meteoconditie een belangrijke parameter. Grofweg kan worden gesteld dat het verschil tussen de te kiezen condities een range in berekende effectafstanden voor een scenario betekent van circa een orde van grootte (factor 10). Voorgesteld wordt op dit punt om een 'gemiddelde'representatieve conditie als basis te kiezen: weersklasse D5 (neutraal weer, 5 m/s) Bijzondere situaties en beperkingen Op grond van praktische overwegingen is gestreefd naar een relatief eenvoudige generieke methodiek. Dit leidt er toe dat voor het overgrote deel van voorkomende situaties de methodiek direct toepasbaar is, maar dat voor een (klein) aantal specifieke situaties dit niet het geval is. Dit betreft met name de modellering van de dampbronterm. Voorbeelden hiervan zijn bijvoorbeeld grote gekoelde opslag (chloor, LNG) L12 12

13 Uitgangspunt bij de bepaling van effectafstanden voor deze bijzondere situaties blijft : - een uitstromingsscenario dat equivalent is met het scenario continue uitstroming; - meteoconditie D5. De methodiek kent ten aanzien van de reikwijdte van de te berekenen effectafstanden de beperking dat de verspreidingsberekeningen binnen redelijke grenzen betrouwbaar zijn tot een afstand van circa 10 km. In het bijzonder bij de berekening op basis van de AGW s kunnen afstanden berekend worden die (veel) groter zijn dan 10 km. Op grond van grote ongevallen uit het verleden bekend lijkt 10 km ongeveer een bovengrens voor het schadegebied. 2 Het verdient aanbeveling om in geval van berekende effectafstanden groter dan 10 km de rekenresultaten te presenteren met de omschrijving mogelijk groter dan 10 km. Voor installaties met brandgevaarlijke vloeistoffen wordt voorgesteld uit te gaan van het scenario plasbrand dat wordt gekoppeld aan het tankputoppervlak. Voor het transport van brandbare vloeistoffen wordt uitgegaan van plasoppervlakken van 1500 m 2 bij het wegtransport en 600 m 2 bij het spoortransport, het transport over het water en bij het buisleidingtransport(conform CPR18). Voor het transport toxische stoffen over de weg en over het spoor wordt voorgesteld uit te gaan van de uitstomingsbronsterkten behorende bij het generieke scenario voor continue uitstroming conform CPR18. Voor het transport over het water wordt voorgesteld uit te gaan van het generieke scenario continue grote uitstroming en voor het transport per pijpleiding van het generieke scenario continue uitstroming bij leidingbreuk. 3.3 Interpretatie effectafstanden Door de grote verscheidenheid aan mogelijke situaties in de werkelijkheid(verscheidenheid in weerssituaties en uitstromingsscenario s) zijn de te berekenen effectafstanden op te vatten als indicaties voor representatieve afstanden. Voor installaties met toxische stoffen wordt het spreidingsgebied van de effectafstanden in de praktijk ruwweg geschat op een factor 10. Hierbij moet bedacht worden dat door de toepassing van de AGW en 1% letaliteit in feite gebruik wordt gemaakt van ondergrenzen waarboven de bijbehorende effecten optreden en waarbij rekening gehouden is met de meest kwetsbare groepen onder de bevolking ten aanzien van gezondheidsschade. 2 Bij de ramp in Bhopal(1969), waarbij in korte tijd een grote hoeveelheid (circa 40 ton) zeer giftig methyl isocyanaat vrijkwam besloeg het schadegebied een wind afwaartse lengte van circa 2 km voor dodelijk letsel en circa 8 km voor schadelijke effecten L12 13

