《環(huán)境風(fēng)險評價》教學(xué)大綱1

合肥學(xué)院教案

課程名稱：環(huán)境風(fēng)險分析與評估

課程編碼：120021604

總學(xué)時(周學(xué)時)：32(4)

開課時間：2013年4月22日

適用年級：2012級

專業(yè)：環(huán)境工程碩士班

使用教材：環(huán)境風(fēng)險評判實用技術(shù)、方法和案例

授課教師：張金流

教學(xué)目的：通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生把握環(huán)境風(fēng)險評判的一樣

流程，方法，為學(xué)生進入工程實踐學(xué)習(xí)打下堅實的理論基礎(chǔ)。

教學(xué)方法：本課程教學(xué)采取課堂PPT與板書相結(jié)合的教學(xué)方式，

以授課老師傳授為主，同時發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，使學(xué)生在課

堂上積極參與到課堂教學(xué)中。

教學(xué)要求：見各章節(jié)

考核方式：課堂考核與期末考試相結(jié)合

目錄

第一章概論.........................................................4

第二章可靠性工程.................................................13

第三章源項分析....................................................23

第四章有毒有害害物質(zhì)在大氣中的彌散................................38

第五章有毒有害物質(zhì)在湖泊的稀釋擴散................................53

第六章污染物在食物鏈中的動態(tài)轉(zhuǎn)移..................................62

第七章環(huán)境污染健康風(fēng)險評判........................................71

第八章環(huán)境風(fēng)險評判標準............................................86

第一章概論

教學(xué)要求：

1把握風(fēng)險及環(huán)境風(fēng)險評判概念及其運算方法；

2了解環(huán)境風(fēng)險評判研究進展及研究重點；

3把握環(huán)境風(fēng)險評判主要內(nèi)容及程序；

4了解ERA與EIA、ESA區(qū)別。

教學(xué)重點：

環(huán)境風(fēng)險評判主要內(nèi)容及程序

教學(xué)方法：

課堂授課

學(xué)時數(shù)：2

1環(huán)境風(fēng)險評判基本概念及其運算方法

風(fēng)險

①生命與財產(chǎn)缺失或傷害的可能性；

②用事故的可能性或缺失的幅度來表達的經(jīng)濟缺失與人員傷害的度量；

③不確定危害的度量；

④災(zāi)難發(fā)生的幾率；

⑤某種危害發(fā)生的可能性或幾率，以及發(fā)生這種風(fēng)險所造成后果的影響程度。

運算方法

風(fēng)險（R）是事故發(fā)生概率（P）與事故造成的環(huán)境（或健康）后果（C）的

乘積，即：

（危害］（事故］（危害］

〔單位時間廠〔單位時間尸〔事故J

風(fēng)險評判是指對某一過程或情形涉及的潛在危害引起的風(fēng)險在量或質(zhì)上進

行評判的過程。

環(huán)境風(fēng)險評判

環(huán)境風(fēng)險評判則是對由自發(fā)的自然原因或人為活動引發(fā)的，通過環(huán)境介質(zhì)傳

播的、能對人類社會及環(huán)境產(chǎn)生破壞、損害等嚴重不良后果事件的危害（R）程

度的評判；

環(huán)境風(fēng)險評判（ERA）是對那些造成生成生態(tài)系統(tǒng)、動物或人類威逼的技

術(shù)所引起的風(fēng)險進行的考察。它包括人類健康風(fēng)險評判，生態(tài)或生態(tài)毒理學(xué)風(fēng)險

評判以及特定的工業(yè)應(yīng)用風(fēng)險評判，考察其在人類、生物群或生態(tài)系統(tǒng)中的終點。

2環(huán)境風(fēng)險評判研究進展及研究重點；

與現(xiàn)代工業(yè)高速發(fā)展的同時，突發(fā)性的重大事故頻發(fā)，給人類健康和環(huán)境帶

來嚴重后果，因此，人們越來越重視重大突發(fā)性事故造成的環(huán)境危害的評判問題,

這類危害的評判常稱為事故風(fēng)險評判，它主要考慮與項目連在一起的突發(fā)性災(zāi)難

事故，包括易燃易爆和有毒物質(zhì)、放射性物質(zhì)失控狀態(tài)下的泄漏；大型技術(shù)系統(tǒng)

（如化工生產(chǎn)、橋梁、水壩等）的故障或跨塌；發(fā)生這種災(zāi)難事故的概率雖然很

小，但影響的危害程度往往是龐大的。

（2012年12月31日，山西天脊煤化工集團股份有限公司8.7噸笨胺發(fā)生泄

漏流入濁漳河；山西省以及位于河水下游的河北、河南兩省共2萬多人受到影響。

2013年2月15日7時?，山西省洪洞縣曲亭水庫的灌溉輸水洞洞頂發(fā)生垮塌，

導(dǎo)致下游壩體顯現(xiàn)管涌。雖然當(dāng)?shù)剡M行了全力搶修，但最終還是因為大壩涵管老

化嚴重而漏水，形成壩體塌陷，致大壩在涵管處坍塌過水；事故導(dǎo)致上萬群眾緊

急疏散同時導(dǎo)致南同蒲線8趟列車停運）

（其它例子見教材82頁3.若干最大可信事故實例。）

關(guān)于事故風(fēng)險（或事故后果）評判，國際上是沿著三條線發(fā)展的。

其一稱為概率風(fēng)險評判（PRA,ProbabilityRiskAssessment）,它是在事故發(fā)

生前、猜測某設(shè)施（或項目）可能發(fā)生事故及其可能造成的環(huán)境（或健康）風(fēng)險。

其最好的范例是美國核管會（NRC）于1975年完成的對核電站所進行的極其系

統(tǒng)的安全研究，其研究成果就是著名的巨著WASH-1400報告，其中系統(tǒng)地發(fā)展

和建立了所謂的概率風(fēng)險評判方法。

其二為實時后果評判（Real-time）,其主要研究對象是在事故發(fā)生期間給出

實時的有毒物質(zhì)的遷移軌跡及實時濃度分布，以便作出正確的防護措施決策，減

少事故的危害。主要象征之一是國際原子能機構(gòu)（IAEA）于1988年10月于美

國利物莫國立實驗室所在所聯(lián)合召開的第一屆實時劑量評判國際研討會。

其三稱為事故后果（Over-event或PastAccident）評判，主要研究事故停止

后對環(huán)境的影響；其主要象征是1988-1994年由IAEA及歐盟共同發(fā)起主持的有

20多個國家參加的大型長期國際和諧調(diào)研項目“核素在陸地、水體、城市諸環(huán)

