環(huán)境風險評價2011

第11章環(huán)境風險評價EnvironmentalRiskAssessment中國國家環(huán)境保護總局于2004年12月頒布《建設項目環(huán)境風險評價技術導則》(HJ/169-2004)（Technicalguidelinesforenvironmentalriskassessmentonprojects）。2024/1/41環(huán)境風險評價本章構成環(huán)境風險評價概述環(huán)境風險識別與度量環(huán)境風險評價環(huán)境風險管理環(huán)境風險評價實例2024/1/42環(huán)境風險評價11.1環(huán)境風險評價概述11.1.1環(huán)境風險環(huán)境風險是指突發(fā)性事故對環(huán)境（或健康）的危害程度，用風險值R表示，其定義為事故發(fā)生概率P與事故造成的環(huán)境（或健康）后果C的乘積，表示為：

R[危害/單位時間]=P[事故/單位時間]×C[危害/事故]

環(huán)境風險的特點

不確定性：指人們對事件發(fā)生的時間、地點、強度等實現(xiàn)難以準確預料；

危害性：針對時間的后果而言，具有風險的事件對其承受者會造成威脅，并且一旦事件發(fā)生，就會對其承受者造成損失或危害

環(huán)境風險的分類化學性風險：指人類、動物、植物能發(fā)生毒害或其他不利影響的化學物品的排放、泄漏，或是有毒、易燃、易爆材料的泄漏而引起的風險

物理風險：指機械設備或機械、建筑結構的故障所引發(fā)的風險

自然災害風險：指地震、臺風、龍卷風、洪水等自然災害等引發(fā)的物理性和化學性風險

2024/1/43環(huán)境風險評價11.1.2環(huán)境風險評價環(huán)境風險評價（EnvironmentRiskAssessment，ERA）是評估事件的發(fā)生概率以及在不同概率下事件后果的嚴重性，并決定采取適宜的對策主要是關心與項目聯(lián)在一起的突發(fā)性災難事故（主要包括易燃易爆物質、有毒有害物質、放射性物質失控狀態(tài)下的泄漏，大型技術系統(tǒng)如橋梁、水壩等的故障）造成的環(huán)境危害。這類風險評價常稱為事故風險評價環(huán)境風險評價主要關心的是事件發(fā)生的可能性及其發(fā)生后的影響2024/1/44環(huán)境風險評價次序項目環(huán)境風險評價環(huán)境影響評價1分析重點突發(fā)事故正常運行工況2持續(xù)時間很短很長3應計算的物理效應火災、爆炸、向空氣和地面水釋放污染物向空氣、地面水、地下水釋放污染物、噪聲、熱污染等4釋放類型瞬時或短時間連續(xù)釋放長時間連續(xù)釋放5應考慮的影響類型突發(fā)性的激烈的效應以及事故后期的長遠效應連續(xù)的、累積的效應6主要危害受體人和建筑、生態(tài)人和生態(tài)7危害性質急性受毒；災難性的慢性受毒8大氣擴散模式煙團模式、分段煙羽模式連續(xù)煙羽模式9照射時間很短很長10源項確定較大的不確定性不確定性很小11評價方法概率方法確定論方法12防范措施與應急計劃需要不需要環(huán)境風險評價（ERA）與環(huán)境影響評價（EIA）的區(qū)別有不同說法2024/1/45環(huán)境風險評價案例環(huán)境風險識別根據(jù)當?shù)卣囊?guī)劃，至2013年陶瓷行業(yè)將實現(xiàn)“煤改氣”，天然氣由閩清廣安天然氣有限公司LNG儲存氣化站管道輸送。LNG儲存氣化站位于白樟鎮(zhèn)池埔工業(yè)區(qū)內，建設有8座100m3低溫儲罐，其最終規(guī)模為18座100m3

低溫儲罐。天然氣低溫儲罐為火災、爆炸危險物質。該站LNG貯存量為456×18×100=821t。這些壓力儲罐會因機械安全性以及基礎安全性而出現(xiàn)罐體根部爆裂、傾斜甚至倒塌，從而發(fā)生泄漏性事故，若泄漏液體泄漏遇到明火即會造成重大傷亡事故。根據(jù)《建設項目環(huán)境風險評價導則》（HJ/T169-2004），天然氣貯存區(qū)貯存量超過10t即為重大風險源危險識別序號風險類別緣由事故可能造成的后果1爆炸液化天然氣儲罐儲罐爆炸2池火災液化天然氣儲罐池火災輻射2024/1/46環(huán)境風險評價案例事故資料

