（环境工程专业论文）黄金采矿选矿工程的环境风险研究.pdf

冲毁工业设施、玲珑河支流受到污染。下泄流砂在下游区域呈扇形分布，同时受 地形约束而沿沟槽、低洼、河道推进，覆盖区域随时间逐步扩大，流砂最终覆盖 坝下游耕地、河滩等面积约9 0 1 2hm 2 ，到达坝下游约1 5 k m 处。影响范围以溃 坝口下游l k m 的范围较为严重，影响到中矿金业生产区( 距尾矿库约3 0 0 m ) ， 影响人口4 0 0 人。 ( 4 ) 研究表明，山东黄金集团有限公司东风矿区采选工程现状评估地质灾 害危险性为小。预测评估工程建设可能引发和加剧的地质灾害为危险性中等；预 测工程建设本身可能遭受地质灾害危害的可能性小；地质灾害危险性综合评估为 危险性中等。 关键词：采选矿工程：尾矿库；环境风险评价；风险管理 s t u d yo fe n v i r o n m e n t a lr i s k sf o rp r o j e c to fg o l dm i n i n g b e n e l f i c i a t i o n a b s t r a c t a tp r e s e n t ，c h i n a sg o l di n d u s t r yh a sf o r m e dac o m p l e t eg o l di n d u s t r yf r o mg e o l o g i c a l e x p l o r a t i o n ，m i n i n g ，s m e l t i n g ，a n dp r o c e s s i n gs y s t e m t h eg o l di n d u s t r yi nt h ep r o t e c t i o no f n a t i o n a ie c o n o m i ca n ds o c i a l d e v e l o p m e n t ，a tt h es a m et i m e ，i ta l s ob r i n g s as e r i e so f e n v i r o n m e n t a lp r o b l e m s t h eg r o w i n gc o n c e r no v e rt h ep r o b l e m so fw a t e rr e s o u r c e s ，g e o l o g i c a l e n v i r o n m e n ta n ds o i le n v i r o n m e n tp o l l u t i o nc a u s e db ym i n i n gb e n e f i c i a t i o n i np a r t i c u l a r , t h er i s k o ft h et a i l i n g sr e s e r v o i r ：t h et a i l i n g sl e a k ，t h et a i l i n g sd a mf a i l u r e ，t a i l i n g st r a n s m i s s i o np i p e l i n e d r i p t h e r e f o r e ，w es h a l lc a r r yo u tar i s ka s s e s s m e n to fm i n i n gb e n e f i c i a t i o ne n g i n e e r i n g ， e s t a b l i s h e do far i s km a n a g e m e n ts y s t e m t h r o u g he n h a n c e de n v i r o n m e n t a lr i s km a n a g e m e n t ， r e d u c et h er i s ko fe n v i r o n m e n t a la c c i d e n t s ，r e d u c et h el o s s t h ef o c u so ft h ee n v i r o n m e n t a lr i s ka s s e s s m e n ti nt h em i n i n gb e n e f i c i a t i o np r o j e c ti st h e t a i l i n g s t h i sa r t i c l ep r o v i d e das u m m a r yo ft h ec h a r a c t e r i s t i c so ft a i l i n gp o n dr e l a t e da c c i d e n t s b o t hi nc h i n aa n da b r o a d ，i n v e s t i g a t et h em e t h o do fe n v i r o n m e n t a lr i s ka s s e s s m e n to ft h e t a i l i n g s e s t a b l i s h e de n v i