境中遷移模式有效性研究”，簡稱VAMP,主要研究前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站事

故停止后對中、西歐影響的后果。

環(huán)境風(fēng)險評判學(xué)科的研究內(nèi)容，不但包括突發(fā)性事故的環(huán)境風(fēng)險影響，也包

括長期低濃度排放累積效應(yīng)的風(fēng)險；不但研究突發(fā)性事故和長期低濃度排放對人

體健康的危害影響，也研究它們對生態(tài)系統(tǒng)的危害影響，而后者正是目前這門學(xué)

科研究、發(fā)展的重點。目前國內(nèi)外開展較多、較成熟，也是本課程和國內(nèi)導(dǎo)則主

要討論的環(huán)境風(fēng)險評判可以歸屬于事故風(fēng)險評判的第一類，即猜測某設(shè)施（或項

目）建成后可能造成的風(fēng)險。

環(huán)境風(fēng)險評判研究重點

本課程研究重點主要是經(jīng)濟開發(fā)項目對人群產(chǎn)生的危害風(fēng)險，主要包括化學(xué)

風(fēng)險（來自產(chǎn)品加工過程中產(chǎn)生的有毒、易燃、易爆物的風(fēng)險）和物理風(fēng)險（來

自極端條件下的風(fēng)險）；物理風(fēng)險來自潛在的運輸事故、水壩潰塌、會導(dǎo)致物理

傷害與危害的機械事故或其他事故。

產(chǎn)生上述風(fēng)險的危害主要來自經(jīng)濟開發(fā)項目中：

①開釋對人、動物與植物有毒的化學(xué)物質(zhì)；

②易燃易爆物質(zhì)；

③危及生命財產(chǎn)的機械設(shè)備故障；

④構(gòu)造物（例如橋梁、水壩）垮、塌；

⑤生態(tài)危害（例如富營養(yǎng)化、土壤腐蝕）。

上述風(fēng)險類型的主要環(huán)境途徑如下：

怔蜀一反嗣T濃度|一麗闌一麗IT效應(yīng)犍康與安全、生態(tài)系統(tǒng)、物理麗

（a）有徐化學(xué)物質(zhì)危害

一筋|一底力、熱量、有毒產(chǎn)網(wǎng)一回叫一效應(yīng):健康與安全、生態(tài)系統(tǒng)、物理危害

（b）易燃易爆物的危害

麗］一|事故初始和?4唧而能的靴錨

效應(yīng):健康與安全、4態(tài)神、物理危害

（C）物理條件危害

圖1.1不同有害物質(zhì)的危害序列

有毒化學(xué)物環(huán)境風(fēng)險評判中貯量、開釋、環(huán)境濃度、人員受照射劑量及其健

康效應(yīng)關(guān)系見下圖：

貯量一＞釋放

后

如

定

貯?照射盤：取劑量:表征多健康效應(yīng):

某

在

特釋放:化學(xué)

了濃度:污染

?決f?多少人少污染物進入不僅取決J-

位

置

有物質(zhì)泄漏至

定*

物的濃度不多長時間吸人體,它不僅劑眈也取

學(xué)

的環(huán)境時發(fā)生

物

化

質(zhì)僅取決「釋入（或食入,取決干照射量,決于下述因

量

型

。

類污染物的釋

總放速率也或與皮膚接也與某些因素,素,例如年

器

述

描放。

，J與環(huán)境條件

容觸）多大濃度例如呼吸速率、齡、性別、

置

貯

與

藏有關(guān)是否吸煙,

裝的污染物C粒子大小等有

條

的

件.關(guān)。是否有其他

疾病等。

圖1.2貯量、釋放、濃度和人受到的照射量、劑量及其健黝應(yīng)的關(guān)系

環(huán)境風(fēng)險評判從其評判范疇而言又可分成三個等級，即微觀風(fēng)險評判（Micro

Assessment）＞系統(tǒng)風(fēng)險評判（SystemRiskAssessment）和宏觀風(fēng)險評判（Macro

RiskAssessment）o所謂微觀風(fēng)險評判是指對某單一設(shè)施進行風(fēng)險評判；所謂系

統(tǒng)風(fēng)險評判即對整個項目中所包含的相關(guān)聯(lián)的各個設(shè)施進行風(fēng)險評判，它可以包

含項目中的不同設(shè)施（例如運輸、貯藏、加工）、涉及不同的活動（例如建造、

運行、拆除）、包含不同的風(fēng)險種類（例如致癌、事故傷害）及不同的人群（公

眾、職業(yè)人員）?？蚨ㄆ溥吔绲乃膫€要素是：關(guān)心的空間范疇；關(guān)心的時間長度；

關(guān)心的人群；關(guān)心的效應(yīng)。宏觀的風(fēng)險評判是指規(guī)劃或政策的風(fēng)險評判，例如某

一行業(yè)規(guī)劃的風(fēng)險評判。

本書討論的重點是第一類即微觀風(fēng)險評判。

3環(huán)境風(fēng)險評判的主要內(nèi)容及評判程序

狹義的環(huán)境風(fēng)險評判的主要內(nèi)容包括如下三個部分：

①第一階段為源項分析。這一階段的主要任務(wù)第一通過危害識別確定是火

災(zāi)、爆炸、垮壩、還是有毒有害物質(zhì)的開釋。若是后者，則應(yīng)給出開釋何種物質(zhì)、

開釋量、開釋方式、開釋時間等數(shù)據(jù)，并應(yīng)給出其發(fā)生頻率；此外確定評判的等

級、評判范疇、評判時間跨度、評判人群（如只評判居民還是包含工作人員）等。

（詳細內(nèi)容將在第3章講解。）

②第二階段為環(huán)境后果分析。此階段的主要任務(wù)是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暴露與劑量。（詳細內(nèi)容將在第4-6章講

解。）

③第三階段為風(fēng)險表征或風(fēng)險評判。此階段的主要任務(wù)是給出風(fēng)險的運算結(jié)

果及評判范疇內(nèi)某給定群體的致死率或有害效應(yīng)的發(fā)生率。（詳細內(nèi)容將在第7

章講解。）

在上述風(fēng)險評判中,最困難的是估算在一年或某一規(guī)定時間內(nèi)的設(shè)施運行中

某一情形顯現(xiàn)的頻率（或概率）。

廣義的環(huán)境風(fēng)險評判或稱為環(huán)境風(fēng)險評判與治理還包括第四個階段一一風(fēng)