1950-1990年間，我國石化行業(yè)發(fā)生的事故經濟損失在10萬元以上的有204起，其中經濟損失超過100萬元的有7起。在石化行業(yè)發(fā)生的事故中屬于違章用火、用火不當、操作失誤等明顯人為因素造成的占65%左右事故原因分析事故原因違章用火、用火不當失誤操作雷擊、靜電及電器儀表失靈設備損壞、腐蝕比例（%）4025151010全國石油儲運系統(tǒng)中事故起因和后果分布狀況后果分析火災爆炸人身傷亡設備損壞跑冒比例（%）30.89.859.4原因分析明火電器設備靜電雷擊其他比例（%）49.234.610.63.42.22024/1/49環(huán)境風險評價案例石化儲運系統(tǒng)事故詳細起因序號事故起因有關細節(jié)1明火生產過程中的焊接和切割動火作業(yè)、現(xiàn)場抽煙、機動車輛噴煙排火等，為導致火災爆炸事故最常見、最直接的原因2違章作業(yè)違章指揮、違章操作、誤操作、擅離工作崗位、紀律松馳及思想麻痹等行為是導致火災爆炸事故的重要原因，違章作業(yè)直接或間接引起火災爆炸事故占全部事故的60%以上3設備、設施質量缺陷或故障電氣設備設施：選用不當、不能滿足防火要求；存在質量缺陷儲運設備設施：儲運設施主體選材、制造安裝中存在質量缺陷或受腐蝕、老化及不正常操作而引起的泄漏；附件和安全裝置存在質量缺陷和被損壞4工程技術和設計缺陷建筑物布局不合理，防火間距不夠建筑物的防火等級達不到要求：如消防設施不配套、裝卸工藝及流程不合理5靜電、放電物料在裝卸、輸送作業(yè)中，由于流動和被攪動、沖擊，易產生和積聚靜電；人體攜帶靜電6雷擊及雜散電流建筑物、儲罐的防雷設施不齊備或防雷接地措施不足；雜散電流竄入危險作業(yè)場所7其它原因撞擊摩擦、交通肇事、人為蓄意破壞及自然災害2024/1/410環(huán)境風險評價事故發(fā)生概率分析

根據(jù)《化工裝備事故分析與預防》中統(tǒng)計1949年～1988年的全國化工行業(yè)事故發(fā)生情況的相關資料，儲罐發(fā)生事故的概率為1.2×10-6。其中持續(xù)泄漏（小孔徑100mm、大孔徑200mm）與瞬間泄漏（儲罐整體破裂）的事故頻率見下表案例事故源強泄漏形式泄漏孔徑泄漏速率泄漏頻率潛在危險形態(tài)持續(xù)泄漏100mm122.766kg/s6×10-5次/a噴射火，閃火，蒸氣云爆炸持續(xù)泄漏200mm491.064kg/s8×10-6次/a噴射火；閃火，蒸氣云爆炸瞬間泄漏整體破裂瞬間3×10-6次/a閃火，蒸氣云爆炸，沸騰液體擴展蒸汽爆炸2024/1/411環(huán)境風險評價后果計算及評價

不同孔徑下的天然氣泄漏速率采用文獻所提供的資料數(shù)據(jù)（陳國華,成松柏.LNG泄漏事故后果模擬與定量風險評估,天然氣工業(yè),2007,6：133-135(1)噴射火危害定量評價

LNG泄漏后在出口處被立即點燃會形成噴射火(jetfire)，危害結果如下表示

噴射火危害后果定量分析表泄漏形式水平射流火焰長度(m)熱輻射強度(入射通量為12.5kW/m2時的受熱目標距離)(m)風速1m/s風速3m/s風速1m/s風速3m/s100mm孔徑泄漏145124291244200mm孔徑泄漏265228530447案例2024/1/412環(huán)境風險評價(2)閃火危害定量評價閃火(flashfire)是泄漏后的可燃氣體在擴散過程中，遇點火源在無約束空間產生的無爆炸性燃燒，其危害主要是熱輻射。危害后果如下表所示

