（环境科学专业论文）氮肥行业地表水环境风险评价研究.pdf

表水体的可能性降低。制定风险应急措施，为行政主管部门制定事故应变决策提 供科学依据，在事故发生时迅速做出反应，使事故影响范围和程度降到最小。 关键词：氮肥行业，水环境风险评价，风险管理，合成氨尿素 h s t u d yo fs u r f a c ew a t e re n v i r o n m e n t a li u s ka s 辩s s m e n ta n d m a n a g e m e n tf o rn i t r o g e nf e r t i l i z e ri n d u s t r y a b s t r a c t t h e r eh a v et o x i c 、h a z a r d o u s 、n a m m a b l e 卸d e x p l o s i v es u b s t a n c e si nn i t r o g e n f e n i l i z e ri n d u s t r y e s p e c i a l l yt h es t o r e sa c c i d e n t ss u c ha sl e a k i n gc a u s ed a n g e m u s s u b s t a n c e st oe n t e rt h es u r f a c ew a t e r ，w h i c hc a n b r i n ga b o u tt h ew a t e rp o l l u t i o ne v e n t ， d i r e c t l yd a m a g et h er i v e re c o s y s t e m s ，i n f l u e n c et h ef u n c t i o no fw a t e re n v i r o n m e n t ， t h r e a t e nw a t e rs o u r c eo fa g r i c u l t u r e ，i n d u s t r ya n dl i f e ，c a u s ed i s a s t r o u si m p a c to ft h e r i v e re c o l o g i c a le n v j r o n m e n t t h e r e f o r e ，c a r r yo u tt h es u r l a c ew a t e re n v i r o n m e n t a l r i s ka s s e s s m e n to nn i t m g e nf e r t i l i z e ri n d u s t r y d r a wu pt h ep r e c a u t i o nm e a s u r e sa n d e m e 唱e n c yp r o g r a mf o ra c c i d e n t s ，w h i c hi st h ep r o b l e ms o l v i n gu 唱e n t l yw i t hr e g a r d t ob e c o m i n gn e e d o nt h eb a s i so fa c c j d e n t - c a u s i n gt h e o r i e s ，t h ee n v i r o n m e n tr i s k si n n i t r o g e n f e n i l i z e r i n d u s t r y w e r e i d e n t i f i e d ； w i t h d i f f u s i n gt h e o r y t h es u r f a c ew a t e r e n v i r o n m e n t a lr i s ka s s e s s m e n tm e t h o d sw a se x p l o r e d ； 量h ee n v i r o n m e n t a lr i s k m a n a g e m e n tm o d e l st h a tc o m b i n er i s kp r e v e n t i o na n dr i s ke m e 唱e n c ym a n a