r o n m e n t a lr i s ka s s e s s m e n tb a s e do nt h et a i l i n gp o n dr i s km a n a g e m e n t s y s t e m a st h ec a s es h a n d o n gg o l dg r o u pc o ，l t d d o n g f e n gm i n em i n i n gp r o j e c t ，t h e c o m p a n i e sr e c o g n i z et h a tt h ee n v i r o n m e n t a lr i s k so ft h eo p e r a t i n gu n i t ，t h ep r o d u c t i o np r o c e s s ， s t o r a g es i t e sa n do t h e rf a c i l i t i e st h r o u g ht h ei d e n t i f yo fr i s k ，r i s ka n a l y s i sa n dc o n s e q u e n c e c a l c u l a t i o n a l l o we n t e r p r i s e st ou n d e r s t a n dt h a tt h eb i g g e s ts o u r c eo fr i s k ，a n d p r o p o s e d e m e r g e n c ym e a s u r e sa n ds o c i a lc o n t i n g e n c yp l a n st or e d u c ea c c i d e n tp r o b a b i l i t y , w h i c hg u i d e e n t e r p r i s e st os t r er i g t h e nt h em a n a g e m e n to fr i s ks o u r c e s ，r e d u c i n gt h ep r o b a b i l i t yo ft h e a c c i d e n t ，s l o wd o w na n de l i m i n a t et h er i s ko fa c c i d e n t s ，p r o p e r t ya n dt h ea d v e r s ee f f e c t so ft h e e c o l o g i c a le n v i r o n m e n t t h es t u d ym a d et h ef o l l o w i n gc o n c l u s i o n s ： ( 1 ) b a s e do nr e s e a r c hs t a t u sa n ds t a t i s t i c so ft h ea c c i d e n to ft h et a i l i n gp o n di nh i s t o r y , t h em a i nc a u s e so ft h et a i l i n g sd a mi n c l u d e | a c t i v i t i e se a r t h q u a k e f l o o do v e r t o p p i n g s l o p e i n s t a b i l i t y , s e e p a g ed a m a g e ，s t r u c t u r a ld a m a g e ，a n dh u m a nm a n a g e m e n t a c c o r d i n gt ot h ec a u s e o ft h ea c c i d e n t ，w ee s t a b l i s h e dr i s ka s s e s s m e n to fm i n i n gb e n e f i c i a t i o nt a i l i n g sl i b r a r ys t a n d a r d s a n dm e t h o d s b a s e do ne n v i r o n m e n t a ir i s ka s s e s s m e n tc o n c l u s i o n s ，w ep r o p o s e dr i s kp r e v e n t i o n m e a s u r e s ( 2 ) i nt h ec o n s t r u c t i o na n do p e r a t i o nt h e r ei sr i s ko fa c c i d e n t si nt h et a i l i n g so ft h em i n i n g i n d u s t r y , m i n i n ga n de n g i n e e r i n g e n v i r o n m e n ta n dp e o p l e sl i v e sw o u l db ef a c e dw i t ht h ed e a d l y r i s k sb yt h ea c c i d e n to ft a i l i n gp o n d 。