閃火產生的熱輻射影響表泄漏形式擴散到最遠端的可燃氣云濃度(ppm)泄漏點下風向的影響距離(m)風速1m/s風速3m/s100mm孔徑泄漏2200071046744000422347200mm孔徑泄漏22000123885644000711631瞬間泄漏2200051673944000290380案例2024/1/413環(huán)境風險評價(3)沸騰液體擴展蒸氣爆炸危害定量評價

沸騰液體擴展蒸氣爆炸(BLEVE)的主要危害是熱輻射和爆炸產生的沖擊波。由罐體破裂引起的火球半徑為400m，火球持續(xù)時間為15.40s。

BLEVE危害定量分析結果表入射通量為15.172kW/m2時的受熱目標距離(m)摧毀房屋,人員死亡半徑(m)(超壓=0.020685MPa)房屋重度破壞,人員重傷半徑(m)(超壓=0.01379MPa)房屋輕度破壞,人員輕傷半徑(m)(超壓=0.002068MPa)400182236932案例2024/1/414環(huán)境風險評價(4)蒸氣云爆炸危害定量評價

蒸氣云爆炸(VCE)主要危害是爆炸引起的沖擊波,泄漏后果模擬計算中，延遲點火時間分別取1min和5min,爆源強度取7級,計算結果見下表。

VCE爆炸后果定量分析表案例泄漏形式100mm孔徑泄漏200mm孔徑泄漏瞬間泄漏點火時間(min)1515延遲泄漏速率(kg/s)122.766122.766491.064491.064瞬間摧毀房屋,人員死亡半徑(m)(超壓=0.020685MPa)208.376356.325330.782376.128376.128房屋重度破壞,人員重傷半徑(m)(超壓=0.01379MPa)276.006471.968438.136498.207498.207房屋輕度破壞,人員輕傷半徑(m)(超壓=0.002068MPa)1351.162310.442144.832438.892438.892024/1/415環(huán)境風險評價風險防范措施