險治理。

風(fēng)險治理是指在一系列的選項中挑選一個可以達到''所需結(jié)果”的決策過程，

這種“所需結(jié)果”可以在環(huán)境標準中予以明確，也可以通過正式的風(fēng)險-成本-效

益分析或者“行業(yè)標準”或“慣例”等其它過程決定。其結(jié)果應(yīng)該是在現(xiàn)有資源

的限制條件下，將風(fēng)險降到''可接受"的水平。

風(fēng)險可以通過多種方式進行治理：

風(fēng)險可以被排除：完全禁止某種化學(xué)品的使用或銷售就是風(fēng)險排除的一個例

子。然而，風(fēng)險排除通常是不可能的，因為這就需要用另外一種化學(xué)品來代替被

禁止的產(chǎn)品，在這種情形下，一種風(fēng)險要被另一種風(fēng)險所代替。

風(fēng)險可以被轉(zhuǎn)移到其他實體上：如工廠可以將環(huán)境責(zé)任風(fēng)險轉(zhuǎn)移到保險公司

上。

風(fēng)險可以被降低：在很多政策和法規(guī)決策中，降低風(fēng)險都是風(fēng)險治理常用的

方法。雖然降低風(fēng)險通常與法規(guī)相關(guān)聯(lián)，但降低風(fēng)險還可以通過許多其他方法來

實現(xiàn)。如自然簽訂行業(yè)協(xié)議以及為消費者提供良好的風(fēng)險信息，以便他們挑選較

低風(fēng)險的產(chǎn)品。

風(fēng)險可以被公司或政府保留：這可以是在知情的情形下動作，例如當(dāng)某公司

作了風(fēng)險評判并且作出相關(guān)的規(guī)定承擔(dān)可能由此風(fēng)險造成的一切缺失；然而，風(fēng)

險通常是在未被認知的情形下被保留，例如評判未被執(zhí)行或者危害物未被鑒定。

階段1

階段2

階段3

階段4

圖1.3風(fēng)險定量分析通用程序

研究風(fēng)險評價風(fēng)險管理

某陶

起

“危害識別（引起布制定管理措施

帆

應(yīng)害效應(yīng)的劑量?）

觀

察

劑量-效應(yīng)評價

關(guān)于由高劑量至低

（劑量和人體孑了害

劑量及由動物到人

效應(yīng)發(fā)生率間的

體的外推方法的資關(guān)系?）

料

野外測吊：暴露依暴露量估算（不同

估算；人群特征條件下受到的照射當(dāng)局決策和措施

吊:？）

圖1.4美國環(huán)保局采用的環(huán)境風(fēng)險評價框圖

危害識別

(HazardIdentification)

危害核算

(HazardAccounting)

環(huán)境途徑評價

(EnvironmentalPathwayEvaluation)

風(fēng)險表征（或評價）

（RiskCharacterization）

風(fēng)險管理

（RiskManagement）

圖1.5亞洲開發(fā)銀行建議的環(huán)境風(fēng)險評價程序框圖

4ERA與EIA、ESA區(qū)別

環(huán)境風(fēng)險評判與環(huán)境影響評判的主要區(qū)別見下表：

表1.1環(huán)境風(fēng)險評判與環(huán)境影響評判的主要不同點

次序項目事故風(fēng)險評判（ERA）正常工況環(huán)境影響評判（RIA）

1分析重點突發(fā)事故正常運行工況

2連續(xù)時間很欠I很長

3應(yīng)運算的物理效應(yīng)火、爆炸、向空氣和地面水向空氣、地面水、地下水開釋

開釋污染物污染物、噪聲、熱污染等。

4開釋類型瞬時或短時間連續(xù)開釋長時間連續(xù)開釋

5應(yīng)考慮的影響類型突發(fā)性的猛烈的效應(yīng)以及連續(xù)的、累積的效應(yīng)

事故后期的長遠效應(yīng)

6主要危害受體人和建筑、生態(tài)人和生態(tài)

