（环境工程专业论文）无水氢氟酸项目环境风险评价及风险不确定性研究.pdf

兰州大学硕士学位论文 摘要 化工项目的产品及所用原材料很多具有毒性、易燃性或反应性。这些特点和 性质决定了其危险事故的多发性和严重性。我国环境风险评价工作开始于上世纪 8 0 年代，是环境影响评价的重要组成部分。其对有风险项目的决策和建设都发 挥着重要的实际意义。然而在某些行业和领域中，所做的风险评价案例很少，收 集到的风险评价资料和数据也很有限。同时，我国目前的风险评价技术还不完善， 或多或少地存在一些缺陷，尤其是风险评价过程中的不确定性问题，困扰着很多 评价工作者和项目管理决策者。 论文首先在查阅相关资料的基础上，介绍风险评价的定义、国内外风险评价 发展的历程现状，说明了本次论文的写作意义。然后介绍目前风险评价所采用的 一些技术方法。由于国内关于无水氢氟酸项目的风险评价案例并不多，因此针对 该行业构建出评价体系和方法路线。以甘肃永昌无水氢氟酸项目为例，对其进行 环境风险评价，系统地分析无水氢氟酸生产原料、中间物料的存储过程，产品生 产过程，各操作单元中的风险，找出无水氢氟酸工业中的风险源，并预测危害范 围及程度。在对该具体项目得出其风险程度结论的同时，希望能对化工项目尤其 是无水氢氟酸项目的风险评价起到一定借鉴作用。 在环境风险评价中存在着很多的不确定性因素。论文在案例风险评价的基础 上，以小见大，分析研究风险评价在计算事故发生概率，确定泄漏源强大小、泄 漏源参数，选择合适预测模式以及评价事故危害等过程中的不确定性因素，提出 相应减少不确定性问题的构想。希望这些研究，可为其它评价工作者或研究者提 供相应的思路，对风险评价方法的发展能产生积极作用。并使一些决策者和评价 工作人员更科学客观地认识风险评价本身性质及其缺陷。 通过案例研究，论文认识了无水氢氟酸项目的风险所在，认为该行业项目事 故发生概率很小，但一旦发生，后果就比较严重。事故的危害范围受气象、地形 等因素的影响很大，合理的项目选址，可减少事故危害，但是发生事故时工厂内 的灾难是不可避免的。 在分析研究风险评价中的不确定性问题之后，笔者认为不确定性问题是评价 和决策过程中的主要困难，虽然有些问题我们目前还无法克服避免，但通过一些 积极的方法，完全可以减少评价过程中的不确定性问题。同时不确定性问题是随 无水氢氟酸项目环境风险评价及风险不确定性研究 兰州大学硕士学位论文 着评价终点的等级和要求水平提升而增加的。然而，并不意味着由于不确定性的 存在而不能进行决策或者会使风险评价失效。只有科学地认识问题，才有可能更 好地减少或解决问题。 关键词：环境风险风险评价无水氢氟酸 不确定性 无水氢氟酸项目环境风险评价及风险不确定性研究 兰州大学硕士学位论文 a b s t r a c t m a n yc h e m i c a lp r o d u c t sa n dr a wm a t e r i a l sh a v et h et o x i c i t y , t h ef l a m m a b i l i t yo r t h er e a c t i v i t y w h i c hd e c i d e st h a ta c c i d e n to fc h e m i c a lp r o j e c ti sm u l t i p l ea n dg r a v e s i n c e19 8 0 s ，e n v i r o n m e n tr i s ka s s e s s m e n th a v eb e e ns t a r t e di no u rc o u n t r y ，i ti sa i m p o r t a n tc o m p o n e n to ft h ee n v i r o n m e n t a li m p a c ta s s e s s m e n t ，a n dd i s p l a yt h ev i t a l p r a c t i c a ls i g n i f i c a n c e i nr i s k p r o j e c t sd e c i s i o n - m a k i n ga n dt h ec o n s t r u c t i o n h o w e v e r ，t h er i s ka s s e s s m e n tc a s ea r ev e r yf e wi nc e r t a i np r o f e s s i o n sa n dd o m a i n ，t h e c o l l e c t e dm a t e r i a l sa n dd a t a si sa l s ov e r yl i m i t e d a tt h es a m et i m e ，p r e s e n tr i s k a s s e s s m e n tt e c h n o l o g i e si si m p e r f e c ti no u rc o u n t r y , h a v es o m ef l a w sm o r eo rl e s s p a r t i c u l a r l yt h eu n c e r t a i n t i e si