14 Gesteld kan worden dat als gevolg van de voorstelde keuzes effectafstanden worden verkregen die representatief zijn voor majeure uitstromingen bij overigens gemiddelde omstandigheden. 3.4 Presentatie effectafstanden Vanwege het gebruik ten behoeve van mogelijk vele stoffen en vele soorten installaties verdient het aanbeveling om een presentatiewijze na te streven die relatief eenvoudig is maar toch een voldoende goede benadering biedt voor de berekende afstanden. In par.3.2 is al aangegeven dat de effectafstanden giftige stoffen zich goed laten beschrijven door een eenvoudige relatie als functie van: - de installatie inhoud (= uitgestroomde hoeveelheid); - de bronduur (= uitstromingstijd); - de grensconcentratie ( 1% letaliteitconcentratie of AGW). In tabel 3.1 is een voorbeeld gegeven van een effectafstandentabel. In de tabel zijn voor verschillende hoeveelheden de effectafstanden gegeven als functie van de grensconcentratie. De tabel is algemeen toepasbaar voor zowel 1% letaliteit als voor AGW. Hoeveelheid Concentratie (kg/m3) (kg) 1,0E-06 2,0E-06 5,0E-06 1,0E-05 2,0E-05 5,0E-05 1,0E-04 2,0E-04 5,0E-04 1,0E-03 afstanden in meters > >10000 > >10000 > >10000 >10000 > >10000 >10000 >10000 > >10000 >10000 >10000 >10000 > Figuur 3.1 Voorbeeldtabel effectafstanden voor giftige stoffen als functie van installatie-inhoud en grensconcentratie bij aangenomen uitstroomtijd van 600 seconden Voor BLEVE, plasbrand en explosieve stof kunnen op soortgelijke wijze tabellen worden gegenereerd aan de hand van de afgeleide relaties. In figuur 3.2 is een voorbeeld gegeven voor het BLEVE scenario L12 14

15 Massa 1% letaal 1e graads brandwonden kg effectafstanden in meters Figuur 3.2 Voorbeeldtabel effectafstanden voor brandbare gassen als functie van installatie-inhoud bij aangenomen verbrandingswarmte van 4,7E7 J/kg 3.5 Criteria ondergrenzen De effectafstanden en de Model-Risicokaart moeten betrekking hebben op objecten (installaties/activiteiten) met gevaarlijke stoffen die uitgaan boven de wijdverbreide, kleinschalige toepassingen van gevaarlijke stoffen in kleine systemen zoals kleine LPG-tanks (autotank) en kleine koelsystemen (supermarkten e.d). In de praktijk is de 'ondergrensproblematiek' vooral relevant voor (systemen met) tot vloeistof verdicht brandbaar gas (LPG-tanks) en ammoniakkoelinstallaties. Voor de hoeveelheid waarboven installaties geregistreerd moeten worden kan in algemene zin als criterium worden gehanteerd dat een vorm van schade niet verder dan een gegeven afstand mag reiken. In bijlage 2 zijn voor zowel giftige stoffen als voor brandbare stoffen ter indicatie enkele effectafstanden berekend voor levensbedreigend letsel en voor schade aan de lichamelijke gezondheid. Giftige stoffen(ammoniak) Uit de resultaten in bijlage 2 (tabel 2) blijkt dat de hoeveelheid van 200 kg die in het Registratiebesluit gehanteerd wordt voor ammoniak bij benadering overeenkomt met het criterium LBW op circa 70 m en AGW op 200m. Hierbij moet bedacht worden dat de LBW en AGW waarden relatief pessimistisch zijn vanwege de aangehouden bronduur van 10 minuten. Hantering van het criterium schadelijk voor de lichamelijke gezondheid op 50 m voor toxische stoffen zal volgens de resultaten in bijlage 2 leiden tot een hoeveelheidcriterium voor ammoniak dat significant lager ligt dan 200 kg. In dat geval worden dermate kleine hoeveelheden gevonden dat ook zeer kleine systemen hieraan zullen voldoen. In het Registratiebesluit wordt de waarde van 200 kg gehanteerd voor ammoniakkoelsystemen L12 15