7危害性質(zhì)急性受毒；災(zāi)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小

11評判方法概率方法確定論方法

12防范措施與應(yīng)急計劃需要不需要

“濃度的估算位

CMAL最大允許濃度水平

圖1.9某一假想情景釋放的有毒物質(zhì)概率的例示

（a）不確定度小，作日A就夠了：（b）不確定度大，應(yīng)考慮進行ERA以仃助于決策

ERA與ESA的主要區(qū)別

環(huán)境風(fēng)險評判與安全評判的主要區(qū)別是:①環(huán)境風(fēng)險評判主要關(guān)注事故對廠（場）

界外環(huán)境和人群的影響，而安全評判主要關(guān)注事故對廠（場）界內(nèi)環(huán)境和職工的

影響；②拿火災(zāi)和爆炸事故來講，環(huán)境風(fēng)險評判不關(guān)注火災(zāi)產(chǎn)生的熱輻射和爆炸

產(chǎn)生的沖擊波帶來的破壞影響，而關(guān)注火災(zāi)和爆炸產(chǎn)生或伴生的有毒有害物質(zhì)的

泄漏造成的危害，而安全評判主要關(guān)注火災(zāi)產(chǎn)生的熱輻射和爆炸產(chǎn)生的沖擊波帶

來的破壞影響；③我國目前環(huán)境風(fēng)險評判導(dǎo)則關(guān)注的是概率很小或極小但環(huán)境危

害最嚴重的最大可信事故，而安全評判主要關(guān)注的是概率相對較大的各類事故,

并不能包括最大可信事故。

第二章可靠性工程

教學(xué)要求：

1.了解系統(tǒng)可靠性含義；可靠性、安全性、風(fēng)險性定義；

2.把握系統(tǒng)可靠性運算；

3.把握系統(tǒng)可靠性分析方法（事件樹、故障樹分析方法）。

教學(xué)重點：

系統(tǒng)可靠性運算

授課方式：

課堂授課

學(xué)時數(shù)：4

1.系統(tǒng)可靠性含義；可靠性、安全性、風(fēng)險性定義

可靠性工程是系統(tǒng)工程的重要分支，它的任務(wù)是定性與定量的分析、控制、

評估和改善系統(tǒng)或設(shè)備在設(shè)計、生產(chǎn)和使用的各個階段的可靠性，并在設(shè)計中達

到可靠性與經(jīng)濟性綜合平穩(wěn)。

環(huán)境風(fēng)險評判的重要任務(wù)之一是識別系統(tǒng)可能發(fā)生的一切事故序列的頻率，

在概率風(fēng)險評判（PRA）中統(tǒng)稱為第一級任務(wù)；系統(tǒng)可靠性分析與事故序列分析,

從系統(tǒng)的設(shè)計運行資料、部件失效的統(tǒng)計數(shù)據(jù)、實驗資料、規(guī)程等技術(shù)資料定性

與定量地取得各類系統(tǒng)的故障頻率，為運算系統(tǒng)的風(fēng)險提供數(shù)據(jù)。

可靠性（經(jīng)典定義）：系統(tǒng)或設(shè)備在規(guī)定的條件下，在規(guī)定的時間內(nèi)，完成

規(guī)定功能的能力。規(guī)定條件包括使用條件、保護條件、環(huán)境條件等；規(guī)定時間是

可靠性定義中的核心，不談時間就無可靠性可言；可靠性指標與任務(wù)時間是緊密

相關(guān)的；而規(guī)定功能一樣指用戶提出的技術(shù)指標和要求。

由于系統(tǒng)或設(shè)備失效的形式和過程不同，因此評判它們的可靠度也會有不同

的方法。一個系統(tǒng)怎樣才算是失效呢？有兩類常用的失效準則。瞬時型失效是指

系統(tǒng)在工作過程中隨機地在某時刻突然地失去功能。另一種失效準則是非突發(fā)性

的，它相伴性能衰退、老化和磨損過程，很難明確指出它的確定壽命，這類失效

又稱耗缺失效或漂移失效。

安全性（經(jīng)典定義）：建立一種環(huán)境，使人們在這種環(huán)境下生活與工作感受

到的危害或危險是已知的，清楚的，并且是可控制在可接受的水平上。安全性以

風(fēng)險值(風(fēng)險水平)或接受的危險概率來定量描述程度。

風(fēng)險性是以事故發(fā)生概率與該事故后果(人員死亡或者財產(chǎn)缺失)的乘積表

Zj\o

以核電站為例，定量的安全目標是：①對電站1英里邊界上的居民所產(chǎn)生的

平均瞬時死亡風(fēng)險不應(yīng)超過美國風(fēng)險本底(5X107a)的0.1%,也就是說，瞬

時風(fēng)險的定量設(shè)計目標為5X10『/a；②在50英里范疇的致癌風(fēng)險不能超過本底

致癌風(fēng)險的0.1%,而美國癌本底風(fēng)險值為5X10、所以因核電站而造成的致癌

風(fēng)險設(shè)計目標為2Xl(T7a。

2.系統(tǒng)可靠性運算

可靠度函數(shù)

如果用隨機變量T來表示系統(tǒng)從開始工作到發(fā)生故障的連續(xù)工作時間，用t

表示規(guī)定時間，則系統(tǒng)在時刻t的可靠度R(t)是隨機變量，為T大于時間t的概

率。R(t)=P(T>t)

不可靠度F(t)=l-R(t)=P(TWt)

假設(shè)有同一種類的產(chǎn)品No個，在t=0時開始使用或試驗，

令：Ns(t)=工作到時間t存活的數(shù)目；

N《t尸工作到時間t失效的數(shù)目；

Ns(t)+Nf(t)=No,根據(jù)物理意義，產(chǎn)品的可靠度由下式給出：

._此0)_3*)一Nf(t)

N°N。No

不可靠度F(t)由下式給出：

典型系統(tǒng)可靠性運算的框圖法

1串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)

這網(wǎng)絡(luò)表示一個由元件(或分系統(tǒng))串聯(lián)連接的系統(tǒng)。在系統(tǒng)中，如果系統(tǒng)

中任一個元件工作不正常，它將引起整個系統(tǒng)失效，一種k個元件串聯(lián)的系統(tǒng)如

圖2.3所示:

k

圖2.3串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)方框圖

對于k個獨立不相同元件串聯(lián)系統(tǒng)，依靠于時間t的可靠性Rs（t）為：

尺⑺={1一耳（力卜{1—6（。卜{1—居⑺}……{1一6⑺}

{1—片⑺}三為⑺

式中：F，（t）一一第i個單元或元件失效的概率（i=l,2,3,…，k）；

RMt）——第i個單元或元件的可靠性（i=l,2,3,…，k）o

常用的&（t）表示式為（指數(shù)分布）：

R（t）=e,J

式中人為失效系數(shù)。

所以串聯(lián)系統(tǒng)可靠性可以表示為：

用?）=/'?e-勾…e”

定義多個連接或單個元件的失效前平均時間（MTTF）為：

MTTF

1=1

［例題2.1］：10個獨立和相同的分系統(tǒng)組成一個串聯(lián)系統(tǒng)。每個分系統(tǒng)的失

效時間符合指數(shù)分布，其MTTF為2000h,假定在時間t=0時系統(tǒng)開始工作，運

算50h時工作系統(tǒng)的可靠性。

已知k=10,t=50,入=200（）T失效/h,所以

尺（50）=*-（2000/（5。）,=0.7788

此串聯(lián)系統(tǒng)工作50h后的可靠性為0.7788o

2并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)

一種k個元件并聯(lián)的系統(tǒng)如圖2.4所示:

圖2.4并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)方框圖

為了導(dǎo)出這種模型的可靠性方程，假定：①系統(tǒng)中所有單元同時工作并且負

載均分；②各單元在統(tǒng)計上獨立。在時間t時，具有不相同元件并聯(lián)結(jié)構(gòu)的不可

靠性為：

F*)=lW)

/=1

式中：F,(t)一一第i個元件不可靠性(失效概率)；

k一一系統(tǒng)的元件數(shù)目。

因為Rp(t)+Fp⑴=1,所以并聯(lián)系統(tǒng)可靠性為：

kk

(?)=1一口耳⑺=1一口(1一"力

1=1/=1

系統(tǒng)可靠性分析方法

(1)事件樹分析(ETA)

事件樹分析(EventTreeAnalysis)法是一種邏輯演繹法，它在給定一個初因

事件的情形下，分析此初因事件可能導(dǎo)致的各種事件序列的結(jié)果，從而定性與定

量地評判系統(tǒng)的特性，并幫助分析人員獲得正確的決策，它常用于安全系統(tǒng)的事

故分析和系統(tǒng)的可靠性分析，由于事件序列是以圖形表示的，并且呈扇狀，故得

名事件樹。

事件樹可以描述系統(tǒng)中可能發(fā)生的事件，特別是安全分析中，在尋找系統(tǒng)可

能導(dǎo)致的嚴重事故時，是一種有效的方法；比如有兩個系統(tǒng)組成的事件樹如圖

2.4所示：

圖2.4事件樹分叉示意圖

由上圖可知，該系統(tǒng)的可能事件數(shù)目為2n=4。

事件樹分析的步驟如下：

①確定或?qū)ふ铱赡軐?dǎo)致系統(tǒng)嚴重后果的初因事件，并進行分類，對于那些可

能導(dǎo)致相同事件樹的初因事件可劃分為一類;

②建造事件樹，先建功能事件樹，然后建造系統(tǒng)事件樹;

③進行事件樹簡化；

④進行事件序列的定量化。

下面以一個例子來說明事件樹的建立及定量化。

［例2.2］圖2.5是一個連續(xù)工藝過程的冷卻系統(tǒng)，當(dāng)正常冷卻水管道斷裂時造成

系統(tǒng)失水，失水信號探測器（D）將啟動泵P1和泵P2；如果兩臺泵均啟動成功,

則系統(tǒng)成功（S）,如果只有一臺被啟動成功，那么系統(tǒng)是50%的部分成功（P）；

第三種情形是系統(tǒng)失敗。那么系統(tǒng)的最終狀態(tài)有三種：完全成功（S）、部分成功

（P）、系統(tǒng)失?。‵）,若已知事件發(fā)生概率均為0.99,請運算它們各自的發(fā)生

概率:

圖2.5冷卻系統(tǒng)示意圖

該過程的事件樹建造如下:

管道破裂電源EPDPiP?