nt h ep r o c e s so fr i s ka s s e s s m e n t ，w h i c hp u z z l e dm a n y o fa p p r a i s i n gw o r k e r sa n dt h ep r o j e c t sp o l i c y - m a k e r s f i r s to f a l l ，a c c e s s i n gt or e l e v a n ti n f o r m a t i o n ，t h i sp a p e ri n t r o d u c et h ed e f i n i t i o n o fr i s ka s s e s s m e n t ，t h ed o m e s t i ca n df o r e i g nd e v e l o p i n gc o u r s ea n dp r e s e n ts i t u a t i o n ， s h o wt h es i g n i f i c a n c eo ft h i sp a p e r t h e n ，i n t r o d u c es o m et e c h n i q u e st h a ti so f t e n u s e di np r e s e n tr i s ka s s e s s m e n t t h er i s ka s s e s s m e n tc a s eo fa h f p r o je c ti sv e r y f e w ，s op a p e rc o n s t r u c tt h ea p p r a i s a ls y s t e ma n dt h em e t h o dr o u t ea i m i n ga tt h i s p r o f e s s i o n t a k eg a n s uy o n g c h a n ga h fp r o j e c ta sae x a m p l e ，a n da s s e s st h i s p r o j e c t se n v i r o n m e n tr i s k ，a n a l y z es y s t e m a t i c a l l ya l lr i s ki nt h em e m o r yp r o c e s so f t h ea h f p r o j e c t sg o o d sa n dm i d d l em a t e r i a l s ，t h ep r o d u c tm a n u f a c t u r i n gp r o c e s s ， f i n do u tt h er i s ks o u r c e s ，a n df o r e c a s t st h eh a r m ss c o p ea n dd e g r e e w h i l ed r a w si t s c o n c l u s i o nt ot h i ss p e c i f i ci t e m ，ih o p e dt h i sp a p e ri sp r o f i tf o ro t h e rr i s ka s s e s s m e n t o fc h e m i c a lp r o j e c t ，e s p e c i a l l ya h f p r o j e c t t h e r ea r em a n yu n c e r t a i n t i e si nt h ee n v i r o n m e n tr i s ka s s e s s m e n t t a k i n gt h e c a s e sl e a k a g ef o re x a m p l e ，t h i sp a p e ra n a l ya n ds t u d ys o m eu n c e r t a i n t i e si nt h e p r o c e s so fc a l c u l a t i n ga c c i d e n t sp r o b a b i l i t y , d e t e r m i n i n gl e a k a g es o u r c e ，a p p l y i n g d i f f u s i o nm o d e l ，a s s e s s i n ga c c i d e n t sd a m a g er e s u l t s m e a n t i m e ，t h i sp a p e rp u t sf o r w o r ds o m ec o r r e s p o n d i n gs o l v i n gc o n c e p t i o n h o p e st h e s er e s e a r c h ，m a yp r o v i d et h e r e l e v a n ti d e a sf o ro t h e rw o r k e r so rt h er e s e a r c h e r s ，a n di sb e n i