16 Voorgesteld wordt om voor installaties met toxische stoffen de ondergrenshoeveelheden af te leiden van 200 kg grenswaarde van ammoniak. Deze waarde wordt ook praktisch hanteerbaar geacht omdat daarmee de zeer kleine systemen die in zeer grote aantallen voorkomen buiten de registratie vallen. Hierbij kan met een eenvoudige relatie rekening worden gehouden met verschillen in effectconcentratie (AGW) en in dampgenererend vermogen bij omgevingstemperatuur voor specifieke stoffen: Qm = Constante * Cgr / f Pd hierin is Qm : de ondergrenshoeveelheid stof in kg f Pd : correctiefactor voor dampgenererend vermogen (f Pd is maximaal 1 en minimaal 1/30, zie relatie in par. 3.2) Cgr : is de AGW-waarde (mg/m 3 ) Constante = 2: bij een ondergrens van 200 kg ammoniak met AGW = 100 mg/m3). Het resultaat van de toepassing van deze regel is in de onderstaande tabel voor een aantal stoffen gegeven. Stof Pd(bara) fpd AGW(mg/m3) Ondergrens(kg) Ammoniak*) > acrylonitril 0,12 0, Chloor*) > formaldehyde(37%) 0,002 0, fluorwaterstof 1 0, chloorwaterstof(37%) 0,12 0, *) als tot vloeistof verdicht gas Door toepassing van deze relatie wordt ook gewaarborgd dat voor de ondergrenshoeveelheden van verschillende stoffen vergelijkbare effectafstanden worden gevonden. In bijlage 2, tabel 2 wordt dit geïllustreerd. Brandbare gassen Voor propaan lijkt een hoeveelheid van circa 1000 kg aan het criterium schadelijk voor de lichamelijke gezondheid op circa 100m te voldoen (zie tabel 1 bijlage 2). Voor installaties met propaan wordt in het Registratiebesluit een ondergrens van 150l (circa 70 kg) genoemd met als voorwaarde dat het individueel risico van 10-6 per jaar buiten de inrichting ligt in een omgeving met meer met meer dan twee woningen per ha. Dit houdt globaal in dat installaties die op minder dan circa 20 m van de terreingrens staan onder dit criterium kunnen vallen. Opgemerkt wordt dat deze ondergrens vooralsnog zeer laag lijkt.een waarde van circa 1000 kg voldoet beter aan het criterium levensbedreigend op circa 50 m. Hierbij dient te worden opgemerkt dat ook al bij deze een ondergrens van 1000 kg waarschijnlijk de registratie een praktisch probleem kan worden vanwege het grote aantal installaties L12 16

17 Brandbare vloeistoffen Voor installaties met brandgevaarlijke vloeistoffen is de ondergrens niet uitsluitend afhankelijk van de hoeveelheid maar ook van het representatieve plasoppervlak. Een plasoppervlak van circa 700 m 2 levert een 1% letaliteitafstand van circa 50 m. Een tankputoppervlak van 700m 2 komt, rekeninghoudend met een minimale putdiepte van 0,3 m overeen met een tankinhoud van circa 200 m 3. Vanwege de praktische benadering om zoveel mogelijk samenhang te betrachten met de publicaties van CPR 9 (vloeibare aardolieproducten), is het aan te bevelen om aan te sluiten bij de ondergrens van CPR 9-2, ofwel de bovengrens van CPR 9-6, zijnde 150 m 3. Voor gesteld wordt om een dergelijke waarde als ondergrens voor bovengrondse installaties van K1, K2 en K3 stoffen te hanteren. Voorgesteld wordt om in aansluiting met het concept-registratiebesluit de ondergrens voor ammoniak te stellen op 200 kg. Dit komt globaal overeen met een AGW- effectafstand van circa 100 m tot 200 m, indien de weerklasse D5 wordt gehanteerd. Voorgesteld wordt om voor andere toxische stoffen de ondergrens af te leiden van die voor ammoniak rekeninghoudend met het dampgenererend vermogen(maximale dampdruk bij omgevingstemperatuur) en de AGW. Voorgesteld wordt om voor brandbare gassen 1000 kg en voor brandbare vloeistoffen 150 m3 als ondergrens te kiezen uitgaande van het scenario BLEVE voor brandbaar gas en plasbrand voor brandbare vloeistof. Opgemerkt wordt dat de waarde van 1000 kg groter is dan de waarde genoemd in het Registratiebesluit. De verwachting is echter dat ook al bij een ondergrens van 1000 kg praktische problemen bij de registratie vanwege het aantal installaties niet zijn uit te sluiten L12 17

