Ein thermisches Zersetzungsereignis in herkömmlichen Reinigungsmitteln verursachte die massive chemische Explosion in der Bio-Lab-Anlage in Conyers
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Eine chemische Reaktion löste im September in einem Labor im US-Bundesstaat Georgia einen massiven Brand und eine giftige Rauchwolke aus, die die umliegenden Gemeinden und den Großraum Atlanta gefährdeten, so die Ergebnisse des U.S. Chemical Safety Board (CSB).
Foto von der US-Behörde für Chemikaliensicherheit
Das CSB veröffentlichte am Freitag seinen Bericht, in dem die Ereignisse rund um den Brand in der BioLab-Anlage in Conyers, Georgia, am 29. September detailliert beschrieben werden.
Nach Angaben des CSB handelte es sich bei den in den Brand verwickelten Stoffen in erster Linie um Chemikalien, die üblicherweise zur Reinigung und Desinfektion verwendet werden:
Bromchlor-5,5-dimethylimidazolidin-2,4-dion (BCDMH), Trichlorisocyanursäure (TCCA) und Natriumdichlorisocyanurat (DCCA). Diese Chemikalien, die im Lager der Anlage gelagert wurden, erzeugten beim Abbau Wärme, zersetzten sich schließlich und setzten giftige Dämpfe frei, die die Brände entfachten, so das CSB in seinem Bericht.
Die US-Bundesbehörden haben einen aktuellen Bericht über ihre Ermittlungen zu den Bränden in der Chemiefabrik BioLab in der Nähe von Atlanta vorgelegt, bei deneneine giftige chemische Wolke entstand und die Anwohner gezwungen waren, sich in Sicherheit zu bringen.
Die Brände, die sich am 29. September in der BioLab-Anlage in Conyers ereigneten, verursachten eine riesige orangefarbene und schwarze Rauchwolke, die in der ganzen Gegend zu sehen war. Am Freitag veröffentlichte das U.S. Chemical Safety and Hazard Investigation Board Einzelheiten über den Vorfall.
BioLab, eine Tochtergesellschaft von KIK Consumer Products mit Sitz in Lawrenceville, Georgia, stellt Chemikalien her, die zur Abtötung von Algen und Bakterien in Schwimmbecken und Whirlpools verwendet werden.
In einer Erklärung betonte das Unternehmen, dass es stets konstruktiv mit den Aufsichtsbehörden zusammengearbeitet habe, und versprach, bei den Ermittlungen des Bundes voll und ganz zu kooperieren. "Wir sind weiterhin fest entschlossen, die Ursachen des Vorfalls zu verstehen und die Dinge für die betroffenen Anwohner und Geschäftsinhaber in Ordnung zu bringen", heißt es in der Erklärung.
Dem Bericht zufolge hörte ein BioLab-Mitarbeiter, der für die Brandwache im Lagerhaus von Werk 12 zuständig war, gegen 5 Uhr morgens ein "knallendes Geräusch", als er den Pausenraum für eine Routinekontrolle verließ. Der Mitarbeiter bemerkte sofort, dass ein mit Wasser reagierendes Produkt nass geworden war, und verständigte den einzigen anderen Mitarbeiter vor Ort. Obwohl es zunächst keine Flammen gab, blieben die Versuche des Mitarbeiters, die Chemikalie zu isolieren, erfolglos. Um 5:10 Uhr rief er den Notruf an, nachdem er bemerkt hatte, dass sich im Gebäude "große giftige Dampffahnen" bildeten.
Um 6:30 Uhr waren Flammen durch das Dach zu sehen, wo die Reaktion stattgefunden hatte, woraufhin um 7:40 Uhr ein erster Notstand angeordnet wurde. Die Feuerwehr von Rockdale County löschte das Feuer etwa 30 Minuten später. Um die Mittagszeit entzündete sich jedoch ein zweites Feuer, das "dichten schwarzen Rauch, gefolgt von mehrfarbigen Rauchfahnen" erzeugte, heißt es in dem Bericht. Die Evakuierungen begannen um 12:30 Uhr, und der Feuerwehrchef bestätigte, dass der Brand um 16 Uhr gelöscht war.
Das Feuer verursachte erhebliche strukturelle Schäden, wobei Teile des Gebäudes einstürzten. Das Lagerhaus von Werk 12, ein Schüttgutlager, das sich über eine Fläche von mehr als fünf Fußballfeldern erstreckt, wurde vollständig zerstört. Nach Angaben der Ermittler blieb das Gelände fast vier Wochen lang ein "aktiver Notfallort".