—1S

—2P

—3P

VA4A匚r

斷管

V

Aor

V

Aor

X系統(tǒng)停止工作

圖2.6冷卻系統(tǒng)事件樹

故各自發(fā)生概率運算如下：

P(S)=P(EP)xP(D)xP(P1)xP(P2)=0.960596

P(P)=P(EP)xP(D)xP(P1)xP(^)+P(EP)xP(D)xP(P,)P(/>)=0.019406

P(F)=P(EP)xP(D)xP(P,)xP(^)+P(EP)xP(D)+P(EP)=0.019998

(2)故障樹分析(FTA)

故障樹分析(FaultTreeAnalysis)是較為適用于大型復(fù)雜系統(tǒng)安全性與可靠性

分析的常用有效方法，它是以圖形的方式表明“系統(tǒng)是怎樣失效的”？它是一種

適用于設(shè)計人員、運行人員和治理人員有效地進行系統(tǒng)分析的方法。

FTA是用圖形的方法有層次地描述系統(tǒng)在失效的進程中，各種中間事件的相

互關(guān)系，并告訴人們系統(tǒng)是通過什么途徑發(fā)生失效的。

FTA的步驟

FTA是把系統(tǒng)不期望發(fā)生的事件(失效狀態(tài))作為故障樹的頂事件(Top

event)0用規(guī)定的邏輯符號表示，找出導(dǎo)致這一不期望事件發(fā)生的所有可能的直

接因素和原因，它們是處于過渡狀態(tài)的中間事件，并由此逐步深入分析，直到找

出事故的基本原因，即故障樹的底事件為止。這些底事件又稱為基本事件，它們

的事件是已知的或者已經(jīng)有過統(tǒng)計或?qū)嶒灥慕Y(jié)果。FTA一樣可分為以下幾個階

段：①挑選合理的頂事件、系統(tǒng)的分析邊界和定義范疇，并且確定成功與失效的

準則；②建造故障樹，這是FTA的核心部分之一，通過對已收集的技術(shù)資料，

在設(shè)計、運行治理人員的幫助下，建造故障樹；③對故障樹進行簡化或者模塊化;

④定性分析，求出故障樹的全部最小割集，當(dāng)割集的數(shù)量太多時，可以通過程序

進行概率截斷或割集階截斷；⑤定量分析，這一階段的任務(wù)是很多的，它包括運

算頂事件發(fā)生概率即系統(tǒng)的點無效度和區(qū)間無效度；此外還要進行重要度分析和

靈敏度分析。目前已經(jīng)發(fā)展了多種功能的軟件包進行FTA的定性與定量研究。

FTA的術(shù)語與符號

⑴頂事件，頂事件是被分析的系統(tǒng)的不期望發(fā)生的事件，它位于故障樹頂端。

⑵中間事件，它位于頂事件和底事件之間，又稱故障事件，以矩形符號表示，并

且由一個邏輯門跟著。

⑶底事件，位于故障樹底部的事件，在已建成的故障樹中，不必再要求分解；

故障樹的底事件又分為：基本事件和菱形事件。基本事件，已經(jīng)探明或尚未

探明其發(fā)生原因，而有失效數(shù)據(jù)的底事件；菱形事件，又稱為未探明事件，

一樣可分為兩種情形，一種是在一定條件下可以忽略的次要事件，畫在故障

樹中是為了提醒設(shè)計人員或治理人員，或者暫時保留它；還有一種情形就是

未能探明的二次失效，對它的影響不清楚，無法連續(xù)分解下去，只能看做一

種假想的基本事件。

⑷房形事件，它也位于故障樹底部，它起開關(guān)作用，有時表示一種系統(tǒng)中的正

常條件或故障條件，房形事件的狀態(tài)只能發(fā)生或不發(fā)生，通過使用房形事件，

可以描述各種不同條件下的系統(tǒng)故障樹。

⑸與門，表示事件關(guān)系的一種邏輯門，僅當(dāng)所有輸入與門的所有輸入事件同時

發(fā)生時，門的輸出事件才發(fā)生。

(6)或門，表示事件關(guān)系的一種邏輯門，僅當(dāng)輸入事件中至少有一個發(fā)生時，則

門的輸出事件發(fā)生。

⑺表決門，例如k/m門，表示一種表決的邏輯關(guān)系，僅當(dāng)m個輸入事件中的k

個以上事件發(fā)生時，門的輸出事件才發(fā)生。

(8)禁門，表示在一定條件下才打開的邏輯門，當(dāng)禁門的條件事件存在時，輸入

禁門的事件發(fā)生才會導(dǎo)致輸出事件的發(fā)生。同與門的情形相比，禁門條件事

件不僅可以是故障事件，而且可以是系統(tǒng)的一種狀態(tài)和條件。

(9)異或門，表示僅當(dāng)單個輸入事件發(fā)生時，而其余輸入事件不發(fā)生，異或門的

輸出事件才能發(fā)生，異或門也稱互斥或門。

(10)非門，表示門的輸出事件是輸入事件的對立事件。

(11)優(yōu)先與門，表示與門的輸入事件僅當(dāng)按由左至右的順序依次發(fā)生時，門的輸

出事件發(fā)生。

?轉(zhuǎn)移符號，有轉(zhuǎn)入與轉(zhuǎn)出符號，便于畫樹過程中進行轉(zhuǎn)頁和查找。

衰2.3故障樹所用符號裹

門符號事件符號

序號使用符號名稱輸入輸出關(guān)系名稱意義

上當(dāng)全部雄人發(fā)生有足夠數(shù)據(jù)的基

叫形q

□則輸出發(fā)生本事件

人若形不發(fā)展事件《未

任何一個輸入存

在則輸出發(fā)生探明事件)

―在條件存在時㈱

禁門入產(chǎn)生輸出矩形用門表示的事件

按左至布的次序

笠輸人發(fā)生則發(fā)生

尚解形川F禁門的條件

與門輸出

幡人中的一個發(fā)

開關(guān)事件《發(fā)生

異或門生而另外不發(fā)生則房”或不發(fā)生)