g e m e n t w e r ee s t a b l i s h e d ，w h i c ha c h i e v e dt h eo 略a n i ci n t e g r a t i 彻o fe n v i f o n m e n t a lr i s k a s s e s s m e n ta n dr i s km a n a g e m e n t t h k i n gs y n t h e t i ca m m o n i a u r e ap r o d u c t i o na sa n e x a m p l e ，h a sg o tt h ef o l l o w i n gc o n c l u s i o n ： ( 1 ) o nt h eb a s i so fr e s e a r c h e sh o m ea n da b r o a d ，t h i sp a p e rf i r s tc l a r i f i e st h e r e l a t i o n s h i pb e 晰e e ne n v i r o n m e n t a lr i s ka n de c o l o 酉c a lr i s k ，a n de n v i r o n m e n t a lr i s k a s s e s s m e n t ，s a f e t ya s s e s s m e n ta n de 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 t 0a n a l y z et h e i n t e m a lr e l a t i o n so fe n v i r o n m e n t a lr i s ka s s e s s m e n ta n dr i s km a n a g e m e n t ，e s t a b i i s h r i s kp r e v e n t i o na n df i s ke m e 唱e n c ym a n a g e m e n tw i t h3 ea n d4 ml a w ( 2 )w i t ht h et h e o r i e s ，d e t e 舶i n et h ec a l c u l a t i o nm e t h o do fa c c i d e n tr i s k p r o b a b i l i t y ；a n dd i f f h s i o nm o d e lo fd a n g e r o u ss u b s t a n c e si nt h ew a t e r a c c o r d i n gt 0 t h ef r e q u e n c yo fp r o b a b i l i t ya n dt h ev a l u eo fw a t e rp o l l u t i o nr i s k ，t h es u r f a c ew a t e r e n v i r o n m e n t a lr i s ka s s e s s m e n tm e t h o dw a sc o n f i n n e d h 1 ( 3 ) 1 a k i n gi n t oa c c o u n tt h ei m p a d o fr i v e rh y d r o l o g i c a lc o n d i t i o n si ns u r f a c e w a t e re n v i r o n m e n t a lr i s ka s s e s s m e n t ，t h ef r e q u e n c ya n d p r o b a b i l i t yo fw a t e rp o l l u t i o n r i s kw a sb r o u 曲tu p ，w h i c hc o m b i n et h ea c c i d e n tr i s ko ft h ee n t e r p r i s ea n dt h e p r o b a b i l i t y0 fr i v e rh y d r o l o g y t h er i s kv a l u eo fn i t r o g e nf e r t i l i z e ri n d u s t r yw a s c o n f i 姗e dw i t ht h ef r e q u e n c ya n dp i 。