Das Lager von Werk 12 war durch eine Brandmauer und Feuerschutztüren vom Hauptlager getrennt. BioLab teilte den Ermittlern mit, dass bereits zwei bis drei Monate zuvor eine ständige Brandwache eingerichtet worden war, weil es in Werk 12 und einem anderen Lagergebäude zu "starkem Geruch von Oxidationsmitteln" gekommen war.
Durch den Vorfall kam es auch zu Verkehrsbehinderungen, da die Interstate 20, die parallel zur Anlage verläuft, kurz nach dem Einsturz des Gebäudes gegen 13 Uhr gesperrt wurde. Die Autobahn wurde am nächsten Morgen um 7 Uhr wieder geöffnet, aber die nahe gelegenen Straßen und eine zwei Meilen lange Schutzzone, die von der Rockdale County Emergency Management Agency eingerichtet wurde, blieben wochenlang in Kraft und wurden erst am 17. Oktober aufgehoben.
Der Rauch des Feuers zog in Richtung Atlanta und verursachte in Teilen der Stadt und der umliegenden Gebiete einen Dunst und chlorähnlichen Geruch.
Die Katastrophe hat dazu geführt, dass mehr als ein Dutzend Klagen gegen das Unternehmen eingereicht wurden.
Lesen Sie mehr:
Berichterstattung vom 30. September:
CNN:
https://www.cnn.com/2024/09/29/us/rockdale-county-biolab-fire-georgia/index.html
The Guardian: Ein Muster an Fahrlässigkeit": Ein Brand in einer Chemiefabrik in Georgien zwingt Zehntausende, Schutz zu suchen
https://www.theguardian.com/us-news/2024/oct/01/georgia-biolab-chemicals-smoke-evacuation
Mehr über den CSB-Bericht:
https://roughdraftatlanta.com/2024/11/25/biolab-chemical-fire-investigation/
https://www.nbcnews.com/news/georgia-chemical-fire-investigation-rcna181541
Was ist eine thermische Zersetzung?
Wenn gängige Reinigungsmittel, die reaktive Chemikalien wie Oxidationsmittel enthalten, thermisch zersetzt werden, zerfallen ihre Moleküle aufgrund der hohen Temperaturen in einfachere Verbindungen. Dieser Prozess ist oft exotherm, d. h. er setzt Wärme frei, die eine weitere Zersetzung beschleunigen und möglicherweise zu einer Explosion führen kann.
Hier ist eine Aufschlüsselung der chemischen Vorgänge:
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Oxidationsmittel als Hauptbestandteile:
Viele Reinigungsmittel enthalten Chemikalien wie:- Natriumdichlorisocyanurat (DCCA)
- Trichlorisocyanursäure (TCCA)
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Wasserstoffperoxid
Diese Stoffe setzen beim Erhitzen Sauerstoff oder andere reaktive Gase frei.
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Thermische Zersetzung von Bindungen:
Beim Erhitzen werden die chemischen Bindungen in diesen Verbindungen geschwächt und brechen auf, wodurch sie entstehen:- Reaktive Gase (z. B. Sauerstoff, Chlor oder Stickoxide)
- Wärmeenergie, die die Reaktion beschleunigen kann
- Aufbau von Gasdruck:
Da Gase schnell freigesetzt werden, baut sich in einem begrenzten Raum, z. B. einem Lagerbehälter oder einem Lagerhaus, Druck auf.
4. Verbrennung oder Explosion:
Wenn die Gase brennbar oder reaktiv sind (z. B. Chlor oder Sauerstoff), können sie sich in Gegenwart eines Funkens oder einer Wärmequelle entzünden, was zu einem Brand führt:
- Ein Feuer, das durch die oxidierenden Eigenschaften der Chemikalien angefacht wird
- einer thermischen Explosion, die durch die schnelle Ausdehnung und Entzündung des Gases verursacht wird
5. Kettenreaktionen:
Die Hitze und die reaktiven Gase können dazu führen, dass sich umliegende Materialien zersetzen, wodurch sich die Intensität des Brandes oder der Explosion verstärkt.