廣安天然氣站設有8座100m3低溫儲罐，遠期將建成18座100m3

低溫儲罐。根據(jù)《石油天然氣工程設計防火規(guī)范》（GB50183-2004），該站場分級為四級GB50183-2004表4.0.4“石油天然氣站場區(qū)域布置防火間距”摘錄（m）序號12345名稱100人以上的居住區(qū)、村鎮(zhèn)、公共福利設施100人以下的散居房屋相鄰廠礦企業(yè)鐵路國家鐵路線企業(yè)鐵路線油品站場、天然氣站場一級10075705040二級8060604535三級6045504030四級4035403525五級3030303020案例2024/1/416環(huán)境風險評價是指對建設項目建設和運行期間發(fā)生的可預測突發(fā)性事件或事故(一般不包括人為破壞及自然災害)引起有毒有害、易燃易爆等物質泄漏，所造成的對人身安全與環(huán)境的影響和損害，進行評估，提出防范、應急與減緩措施建設項目環(huán)境風險評價的重點事故引起對廠（場）界外人群的傷害、環(huán)境質量的惡化、對生態(tài)系統(tǒng)影響的預測和防護建設項目環(huán)境風險評價關注點是事故對廠（場）界外環(huán)境的影響11.1.3建設項目環(huán)境風險評價2024/1/417環(huán)境風險評價11.2環(huán)境風險識別與度量11.2.1環(huán)境風險識別的范圍和類型⑴風險識別范圍：包括生產設施風險識別和生產過程所涉及的物質風險識別的范圍生產設施風險識別范圍：包括主要生產裝置、貯運系統(tǒng)、公用工程系統(tǒng)、工程環(huán)境保護設施及輔助生產設施等物質風險識別范圍：主要原材料及輔助材料、燃料、中間產品、最終產品以及生產過程排放的“三廢”污染物等對危險化學品按其傷害閾和工業(yè)場所有害因素職業(yè)接觸限值及敏感區(qū)位置，確定影響評價范圍大氣環(huán)境影響一級評價范圍，距離源點不低于5km；二級評價范圍，距離源點不低于3km范圍。地表水和海洋評價范圍按《環(huán)境影響評價技術導則地面水環(huán)境》（HJ/T2.3-93）規(guī)定執(zhí)行。⑵風險識別類型：根據(jù)有毒有害物質放散起因，風險分為火災、爆炸和泄漏三種類型2024/1/4181、事件樹分析(EventTreeAnalysis，ETA)：利用邏輯思維的形式，分析事故形成過程從初因事件出發(fā)，按照事件發(fā)展的時序，分成階段，對后繼事件一步步分析，每一步都從成功和失敗(可能與不可能)兩種或多種可能的狀態(tài)進行考慮(分支)，直到最后用水平樹狀圖表示其后果的一種分析方法，以定性、定量地了解整個事故的動態(tài)變化過程及其各種狀態(tài)的發(fā)生概率環(huán)境風險評價11.2.2環(huán)境風險識別的方法事件樹中各分支代表引發(fā)事件發(fā)生后可能的發(fā)展途徑，導致系統(tǒng)發(fā)生事故的途徑稱為事故連鎖失敗P22初因成功P11失敗P12P111P112P113P121P122成功P21P211P212事件1事件22024/1/419環(huán)境風險評價2、故障樹分析(FaultTreeAnalysis，F(xiàn)TA.又稱事故樹分析)：從結果到原因，找出與災害有關的各種因素之間因果關系和邏輯關系的分析法，是一種演繹分析方法這種方法是把系統(tǒng)可能發(fā)生的事故放在圖的最上面，稱為頂上事件，按系統(tǒng)構成要素之間的關系，分析與災害事故有關的原因。這些原因，可能是其他一些原因的結果，稱為中間原因事件(或中間事件)，應繼續(xù)往下分析，直到找出不能進一步往下分析的原因為止，這些原因稱為基本原因事件(或基本事件)。然后將特定的事故和各層原因(危險因素)之間用邏輯門符號連接起來，得到形象、簡潔地表達其邏輯關系(因果關系)的邏輯樹圖形，即故障樹故障樹模型常用符號示意圖基本事件結果事件與門或門非門2024/1/420環(huán)境風險評價11.2.3環(huán)境風險的度量對環(huán)境風險進行定量的量測，包括事件出現(xiàn)的概率大小及后果嚴重程度的估計

1.浴盆曲線

工業(yè)污染源事故概率可定義為：污染源在運行后的單位時間內，發(fā)生生產或安全系統(tǒng)失效導致泄漏、溢出、爆炸、火災等突發(fā)性排放污染物的事故概率

系統(tǒng)的故障率隨時間變化的曲線，因其形如浴盆，也稱浴盆曲線從時間變化看，曲線呈三個不同區(qū)段早期失效期：設計、制造上的缺陷，或使用環(huán)境不當造成偶發(fā)失效期：由維護和操作等引起損耗失效期：由于疲勞、磨損、老化造成2024/1/421環(huán)境風險評價2.風險概率的度量風險概率確定的基本途徑依據(jù)歷史、現(xiàn)實同類事件統(tǒng)計資料確定發(fā)生的概率向專家咨詢（最好采用德爾菲法）估計事件發(fā)生的概率

對不可修復部件或系統(tǒng)

故障概率密度函數(shù)通常取為指數(shù)型分布

t——為系統(tǒng)（單元）運行時間λ——為故障率一般λt<<1，故2024/1/422環(huán)境風險評價對可修復部件或系統(tǒng)

失效受監(jiān)控，即失效情況立即被警鈴或其他警報器檢測到

τ——表示部件或系統(tǒng)出現(xiàn)故障時的平均停止工作時間，包括準備時間、實際修理時間和管理時間μ——可修復率，μ＝1/τ在定期檢測部件有效性之前不能檢測到失效