18 4 Samenvatting voorstellen 4.1 Voorgestelde relatie voor effectafstanden giftige stof Effectafstanden baseren op het scenario uitstroming in 10 minuten, bij weerklasse D5 en oppervlakteruwheid Z 0 = 1 m: X =0,78 * (fpd * M/T) 0,6 / C 0,67 hierin is: X : effectafstand (m) fpd: correctie voor verdamping fpd = Pd / 3 hierin is: Pd : verzadigingsdampdruk bij 20 0 C in bara Voor Pd > 3: fpd =3 Voor Pd < 0,1: fpd = 0,033 M : uitstroomhoeveelheid (kg) T : uitstroomduur(s) C : effectconcentratie (kg/m3) Effectconcentraties baseren op : - 1% letaliteit op basis van dosis-effectrelatie voor dodelijk letsel - AGW voor schade aan de lichamelijke gezondheid - bij transport zijn wordt het generieke scenario grote uitstroming gehanteerd met uitstromingstijd 30 minuten - bij spoortransport van giftige vloeistoffen vindt voor fpd nog extra correctie plaats met factor 0,4(=600/1500) voor kleinere plas. 4.2 Voorgestelde relatie voor effectafstanden brandbare stoffen en explosieve stoffen - Effectafstanden voor brandbare tot vloeistof verdichte gassen baseren op scenario BLEVE - Effectafstanden voor brandbare vloeistoffen baseren op scenario plasbrand ter grootte van tankput / opvangbak Schadeafstanden baseren op: - 10 kw/m 2 voor dodelijk letsel bij brand - 3 kw/m 2 voor schade aan de lichamelijke gezondheid bij brand. - Schadegrenzen bij BLEVE baseren op dosis-effectrelaties voor sterfte en voor 1 e graads brandwonden - 0,1 baro voor dodelijk letsel door piekoverdruk bij explosie - 0,03 baro voor schade aan de lichamelijke gezondheid door piekoverdruk(ruitbreuk) L12 18

19 BLEVE X letaal =0,00012 * Hc 0,54 * M 0,5 en X schadelijk =0,0002 * Hc 0,54 * M 0,5 hierin is: X letaal : effectafstand (m) voor 1% letaliteit X schadelijk : effectafstand (m) voor schade aan lichamelijke gezondheid M : uitstroomhoeveelheid (kg) Hc: verbrandingswarmte (J/kg) relatie gebaseerd op Pv=15 bar Plasbrand X letaal =1,8 * Dpl, voor 10 kw/m2 X schadelijk = 2,8 * Dpl, voor 3 kw/m2 hierin is: X letaal : effectafstand (m) voor 1% letaliteit X schadelijk : effectafstand (m) voor schade aan lichamelijke gezondheid Dpl : plasdiameter (m) relaties gebaseerd op Hc = 4,6E7 J/kg Massa explosie X letaal = 13 * (M) 1/3,voor 0,1 bar overdruk X schadelijk = 32 * (M) 1/3,voor 0,03 bar overdruk hierin is: X letaal : effectafstand (m) voor 1% letaliteit X schadelijk : effectafstand (m) voor schade aan lichamelijke gezondheid M : explosieve massa in (kg). PRK Bijzondere situaties en beperkingen Uitgangspunt bij de bepaling van effectafstanden voor bijzondere situaties zoals gekoelde opslag van chloor, LNG e.d. blijft dat: - uitgegaan wordt van een uitstromingsscenario dat equivalent is met het scenario continue uitstroming; - uitgegaan wordt van een meteoconditie D5. Voor installaties met brandgevaarlijke vloeistoffen wordt voorgesteld uit te gaan van het scenario plasbrand dat wordt gekoppeld aan het tankputoppervlak. Voor het transport van brandbare vloeistoffen wordt uitgegaan van plasoppervlakken van 1500 m 2 bij het wegtransport en 600 m 2 bij het spoortransport, het transport over het water en bij het buisleidingtransport(conform CPR18). Voor het transport toxische stoffen over de weg en over het spoor wordt voorgesteld uit te gaan van de uitstomingsbronsterkten behorende bij het generieke scenario voor continue uitstroming conform CPR L12 19

20 Voor het transport over het water wordt voorgesteld uit te gaan van het generieke scenario continue grote uitstroming en voor het transport per pijpleiding van het generieke scenario leidingbreuk. Het verdient aanbeveling om in geval van berekende effectafstanden groter dan 10 km de rekenresultaten te presenteren met de omschrijving mogelijk groter dan 10 km. 4.3 Voorgestelde criteria voor ondergrenshoeveelheden Ondergrenzen baseren op effectafstanden voor letaal letsel in de range van 50 tot 100 m. Dit leidt tot: voor brandbaar vloeibaar gas: 1000 kg voor brandbare vloeistof: 150 m3 voor giftige stoffen wordt de ondergrenshoeveelheid worden bepaaldop basis van effectconcentratie(agw) en het dampgenererend vermogen van de stof: Qm = Constante * Cgr / fpd hierin is Qm : de ondergrenshoeveelheid stof in kg fpd : correctiefactor voor dampgenererend vermogen (fpd is maximaal 1 en minimaal 0,033, zie relatie in par. 3.2) Cgr : is de AGW-waarde (mg/m3) Constante = 2: bij een ondergrens van 200 kg voor ammoniak met AGW = 100 mg/m3) L12 20