Beispiel: TCCA Thermische Zersetzung
TCCA zersetzt sich unter Hitzeeinwirkung und setzt Chlorgas (Cl₂) und Sauerstoff (O₂) frei, die beide sehr reaktiv sind. Diese Gase können verursachen:
- Verbrennung in Verbindung mit brennbaren Materialien
- giftige Dämpfe, die eine zusätzliche Gefahr zur Explosion darstellen
Wichtigstes Sicherheitsproblem
Das Risiko einer thermischen Zersetzung und einer Explosion steigt, wenn diese Chemikalien:
- unsachgemäß gelagert werden
- hohen Temperaturen ausgesetzt sind
- mit Feuchtigkeit verunreinigt sind, die die Zersetzungsreaktionen beschleunigen kann
Quellen zur thermischen Zersetzung:
Nachrichten für Chemie und Technik
DMSO stellt eine Zersetzungsgefahr dar - Chemical & Engineering News
Thermische Zersetzung zur Reinigung von Wärmetauschern - Inspectioneering
Feuerwissenschaftliche Berichte
Die Brandtoxizität von Polyurethanschaumstoffen - Fire Science Reviews
Potenzielle Explosionsgefahren bei der Verwendung von DMSO und DMF in chemischen Reaktionen
Clean Agent Total Flooding Feuerlöschsysteme
ERGEBNISSE DER THERMISCHEN ZERSETZUNGSPRODUKTE UNTER VERWENDUNG VON PFC-410 (3M MARKE PFC ...
Thermische Zersetzung - Wikipedia
Prozesse des thermischen Abbaus organischer Stoffe bei Atmosphärendruck... Thermische
Beobachtungen:
- Erste chemische Reaktion:
- Das "knallende Geräusch" und die sichtbare Benetzung der mit Wasser reagierenden Chemikalien deuten auf ein wahrscheinliches Versagen des Einschlusses oder des Schutzes vor Feuchtigkeit hin.
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Die frühzeitige Erkennung, aber das Versäumnis, das Produkt zu isolieren, spiegelt sowohl die Sorgfalt des Mitarbeiters als auch mögliche Unzulänglichkeiten bei den Notfallmaßnahmen wider.
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Brandausbreitung und Reaktion:
- Giftige Dampfschwaden und sichtbare Flammen deuten auf eine schnelle Eskalation von einer chemischen Reaktion zu einem ausgewachsenen Brand hin.
- Mehrere Brände innerhalb weniger Stunden deuten darauf hin, dass die gelagerten Chemikalien möglicherweise nicht ausreichend unterdrückt wurden.
- Auswirkungen auf die Umwelt und die öffentliche Gesundheit:
- Die Anordnungen zur Unterbringung und Evakuierung in Verbindung mit den langwierigen Notfallmaßnahmen verdeutlichen den Ernst der Lage.
- Der nach Chlor riechende Smog, der in Richtung Atlanta zieht, wirft Fragen zur Überwachung der Luftqualität und zur Kommunikation mit den betroffenen Gemeinden auf.
4. Facility Management und Aufsicht:
- Die ständige Feuerwache wegen "starker Gerüche" deutet auf anhaltende Probleme mit den Lagerbedingungen von Oxidationsmitteln hin.
- Die Abtrennung des Großlagers durch eine Brandmauer und Fensterläden hat zwar zu einer gewissen Schadensbegrenzung beigetragen, reichte aber nicht aus, um die katastrophalen Folgen zu verhindern.
Lehren und Fragen:
- Vorbeugung:
- Hätte ein früheres Eingreifen, z. B. die Beseitigung der starken Gerüche von Oxidationsmitteln, den Vorfall verhindern können?
- Sind die Lager- und Umweltkontrollen der Anlage für die Art der gehandhabten Chemikalien angemessen?
- Reaktion:
- Hatten die örtlichen Feuerwehrleute die spezielle Ausbildung und die Mittel, die zur Bekämpfung eines Chemiebrandes dieser Größenordnung erforderlich sind?
- War die Verzögerung bei der Beobachtung der Flammen (über eine Stunde) darauf zurückzuführen, dass die anfängliche Reaktion auf das Gebäude beschränkt war, und hätten fortschrittliche Detektionssysteme die Reaktionszeiten verbessern können?
- Rechenschaftspflicht:
- Die Erklärung des Unternehmens zur Zusammenarbeit ist vielversprechend, aber die Klagen könnten BioLab und die Aufsichtsbehörden unter Druck setzen, branchenweit strengere Sicherheitsprotokolle einzuführen.