f i tf o rt h ed e v e l o p m e n t o fr i s ka s s e s s m e n tm e t h o d m e a n w h i l e ，t h i sp a p e rc a nm a k es o m e p r o j e c t s 无水氢氟酸项目环境风险评价及风险不确定性研究 兰州大学硕士学位论文 p o l i c y m a k e r sa n da s s e s sw o r k e r sr e c o g n i z et h en a t u r ea n df l a w so fr i s ka s s e s s m e n t o b j e c t i v e l ya n ds c i e n t i f i c a l l y t h r o u g hs t u d yo ft h ec a s e ，t h ep a p e rf i n do u tw h e r ei st h ea h fp r o j e c t s r i s k ，a n dt l l i l 出t h ep r o b a b i l i t yo ft h ea c c i d e n ti sv e r ys m a l l b u to n c et h ea c c i d e n t o c c u r s ，t h ec o n s e q u e n c ew i l lb ev e r ys e r i o u s m e t e o r o l o g y ，t e r r a i na n ds oo n i n f l u e n c ea c c i d e n t sh a r ms c o p e t h er e a s o n a b l el o c a t i o no fp r o j e c tm a yr e d u c et h e a c c i d e n t sh a r m ，b u tt h ed i s a s t e ri n s i d eo ff a c t o r yi si n e v i t a b l e a f t e ra n a l y z i n ga n ds t u d y i n gr i s ka s s e s s m e n tu n c e r t a i n t i e s ，t h i sp a p e rt h j i 墩t h a t t h eu n c e r t a i n t yi sm a i nd i f f i c u l t yi nt h ea p p r a i s a la n dt h ed e c i s i o n m a k i n gp r o c e s s w e a l eu n a b l et oo v e r c o m es o m eq u e s t i o n sa tp r e s e n t ，b u tt h r o u g hs o m ep o s i t i v em e t h o d s ， t h eu n c e r t a i n t yq u e s t i o nc a nb er e d u c e d s i m u l t a n e o u s l y , t h eu n c e r t a i n t i e si n c r e a s e a l o n g 、j l ，i t ht h ea p p r a i s a lr a n ka n dr e q u e s tl e v e l h o w e v e r , w h i c hd o e sn o tm e a n e n v i r o n m e n tr i s kd o e sn o tb ea s s e s s e do rt h ec o n c l u t i o ni si n v a l i da sar e s u l to ft h e u n c e r t a i n t i e se x i s t e n c e o n l yk n o w i n gt h eq u e s t i o ns c i e n t i f i c a l l y , t h e nr e d u c eo rs o l v e t h eq u e s t i o np o s s i b l ya n dw e l l k e y w o r d s ：e n v i r o n m e n tr i s k r i s ka s s e s s m e n ta h f u n c e r t a i n t y 无水氢氟酸项目环境风险评价及风险不确定性研究 i v 原创性声明 本人郑重声明：本人所呈交的学位论文，是在导师的指导下独立进 行研究所取得的成果。学位论文中凡引用他人已经发表或未发表的成果、 数据、观点等，均已明确注明出处。除文中已经注明引用的内容外，不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究 成果做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签簧：姿盗 日期：垄丝： ：墨 关于学位论文使用授权的声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归 属兰州大学。