a f t e rt h ea c c i d e n t ，t h ei m p a c td e p e n d so nt h es u r r o u n d i n g e n v i r o n m e n t a lc o n d i t i o n so ft h et a i l i n g s t h e r e f o r e ，i nt h ep r o c e s so fu r b a np l a n n i n ga n dt h e l o c a t i o no ft h em i n et a i l i n gp o n d ，y o um u s tt a k ef u l la c c o u n to ft h ef a c t o r so ft h er a i l i n g si m p a c t o ft h ea c c i d e n t a c c o r d i n gt ot h ei m p a c to ft h et a i l i n g sd a mf a i l u r e ，l a y o u to fm i n i n ga r e a ， d e t e r m i n et h el o c a t i o no ft h et a i l i n gp o n d ( 3 ) t h r o u g hc a l c u l a t e dt h ep r o b a b i l i t yo ft h et a i l i n g sd a mb r e a kw i t hn u m e r i c a ls i m u l a t i o n i ft h et h es h a n n a nt a i l i n g sd a mb r e a k ，m a yc a u s et h e a r a b l el a n di sd a m a g e do rd e s t r o y e d i n d u s t r i a lf a c i l i t i e s ，e x q u i s i t er i v e rt r i b u t a r i e sc o n t a m i n a t e du n d e rt h ed i s c h a r g es a n dw a s f a n s h a p e dd i s t r i b u t i o n ，w h i l ec o n s t r a i n e db yt o p o g r a p h ya l o n gt h et r e n c h ，t h el o w - l y i n gr i v e r f o r w a r d ，a n dg r a d u a l l ye x p a n dt h ec o v e r a g ea r e ao v e rt i m e ，t h eq u i c k s a n du l t i m a t e l yc o v e r d o w n s t r e a mo ft h ed a mf a r m l a n d ，f l o o da na r e ao fa b o u t9 0 1 2h m 2i nr e a c hd o w n s t r e a mo ft h e d a mi nt h ed o w n s t r e a ma r e ao fa b o u t1 s k m a t s p h e r eo fi n f l u e n c et ot h em o r es e r i o u sr a n g eo f l k mo ft h ed a mb r e a k sd o w n s t r e a mo ft h ei m p a c tt om i n eg o l dp r o d u c t i o na r e a ( a p p r o x i m a t e l y 3 0 0 m ) f r o mt h et a i l i n g sr e p o s i t o r y , a f f e c t i n g4 0 0o ft h ep o p u l a t i o n ( 4 ) t h a t ，g e o l o g i c a lh a z a r dr a r e l yh a p p e ni ns h a n d o n gg o l dg r o u pc o ，l t d d o n g f e n g m i n i n gp r o j e c t t h r o u g hw ef o r e c a s t ，g e o l o g i c a ld i s a s t e r sl e v e lw a sm e d i u mc a u s e db y e n g i n e e r i n gc o n s t r u