TR——對失效部件的平均修復或更換時間（停止工作時間）

通常，TR<<T，所以：2024/1/423環(huán)境風險評價頂事件概率的估計

一般取污染物向環(huán)境的事故排放為頂事件，最小割集中各基本事件呈與門邏輯關系

k——最小割集數(shù)qi——表示第i個基本事件發(fā)生概率

Kj——表示第j個最小割集（j=1,2,……k）

對于一個簡單的事故樹，若各最小割集各基本事件是或門邏輯關系

2024/1/424環(huán)境風險評價11.3環(huán)境風險評價11.3.1環(huán)境風險評價的基本程序和內容包括五方面的內容(1)風險識別：通過危害識別確定風險是來自火災、爆炸，還是有毒有害物的釋放(2)源項分析：確定最大可信事故及其概率最大可信事故是指在所有預測的概率不為零的事故中，對環(huán)境(或健康)危害最嚴重的重大事故，包括導致有毒有害物泄漏的火災、爆炸和有毒有害物泄漏事故(3)后果計算：估算有毒有害物在環(huán)境中的遷移、擴散、濃度分布及人員受到的照射與劑量(4)風險計算和評價：給出風險的計算結果及評價范圍內某給定群眾的致死率或有害效應的發(fā)生率(5)風險管理：提出減少風險、將事故損失減少到最少的管理措施2024/1/425環(huán)境風險評價2024/1/426環(huán)境風險評價11.3.2環(huán)境風險評價的評價等級和評價范圍確定根據(jù)評價項目的物質危險性和功能單元重大危險源判定結果，以及環(huán)境敏感程度等因素，將環(huán)境風險評價工作劃分為一、二級。

危險源確定凡長期或短期生產、加工、運輸、使用或貯存危險物質，且危險物質的數(shù)量等于或超過臨界量的功能單元，定為重大危險源當貯存量小于臨界量時，為非重大危險源

危險物質的判定當一種物質或若干物質的混合物，由于它的化學、物理或毒性，使其具有導致火災、爆炸或中毒的危險時，即為危險物質，包括有毒物質、易燃物質和爆炸性物質物質危險性判定：經過對建設項目的初步工程分析，選擇生產、加工、運輸、使用或貯存中涉及的1～3個主要化學品，按物質危險性標準進行判別2024/1/427環(huán)境風險評價物質危險性標準LD50(大鼠經口)/(mg/kg)LD50(大鼠經皮)/(mg/kg)LC50(小鼠吸入，4h)/(mg/L)有毒物質1<5<1<0.0125<LD50<2510<LD50<500.1<LC50<0.5325<LD50<20050<LD50<4000.5<LC50<2易燃物質1可燃氣體:在常壓下以氣態(tài)存在并與空氣混合形成可燃混合物；其沸點(常壓下)是20℃或20℃以下的物質2易燃液體:閃點低于21℃，沸點高于20℃的物質3可燃液體:閃點低于55℃，壓力下保持液態(tài)，在實際操作條件下(如高溫高壓)可以引起重大事故的物質爆炸性物質在火焰影響下可以爆炸，或者對沖擊、摩擦比硝基苯更為敏感的物質注：半數(shù)致死量或濃度（LD50或LC50），即染毒動物半數(shù)死亡的劑量或濃度。2024/1/428環(huán)境風險評價⑶環(huán)境敏感程度根據(jù)建設項目所涉及環(huán)境敏感區(qū)及危險物質的情形確定⑷環(huán)境風險評價工作級別確定了危險源和危險物質的種類以及環(huán)境敏感區(qū)后，根據(jù)下表確定劇毒危險性物質一般毒性危險物質可燃、易燃危險性物質爆炸危險性物質重大危險源一二一一非重大危險源二二二二環(huán)境敏感地區(qū)一一一一一級評價應對事故影響進行定量預測，說明影響范圍和程度，提出防范、減緩和應急措施；二級評價進行風險識別、源項分析和對事故影響進行簡要分析，提出防范、減緩和應急措施。環(huán)境風險評價工作級別的確定

2024/1/429環(huán)境風險評價風險識別風險識別范圍：包括生產設施風險識別和生產工程所涉及的物質風險識別風險類型：根據(jù)有毒有害物質放散起因，分為火災、爆炸和泄漏三種類型風險識別內容：資料收集：建設項目工程資料、環(huán)境資料、事故資料（國內外同行業(yè)事故統(tǒng)計分析及典型事故案例資料）物質危險性識別、生產過程潛在危險性識別，進而確定危險物質和危險源2024/1/430環(huán)境風險評價11.3.3源項分析源項分析的主要任務是確定最大可信事故及其發(fā)生概率，以及危險化學品的可能泄漏量。