本人完全了解兰州大学有关保存、使用学位论文的规定， 同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版和电子版， 允许论文被查阅和借阅；本人授权兰州大学可以将本学位论文的全部 或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存和 汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该论文直接相 关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为兰州大学。 保密论文在解密后应遵守此规定。 ：“新躲咝嗍坐g 兰州大学硕士学位论文 第一章前言 1 1 1 风险评价的相关概念 环境风险是指人们在建设、生产和生活过程中，所遭遇的由于人为操作失误、 自然环境或者经过自然环境传递的对人类健康、生命或生产生活造成危害的突发 性事件1 1 i 。也就是说，由人类活动或自发的自然原因引起的环境风险，是以环境 介质为传播途径，并能对人类社会或自然环境产生危害及毁灭性作用等的灾难事 件，在评价工作中常用风险发生的概率和其危害后果表示，具有概率和后果危害 程度的双重性1 2 洌。 环境风险评价在广义上是指评估人类各种社会经济活动所引起或面临的自 然灾害给人体生命健康、财产设备、生态等所造成的危害和损失的过程，并据此 进行管理和决策方案1 4 1 。狭义上，环境风险评价常指预测估计包括放射性物质和 化学品等有毒有害物质给人体健康和生态系统造成的危害影响和损失程度，并提 出相应的对策方案以便减小环境风险的i 列。 本次论文中的环境风险评价部分只包括从风险源识别到风险后果预测评价 的全部过程，是指狭义上的有毒有害物质对周边敏感点人体健康危害和人身伤亡 的评价，最后再讨论建设项目的风险水平。因为论文的研究重点在风险事故的危 害预测、建设项目的风险水平评价以及整个评价过程中的不确定性分析研究，所 以论文不包括风险管理和应急方案内容。 1 2 化工事故风险教训 化学工业不断快速地发展，使化工工艺流程越来越长，副反应相应增多，操 作条件更加复杂，泄漏点也逐渐增加。因此，所涉及到的化学物质的数量和种类 也越来越多。而且很多化工项目的产品及涉及的原材料都具有毒性、易燃性和反 应性。因此这些化工项目其本身的特点、性质决定了化学工业项目危险事故具有 多发性和严重性的特点也就更为突出。反应器、压力容器的泄漏破裂，造成有毒 有害气体的扩散，对厂区及周边居民的生命健康和生态系统都会造成威胁和破 坏。例如日本富山市一家化工厂，在1 9 6 1 年9 月1 4 日因管道破裂，氯气外泄， 无水氢氟酸项目环境风险评价及风险不确定性研究 兰州大学硕士学位论文 造成9 0 0 0 余人受害，5 3 2 人中毒，同时毁坏了大片农田1 6 l 。印度博帕尔在1 9 8 4 年发生的异氰酸甲酩泄漏所造成的中毒事故，死亡人数达数万人。英国弗利克斯 巴勒地区化工厂，在1 9 7 4 年6 月己内酞胺原料环己烷泄漏发生的蒸汽云爆炸， 死亡2 9 人，受伤1 0 8 人。这些事故灾难都震惊世界1 7 l 。还有墨西哥液化石油气 大爆炸，都给我们留下了深刻的教训。 我国化工事故也是常有发生，造成了大量不幸人员，因火灾、爆炸和毒气泄 漏事故受到伤害甚至死伤。位于武汉市汉口的武汉第一饮料厂，1 9 9 0 年6 月1 1 日下午，因阀门螺丝脱扣，致使液态氨大量的泄露、扩散。武汉市环境监测中心 站采用溶液吸收法和检气管定性测定，在毗邻的省农机公司宿舍，测得的最高氨 浓度为6 11 m g m 3 。由于厂方及时堵住了泄露，采取应急措施，用大量的水冲洗 遗留的氨液，事故发生后疏散群众及时，因此此次事故除致使有一些老人和儿童 出现咳嗽和暂时性呼吸困难外，没有造成人员伤亡。在最近，即2 0 1 0 年1 月9 日，兰州市西固区北部中石油兰州石化公司三厂发生重大爆炸事故，事故是由轻 烃( 液化气) 爆炸引起。在距离事故现场1 7 公里处能感到震动，事故造成1 人 重伤、5 人轻伤、9 人留院观察、5 人失踪。 尽管这些事故造成的后果和起因都有所不同，但都有类似的共同特点隐藏于 事故背后，即事故发生的根源项目涉及储存或使用了大量的有毒有害、易燃或易 爆的危险化学物质。不断发生的重大恶性工业风险事故，让人们意识到，巨大的 危险性潜伏于现代工业生产中，一旦事故发生，将对工厂内部，甚至相邻地区人 员生命、设备财产和生态环境都将带来到巨大的损失或破坏。环境风险评价在工 业发达国家被作为环境保护工作的重点，更多地放在污染物进入环境前实行有效 的风险管理，以及在涉及危险污染物质的建设项目建设前进行环境评估的大背景 下产生的，如此要求尽量减少或消除对环境的危害和污染。它的产生是环境保护 工作的迫切需求，这也是环境保护战略的一次具有重要意义的转折i 引。 1 3 环境风险评价进展及概况 对于环境风险评价工作，目前许多书籍和文章中都记录着三条发展线路：分 别为概率风险评价、实时后果评价和事故后后果评价。