c t i o n f o r e c a s tc o n s t r u c t i o np r o j e c t sm a yb es u b j e c tt og e o l o g i c a ld i s a s t e r s ， t h ep o t e n t i a lf o rh a r mi s s m a l l ；g e o l o g i c a lh a z a r dc o m p r e h e n s i v ea s s e s s m e n to ft h er i s ko f m e d i u m k e yw o r d s ：m i n i n gb e n e f i c i a t i o np r o j e c t ；t h et a i l i n g s ；e n v i r o n m e n t a lr i s ka s s e s s m e n t ；r i s k m a n a g e m e n t 黄金采矿选矿丁程的环境风险研究 1 引言 1 1 研究背景 黄金是关系国民经济命脉的重要基础产业，近3 0 多年以来，我国的黄金工 业发展速度惊人，年均递增率在1 0 左右，这在世界上是绝无仅有的增长速度。 1 9 7 8 年我国黄金产量仅为1 9 6 7 吨；1 9 9 5 年首次突破1 0 0 吨大关；2 0 0 3 年达到 2 0 0 吨；2 0 0 7 年则达到2 7 0 5 吨，首次超过南非，成为全球第一产金大国；2 0 0 9 年起又冲上3 0 0 吨大关。 目前，我国黄金工业已经形成了从地质勘查、矿山开采、产品冶炼、产品加 工等完整的黄金工业体系，黄金工业在保障国民经济和社会发展需要的同时，也 带来一系列环境问题。人们越来越关注采矿选矿中造成的水资源环境、地表环境 和土壤环境污染问题。尤其是尾矿库堆存场发生的危险性事故：尾矿库泄露、尾 矿库溃坝、尾矿传输管线滴漏等。我国尾矿库历史上发生过多起重特大事故，如 云锡公司火古都尾矿库溃坝、湖北大冶有色金属公司龙角山尾矿库溃坝、山西襄 汾尾矿库溃坝等，给当地的生态环境和生存环境带来严重的威胁。因此，黄金采 选矿工程带来的各种环境问题已经严重的制约了黄金行业的可持续发展。 为了遏制我国矿山重大危险事故频发造成的矿山生态环境恶化的趋势，国家 为此出台了矿山采矿生态保护与恢复标准、关于丌展重大危险源监督工作的 指导意见( 安检管协调字 2 0 0 4 1 5 6 号) 等标准和政策。 1 2 研究目的与意义 1 2 1 研究目的 随着我国工业的发展，工矿企业多次发生安全环境污染事故，给企业和当地 群众带来了经济损失和生命威胁。因此，目前国家已经按照工业分类划定了多种 重大危险源，对重大危险源进行重点防护。对重大危险源进行环境风险评防止重 大环境污染事件对人民群众生命财产安全造成危害和损失，这已经我国从源头防 范环境风险的主要途径。我们从大量环境风险事故发生的案例取得了相关风险防 范的经验，重大安全环境污染事故的发生，往往是由于风险管理不到位而引起； 事故后果的增大，是由于事前规划不够详细和事后应急措施不及时引起。因此， 黄金采矿选矿工程的环境风险研究 应加强对危险源的环境风险分析与评价，通过对危险源的环境风险评价和风险事 故产生原因、事故影响的研究结果，指导项目在规划、设计、施工、管理和应急 等项目的实施过程中，建立一系列的环境风险管理手段进行预防和减缓。 本文拟通过对山东黄金集团有限公司东风矿区采选工程进行环境风险评价 研究，通过采用风险物质( 工程) 识别、风险分析和对事故影响后果计算的过程， 使企业认识到操作单元、生产过程、储存场所等设施存在的最大风险源，及其他 们可能环境风险和影响后果，并提出减少风险事故的应急措施及社会应急预案， 从而指引企业加强风险源的管理，减少事故发生概率，减缓和消除风险事故所带 来的生命、财产和生态环境的不利影响。 目前，国内环境风险评价还处于起步阶段，对金矿采选工程的环境风险研究 的也比较少。因此，对金矿采选、冶炼过程的环境风险进行评价，提出相应风险 管理措施，降低采选矿中重大危险事故发生的概率，减轻黄金采选矿工程对水资 源、土壤、地质环境和生态环境影响，对黄金采选矿工程的可持续发展很有必要。 1 2 2 研究意义 通过国内外重大危险源的风险评价和风险管理实例调查分析，在对采矿行业 全面详细的危险源和污染源分析的基础上，研究黄金采选矿行业工程中存在的重 大危险源，并对重大危险源进行风险评价，提出项目实施过程中防范环境风险的 措施，为其他相关采选矿工程的环境风险评价和防范风险提供借鉴，为拟建的采 矿项目风险管理提供指导，为政府部门在采选矿项目审批、风险防范措施和生态 修复决策提供参考。具体表现在： ( 1 ) 提高采矿风险管理水平 通过本文对山东黄金集团有限公司东风矿区采矿工程风险评价研究，查找黄 金采选矿工程存在的重大危险源，并进行环境风险评价，提出环境风险防范措施 建立采选矿工程的风险管理体系，为其他采选矿进行风险管理提供经验，从而提 高采矿行业的风险管理水平。 ( 2 ) 提高企业的风险防范意识 使黄金集团认识黄金采选矿工程存在一定的安全环境事故风险，让企业了解 到项目建设过程中存在的重大风险源，从而指导企业提高对重大风险源的重视程 塑全燮笙三堡塑堑鐾垦堕竺壅 度，减少安全环境事故发生概率，减缓和消除风险事故所带来的生命、财产和环 境影响。 