o b a b i l j t ya n dd i s t a n c eb e y o n ds t a n d a r do ft h er i s k w a t e rp o l l u t i o n ( 4 ) t h k i n gs y n t h e t i c 锄m o n i a - u r e ap r o d u c t i o na sa ne x a m p l e ，t h er i s ko f s u r f a c ew a t e rw a sa n a l y z e dw h e nt h ea c c i d e n lo c c u e d t h er e s u l t ss h o wt h a tt h e l i q u i d a m m o n i at a n k a c c i d e n ti st h em o s td a n g e r o u st ot h ef i v e re c o l o g i c a l e n v i r o n m e n t ，a n dt h ef r e q u e n c ya n dp r o b a b i l i t yo fw a t e fp o u t i o n “s ki s3 1 1 1 0 - ， r i s kv a l u ei s5 7 5 3 5m ai nd r y - p e r i o d ( p = 7 5 ) ( 5 ) t h e r e f o r e ，s h o u l dr e i n f o r c et h es u p e i s o r yc o n t r o la n dm a n a g e m e n tt oj a r a r e ae q u i p m e n t ，w h i c hc a nc u td o w nt h er i s ka c c i d e n tp r o b a b i l i t ya n dp o s s i b i l i t y h a p p e n e d ；a tt h es a m et i l l l es e tu pt h es t o r a g et a n kc o 丘e f d a ma n da c c i d e n tb u f ! l e rp o o l ， w h i c hc a nr e d u c et h ep o s s i b i l i t yo fl h el e a k a g em a t t e re n t e rt h es u r f a c ew a t e r a tl a s t d r a w su pp r e c a u t i 锄m e a s u r e sa n de m e 唱e n c yp r o 伊a mf o ra c c i d e n t s k e yw o r d s ：n i t r o g e nf e n i l i z e ri n d u s t r y ， w a t e re 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 ，s y n t h e t i ca m m o n i a - u r e a l v 西北大学学位论文知识产权声明书 本人完全了解西北大学关于收集、保存、使用学位论文的规定。 学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。 本人允许论文被查阅和借阅。本人授权西北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，可以采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研 究所等机构将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库或其它 相关数据库。 保密论文待解密后适用本声明。