其中概率风险评价指在设 施或项目建设之前，预测其可能发生的事故及其可能造成的环境影响或健康危 无水氢氟酸项目环境风险评价及风险不确定性研究 2 兰州大学硕士学位论文 害。实时后果评价是指在事故发生期间，模拟计算出实时的有毒有害物质的迁移 扩散轨迹及实时浓度分布情况，这是该方法的主要研究目标和方式。然后根据计 算结果做出合理科学的防护措施，以便使事故的危害得到减少。而事故后后果评 价，主要关注点在事故发生停止后，研究释放在环境中的有毒有害物质对环境的 影响和破坏。 第一类是目前国内外所主要采用的方法，本论文主要研究的环境风险评价也 归属于此类，即预测某建设项目或生产设施建成后，可能造成的风险概率及风险 造成的环境影响及破坏i 纠。其发展历程可归纳总结为三个阶段：( 1 ) 风险评价发 展的萌芽期，定性研究是这个阶段的特征，该阶段的发生时间在2 0 世纪3 0 到 6 0 年代；( 2 ) 风险评价的高峰期，该阶段基本形成了标准体系，美国等一些发 达国家相继颁布了相关风险评价的技术性文件，该阶段的发生时间在2 0 世纪7 0 到8 0 年代：( 3 ) 风险评价的发展和完善期，在该阶段风险评价的范围领域不断 拓展，生态风险评价称为了一个新的热点和关注点，同时各国在已有的评价技术 文件和导则上进行修订和补充，该阶段发生在2 0 世纪9 0 年代以后1 1 0 i 。 我国环境风险评价工作开始于上世纪8 0 年代，但是在9 0 年代以后环境风险 评价工作才得到注视。1 9 9 0 年国家环保局要求对重大环境污染事故隐患进行环 境风险评价。在1 9 9 3 年，国家环保局颁布的了环境影响评价技术导则( 总则) ( h j 厂f 2 1 9 3 ) ，其中提到了对有些重大建设项目，在有必要、有条件的前提下进 行环境风险分析或者评价，但同时也指出当时的风险评价技术还不完善。接着国 家各部门也相继出台了相应文件和行业标准，其中不断强调加强环境风险评价的 认识和工作。直到2 0 0 4 年1 2 月1 1 日国家环保总局正式批准实施了建设项目 环境风险评价技术导则( h j 厂r 1 6 9 2 0 0 4 ) ，这是我国建设项目环境风险评价工作 规范化、标准化甚至法制化的重大标志。该导则适用于除核建设项目以外所有涉 及易燃、易爆和有毒有害物质的使用、生产、贮运等的新建、扩建、改建和技术 改造项目的环境风险评价。 1 4 风险评价的分类及其特点 人类的各项生产活动中环境风险广泛存在，其有着复杂多样的表现方式和性 质。相应从不同的角度出发考虑，环境风险评价也有多种分类。从评价范围出发， 无水氢氟酸项目环境风险评价及风险不确定性研究 3 兰州大学硕士学位论文 环境风险评价包括宏观风险评价、系统风险评价和微观风险评价：从评价对象出 发，可分为大气、土壤、水和生态等环境风险评价；从评价程度或者评价方法出 发，也可将环境风险评价分为定性评价、半定量评价以及定量评价。 环境风险评价随着建设项目和环境风险类型的不同，都有着不同的内容。然 而，概括归纳环境风险评价具有一些共同特点，如下： ( 1 ) 综合性：不同的领域都存在着环境风险，环境风险评价的对象涉及大 气、土壤、水、生态等各个地球要素。因此环境风险评价必定涉及多种学科。在 评价工作中，需综合应用大气科学、水文学、地质学、化学、生态学、毒理学、 数学、计算机科学，甚至物理学等等。 ( 2 ) 复杂性：环境风险评价中既要进行区域性、系统性或综合性的宏观评 价，又要进行个体、局部或单项的微观评价；不光要考虑化学污染物的急性危害， 还要考虑到化学因子在环境中的积累富集对环境的长期不利影响等，因此具有复 杂性。 ( 3 ) 不确定性：不确定性在环境风险评价过程中不可避免。造成不确定的 主要来源有如下几个方面：第一人类对某些客观领域还认识不足，存在客观数据 或信息量缺乏和不足的问题；其次是自然界事物的发展本身存在随机性，这种随 机性必然带来风险评价过程中的不确定性；第三是实际情况复杂多变，用信息推 理、数字计算和结论决策时所采用的模型和方法不可能完全真实地反映实际情 况；第四不同的评价对象都存在个体差异性，没有能为公众接受的统一的风险标 准，这就是风险评价程度和要求存在多样性；最后，在评价过程中，由于评价人 员自身的因素，也会对风险评价引入很多不确定性1 1 1 i 。 1 5 风险评价与环境影响评价的关系 现在世界各国认识和接受了环境影响评价制度，并在多个国家和地区得到了 广泛应用。我国的环境影响评价制度执行了近十年，已经成为国内的基本环境管 理制度之一，而且随着国家相关部门和科学技术人员的对环境风险的重视，其评 价在不断向实用化、规范化、科学化的方向发展i l 卫。环境风险评价是寻找潜在 风险因素、推测事件发生概率及事故的波及范围和在该范围内可能造成后果的严 重程度的过程。其评价的时间段相对较短，对策措施主要是以应急计划，关心的 无水氢氟酸项目环境风险评价及风险不确定性研究4 兰州大学硕士学位论文 极端环境事故影响的情况，即短时的突发的事故污染。环境影响评价的范围更广， 一般指以专家经验、数学模型和实际监测调研等方法定性定量预测和评价重污染 行业的大、中、小型工程在正常情况下的污染物排放与植被破坏带来的直接的环 境影响1 1 3 i 。注重的是其正常的生产或运行过程、一般评价的时间跨度较长，提 出的环境破坏污染防范措施也是长期和常规的1 1 4 i 。 