黄金采矿选矿工程的环境风险研究 2 国内外环境风险评价研究现状及进展 2 1 风险与环境风险 一切的事件和生产过程都存在一定的风险，1 9 0 1 年美国a m 威利特所著的 风险与保险的经济理论中最早定义了风险的概念：风险是不愿意发生的事情 发生的不确定性的客观概率的体现。这是最早的关于风险普遍的认知，强调的 是不愿意发生的事情存在一定概率发生的客观性。法国学者来曼对风险的定义 是，风险就是“损害发生的存在的概率及可能性”。指出了事故所带来的是损害 和事件的发生机率是风险的两个重要的组成。还有一些学者认为风险是一定条件 下，在一段时间内，事件实际结果偏移预期结果的程度【2 】。这个风险的定义揭示 了事件实际结果与未来预期的关系。目前国际上定义的风险通常采用风险值来衡 量，风险值的定义为“在一定时期产生有害事件的概率与有害事件后果的乘积 【3 】，这一定义揭露了风险事件的实质是有害事件发生的概率及影响，并用事件 发生的概率和产生的影响表示事件影响大小，这一定义被广大的企业和风险评价 和管理者广泛接受。 由自然原因或人类活动引起，通过地表水、大气、地下水和生物等环境物质 传播的，对人民生活及生态环境产生破坏、损害乃至毁灭性作用等不幸事件发生 的概率及其后果称为环境风险【4 】。在于人类的各种活动中存在很多的环境风险， 其性质和表现方式复杂多样，从不同角度可作不同分类。如：按风险源分类，可 以分为化学风险、物理风险以及自然灾害引发的风险；按承受风险的对象分类， 可以分为人群风险、设施风险和生态风险：按风险源的危害大小可分为重大危险 源和一般危险源【5 | 。 2 1 1 环境风险评价 随着人类进入工业化社会和人类对自然环境的认知的提高，发现了一些对人 类生存和生态环境产生重大威胁的事故，这就迫切的要求对事故进行调查分析， 从而出现了环境风险评价，这也是也是环境科学发展的必然结果，是人类对环境 认知的提高，确立了末端治理到污染预防与全过程管理的转变的结果【7 1 。环境风 险评价是利用现有获得的知识和资料，依赖有关基础学科( 如环境毒理学、生态 4 黄金采矿选矿工程的环境风险研究 毒理学、环境化学、生态学等) 的最新研究成果，借助数学方法和计算机工具来 认识和鉴别环境风险的危险类别、出现条件、对人和周围环境产生的危害、后果 及程度，并计算危害出现的可能性的过程【6 1 。 环境风险评价有广义和狭义之分，广义上的环境风险评价是指人类的各种社 会经济活动所引发的危害( 包括自然灾害) ，对人体健康、社会经济、生态系统 等所造成的可能损失进行评估，并据此进行管理和决策的过程，它涉及环境影响 评价、风险( 安全) 评价、人群健康( 卫生) 评价和生态风险评价四个评价体系。 狭义上，环境风险评价专指事故环境风险评价，既对涉及到事故风险的项目，如 有毒有害、易燃易爆物化学品生产与存储设施、能源工业、运输体系中运输化学 品和原料，分析其可能产生的潜在风险。 上世纪8 0 年代以来，环境风险评价逐渐发展成熟，而与之同样成立的新学 科安全评价、生态风险评价和环境影响评价也逐渐发展成熟，作为环境科学同时 发展的几个学科，它们之间均有一定的相同点，同样各自也存在不同的特点。风 险评价与安全评价相比，其更重要的在于事故发生后对周边环境造成的影响；风 险评价与生态风险评价相比，其更注重于事故发生短期影响的衡量；风险评价与 环境影响评价相比，其注重的是突发性和不确定性事故发生后的环境影响。同样 安全评价中的相关定量方法、生态风险评价中的毒物剂量一反应和环境影响评价 中的污染物扩散模型均是它们和风险评价的相似点。 国外环境风险评价自8 0 年代发展以来，经历了人类健康风险评价到生态风 险评价的过度，目前国外对人类健康风险评价到生态风险评价均有成熟研究。而 我国工业企业发展落后和环境科学研究发展的不足，导致目前我国的环境风险评 价研究还停留在事故性灾害评价水平上。 2 1 2 事故风险评价方法 我国的环境风险评价处在起步阶段，现在事故风险研究的主要内容为各种不 同类型的风险源的风险评价。国内研究者探索采用不同风险评价方法对危险源进 行风险评价。r = p x c 风险定级评价法是目前被大多数研究者接受，而且应用最 多的风险评价方法之一。 r = p x c 定级法中r 表示风险，尸表示风险因素发生的概率，c 表示风险因 黄金采矿选矿工程的环境风险研究 素发生时可能产生的后果。该定级法综合考虑了风险事件发生概率和风险影响后 果的一种方法。p x c 不是数学算数里面表示的简单的乘法，表示的是风险事件 发生概率和事故发生后影响的级别的组合。它包括两方面的含义：一是确定事故 概率；二是事故发生后产生影响的程度。事故概率确定以及事故发生后影响状态 是r = p c 风险定级评价法对风险事件描述的关键8 1 。 ( 1 ) 事故概率确定 在对全世界和国内相似危险源历史上发生的事故资料统计上，通过事故树法 分析计算该类型危险源的事故概率，该方法在国际上研究已经比较成熟度。2 0 世纪以来，国内安全环境学者开始采用事件树法和事故树分析法确定不同重大事 故危险源发生的概率，取得了一定的成果。 