f 学位论文作者签名：仁毛退避指导教师签名：复垒垄 朋年多月7 7 日 洲海6 其| 7 日 西北大学学位论文独创性声明 本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，本论文不包含其他人已经 发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西北大学或其它教育机构的学位或证书而 使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确 的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：善感淮 测年月7 日 1 绪论 1 1 研究背景 近年来国家为解决“三农”问题，加大了对化肥行业的支持力度，氮肥行业 得以迅速发展，为粮食增产做出了巨大贡献，保障了我国的粮食安全以及我国农 业的稳定发展【1 捌。 氮肥行业属于化工工业。随着化工工业的迅速发展，重大环境风险事故的发 生频率不断增大，给人类生产生活和生态环境都带来了严重危害。例如1 9 7 6 年 意大利塞维索工厂环乙烷泄漏事故，造成3 0 多人伤亡，迫使2 2 万人紧急疏散； 1 9 8 4 年印度博帕尔市郊农药厂发生甲基异氰酸盐泄漏的恶性中毒事故，有2 5 0 0 多人中毒死亡，2 0 余力人中毒受伤，6 7 万人受到残留毒气的影响；1 9 8 6 年发生 在德国的莱茵河污染事件，由于有毒化学品流入莱茵河，使得靠近事故地段河流 生物绝迹，成为死河；2 0 0 0 年发生了著名的多瑙河事故，由于事故原因导致1 万多立方米含剧毒的氰化物及铅、汞等重金属流入索莫什河后汇入多瑙河，致使 流域生态环境遭受严重破坏1 6 引。 在我国，较为严重的化工行业环境风险事故也逐年增加，特别是近几年不断 发生的化学危险品泄漏：爆炸事故，造成了大量的人员伤亡和严重的经济损失及 政治影响。例如，2 0 0 4 年2 月1 6r ，川化集团的控股子公司川化股份有限公司 所属第二化肥厂二车间水解、解吸装置的两台给料泵发生故障，导致含高浓度氨 氮的尿素工艺冷凝液排入沱江的支流毗河，沱江江水变黄变臭，许多地方泛着白 色泡沫，江面上还漂浮着大量死鱼；2 0 0 5 年1 1 月，中国石油天然气股份有限公 司吉林石化分公司双苯厂硝基苯精馏塔发生爆炸，造成8 人死亡，6 0 人受伤， 约1 0 0t 苯类物质( 苯、硝基苯、苯胺等) 流入松花江，引发松花江水污染事件， 污染带在我国境内历时4 2 d ，沿岸几百万人民的生活受到影响，造成重大水环境 污染事件，直接经济损失6 9 0 8 万元；2 0 0 8 年2 月陕北榆林市米脂县一家氯碱化 工企业的3 个沉淀池发生垮塌，大约2 0 0 0 吨碱性废水泄漏流入无定河，造成水 污染事故，所幸当地饮用水源水质基本正常【9 以4 1 。 国家环境保护总局要求新建化工类项目必须进行环境风险评价。化工企业的 坏境风险评价主要包括大气和地表水体两个方面，在风险评价研究中对于大气环 境风险评价进行的比较多，地表水环境风险评价相对较少。而我国化工石化行业 由于历史等原因存在着布局性风险。国家环保总局2 0 0 6 年公布了2 0 个化工石化 类大项目环境风险排查结果，有重大环境隐患的就有1 2 个，且这1 2 个项目均位 于长江、黄河两大水系河流岸边【1 5 】，所处位置非常敏感，对地表水环境构成了 威胁。一旦事故发生，将严重污染水体，威胁下游饮用水源地，人体健康就会受 到严重威胁，水生生物也将大量死亡，生态环境受到严重影响。因此，对氮肥行 业进行地表水环境风险评价，提出相应的风险管理措施，已成为环境风险评价和 风险管理迫切需要研究的领域。 1 2 国内外研究现状 1 2 1 国外研究现状 环境风险评价是2 0 世纪7 0 年代发展起来的一种环境评价方法，主要是在发 达的工业国家，特别是美国的研究尤为突出。近年来很多发达国家对人类开发行 动产生的环境影响均采用了风险评价的方法，企图使评价结论更能反映实际，为 环境管理部门能就社会效益和环境风险进行平衡、取舍，做出比较符合实际的决 策提供科学依据1 6 。1 7 】。 风险评价这一术语正式面世以及这一方法形成一个系统是在1 9 7 6 年，见于 美国国家环保局首次颁布的“致癌物风险评价准则 。