当然环境风险评价和环境影响评价的工作重点有所不同，两者之间存在一些 区别：从广度层面上讲，已经说到环境影响评价是个更为广义的概念，而且环境 影响评价的应用更加广泛，大到区域开发建设，4 , n 美容店餐馆，所有的社会建 设行为，都会或多或少地对周边人群健康或生态、环境造成影响，因此也都需要 进行环境影响分析或评价1 1 5 i 。然而，由于行业性质的不同，工艺方案和生产规 模不同，周围环境敏感点的分布、环境条件不同，建设项目对环境的影响也差别 很大。有的项目倘若选址不当，项目规模再小也会有巨大的风险，有的项目如风 景开发区建设，虽然规模很大，但却基本无风险，因此，并不是所有的项目都需 要进行环境风险评价1 1 6 j 。从深度上讲，环境风险评价可以理解为环境影响评价 的一个专题，所以对于有环境风险的项目而言，风险评价在对其特殊事故的影响 评价要更深入和详尽，仅仅以环境影响评价工作是不能替代的1 1 7 l 。两者之间的 区别可归纳如下表： 表1 1环境风险评价与环境影响评价的主要区别表1 1 8 i 序号 项目 环境影响评价特点 事故环境风险评价特点 1 研究的对象正常运行的工况突发性的事故 2 研究时间跨度比较长比较短 3 释放类型连续长时间排放或正常规律排放短时间或瞬时突发释放 所计算的物理效向空气、水体、土壤等环境因素释泄漏、火灾或爆炸事故向空 4 应放污染物、热污染、噪声等气和水体中释放污染物 灾难性的、急性中毒，也可 5 危害的性质慢性中毒，积累危害 能造成慢性中毒 激烈的效应，事故后期的长 6 影响的类型连续的、累积的危害效应 远效应 7 源项确定基本无不确定性存在很多不确定性 人群、生态环境以及建筑、 8 受害的对象人群和生态环境 设施 是否需要应急计 9 不需要需要 划及措施 无水氢氟酸项目环境风险评价及风险不确定性研究s 兰州大学硕士学位论文 因此，可以说环境风险评价是环境影响评价的组成部分，也可以说环境风险 评价是特殊情况下的环境影响评价，或者说在某些重点方面的延伸和深入。 1 6 开展风险评价的必要性 在建设项目的开发建设和运行过程中，在任何环节都有可能会发生风险事 故，对人群和环境造成严重危害、影响和污染。环境风险评价的任务就是对其发 生的可能性及产生的后果的严重性进行研究分析和评估。 随着我国工业的发展，建设项目突发性事故时有发生，带来了不少人员伤亡 和环境污染。因此，国家也从上世纪8 0 年代开始注意加强我国环境风险评价工 作，为了保障人民群众健康安全的生活和生态环境系统良性可持续发展，必须对 具有潜在风险的化工建设项目开展环境风险评价。总结以往经验可以看出，在化 工项目建设以前，进行潜在风险事故可能发生的原因分析、发生概率的计算、事 故发生后后果危害的模拟预测，以及为减少危害影响而提出何种对策、制定应急 预案等都是非常重要和有效的，在一定程度上可以起到防患于未然，将事故隐患 扼杀于摇篮中的作用。因此，非常有必要将环境风险评价作为环境影响评价的重 要补充，找出事故隐患，确定出事故产生的发生概率及后果的危害程度是其重要 的意义所在。这些资料和数据可作为环境风险管理部门的进行决策和项目管理的 科学依据。而且在事故发生时，能更加合理与及时地采取必要可行的应急措施， 使对人员和环境的损失及危害降低到最小程度。因此，在我国开展加强建设项目 环境风险评价的研究与工作，对国民安全及环境可持续良性发展具有重要意义 1 1 9 l 。 1 7 研究的目的与意义 本次论文以无水氢氟酸项目为例，对其进行环境风险评价，风险评价的目的 是将无水氢氟酸生产原料、中间物料的存储过程，产品生产过程，各操作单元中 的相对风险值进行系统地分析，找出无水氢氟酸工业中的最大风险源，并预测危 害范围及程度。在对该具体项目得出其风险程度结论的同时，希望能对化工项目 尤其是无水氢氟酸项目的风险评价起到一定借鉴作用。 同时，分析出在整个风险评价过程中存在的各种或客观或主观的不确定性因 无水氢氟酸项目环境风险评价及风险不确定性研究6 兰州火学硕士学位论文 素，更明确的解释风险评价中的不确定性问题的本质，改变些评价工作者和决 策者对评价过程中不确定性问题的错误观念。并提出相应的改进方法设想，以便 风险评价工作者参考、讨论，改进风险评价方法。本论文的具体目的如下： l 、为类似化工项目的风险评价提供参考 我国环境风险评价工作开展时间不长，一些项目的风险评价资料和数据仍然 不足，论文通过对无水氢氟酸项目风险的详细研究，系统地分析无水氢氟酸项目 中的作业过程及各设备的体系结构，找出不同装置区域的潜在风险，详细地模拟 预测了具体的事故后果。可为今后类似项目的风险评价工作提供相应数据和技术 参考。 2 、科学认识风险评价，完善风险评价的不确定性缺陷 在该风险评价的基础上，分析研究其预测过程中的不确定性因素，总结原因， 并通过理论分析及实际经验，提出相应减少不确定性问题的构想及方法。将其作 为风险评价方法的科学研究，为其它研究工作者提供相应的思路，这将会对风险 评价方法的发展产生积极作用。也可使决策者更科学客观地认识风险评价本身及 其缺陷，更科学合理地做出决策判断。 1 8 研究技术路线 论文的研究技术路线有两个重点，一是无水氢氟酸项目风险评价研究；二是 以该研究过程为基础，分析整个风险评价过程的不确定性因素及对这些不确定性 问题提出一些解决构想。