?出發(fā)生

中有m個軸人

三角形轉(zhuǎn)移出去轉(zhuǎn)入

表決門則輸出發(fā)生A

［例2.8］房形事件使用。房形事件又稱開關(guān)事件，它能表示故障樹結(jié)構(gòu)上的變換。

如圖2.8故障樹所示。

當(dāng)房形事件(I)發(fā)生時，則故障樹可變換成圖2.8(a)。

當(dāng)房形事件(D不發(fā)生時，則故障樹變?yōu)閳D2.8(b)的結(jié)構(gòu)。

圖2.8房形事件的表示

圖2.8(a)圖2.8(b)

事件I發(fā)生事件I不發(fā)生

第三章源項分析

教學(xué)要求：

1了解源項分析內(nèi)容和目的；

2了解源項分析程序；

3把握風(fēng)險識別（系統(tǒng)、危險物質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)、工藝過程危險性識別）

4把握事故源項分析方法（事件樹，故障樹，原因-結(jié)果分析）

教學(xué)重點：

風(fēng)險識別和事故源項分析方法

授課方式：

課堂授課

學(xué)時數(shù)：4

3.1概述

3.1.1了解源項分析內(nèi)容和目的

源項分析是環(huán)境風(fēng)險評判的首要任務(wù)和基礎(chǔ)工作，其分析的準確與否直接關(guān)

系到環(huán)境風(fēng)險評判的質(zhì)量。

（內(nèi)容）源項分析是通過將一個工廠或工程項目的大系統(tǒng)分解為若干子系

統(tǒng)，識別其中哪些物質(zhì)、裝置或部件具有潛在的危險來源，判定其危險類型，了

解事故發(fā)生的概率，確定毒物開釋量及其轉(zhuǎn)移途徑等。

（目的）源項分析的目的是通過對評判系統(tǒng)進行危害識別和分析，正確地挑

選出最大可信事故及確定其源項，為其后果估算提供依據(jù)和基礎(chǔ)資料。

源項分析最重要而又最困難的工作是（事故概率的估算）；任何一個工廠，

存在各種潛在事故，而每一個事故又具有諸多的誘發(fā)因素，帶有隨機性。事故概

率的運算目前在可靠性工程研究中已發(fā)展了眾多方法，但（歷史事故的實際調(diào)查）

仍為運算的基礎(chǔ)。

風(fēng)險評判中的源項分析與安全生產(chǎn)和治理中的事故分析和安全評判分析方

法相同，但目的各有側(cè)重。

安全生產(chǎn)中的事故分析是為了找出事故原因，提出預(yù)防事故的計策，從而減

少和防止同類事故的發(fā)生；通過事故分析了解發(fā)生事故的特點和規(guī)律；發(fā)覺新的

危險因素和治理缺陷；從事故中引出新工藝新技術(shù)。

安全治理中的安全評判是通過分析了解系統(tǒng)中薄弱環(huán)節(jié)和潛在危險、發(fā)生事

故的概率和可能產(chǎn)生的后果，從而對系統(tǒng)進行調(diào)整，加強薄弱環(huán)節(jié)，排除潛在危

險，以達到系統(tǒng)的最優(yōu)化和安全。

風(fēng)險評判中的源項分析是通過系統(tǒng)存在的潛在危險識別及其事故概率運算，

挑選出最大可信事故，進而運算事故可能危害，確定本系統(tǒng)的風(fēng)險值，與相關(guān)標

準比較，評判能否達到可接受風(fēng)險水平。

3.1.2了解源項分析程序

源項分析分兩階段，第一是危險識別，其次是風(fēng)險事故源項分析。前一階段

以定性分析為主，后一階段以定量為主。源項分析所包括的范疇和對象是全系統(tǒng),

從物質(zhì)、設(shè)備、裝置、工藝到與其相關(guān)的單元。與之相應(yīng)的要進行物質(zhì)危險性、

工藝過程及其反應(yīng)危險性、設(shè)備裝置危險性、儲運危險性等方面分析與評判。

源項分析主要步驟包括：

①系統(tǒng)、子系統(tǒng)及單元等的劃分；

②危險識別。由物質(zhì)危險性識別，挑選出可能的風(fēng)險評判因子；由工藝過

程危險性識別，挑選出重大危險源。

③對挑選出的重大危險源，依據(jù)其在線量或貯量，以及所涉及的有毒有害

物的毒性，挑選出最終的風(fēng)險評判因子和相應(yīng)的最大可信事故。

④對最大可信事故進行定量分析，確定有關(guān)源項參數(shù)，包括事故概率、毒

物泄漏量及其進入環(huán)境的可能轉(zhuǎn)移途徑和危害類型等。

3.1.3源項分析中的相關(guān)術(shù)語：

危險性：指在各類生產(chǎn)活動中能造成人員傷亡和財物缺失的潛在性原

因，它的發(fā)展會成為實際的危險，即事故。

事件的發(fā)生概率：危險性發(fā)展成為事故的概率。即隨機事件在一定時間

內(nèi)統(tǒng)計取得的發(fā)生次數(shù)稱為頻率，經(jīng)過實踐證明的、穩(wěn)固的頻率值即為事件

的發(fā)生概率。必然發(fā)生的事件概率為1,不可能發(fā)生的事件概率為0,所以

一樣隨機事件的概率介于。與1之間。

危險源：評判系統(tǒng)內(nèi)某一部分或部件，因為各種原因受到損壞或失去控

制導(dǎo)致毒物泄漏或引起火災(zāi)爆炸事故，構(gòu)成危險源。潛在的危險源需要通過

分析評判對象所涉及的有毒有害物質(zhì)的理化特性和毒理特性及其貯量來識

別。

危險類型：危險類型可分為：①人為災(zāi)害，如工廠的火災(zāi)、爆炸、毒物

開釋等；②自然災(zāi)害，如區(qū)域性的地震、海嘯等；③準自然災(zāi)害，由于自然

和人為共同誘發(fā)，如雷擊引起球罐爆炸、污染事故等。

危險程度：綜合考慮危險源導(dǎo)致的事故可能產(chǎn)生的后果及其顯現(xiàn)頻率。

對危險強度進行分類，總體而言可分為三類：①低頻率一一嚴重后果的危險

性；②偶然一一中等后果的危險性；③高頻率一一低危險水平的危險性。與

之相對應(yīng)即為高風(fēng)險、中等風(fēng)險和低風(fēng)險三種水平風(fēng)險源。對項目環(huán)境風(fēng)險

評判而言，高風(fēng)險是重點對象。

最大可信事故：在所有可能發(fā)生的重大事故中，對環(huán)境（或健康）危害

最嚴重的即事故后果最大的事故。在所評判的系統(tǒng)中，如其最大可信事故風(fēng)

險值在同類系統(tǒng)的可接受風(fēng)險值范疇內(nèi)，則認為該系統(tǒng)從風(fēng)險角度來講是可

以接受的。

3.2風(fēng)險識別

3.2.1風(fēng)險識別及其基礎(chǔ)