21 Bijlage 1 Berekende effectafstanden In deze bijlage zijn voor drie giftige stoffen voorbeeldberekeningen gepresenteerd waarbij de berekende effectafstanden volgens de dispersieberekening (met SAVEII) zijn vergeleken met die volgens voorgestelde generieke relatie voor de effectafstand. In de tabellen zijn de hoeveelheden en de uitstroomtijden gevarieerd L12 21

22 stofnaam: ammoniak initiele entrainment 1:10 (kg/kg) probitcoeff a:(kg/m3, s) 7,94 probitcoeff b: 1 probitcoeff n: 2 installatie inhoud (kg) bronduur(s) bron(kg/s) conc 1% let.(kg/m3) X(D5) (m) X(D5) (m) M T C Disp.ber. 0,78 x (M/T)^0,6 / C^0, ,33E-01 2,93E ,0E ,11E-01 1,69E ,5E ,67E+00 2,93E ,3E ,56E-01 1,69E ,9E ,33E+00 2,93E ,0E ,11E+00 1,69E ,0E ,33E+00 2,93E ,4E ,78E+00 1,69E ,0E ,67E+01 2,93E ,1E ,56E+00 1,69E ,6E+02 installatie inhoud (kg) bronduur(s) bron(kg/s) AGW(kg/m3) X(D5) (m) X(D5) (m) M T C Disp.ber. 0,78 x (M/T)^0,6 / C^0, ,33E-01 1,00E ,9E ,11E-01 1,00E ,0E ,67E+00 1,00E ,1E ,56E-01 1,00E ,6E ,33E+00 1,00E ,7E ,11E+00 1,00E ,0E ,33E+00 1,00E ,3E ,78E+00 1,00E ,9E ,67E+01 1,00E ,0E ,56E+00 1,00E ,0E L12 22

23 stofnaam: chloor initiele entrainment 1:10 (kg/kg) probitcoeff a:(kg/m3, s) 10,6 probitcoeff b: 0,5 probitcoeff n: 2,75 installatie inhoud (kg) bronduur(s) bron(kg/s) conc 1% let.(kg/m3) X(D5) (m) X(D5) (m) M T C Disp.ber. 0,78 x (M/T)^0,6 / C^0, ,33E-01 3,06E ,1E ,11E-01 2,05E ,2E ,67E+00 3,06E ,4E ,56E-01 2,05E ,6E ,33E+00 3,06E ,6E ,11E+00 2,05E ,5E ,33E+00 3,06E ,3E ,78E+00 2,05E ,3E ,67E+01 3,06E ,6E ,56E+00 2,05E ,5E+02 installatie inhoud (kg) bronduur(s) bron(kg/s) AGW(kg/m3) X(D5) (m) X(D5) (m) M T C Disp.ber. 0,78 x (M/T)^0,6 / C^0, ,33E-01 1,00E ,0E ,11E-01 1,00E ,7E ,67E+00 1,00E ,4E ,56E-01 1,00E ,2E ,33E+00 1,00E ,6E ,11E+00 1,00E ,9E ,33E+00 1,00E ,2E ,78E+00 1,00E ,2E ,67E+01 1,00E ,4E ,56E+00 1,00E ,9E L12 23

24 stofnaam: ehtyleenoxide initiele entrainment 1:10 (kg/kg) probitcoeff a:(kg/m3, s) 2,92 probitcoeff b: 1 probitcoeff n: 1 installatie inhoud (kg) bronduur(s) bron(kg/s) conc 1% let.(kg/m3) X(D5) (m) X(D5) (m) M T C Disp.ber. 0,78 x (M/T)^0,6 / C^0, ,33E-01 1,30E ,5E ,11E-01 4,33E ,7E ,67E+00 1,30E ,1E ,56E-01 4,33E ,8E ,33E+00 1,30E ,4E ,11E+00 4,33E ,5E ,33E+00 1,30E ,4E ,78E+00 4,33E ,6E ,67E+01 1,30E ,6E ,56E+00 4,33E ,9E+02 installatie inhoud (kg) bronduur(s) bron(kg/s) AGW(kg/m3) X(D5) (m) X(D5) (m) M T C Disp.ber. 0,78 x (M/T)^0,6 / C^0, ,33E-01 1,00E ,9E ,11E-01 1,00E ,0E ,67E+00 1,00E ,1E ,56E-01 1,00E ,6E ,33E+00 1,00E ,7E ,11E+00 1,00E ,0E ,33E+00 1,00E ,3E ,78E+00 1,00E ,9E ,67E+01 1,00E ,0E ,56E+00 1,00E ,0E L12 24