事件树法 从事故发生的原因开始，导致风险事故发生的每一个事件都按成功和失败两 种状态分析。一般要首先分析导致事故发生的各种因素，然后按照各种因素的发 展顺序，用树枝代表各种因素的发展过程并最终导致事故发生的分析法就是事故 树分析法【9 1 。一个简单的事件树计算风险事故概率过程见图2 1 。国内有学者采 用事故树法研究各行重大危险源的事故发生概率。贾超等对高坝风险评价中，对 高坝溃坝发生概率采用了事件树法进行计算，结果显示，由自然洪水和水库等水 利设施事故引起的溃坝事故发生概率为1 2 2 x 1 0 ，由地震作用引起的溃坝发生 概率为2 8 0 1 0 5 【10 1 。 ( i s s ：) ij s ：f 2 ) i i f i $ 2 ) ( i f ：f 2 ) 图2 - 1 事件树法确定概率图 6 黄金采矿选矿工程的环境风险研究 事故树分析法 事故树分析法( a c c i d e n tt r e ea n a l y s i s ，简称a t a ) 起源于故障树分析法 ( f a u l tt r e ea n a l y s i s ，简称f t a ) ，是从分析特定事故或故障( 顶上事件) 开始， 层层分析其发生原因，直到找出事故的基本原因( 底事件) 为止。这些底事件又 称为基本事件，它们的数据已知或者已经有统计或实验的结果。要求在过去事故 实例、有关事故统计基础上，尽量广泛地调查所能预想到的事故，即包括已发生 的事故和可能发生的事故。运用事故树分析，首先要确定导致事故产生的特定故 障或事故，也就是确定事故树的顶上事件；然后分析导致特定故障和事故发生的 所有原因事件，并采用事故树绘图法绘制事故树图；最终根据所调查的情况和资 料，确定所有原因事件的发生概率，并标在事故树上。根据这些基本数据，求出 顶上事件( 事故) 发生概率，进行事故树定量分析j 。事故树法计算事件发生的概 率g 可描述为： 式中：兀为数学运算符号，求概率和；l i 为数学运算符号，求概率积； q j 为基本原因事件概率，可由基本事件失效概率数据库中获取。 王辉、陈广平采用事故树的具体分析方法，对排土场泥石流事故体系进行分 析，得到了事故发生底事件和顶事件概率的发生曲线图，提出要降低顶事件的发 生概率，就应该采取措施降低底事件的发生概率1 2 】。国荣等对煤气化炉的系统 失常状态概率研究中，采用事故树法进行了计算，得出其发生概率为1 7 6 1 7 x 1 0 。 【1 3 】 o 事故树法和事件树分析法需要大量的关于事故的统计资料，最终的事故概率 计算结果接近于“客观概率”。但是由于统计或其他原因，研究者获得信息不够 多往往最终的概率计算与实事不一致。项目或工程正在进行中，需要对危险源做 出判断，必须对事故发生的可能性做出估计。因此，有学者采用不同的方法对事 故风险概率进行估算。许开立，陈宝智等在对易燃易爆的重大危险源进行事故概 率的研究中，运用马尔克夫过程法对事故概率进行了计算【1 4 】；王飞，王华东在 对环境风险事故概率方法的探讨中提出采用模糊数学法，由行业专家对事故发生 7 g 兀吲。u = g 黄金采矿选矿工程的环境风险研究 的概率做出主观估计，以确定其概率【1 5 】。马尔克夫过程法可用于预测系统事故 不同情况下的概率；而模糊数学法可解决因统计资料缺失而造成事故树无法计算 概率的缺陷。 ( 2 ) 事故后果计算 事故发生后影响的描述涉及到对有毒有害物质的泄漏量及物质扩散范围，及 危险物质人类生存环境或生态环境影响的研究。首先要确定事故发生后有毒有害 物质的泄漏量，即事故的源强；其次确定不同的污染物浓度对周边环境影响的程 度。 毒物事故源强 在对事故发生后，有毒有害物质的泄漏量研究上，学者通过数学模型等方式 推算了不同的事故状态下，液体、气体和其他的污染物的泄漏量。潘旭海等在对 液体事故泄漏量的研究中，以质量守恒定律为基础，联合液池蔓延模型和液体池 蒸发模型，推导建立了动态液池蒸发过程的模型，使液体的事故泄漏量有了计算 根据【16 1 。 对于连续泄漏： y ( f ) = 上v c ( t ) c t t m ( t ) p l v a 对于瞬时泄漏： m ) ：z o 一型一圪 p | 式中：v c ( t ) 是液体连续泄漏速率，m 3 s ；p l 是泄漏液体密度，k g m 3 ；v o 是泄漏液体体积，m 3 ；v a 是地面吸收的液体体积，m 3 ，一般为0 ；m ( t ) 是到 t 时刻为止液池蒸发掉的总质量，k g 。 连续泄漏和瞬时泄漏按下式判断： x 2 5 泄漏为连续泄漏： x 0 6 泄漏为瞬时泄漏。 式中：v 为环境风速，m s ；t o 为泄漏持续时间，s ；x 为预测点距泄漏源的 黄金采矿选矿工程的环境风险研究 距离，m 。 有毒有害物质扩散 有爆炸、火灾和泄漏等事故风险的都设置消防事故池，可以防止其进入水体 对水生生态环境。有毒有害物质在大气中的扩散影响因素多，而且扩散范围大， 速度快，因此成为目前研究的热点。影响大气污染物扩散的气象因子主要有动力 因子( 风速、风向) ，热力因子( 太阳辐射量、大气层结稳定度、气温的垂直分 布) ，大气中的水分( 湿度、云、雨、雪、雾等) 天气形势以及混合层高度等。 