風(fēng)險識別是風(fēng)險評判的基礎(chǔ)，它是通過定性分析及體會判定，識別評判系統(tǒng)

的危險源或事故源、危險類型和可能的危險程度及確定其主要危險來源。

1系統(tǒng)風(fēng)險識別

系統(tǒng)風(fēng)險識別（可靠性）詳見第二章；系統(tǒng)安全性分析其一是對涉及的物質(zhì)，

如工業(yè)原料等的分析，其二是對系統(tǒng)的可靠性、安全性進行評判。圖3.1是一個

工廠安全評判系統(tǒng)的例子。

圖3.1工廠安全評價系統(tǒng)示意圖

由前面第二章可知，系統(tǒng)可靠性是指系統(tǒng)（設(shè)備）在規(guī)定條件下，在規(guī)定時

間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力；系統(tǒng)安全性指系統(tǒng)的失效和人員失誤的概率及由于失

效可能導(dǎo)致的危害（人員傷亡和財產(chǎn)缺失）。

任何一個系統(tǒng)，其可靠性、安全性與成本、效益之間的關(guān)系是在保證系統(tǒng)的

可靠性指標的前提下，使系統(tǒng)的成本費用最小。圖3.2為可靠性R與成本費用之

間的一樣關(guān)系。系統(tǒng)（設(shè)備）的可靠性提高，會導(dǎo)致生產(chǎn)成本的增加，但安全費

用成本隨著可靠度的增加而降低，A點則為優(yōu)化點。系統(tǒng)安全分析即求取優(yōu)化點

Ao

圖3.2可靠性R與成本費用關(guān)系

由前面第二章可知，系統(tǒng)的可靠度隨時間變化，在穩(wěn)固狀態(tài)下或在確定的周

期內(nèi)，系統(tǒng)的可靠度可用隨機事件的概率來運算，系統(tǒng)穩(wěn)固模型可靠度運算方法

如下：

①串聯(lián)系統(tǒng)：假設(shè)系統(tǒng)S由n個獨立單元Ai,A2,A3,…An組成，當(dāng)其中

有一個失效時，系統(tǒng)就失效，則S為串聯(lián)系統(tǒng)。己知單元缶的可靠度為

Ri(i=l,2,3,…n),則系統(tǒng)S的可靠度Rs為：

RLSKR…R“=f[R,

/=|

由于0<RiWl,因此串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度小于等于其各組成單元的可靠度。

②并聯(lián)系統(tǒng)：當(dāng)系統(tǒng)S中，n個單元都失效后，系統(tǒng)S才失效，則S為并聯(lián)

系統(tǒng),已知單元4的可靠度為R(i=l,2,3,…n),則統(tǒng)的不可靠度FE-Ri。由于

所有的單元都失效后系統(tǒng)S才失效，故系統(tǒng)S的不可靠度F為：

尸=耳鳥鳴…耳=:耳

故系統(tǒng)的可靠度Rs為:

y?v=i-n(i-7?,)

/=l

③串聯(lián)、并聯(lián)復(fù)合系統(tǒng)：當(dāng)系統(tǒng)由串聯(lián)單元、并聯(lián)單元綜合組成時，其可靠

度運算是先將系統(tǒng)分解為若干個子系統(tǒng)，根據(jù)串聯(lián)、并聯(lián)單元分別算出各個子系

統(tǒng)的可靠度，然后復(fù)合運算系統(tǒng)的可靠度：

凡=4?&,,,&.

2事故分析技術(shù)

事故分析是用來防止事故，提高事故防治計策的有效性的方法之一。事故分

析在風(fēng)險評判中則是識別危險因素，了解各種工藝條件下發(fā)生事故的特點和規(guī)

律，是確定源項的重要依據(jù)；在風(fēng)險評判中，對所評判的行業(yè)系統(tǒng)要用大量的事

故統(tǒng)計調(diào)查分析，以提高評判的可靠性和準確度。

(1)事故原點理論事故原點指事故隱患轉(zhuǎn)化為事故的具有初始性突變特點

并與事故發(fā)展過程有直接因果聯(lián)系的點。它是構(gòu)成事故的最初起點，如火災(zāi)事故

的第一起火點，爆炸事故的第一起爆點。事故原點只有一個，它不是事故原因，

亦不是責(zé)任分析，是研究潛在隱患轉(zhuǎn)化為突變的聯(lián)結(jié)點，是事故定性定量分析的

基礎(chǔ)和關(guān)鍵。所以事故原點理論是事故調(diào)查分析工作的基礎(chǔ)。

事故原點的確定有定義法、邏輯推理法和技術(shù)鑒定法。根據(jù)不同的事故選用

不同的方法。

(2)事故分析事故分析具體地講就是對危險因素的性質(zhì)、能量和感度三個

基本要素的分析。從評判的角度對事故分析采用的技術(shù)有：

①事故結(jié)構(gòu)分析：找出事故原點，它存在于事故的發(fā)生、發(fā)展過程中，由此

而建立事故模型圖。

②事故的數(shù)理統(tǒng)計分析：通過對一定時間、空間和系統(tǒng)中發(fā)生的大量的偶然

事故進行數(shù)理統(tǒng)計分析，以找出某些必然性的規(guī)律。

③事故過程分析：對同類事故，從發(fā)生發(fā)展過程找出與事故的有關(guān)因素，進

行定性定量分析。常用的方法有因果分析圖、事故樹分析圖、事件樹分析和邏輯

分析圖。

④事故的綜合分析:在一定的時間空間內(nèi)，對某種或多種事故進行綜合分析,

以確定評判的重點。例如日本和我國一段時間事故分析如下圖所示:

3.2.2物質(zhì)危險性識別

在工業(yè)生產(chǎn)過程中，要使用不同材料制成的設(shè)備、裝置；處理處置、使用、

貯存和運輸各種不同原料、中間產(chǎn)品、副產(chǎn)品、產(chǎn)品和廢棄物。這些物質(zhì)具有不

同的物理和化學(xué)性質(zhì)及毒理特性，其中不少物質(zhì)屬于易燃、易爆和有毒物質(zhì)，因

此，具有潛在的危險性，為了評判某一生產(chǎn)系統(tǒng)的風(fēng)險性，有別要對這些危險物

質(zhì)進行識別。

1.易燃易爆物質(zhì)

具有火災(zāi)爆炸危險性物質(zhì)可分為爆炸性物質(zhì)、氧化劑、可燃性氣體、自燃性

物質(zhì)、遇水燃燒物質(zhì)、易燃與可燃液體、易燃與可燃固體等。

（1）爆炸性物質(zhì)爆炸性物質(zhì)是指凡受到高熱、摩擦、撞擊或受到一定物質(zhì)

