xviii
Contents
Appendix . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
A A Short Chronicle of Chemical Accidents . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
B Environmental Distribution and Exposure . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265
B.1 Equilibrium Distribution of Substances in the Environment . . . . . . . 265
B.1.1 Air-Water.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265
B.1.2 Water-Solid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
B.1.3 Water-Biota . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
B.1.4 Internal Environmental Exposure .. . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
B.2 Transformations in the Environment . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
B.2.1 Biodegradation .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
B.2.2 Hydrolysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
B.2.3 Photolysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
B.2.4 Abiotic Reduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
B.2.5 Additional Comments . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
C Fires and Explosions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
C.1 State Characterization Properties .. . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
C.2 Dynamic Characterization Properties . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
C.3 Labeling of Fire and Explosion Hazards . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
C.4 Risk Management of Fire and Explosion Hazards.. . . . . . . . . . . . . . . . . 276
D Dispersion Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
D.1 Heavy Gas Dispersion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
D.2 Gas Propagation by Turbulent Diffusion .. . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
D.3 Timescales for Global Mass Transport in the Atmosphere .. . . . . . . . 283
D.4 Gas Penetration into Buildings . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
E Concepts of Probability Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287
E.1 Probability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287
E.2 Reliability .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
E.2.1 Equipment Reliability . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
E.2.2 Human Reliability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290
E.3 Common Cause Failure Analysis . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291
E.4 Probability Analysis for the Grinding Process of Cyanuric
Chloride .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
F Reaction Calorimetry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
F.1
Basic Aspects of Calorimetry .. . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
F.2
Differential Scanning Calorimetry . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298
F.2.1
Dynamic Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
F.2.2
Isothermal Mode .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
G Case Study Solutions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
G.1 Introduction .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
G.2 Process Risk Assessment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304
Contents
Appendix . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
A A Short Chronicle of Chemical Accidents . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
B Environmental Distribution and Exposure . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265
B.1 Equilibrium Distribution of Substances in the Environment . . . . . . . 265
B.1.1 Air-Water.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265
B.1.2 Water-Solid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
B.1.3 Water-Biota . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
B.1.4 Internal Environmental Exposure .. . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
B.2 Transformations in the Environment . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
B.2.1 Biodegradation .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
B.2.2 Hydrolysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
B.2.3 Photolysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
B.2.4 Abiotic Reduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
B.2.5 Additional Comments . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
C Fires and Explosions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
C.1 State Characterization Properties .. . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
C.2 Dynamic Characterization Properties . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
C.3 Labeling of Fire and Explosion Hazards . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
C.4 Risk Management of Fire and Explosion Hazards.. . . . . . . . . . . . . . . . . 276
D Dispersion Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
D.1 Heavy Gas Dispersion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
D.2 Gas Propagation by Turbulent Diffusion .. . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
D.3 Timescales for Global Mass Transport in the Atmosphere .. . . . . . . . 283
D.4 Gas Penetration into Buildings . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
E Concepts of Probability Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287
E.1 Probability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287
E.2 Reliability .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
E.2.1 Equipment Reliability . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
E.2.2 Human Reliability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290
E.3 Common Cause Failure Analysis . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291
E.4 Probability Analysis for the Grinding Process of Cyanuric
Chloride .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
F Reaction Calorimetry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
F.1
Basic Aspects of Calorimetry .. . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
F.2
Differential Scanning Calorimetry . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298
F.2.1
Dynamic Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
F.2.2
Isothermal Mode .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
G Case Study Solutions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
G.1 Introduction .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
G.2 Process Risk Assessment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304