其中，风速对污染物的扩散起主要作用，风速越大，污染物的稀释越快；静风或 小风时，污染物堆积不易扩削18 1 。因此，在风险评价中，通常计算在最不利的 气象条件下，即小风、静风事故条件。 高斯烟团模式、分段烟羽模式和重气体扩散模式是目前计算有毒有害气体在 大气中的扩散常用的模式。高斯烟团模型及高斯烟羽模型适用于轻气体或与空气 密度相差不多的气体的扩散；重气体模型适用于密度远大于空气的气体f 19 1 。 a 高斯扩散模型衍生公式 有众多学者对高斯扩散模型衍生公式对蒸气云扩散模型进行了研究，石剑荣 等提出采用高斯公式可以直接求取瞬时蒸气云中心点最大浓度及危害半径 2 0 2 1 ： c ( x y , z , m ) = 丽2 q 磊唧愕y 2 可y 2 可( z - h ) 2 嘶) 参数意义同高斯公式，污染物最大浓度时问t 通过下式计算： 1 2 d p 。 丁- - 1 ( j - f - 万) 3 c 1 2 b ( c o o - c o ) e x p ( 1 + q 2 p ) - i 最大危害半径r m 由下式计算： 式中：t 为最大危害区出现的时刻或最危险时刻( 对非源处而言) ，此时危害 影响空间范围最大；h 为源高，对于地面危险源的跑、冒、滴、漏等无组织排放， 9 黄金采矿选矿工程的环境风险研究 可令h = 0 ；b 为相对于时间的综合衰减系数，若事故经历时间较短，气体性质较 为稳定，则b ：0 。o - 尺为水平扩散参数，仃r 2 a t p ；a 、b 和p ，q 分别为大气扩散 参数的系数和指数，是稳定度的函数。 b 重气体扩散模型 在现有重气扩散模型的基础上，蒋军成、潘旭海等建立了一种新型的重气泄 漏扩散过程的模型大气层流及湍流重气扩散模型，该模型以箱模型为基础， 结合虚点源模型，能描述重气泄漏扩散的整个过程【2 2 1 。该模型认为，云团内部 污染物的浓度可以用下式表示： c = c b e 一= j 2 r r c 式中：c 。2 c o v o v ，r 。由r 2 = r c 2 + f ，2 万) 2 只c 仃，+ 2 仃；采用牛顿迭代法 求解。模型同三维有限元模型相比，具有形式简单、原始输入数据少、运算速度 重气云团与非重气云团的判别按下式进行： 学伽萨g 警 式中：v o 为瞬时泄漏形成的云团的初始体积，m 3 ；v 为环境风速，m s ；p d 位气云初始密度，k g m 3 ；p 口为环境空气密度，k g m 3 。如果上式成立，则表明云 团为非重气云团；否则，为重气云团。 目前不断有研究者提出新的事故风险评价思路和方法，并应用到了不同事故 风险研究中。在对城市输水工程的风险评价中，钟登华采用了a h p 法，对城市 输水工程的风险因素进行了排序，结果表明施工风险和塌方风险是输水工程的主 要风险因素，地质勘查和施工方案论证是最优的预防事故风险措施【2 3 】；在对管 道风险的评价中，周剑峰等采用灰色关联度法对肯特管道风险评价法进行修正， 使肯特风险评价法更加准确2 4 】；对水环境中的风险研究中，何理等采用模糊数 学法对水环境中可能的风险进行了排序口5 l ；在机械系统运行风险研究中，李正 1 0 黄金采矿选矿工程的环境风险研究 平等采用灰色关联度法对机械系统动态风险进行评价，提出降低机械系统风险的 方法【2 6 】。 2 2 国外研究现状及进展 上世纪3 0 年代，美国开始报道职业暴露的流行病学资料和动物实验的剂量 一反应关系【2 7 】。到上世纪7 0 年代，核电站系统首先开始进行环境风险评价，这 也是环境风险评价的起源，之后美国等发达国家开始在各行业开展了环境风险评 价的研究。2 0 世纪7 0 年代到8 0 年代，美国等发达国家的环境风险评价研究处 于高峰期，评价指标体系基本形成。1 9 7 5 年美国核管会完成了核电厂概率风 险评价实施指南，即w a s h 2 1 4 0 0 报告，该报告首先系统地建立了概率风险评 价方法。1 9 8 3 年美国国家科学院出版的红皮书联邦政府的风险评价：管理程 序，提出风险评价四步法：即危害鉴别；剂量一效应关系评价；暴露评价和风 险表征健康风险评价。四步法是环境风险评价具有里程碑意义一个方法体系，它 是之后环境风险评价发展的基础。2 0 世纪8 0 年代美国出台的一系列评价技术指 南：1 9 8 6 年发布了致癌风险评价、致畸风险评价、化学混合物健康风险评价、 发育毒物健康风险评价、暴露评价、超级基金场地危害评价和风险评价等指南； 1 9 8 8 年又发布了内吸毒物和男女繁殖性能毒物等评价指南。1 9 8 9 年，美国e p a 还对1 9 8 6 年指南进行了修改。1 9 9 2 年版的暴露评价指南取代了1 9 8 6 年的 版本；1 9 9 8 年新出台了神经毒物风险评价指南；正式出台了生态风险评价 指南 2 8 】，2 0 世纪9 0 年代以后，随着相关基础学科的发展，美国等发达国家对 环境风险评价的研究不断发展和完善。 从国外环境风险的发展来看，人体健康风险评价是最早风险评价主要内容， 研究的内容着眼于有害废物对人体健康风险。进入新世纪以来，发达国家的风险 评价体系r 趋完善，研究者关注的不只是人体健康风险，开始越来越关注生态风 险评价。有人将风险评价四步法加以改变后用于研究生态风险评价问题，但生态 风险评价不完全是人体健康风险评价，四步法不全适用于生态风险评价。