源項分析方法定性分析方法：類比法、加權法、因素圖分析法。首推類比法定量分析方法：概率法、指數(shù)法

最大可信事故概率確定方法：事件數(shù)、事故樹分析法或類比法危險化學品泄漏量：泄漏時間及泄漏量。泄漏量的計算包括液體泄漏速率、氣體泄漏速率、兩相流泄漏、泄漏液體蒸發(fā)量計算等

2024/1/431環(huán)境風險評價1、液體泄漏速率泄漏速率QL可用伯努利方程計算：——容器內介質壓力，Pa；——泄漏液體密度，kg/m3；——液體泄漏速度，kg/s；——泄漏系數(shù)，常取0.6-0.64；——裂口面積，m2；——環(huán)境壓力，Pa；——重力加速度，9.8m/s2；——裂口之上液位高度，m。限值條件：液體在噴口內沒有急劇蒸發(fā)

2、氣體泄漏速率假定氣體的特性是理想氣體，氣體泄漏速率計算式2024/1/432環(huán)境風險評價11.3.4后果計算有毒有害、易燃、易爆危險物質因事故泄漏后，通常會向周圍環(huán)境擴散。風險的后果計算主要就是根據(jù)相應的池火災、爆炸沖擊波模型以及污染物在大氣、水體等中的擴散模型，分析事故危害的程度與范圍池火災的破壞主要是熱輻射，若熱輻射作用在容器和設備上，尤其是液化氣體容器，其內部壓力會迅速升高，引起容器和設備的破裂；若熱輻射作用于可燃物，會引燃可燃物；若熱輻射作用于人員，會引起人員燒傷甚至死亡。1.池火災

池火災(poolfire)是一類以可（易）燃液體為燃料的火災，主要是儲罐泄漏形成液池，遇火發(fā)生池火，常見于石油、化工等行業(yè)。

池火災的破壞半徑：

設危險單元為油罐時，根據(jù)防護堤所圍池面積S計算池直徑D；當危險單元無防護堤時，假定泄漏的液體無蒸發(fā)并已充分蔓延，地面無滲透，則按下式計算最大可能的池面積——液體的泄漏量，kg?！钚∮蛯雍穸?與地面性質和狀態(tài)有關)——油的密度，kg/m3。2024/1/433環(huán)境風險評價2.有毒有害物質在大氣中的擴散根據(jù)有毒有害物質在大氣中的擴散形式，分別采用多煙團模式或分段煙羽模式、重氣體擴散模式等計算對于瞬時泄放，可以理解為在很短暫的時間內瞬間釋放了一個有毒氣體云團，這時可以采用Gauss煙團模式來進行數(shù)學描述對于連續(xù)性泄漏，可以認為是一種穩(wěn)定型泄放，即在一段時間內有毒氣體排放量較為穩(wěn)定，可以利用Gauss煙羽模式來進行數(shù)學描述對于非典型性泄漏而言，可采用Gauss煙羽模式來描述其連續(xù)泄漏部分,用Gauss煙團模式來描述其瞬時泄漏部分

有毒氣體一旦發(fā)生泄漏通常會受到一種被稱為“重氣效應”的影響，“重氣”就是比空氣重的氣體，重氣體擴散模式參見HJ/169-2004

2024/1/434環(huán)境風險評價3.有毒有害物質在水中的擴散有毒有害物質在水中的擴散，一般必須考慮它在水中和水中顆粒的分配過程，吸附、解吸、輸移的對流擴散以及生物化學轉移（光解、水解、生物降解）等過程。有毒物質在河流、湖泊中的擴散模型，可參考地表水中瞬時（突發(fā)性）污染水擴散數(shù)學模型。油污染在突發(fā)性污染事件中占有一定的比重，其計算模式參見HJ/169-2004

2024/1/435環(huán)境風險評價11.3.5風險計算和評價（1）風險值風險值是風險評價表征量，包括事故的發(fā)生概率和事故的危害程度。即——風險值，死亡人數(shù)/a（或金額/a）；——最大可信事故概率(事件數(shù)/單位時間)；——最大可信事故造成的危害、死亡人數(shù)/事件（或金額/事件）。（2）最大可信災害事故風險值風險評價需要從各功能單元的最大可信事故風險Ri中，選取危害最大的作為本項目的最大可信災害事故，并以此作為風險可接受水平的分析基礎，即2024/1/436環(huán)境風險評價（3）風險評價