论文首先在查阅相关风险评价资料的基础上，介绍风险 评价的定义、国内外风险评价发展的历程现状，区分风险评价与环境影响评价的 差别和联系。然后介绍目前风险评价所采用的一些技术方法，以建设项目环境 风险评价技术导则( 征求意见稿) 为基础，构建出具体的评价体系和方法路线。 接着针对本次论文所选取的案例，筛选风险源、选取不利气象条件模拟预测，确 定风险影响范围，对事故后果进行预测。在第一部分重点工作完成之后，从整个 风险评价过程中研究文章的另一个研究重点，分析不确定性因素，并提出一些减 少不确定性的方法设想。完成以上两个工作重点之后，最后得出一些观点看法和 全文的研究结论。 无水氢氟酸项目环境风险评价及风险不确定性研究7 兰州大学硕士学位论文 图1 1论文技术路线框图 尤水氢氟酸项目环境风险评价及风险不确定性研究8 兰州人学硕士学位论文 第二章化工项目环境风险评价方法 2 1 常用风险评价方法 关于化工项目环境风险的评价方法目前国内外约有十几种，根据各方法对事 故的评价程度总体可分为三类：定性风险评价方法、半定量风险评价方法以及定 量风险评价方法。其中定性风险评价法有安全查表法、预先危险性分析法、商值 法、故障树分析、事故树分析等，主要是根据项目性质、设备、管理和生产经验 等对其环境安全做出定性判断。半定量风险评价方法主要有概率风险评价法，有 时故障树、事故树分析法也可用于半定量风险评价。该法仍然主要是在经验的基 础之上，计算出事故风险概率并对事故进行打分，最后以概率和所得的评分值对 潜在事故进行安全性等级划分。定量风险评价方法主要有模糊综合评价法和事故 后果模拟法法等。该法将是在定性评价的基础上，对风险事故的影响范围及危害 程度都进行量化描述1 2 0 l 。主要方法的具体介绍和总结如下： 2 1 1 安全检查表法 安全检查表分析方法( s a f e t yc h e c k l i s ta n a l y s i s ) 主要是将储运、操作、装 置、工艺、设计、管理等各个方面内容列于检查表，然后对其进行分析以确定系 统的状态。 使用安全检查表分析方法，首先要结合有关资料和经验，系统全面地分析所 要检查的项目，而这些检查项目是根据相关规范、规定甚至法律来确定的。接着 根据所要检查的项目在规范中选择合适的检查表，在没有合适检查表的情况下， 还需要熟悉系统的工作人员根据可靠资料数据和自己的经验编制适合的检查表。 然后对照检测表逐项对比分析，在分析的过程中还可随时修改修正已经制定的检 测表项目内容。最后找出其中可能会发生危险的操作行为或隐患部位等并提出相 应提高安全性的措施和技术支持，将其提供给项目管理者以便决策1 2 l l 。 安全检查法有相关的条例、标准和规范做支撑和依据，因此操作简单明确方 便，具有规范化和标准化的优点。同时该法调查详细，能够系统完整的描述检查 对象中影响安全生产的各种因素能够被系统完整的描述，可准确的查出隐患，得 到确切的结论，便于结论落实。而且检查表不光可以项目管理者用于管理参考， 无水氢氟酸项目环境风险评价及风险不确定性研究9 兰州大学硕士学位论文 也可作为操作人员的注意事项2 ：t l 。 总之，安全检查表法简单实用，有着较为广泛的用处。但是安全检查表法无 法定量计算，只能定性描述。而且由于各编制人员其工作经验、素质、认识水平 等都会有所差距和区别，也会导致相同项目在不同企业用检查表法时，项目有很 大差别。 2 1 2 预先危险性分析方法 预先危险性分析法( p r e l i m i n a r yh a z a r da n a l y s i s ) 是指在建设项目生产活动 之前，首先概略地分析生产单元之前存在的各种危险生产条件、危险类别、事故 后果等。预先危险性分析一般在设备或系统研制初期就开始进行。并且随设计研 制进展，不断深入地进行风险分析，根据分析结果及时调整改进设计和制造。当 然该法也可考查已经投产系统的安全性1 2 3 i 。 根据事故原因和后果的严重程度，可以把众多风险因素进行等级划分。在安 全评价( 国家安全生产监督管理局编) 一书中将各类危险性划分为安全的、临 界的、危险的和灾难性的四个级别剐。 适合各阶段的安全分析是预先危险性分析法的一个显著特点。该法首先需要 收集相关资料，了解清楚建设项目的生产系统，然后寻找可能造成伤害的潜在危 险因素，接着根据经验分析各种引发事故的原因，最后提出能够控制或消除危险 的可行办法，制定出事故预控措施。 预先危险性分析法从生产设计阶段就开始关注环境安全问题，可加强改进生 产过程中的一些安全薄弱环节，而且应用范围广泛。但是只能定性的分析，无法 定量描述危险程度。 2 1 3 商值法 商值法，也称比率法，是指在对受保护目标设立出参照浓度指标的前提条件 下，以估测的环境浓度与之进行对比，根据两者间的商值来确定其风险的强度。 定义商值在某一数值范围内是有风险的，小于该数值时则为无风险。 该商值的计算方法为： 一 预测的污染物环境浓度值( 或实测的环境浓度) 翩2 1 燕陬丽蕊蓰广一 参照浓度指标值 一般的，如果h i = l o 时，则认为环境受害的概率较大，必须做进一步的现场 无水氢氟酸项目环境风险评价及风险不确定性研究1 0 兰州大学硕士学位论文 环境评价；如果l h i 1 0 时，环境可能受影响，需做进一步认定：如果h i = l 时， 则认为环境受害的概率很低。 