从上世 纪8 0 年代末，美国e p a 一直在进行生态风险评价指南的研究编制，1 9 9 2 年确定 生态风险评价指南制订工作大纲，原则上给出了生态风险评价的框架。 从上面的分析我们得知，国外环境风险评价主要包括人体健康风险评价和生 态风险评价两方面。国外研究着对人体健康风险评价已基本成熟，生态风险评价 1 1 黄金采矿选矿工程的环境风险研究 正处在总结、完善阶段。 2 3 国内研究现状及进展 2 3 1 发展历程 由于中国工业矿业发展较发达国家晚，因此国内学者对环境风险评价研究也 晚于国外。上世纪8 0 年代末，政府部门开始比较重视环境风险评价工作。1 9 8 9 年3 月，国家成立了有毒化学品管理办公室，该机构是原国家环保局的职能部门， 负责有毒化学品使用登记管理等事务，同时对有毒化学品的使用、储藏等单位进 行的风险评价，这是我国开始对危险品进行风险评价标志【3 5 | 。 上世纪8 0 年代末，在我国发展环境风险评价之初，国内对环境风险评价还 比较陌生，研究者以介绍国外风险评价方法和理论为主。由于当时国内核设施等 民用工程发展较多，且俄罗斯切尔诺贝利核电站事后，需对国内的核设施进行风 险的评估，因此，核设施是国内最早开展环境风险评价的。1 9 8 9 - - 1 9 9 2 年，胡 二邦主持完成秦山核电厂事故应急实时评价系统，这是我国第一部比较完备的环 境风险评价案例【3 6 1 。1 9 9 0 年之后，我国经济发展迅速，部分重大项目环境影响 报告书中要求有环境风险评价章节，尤其是世界银行和亚洲开发银行贷款项目， 这一阶段环境风险评价在各行业重大危险源取得了很大的进步。 进入新世纪之后，随着我国对环境问题的重视和危险事故的频发：2 0 0 5 年 1 1 月1 3 日吉林省吉林市的中石油吉林石化公司化工车间发生连续爆炸，造成5 人死亡、6 0 多人受伤，事故泄漏的大量有毒物质造成松花江大面积污染；2 0 0 8 年9 月8 日，山西省临汾市襄汾县新塔矿选矿厂的尾矿库发生垮坝，宽约6 0 0 米，长约3 公里泥石流将下游的一个农贸集市和两个村子的部分房子冲跨，有数 百人失踪；2 0 1 0 年7 月3 日，福建省上杭县紫金山( 金) 铜矿，连续降雨造成厂区 溶液池区底部黏土层掏空，污水池防渗膜多处开裂，由此发生渗漏事故。致使 9 1 0 0 立方米的污水顺着排洪涵洞流入汀江，导致汀江河段污染；污染事故的发 生促使我国环境风险评价理论与技术的发展以及国家相关部门对于风险管理的 重视。2 0 0 4 年1 2 月，原国家环境保护总局发布了建设项目环境风险评价技术 导则( t 1 6 9 2 0 0 4 ) ，这是我国第一份环境风险评价指导规范，规范了环境 影响评价的内容及技术方法，对环境风险评价提出了更高的要求。 黄金采矿选矿工程的环境风险研究 2 3 2 研究重点 我国在环境风险评价发展之初，研究者多关注项目的事故风险评价研究，大 多是对具体项目的环境风险评价，采用的评价方法均借鉴国外的技术方法。我国 最早开展环境风险评价的是核设施的施工运营领域【3 1 3 2 1 。从上世纪9 0 年代始， 我国大部分项目均进行了事故风险评价，尤其是有重大危险源的行业企业，如炼 油厂、农药厂、放射性核设施等领域3 3 铘1 。在对化学突发事故风险评估研究中， 胡德福通过建立模式对株洲市2 8 个工厂、企业、铁路编组站进行了风险评估， 提出进行风险评价的建议【3 4 l ；在对大型氯气使用、储存的化工企业的风险评价 中，万良碧采用事故概率评价的方法对氯气泄漏事故进行了预测，并提出烟团计 算模型1 3 引。进入2 l 世纪来，在其他的多个行业和领域都对其危险源或事件进行 了风险评价的研究。在南水北调工程干渠的风险评价研究中，田为民通过对水毁 事故的分析，提出了在干渠选址的过程中要充分考虑环境风险【3 引。 关于生态风险评价研究，目前国内只有少数学者进行相关研究。随着对工程 项目施工和企业排污对生态环境影响的重视，国内在一些领域内已经有学者开始 对生态风险评价进行研究。例如，在对渤海地区环境风险评价的研究中，王晶等 运用风险系数法对渤海地区环境风险进行了预期性评价，结果表明，得出p b 、 h g 和石油烃是渤海地区风险因子，并确定风险因子的风险强度，从而选择出优 先控制的风险因子【3 9 j ；对青藏公路铁路沿线生态系统风险评价中，陈辉等采用 人工神经网络法，研究表明，青藏铁路沿线生态系统风险中自然因素占主导，人 类活动影响相对较弱1 4 0 j ；在对土壤重金属的生态环境风险评价中，孙叶芳等运 用了t c l p 法，研究表明，铅锌矿的开采造成土壤中重金属污染严重【4 l j ；对有机 氯农药对河流生态影响研究中，胡雄星等发现河流中有机氯农药在河流沉积物中 存在长期的积累效应【42 i 。 从上述对国内人体健康风险评价和生态环境风险评价概述中可以看出，目自订 国内的风险评价研究大多是具体项目的风险评价，大多采用国外风险评价理论和 模型，对风险评价基础理论、基础的数学模型和基本资料的调查研究的比较少， 对风险评价基础方法体系研究不完善，不能完全的适应国内的一些实际情况。 黄金采矿选矿工程的环境风险研究 2 4 采矿行业风险评价研究进展 采