最早的环境风险评价的代 表作则是由美国原子能委员会提出的一份“大型核电站中重大事故的理论可能性 和后果”的研究报告，其目的在于减少核电工程事故的风险损失；此后，1 9 7 4 年由加拿大r e m 啪主笔，由来自世界各地专家学者联合编写了一部关于环境 影响评价的书( s c o p e 5 ) ，这本书阐述了用概率方法探求“最佳方案”的准则； 1 9 7 5 年在日本东京召开了人类环境国际科学家大会，w - a l t e r 提出环境影响评价 应包括对政策意外失误的影响分析，并应阐述适宜的应急计划；h i l b o m 把上述 概念应用到渔业发展中的政策失败的后果分析中，这是环境风险评价的一大发展 【1 8 - 2 l 】 o 国外环境风险评价发展大致可以分为三个阶段【2 2 铆】。其中，第一阶段为2 0 世纪3 0 年代到6 0 年代，风险评价处于萌芽阶段。风险评价内涵不甚明确，主要 采用毒物鉴定方法进行健康影响分析，以定性研究为主。直到6 0 年代，毒理学 2 家才开发了一些定量的方法进行低浓度暴露条件下的健康风险评价。第二阶段为 2 0 世纪7 0 年代到8 0 年代，风险评价研究处于高峰期，环境风险评价体系基本 形成。美国国家科学院( n a s ，1 9 8 3 ) f 2 8 】提出风险评价由四个部分组成，被称 为风险评价“四步法”，即危害鉴别、剂量效应关系评价、暴露评价和风险 表征。并对各部分都作了明确的定义。由此，风险评价的基本框架已经形成。在 此基础上，美国e p a 制定和颁布了有关风险评价的一系列技术性文件、准则或 指南，但大多是人体健康风险评价方面的。第三阶段为2 0 世纪9 0 年代以后，风 险评价进入不断发展和完善阶段，生态风险评价逐渐成为新的研究热点。1 9 9 2 年美国确定了生态风险评价框架，将生态风险评价过程分为三步：第一步为问题 阐述，描述目标污染物特性和有风险生态系统，进行终点选择和有关评价中假设 的提出；第二步为分析阶段，主要从暴露表征和生态效应表征两个方面进行；第 三步为风险表征。在此基础上，1 9 9 8 年正式出台了生态风险评价指南【2 9 。3 0 j 。 其他国家在9 0 年代中期先后开展了生态风险评价的研究工作。 目前国际上对环境风险评价问题，主要集中在针对突发性灾难事故造成的环 境危害评价方面，包括易燃易爆和有毒物质、放射性物质的泄漏，大型技术系统 的故障风险评价常称为事故风险评价。关于事故风险评价，国际上是沿着三条线 发展的1 3 1 l 。 ( 1 ) 概率风险评价 它是在事故发生前预测某设施( 或项目) 可能发生什么事故及可能造成的环 境风险。其最好的范例是美国核管委会( n r c ) 于1 9 7 5 年完成的对核电站所进 行的极其系统的安全研究，其研究成果就是著名的巨著w a s h l 4 0 0 报告。该报 告系统地发展和建立所谓的概率风险评价理论。 ( 2 ) 实时后果评价 其主要研究对象是在事故发生期间给出实时的有毒物质的迁移轨迹及实时 浓度分布，以便做出正确的防护措施决策，减少事故的危害。主要标志之一是 1 9 8 8 年1 0 月困际原子能机构( l 墟a ) 予美国利物莫国家实验所召开的第一届 实时剂量评价国际研讨会。 ( 3 ) 事故后后果评价 主要研究事故停止后对环境的影响，其主要标志是1 9 8 8 一1 9 9 4 年由l 垣a 及 3 欧盟共同发起主持的由2 0 多个国家参加的大型长期国际协调研究项目“核素在 陆地、水体、城市诸环境中迁移模式有效性研究”( 简称“v a m p ”) ，主要研究 前苏联切尔诺贝利核电站泄漏事故停止后对中、西欧的影响后果。 1 2 2 国内研究现状 我国环境风险评价起步较晚，但颇受国家重视，国家环保局于1 9 8 9 年3 月 成立了有毒化学品管理办公室，并确定该机构“既是国家环保局的职能部门，又 是负责有毒化学品登记的技术部门 ，组织有毒化学品的风险评价。这标志着在 我国开展环境风险评价和管理已提到了议事日程。 我国环境j x l 险评价的研究，以介绍国外理论为起始，以核设施运行环境风险 评价为行业试点开端。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 评价系统的研制，是我国第一部比较完备的环境风险评价案例【3 2 】。国家环保局 于1 9 9 0 年下发第0 5 7 号文件，要求对重大环境污染事故隐患进行环境风险评价 【3 3 】；2 0 世纪9 0 年代我国新建或拟建的具有重大环境污染事故隐患的建设项目( 如 化学工业、石油工业、核电工业、医药工业等) 的环境影响报告中也普遍开展了 环境风险的评价【3 4 。