25 Bijlage 2 Effectafstanden ondergrenshoeveelheden Massa 1% letaal 1e graads brandwonden kg effectafstanden in meters Tabel B2.1 Effectafstanden voor BLEVE (bij Pd = 15 bar, Hc = 4,7E7 J/kg diameter (m) 10 kw/m2 3kW/m2 effectafstanden in meters NB: 3 kw/m2 is criterium gewond, 10 kw/m2 is criterium letaal Tabel B2.2 Effectafstanden brandbare vloeistoffen L12 25

26 De grenswaarden zijn genormeerd op de hoeveelheid van 200 kg ammoniak de correctie voor het dampgenererend vermogen en voor de AGW: M = Constante * C / fpd hierin is: M : de hoeveelheid stof in kg; fpd : de dampdrukcorrectie (fpd is maximaal 1 en minimaal 1/30) (zie relatie par. 3.2); C : is de AGW-waarde (mg/m 3 ); Constante: =2, gebaseerd op een ondergrens van 200 kg voor ammoniak. En q = fpd * M / T Hierin is: q = de dampbronsterkte (kg/s) M : de hoeveelheid stof in kg; fpd : de dampdrukcorrectie (fpd is maximaal 1 en minimaal 1/30) (zie relatie par. 3.2); T : de uitstroomtijd (600 seconden). Tabel B2.3 Effectafstanden(X) voor grenswaardehoeveelheden bij verschillende stoffen betrokken op AGW(bovenste tabel) en op LBW(onderste tabel) concentraties L12 26

27 Bijlage 3 Begrippenlijst AGW : alarmeringsgrenswaarde, concentratie waarboven bij één uur blootstelling zich irreversibele of ernstige gezondheidseffecten voordoen BLEVE : boiling liquid expanding vapour explosion Effectconcentratie:concentratie waarop de effectafstand wordt betrokken IPO-RBM: MCA: Interprovinciaal Overleg- Risicoberekeningmethodiek Maximum credible accident LBW : levensbedreigende waarde, concentratie waarboven bij één uur blootstelling dodelijk letsel optreedt MCA: maximum credible accident Scenario: beschrijving van het vrijkomen van gevaarlijke stof aan de hand van hoeveelheid en uitstroomduur VRW: Voorlichtingsrichtwaarde, concentratie van een stof die met grote waarschijnlijkheid door het merendeel van de blootgestelde bevolking hinderlijk wordt waargenomen of waarboven lichte, snel reversibele gezondheidsklachten mogelijk zijn bij een blootstelling van één uur Weerklasse: beschrijving van weerssituatie aan de hand van windsnelheid en atmosferische stabiliteit: D5 is neutraal weer bij 5 m/s windsnelheid L12 27

28 Bijlage 4 Effectafstandstabellen transport De effectafstanden voor het transport zijn bepaald op basis van de scenario s zoals die in CPR18 en IPO-RBM zijn gedefinieerd voor grote uitstroming (circa 30 minuten). Voor het transport van brandbaar gas over de weg en per spoor is het scenario BLEVE gehanteerd, zoals dat ook bij inrichtingen is gedaan. Voor het transport van brandbaar gas per schip en per buisleiding is uitgegaan van het scenario grote continue uitstroming met vertraagde ontsteking(flash fire). Voor het transport van vloeistoffen per spoor is uitgegaan van een plasoppervlak van 600 m2. De tabellen zijn gepresenteerd voor de stoffen/stofcategorieën zoals in CPR18 en IPO-RBM genoemd L12 28

29 Tabel B4.1 Effectafstanden in meters voor transport over de weg Tabel B4.2 Effectafstanden in meters voor transport over het spoor Tabel B4.3 Effectafstanden in meters voor transport over het binnenwater L12 29

30 Tabel B4.4 Effectafstanden in meters voor transport per buisleiding L12 30