激發(fā)能瞬時發(fā)生急劇的物理、化學(xué)變化，且伴有能量快速開釋、急劇轉(zhuǎn)化為強壓

縮能，強壓縮能急劇絕熱膨脹對外做功，引起被作用介質(zhì)的變形、移動和破壞的

物質(zhì)。

爆炸性物質(zhì)的爆炸具有三個顯著特點：①變化速度非?？?。爆炸反應(yīng)一樣在

10-5?10%間完成，爆炸傳播速度一樣在2000?9000m/s之間；②反應(yīng)中開釋出

大量的熱或快速吸取熱量，反應(yīng)熱一樣在3000?6300J/kg之間；③生成大量的

氣體產(chǎn)物，IKg炸藥爆炸時能產(chǎn)生700?1000L氣體，壓力達數(shù)萬兆帕，使周圍

介質(zhì)受到壓縮或破壞。

爆炸性物質(zhì)按組分分為爆炸化合物和爆炸混合物兩大類。前者具有一定的化

學(xué)組成，其分子中含有不穩(wěn)固的爆炸基團，這中基團容易被活化，在外界能量作

用下其化學(xué)鍵易破裂，引起爆炸反應(yīng)。這類化合物包括硝基化合物、硝基酯、硝

胺、疊氮化合物、重氮化合物、雷酸鹽、乙怏化合物、過氧化物和氮氧化物、氮

的鹵化物、氯酸鹽和高氯酸鹽等。后者通常由兩種或兩種以上的爆炸組分和非爆

炸組分經(jīng)機械混合而成；這類混合物如硝胺炸藥等。

（2）氧化劑氧化劑具有較強的氧化性能，能發(fā)生分解反應(yīng)并引起燃燒或爆

炸。其分解溫度均在500℃以下。氧化劑分為無機氧化劑和有機氧化劑，其分類

如下表3.1。氧化劑的危險性在于其遇酸堿、潮濕、強熱、摩擦、撞擊、或與易

燃物、還原劑等接觸時，發(fā)生分解反應(yīng)，放出氧，有些反應(yīng)急劇，引起燃燒和爆

炸。

類別級別舉例危險性

無機一級，能引堿金屬過氧化物類；含本身不燃不爆（大多數(shù)）；受

氧化起燃燒和爆或堿土氯酸及其鹽類；熱、受撞擊、摩擦易分解出

劑如金屬的硝酸鹽類；高錦氧；接觸易燃物、有機物引

過氧化酸鹽類等。起燃燒爆炸；有些氧化劑在

物和鹽遇酸、遇水等引起劇烈反應(yīng)，

類引起燃燒或爆炸。

二級，能引除一級以外的無機氧化劑。

起燃燒。

有機一級，能引有機過氧化物，如過氧化苯本身是氧化劑，同時具有燃

氧化起燃燒和爆甲酰、過氧化二叔丁醇等；燒和爆炸性；為過氧化物，

劑炸有機硝酸鹽等，如硝酸胭、能進行自身氧化-還原反應(yīng)，

硝酸胭等。反應(yīng)生成氣體，反應(yīng)迅速時

引起燃燒、爆炸。

二級能引起除一級以外的有機氧化劑。

燃燒

（3）可燃氣體可燃氣體指遇火、受熱或與氧化劑接觸能引起燃燒或爆炸的氣

體?？煞譃橐患壓投壙扇細怏w；凡著火（爆炸）濃度下限W10%為一級可燃氣

體，下限＞10%的為二級可燃氣體。

可燃氣體的危險性主要為其燃燒性、爆炸性和自燃性，同時由于其具有高度

的化學(xué)活潑性，易于氧化劑等物質(zhì)起反應(yīng)，引起火災(zāi)爆炸。當(dāng)其比空氣輕時，可

逸散在空氣中無限制擴散，易與空氣形成爆炸性化合物；當(dāng)其比空氣重時，集合

于地表和管溝不散,遇火源時燃燒或爆炸。有些可燃氣體同時具有腐蝕性或毒性、

帶電性。

可燃氣體的燃燒爆炸性以其燃燒（爆炸）極限表征。在一定的溫度和壓力下,

可燃氣體與空氣混合，形成混合氣體，當(dāng)其中可燃氣體濃度達到一定范疇才能在

遇火源時發(fā)生燃燒或爆炸。這個可燃氣體濃度范疇即是該氣體燃燒（爆炸）極限。

通常以可燃氣體在空氣中的體積百分比表示。燃燒極限的下限即著火下限，燃燒

極限的上限即著火上限。

可燃氣體的燃燒爆炸危險度H運算為：

H=-----

L

式中R——燃燒（爆炸）上限；

L一一燃燒（爆炸）下限；

H------危險度。

可燃氣體的危險度H值越大，表示其危險性越大，表3.2列出部分可燃氣體

的危險度。

可燃氣體受熱到一定溫度，可發(fā)生自燃，能發(fā)生自燃的最低溫度即為該氣體

的自燃點。通常以反映當(dāng)量深度時的自燃點作為標準自燃點。自燃點越低，自燃

的危險性越大。自燃點與壓力、密度、容器直徑、濃度等因素有關(guān)。

運算可燃氣體的危險度？

（4）自燃性物質(zhì)自燃性物質(zhì)即不需要明火作用，由于本身受空氣氧化或

外界溫度、濕度影響發(fā)熱達到自燃點而發(fā)生自行燃燒的物質(zhì)。

根據(jù)自燃點的高低，自燃性物質(zhì)分為一、二兩級；一級物質(zhì)其在空氣中能發(fā)

生劇烈氧化，自燃點低，易于自燃，而且燃燒猛烈、危險性大；如黃磷、三乙基

鋁、硝化棉、鋁鐵熔劑等；二級物質(zhì)在空氣中氧化比較緩慢，自燃點較低，在積

熱不散的條件下能夠自燃，如油脂等物質(zhì)。

影響自燃性物質(zhì)自燃的因素包括：①熱量的積存，如導(dǎo)熱率、堆積狀態(tài)、空

氣的流通性等；②熱量發(fā)生率，如溫度、發(fā)熱量、濕度、表面積、催化劑等；③

壓力，壓力越高，自燃點越低；④分子結(jié)構(gòu)；⑤粒度，粒徑越細，自燃點越低。

（5）遇水燃燒物質(zhì)遇水燃燒物質(zhì)指凡遇水或潮濕空氣能分解產(chǎn)生可燃氣

體，并放出熱量而引起燃燒或爆炸的物質(zhì)。通常分為一、二級。一級物質(zhì)遇水后

發(fā)生劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生易燃氣體，放出大量熱，容易引起自燃或爆炸。這類物質(zhì)主

要為鋰、鉀等金屬及其氫化物和硼烷等。

遇水燃燒物質(zhì)在遇酸或氧化劑情形下亦發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)劇烈。

請指出上述五類物質(zhì)分為一二級的分