3 5 】；尤其是世界银行和亚洲开发银行贷款项目的环境影响报告 中必须包含有环境风险评价的章节【3 6 1 。1 9 9 4 年张维新引入模糊优选理论提出了 实用的工厂环境污染事故风险模糊评价方法；1 9 9 5 年王勇结合中国石化总公司的 安全评价，开展了石油化工企业环境风险评价的应用和实例研究；1 9 9 6 年王建功 结合实例对港口危险品水环境风险评价程序和方法进行了探讨；朱百鸣等基于概 率分析对氯气泄漏事故风险分析进行了探讨；l9 9 7 年国家攻关计划开展了燃煤大 气污染对健康危害的研究；1 9 9 8 年曾光明，卓利，钟政林等对突发性水环境风险 评价模型事故泄漏行为进行了模拟分析；1 9 9 9 年刘国东等人探讨交通污染事故对 河流水质影响的风险评价方法并应用于实际工程；2 0 0 2 年曾光明开展了水环境健 康风险评价模型及其应用研究，同时对河流突发性与非突发性水环境风险分析进 行了比较研究，指出在不同的时间段内及不同的河流断面，两类风险的大小有显 著的差别；2 0 0 3 年徐峰和石剑荣在水体扩散模型的基础上，推导出了一套适用于 评估突发性水环境事故危害后果的定量估算公式，能够用于危险源鉴别、特征等 浓度线确定、事故特征危害区与危害期估算、事故下游各处危害期估算等方面； 4 2 0 0 6 年杨云蜂，赵剑强对公路建设项目水环境风险评价方法进行了研列3 7 4 5 1 。 在风险评价研究发展的同时，国家相关部门也提出了相应的风险管理要求。 如国家环保局于1 9 9 0 年下发的5 7 号文，要求对重大环境污染事故隐患进行环境风 险评价；1 9 9 7 年国家环境保护局、农业部、化工部联合发布的关于进一步加强 对农药生产单位废水排放监督管理的通知规定：新建、扩建、改建生产农药的 建设项目必须针对生产过程中可能产生的水污染物，特别是特征污染物进行风险 评价。2 0 0 1 年国家经贸委发布的职业安全健康管理体系指导意见和职业安 全健康管理体系审核规范中也提出“用人单位应建立和保持危害辨识、风险评 价和实施必要控制措施的程序”，“风险评价的结果应形成文件，作为建立和 保持职业安全健康管理体系中各项决策的基础”【删；2 0 0 4 年国家环保总局颁布 了建设项目环境风险评价技术导则，对我国环境风险评价工作的目的、基本 原则、程序、方法和内容做出了相关规定，将建设项目环境风险评价纳入环境影 响评价管理范畴，从而有利于项目建设全过程风险管理。 1 3 研究目的与意义 河流既是内河运输的航道，也是沿岸城市、企业以及乡镇的水源地。清洁、 稳定的水源是城市生存的要素，是城市发展的基础保障。据不完全统计，近2 0 年，我国城乡因水环境事故性污染造成灾害的事例达数百起，其中，因水源污染 引起的约占7 0 ，另外约2 5 来自管网污染1 3 蚰。一旦河流上游发生水污染事故， 受害最大的是下游沿岸城乡供水系统和水生态环境。 氮肥行业是我国重要的基础化工行业，生产过程中存在大量有毒、有害、易 燃、易爆物质，尤其是其储存容器由于火灾爆炸、泄漏等事故致使危险物质进入 地表水体等都能造成水体污染事件，则会带来巨大的经济损失，严重的还会危及 人的生命，致使河流生态环境受到灾害性影响。所以对氮肥行业建设项目进行地 表水环境风险评价是预防风险发生和控制风险扩大的基础，才有可能通过风险管 理，减小风险对人类生产和生活的影响，减小对河流生态环境的影响。 因此研究氮肥行业地表水环境风险评价与风险管理十分必要和有意义。对氮 肥行业进行地表水环境风险评价研究的理论意义在于能够系统、深入的提出一套 比较完整的针对氮肥行业事故的水环境风险评价理论和方法。其实际意义则是把 5 风险研究的理论和方法有效的应用到实际的风险评价工作中去，提出风险预防措 施和事故发生情况下的风险应急措施，能够更有效的预测和防止有关火灾、爆炸、 泄漏等事故的发生，采取有效的应急措施减小地表水环境风险，为企业及行政主 管部门制定事故应变决策提供科学依据。 1 4 研究内容与技术路线 1 4 1 研究内容 本文在研究、总结国内外环境风险评价研究现状基础上，以事故致因理论为 基础，根据氮肥行业生产特点分析氮肥行业存在的事故风险；以扩散理论为基础， 探讨氮肥行业地表水环境风险评价方法；建立以风险防范管理和风险应急管理相 结合的风险管理模式，提高风险管理水平，实现环境风险评价和风险管理的有机 结合；通过对陕西某集团公司3 0 万吨合成氨、5 2 万吨尿素建设项目为实例研究， 对现有氮肥企业的水环境风险评价和风险管理提供借鉴，对拟建氮肥企业的厂址 选择和风险管理提供指导，为政府在企业布局性风险方面提供参考。