Environmental Damage to Nearby Crops by Hydrogen Fluoride Accident

BACKGROUND: Hydrogen fluoride is one of the 97 accident preparedness substances regulated by the Ministry of Environment (Republic of Korea) and chemical accidents should be managed centrally due to continual occurrence. Especially, hydrogen fluoride has a characteristic of rapid diffusion and very toxic when leaking into the environment. Therefore, it is important to predict the impact range quickly and to evaluate the residual contamination immediately to minimize the human and environmental damages. METHODS AND RESULTS: In order to estimate the accident impact range, the off-site consequence analysis (OCA) was performed to the worst and alternative scenarios. Also, in order to evaluate the residual contamination of hydrogen fluoride in crop, the samples in accident site were collected from 15-divided regions (East direction from accident sites based on the main wind direction), and the concentration was measured by fluoride ($F^-$) ion-selective electrode potentiometer (ISE). As a result of the OCA, the affected distance by the worst scenario was estimated to be >10 km from the accident site and the range by the alternative scenario was estimated to be about 1.9 km. The residual contamination of hydrogen fluoride was highest in the samples near the site of the accident (E-1, 276.82 mg/kg) and tended to decrease as it moved eastward. Meanwhile, the concentrations from SE and NE (4.96~28.98 mg/kg) tended to be lower than the samples near the accident site. As a result, the concentration of hydrogen fluoride was reduced to a low concentration within 2 km from the accident site (<5 mg/kg), and the actual damage range was estimated to be around 2.2 km. Therefore, it is suggested that the results are similar to those of alternative accident scenarios calculated by OCA (about 1.9 km). CONCLUSION: It is difficult to estimate the chemical accident-affecting range/region by the OCA evaluation, because it is not possible to input all physicochemical parameters. However simultaneous measurement of the residual contamination in the environment will be very helpful in determining the diffusion range of actual chemical accident.

불화수소 누출사고 사례를 통한 주변 농작물의 환경피해

본 연구는 실제 불화수소 누출 사고에 대한 OCA(Off-site consequence analysis) 분석을 통해 최악 및 대안의 사고시나리오를 선정하여 사고영향범위 예측치를 평가하고, 사고 반경 내 농작물의 잔류오염도를 측정함으로써 화학사고로부터 발생될 수 있는 환경 피해영향범위를 도출하고자 하였다. KORA 소프트웨어를 이용하여 사고영향범위를 분석한 결과, 최악의 사고시나리오는 사고 발생지점으로부터 10 km 이상, 대안의 사고시나리오는 1,968 m의 영향범위가 산정되었고, ALOHA 소프트웨어 구동 결과는 약 1.9 km를 나타내었다. 아울러, 실제 사고 지역 내 농작물의 불소화물 잔류 여부를 측정한 결과, 피해지역 내 불소화물 농도는 4.96~276.82 mg/kg 범위로 사고 발생지점 인근이(E-1) 가장 높았고(276.82 mg/kg), 동쪽방향으로 멀어질수록 잔류농도가 감소하는 경향이었다. 한편, 북동 방향 2지점과 남동 방향 4지점은 사고 발생지점 인근보다는 낮은 경향이었다(4.96~28.98 mg/kg). 이러한 결과를 비추어 2 km 내외 지점의 불소화물 농도가 5 mg/kg 이하의 미미한 수준과 대안의 사고시나리오 예측 영향범위인 약 1.9 km를 고려했을 때 피해영향범위는 약 2 km 내외 수준인 것으로 추정된다. 이와 같이 OCA 평가는 누출조건, 기상조건, 시간경과에 따른 물리화학적 변수 등을 사고현장과 동일하게 입력할 수 없기 때문에 실제 피해영향범위와 다른 경향은 있지만 농작물 중 불소화물 잔류오염 여부를 동시에 평가함에 따라 화학사고로부터 화학물질의 확산범위를 산정하는데 있어 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다.