在环境评价中该方法得到了广泛的应用，是因为其操作简单方便，仅需要有 污染物环境介质中的含量及评价对象的参照标准值就可以进行评价。商值法可以 用来比较相同污染物质在不同地区的对环境的风险程度，而且还可以对相同性质 的污染物，根据其对生物的毒性或环境的危害给出相对应的不同权重值f 堋。但 是由于目前实验很难得到污染物对生物的毒性标准2 7 i ，而且在不同地区的主要 污染物也不能相同，因此对于不同种类和性质的污染物质，它们的相对权重值当 前还没有一种方法可以合理科学地量化出。 2 1 4 事故树分析方法 事故树分析法( f a u l tt r e ea n a l y s i s ，f t a ) 即可定性分析，又可用于半定量 分析，因此是非常主要的环境风险分析方法之一。它能识别和评价各种系统的潜 在危险性，在分析出事故的直接原因的基础之上，事故的潜在原因也能被揭示出。 该方法描述事故的原因时具有逻辑性强、关系直接、思路清晰等优点0 2 剐。 事故树分析法就是建立一种分析生产系统中事故事件和引起原因之间关系 的因果逻辑模型。在1 9 6 2 年，由美国贝尔电话实验室的a b 米伦斯首先提出1 2 引。 如图2 1 所示，其基础是由一些事件节点和连接这些节点的逻辑线段组成的，其 中每个节点都表示某一事件，而连线则表示事件与事件之间的特定逻辑关系。从 某一特定的目标事故出发，识别出引起事故的各种潜在的影响因素，也就是运用 逻辑推理方法找出可能引起事故的各种原因，以各原因的发生概率为基础求出目 标事故的发生概率，并以这种逻辑关系可很容易地提出相应控制风险的方法和措 施。具体工作中事故树风险评价法可分为几个步骤进行： 首先了解工作程序、作业情况、相关重要参数等系统情况，收集准备资料。 所要分析的风险事故就是事故树中所建立的顶事件，查看过去事故实例、参考有 关事故统计，充分且广泛地调查所能预想到的各种风险事故，从中找出顶上事件， 该项上事件是发生频率高，且后果危害严重的事故。接着调查工艺缺陷、设备故 障、指挥和管理错误、操作者的失误、环境因素等与事故有关的所有原因和各种 因素。 然后做事故树分析法中的核心工作建造故障树，这是进行定性分析阶段。 无水氢氟酸项目环境风险评价及风险不确定性研究 = 州 学硕学位论文 通过对己收集的技术资料和数据，根据第一步分析的相关原因，在设计、运行人 员的知道下，建造故障树。应用f u s s e l ( 福赛尔) 法求出事故树最小割集便可 获得顶上事件发生可能途径的所有信息。顶事件发生所必需的最小限度的原因事 件集合被称为最小割集m l 。最后就是定量分析事故发生概率的阶段，除过要计 算出顶事件的发生概率，此外还要分析其重要度和灵敏度。 事故树分析法实用件强，应用效果好。但是数据寻找困难较大，尤其像各原 因的发生概率值，在我国系统的数据还不多要完全充分地计算出顶事故的发生 概率比较困难，需要大量的工作，而且步骤繁多，有着比较复杂的计算过程。 口因圈 e = 竺已竺芒 禽禽禽禽 岁迫岁造岁剥 图2 - 1事故树模式图 2 1 5 事件树分析方法 事件数分析( e v e n t t r e e a n a l y s i s ，e t a ) 这是一种为了识别危险源，遵循事 故发生的时间先后顺序，从初始事件开始一直推导到可能的后果的方法。 许多的原因事件前后相继发生就有可能导致一场事故的发生。所有事件的发 生都存在着一定的逻辑因果关系，其中一些事件的发生会引起另外一些事件的随 后发生，可能也是以其它一些事件作为条件的。事件树分析方法的起点是某一初 始事件，然后按照事故发展的因果顺序，以后续事件只能取诸如“安全或危险”、 “成功或失败”、“正常或故障”等相互间完全对立的两种状态之一的原则，分 成阶段，一步一步地进行分析，一直到达到系统所要分析研究的目标事故或故障 截止。例如，氨储罐事件的事件树，如上图所示2 - 2 ，为一氨储罐发生事故的事 件树。可以看出，事故引发的火灾和环境污染等所有后果都能被该事件树详细描 述。 无水氢氟酸项目环境风险评价挺风睑不确定性研究 兰州大学硕士学位论文 氨储罐腐蚀穿孔 液氨未扩散或失火 成功 成功 剞型燮丝尸姒 l 塑等环境污染 储罐爆炸 失败 液氨未扩散 控制危害集中在厂区内 液氨扩散到厂区外 失火 环境污染 图2 2事件树模型 假设有m 个事件在某一风险事故的发展过程中相继发生，因为每一事件对 应两条的发展路径，所以一共会有2 m 条发展途径，最终也就有2 m 个结果1 3 1 i 。 这些结果可很简单的将伤亡事故分为“发生”和“不发生”两类。 直观地在人们面前展示出事故发生发展过程，事故的发展进程便可在不同阶 段被人们采取恰当的措施阻断，使事件向有利于人们健康安全和避免环境污染危 害等好结果的方向发展，这是事故树分析法的一大优点。它不光可以定性地了解 事件的发展状态，也可对各阶段事件发生的概率进行定量计算3 2 i 。但和事故树 分析法相同，在国内有些基础数据取值困难，在量化分析事件发生概率时有一定 困难，而且存在很大的不确定性。 2 1 6 概率危险评价法 随着人们对安全健康与环境问题的重视，在上世纪6 0 年代末，国外开发研 究出了概率风险评价，该法对整个被评价的系统中的各单元操作性和设计能进行 分析后，然后评估出整个系统的发生概率值。概率危险评价法已经是一种综合了 其它