主要研究内 容如下： ( 1 ) 氮肥行业风险分析 通过对氮肥行业生产工艺及特点分析，对氮肥行业的生产设施和生产过程所 涉及的物质进行风险识别，确认主要环境风险因子和主要风险单元。 ( 2 ) 氮肥行业地表水环境风险评价研究 结合相关理论，确定事故风险概率的计算方法，以及泄漏危险物质在水体中 的扩散模型；以水污染频率概率和风险值为依据，确定氮肥行业地表水环境风险 评价方法。 ( 3 ) 氮肥行业风险控制和管理研究 根据氮肥行业地表水环境风险评价结果，提出氮肥行业的风险防范与应急管 理措施，减小风险发生概率，一旦事故发生，通过应急措施减小影响范围和程度， 从而提高氮肥行业的风险管理与应急水平。 ( 4 ) 以合成氨尿素建设项目为例进行j x l 险评价研究 通过对陕西某集团公司3 0 万吨合成氨、5 2 万吨尿素建设项目进行地表水环 境风险评价，分析风险事故发生时对地表水体的影响，有利于新建企业在选址过 6 程中避丌地表水敏感点，从而大大降低新建企业的环境服险后果；设置储罐围堰 和事故缓冲池，使现有企业事故泄漏物质进入地表水体的可能性降低，有利于企 业的长远与持久发展。 1 4 2 研究的技术路线 通过文献调查的方法，总结、分析国内外有关环境风险评价的发展及实践经 验；通过现有方法探讨，选择氮肥行业地表水环境风险评价方法，提出风险防范 与应急管理相结合的风险管理模式；通过实地调查、资料和数据的收集，进行风 险分析、概率统计分析、预测模型选择和风险评价，对陕西某集团公司3 0 力吨 合成氨、5 2 万吨尿素建设项目的地表水环境风险进行评价，提出合成氨尿素建 设项目风险防范与应急措施，对氮肥行业防范风险和风险应急提供借鉴。上述研 究技术路线如图1 1 所示。 收集资料 土 总结国内外研究现状 1 l 氮肥行业地表水环境风险评价 l 上上 环境风险评价风险管理 上上 上上0j上上 l 风险分析概率统计预测模型风险评价风险防范风险应急 土 实证研究 上 结论与建议 图1 - l 论文研究技术路线示意图 7 2 相关概念与理论基础 2 1 相关概念及区别 2 1 1 风险 风险是指遭受损失、损害和毁坏的可能性。其含义应包括：第一，风险的产 生具有一种可能性，常常用概率描述这种可能性的大小；第二，风险的发生常常 会带来不期望的后果，这种后果可能是环境被破坏，经济损失和人的生存威胁。 根据文献4 7 4 8 1 可以将风险分为四类：真实风险、统计风险、预测风险以及感 知风险。 真实风险：最终情况发生的实际风险。它的大小都是由一系列的亦己发生的 事件所决定，也就是说，只有等引起风险的各事件发生后，方能得出其准确的风 险值。 统计风险：在过去时间段内，综合影响风险各因子的所有信息资料，用统计 分析的方法计算出其发生的概率，这是需要以正确的统计模型和大量的统计资料 为前提的。 预测风险：从众多的信息资料中挑出一些最能反映实际情况的数据资料，选 择一个较好的评价模型和计算方法，对未来风险作出一个合理的分析，从而估算 出它的风险值。 感知风险：也就是主观风险，它是风险评价的专家凭自己的经验及专业知识， 从主观感觉出发估计风险的大小，并综合众专家的估算结果得出一个相对较为可 靠的风险值。 在以上四种风险中，常常因为水环境中的种种复杂的不确定性因素以及统计 资料的不足，更多地采用预测风险和感知风险，以对未来的风险有一个合理的评 价和把握【4 9 1 。 2 1 2 环境风险 环境风险是指在自然环境中产生的或者通过自然环境传递的、对人类健康和 幸福产生不利影响，同时又具有某些不确定性的危害事件。可以说，环境风险是 由自发的自然原因和人类活动引起的、通过环境介质传播的、能对人类社会及自 然环境产生破坏、损害及至毁灭性作用等不幸事件发生的概率及其后果【卅。环 境风险具有两个主要特点，即不确定性和危害性。不确定性是指人们对事件发生 的时间、地点、强度等事先难以准确预料；危害性指就事件的后果而言，具有风 险的事件对其承受者会造成威胁，并且一旦事件发生，就会对风险的承受者造成 损失或危害，包括对人身健康经济财产、社会福利乃至生态系统等带来程度不同 的危害【1 6 】。环境风险广泛存在于人类的各种活动中，其性质和表现方式复杂多 样，可从不同角度进行分类。一般按学科和研究基础以及研究重点可以将环境风 险分为安全风险、健康风险和生态风险三类。 ( 1 ) 安全风险安全风险是系统设施存在的一种潜在的、负面的东西，与 之相对应安全事件( 以下简称事件) 是一种显在的、负面的东西。j x l 险是事件产 生的前提，事件是在一定条件下由风险演变而来。安全风险的构成包括五个方面： 起源、方式、途径、受体和后果。围绕安全工程的环境风险评价也称为事故风险 评价，它主要考虑与项目关联的突发性灾难事故，包括易燃、易爆和有毒有害物 质、放射性物质失控状态下的泄漏，大型技术系统( 如桥梁、水坝等) 的故障。 ( 2 ) 健康风险健康风险是指可能造成污染的工厂、加油站、地下储油罐、 垃圾填埋场、废物堆放场等场地排放或泄漏的污染物质，通过污染场地土壤、空 气水体等环境介质迁移扩散和转化，使暴露人群健康遭受一定剂量危害的可能性 1 5 0 l o 健康风险评价是2 0 世纪8 0 年代以后发展起来的狭义环境风险评价的内容， 把环境污染与人体健康联系起来，采用统一的危害指标定量描述各种污染物( 如 放射污染物、化学致癌物、致畸物、致突变物和非致癌污染物等) 对人体健康有 潜在危害。它有许多项丰富的内容，主要特点是以危害度作为评价指标，采用的 指标有：绝对致死量或浓度( l d l o o 或l c l o o ) ，半数致死量或浓度( l d 5 0 或l c 5 0 ) ， 最小致死量或浓度( m l d 或m l c ) ，最大耐受量或浓度( l d o ，l c o ) 。健康风 险评价研究各种途径对人体健康造成的伤害，通过风险评价来减少和控制这种伤 害。在大多数情况下，环境和健康风险的研究是分开进行的，但是其实它们存在 着很大的联系，如果放在一起研究能更好地保护人类和环境健康。 ( 3 ) 生态风险生态风险指一个种群、生态系统或整个景观的f 常功能受 外界胁迫，从而将会影响目前和将来该系统健康、生产力、遗传结构、经济价值 9 和美学价值。生态风险评价指受一个或多个胁迫因素影响后，对不利的生态后果 出现的可能性进行评估。生态风险评价是环境风险评价的重要组成部分，是伴随 着环境管理目标和环境观念的转变而逐渐兴起并得到发展的一个新的研究领域 1 5 。生态风险评价主要以生态系统或生态系统中不同生态水平组分为对象。 2 1 3 安全评价、环境影响评价与环境风险评价 环境风险评价，广义上讲，是指人类的各种开发行为所引发的或面临的危害 ( 包括自然灾害) 对人体健康、社会经济发展、生态系统等可能带来损失的风险 进行评价，并据此进行管理和决策的过程。狭义上，环境风险评价就是评估项目 的突发性灾难事故的发生概率以及事故发生后的环境影响，并提出减小环境风险 的方案和对策【2 6 】。 安全评价是以实现工程和系统安全为目的，应用安全系统工程原理和方法， 对工程、系统中存在的危险、有害因素进行辨识与分析，判断工程、系统发生事 故和职业危害的可能性及其严重程度，从而为制定预防措施和管理决策提供科学 依据【5 2 1 。安全评价的目的是为了明确系统运行的危害，提出系统安全运行的策 略。安全评价不等同于环境风险评价。二者的主要区别见表2 1 。 表2 1环境风险评价与安全评价的主要区别 项目环境风险评价安全评价 评价目的侧重可接受水平，提供科学依据包括决策侧重为初步设计提供科学依据 适用范围重大环境污染事故隐患 重大安全事故隐患 强调最大可信灾害事故和风险最大可接受 评价内容侧重危险度评价 水平，明确后果评价、风险管理和戍急预案 包括风险识别、风险分析、最人可信灾害事包含危险识别、危险分析和后果 评价方法 故、最人可接受水平、应急预案计算 两者的侧重点是有差距的。环境风险评价侧重于通过自然环境如空气、水体 和土壤等传递的突发性环境危害，而安全评价则主要针对人为因素和设备因素等 引起的火灾、爆炸、中毒等重大安全危害。坏境风险评价应把预测事故引起的厂 界外人群伤害、环境质量变化及对生态系统的影响和防护对策作为评价工作重 点。在条件允许的情况下，可利用安全评价数据开展环境风险评价【5 5 4 】。 环境影响评价是人们在采取对环境有重大影响的行动之前，在充分调查研究 的基础上，识别、预测和评价该行动可能带来的影响，按照社会经济发展与环境 l o 保护相协调的原则进行决策，并在行动之前指定出消除或减轻负面影响的措旌 【5 5 1 。环境风险评价是环境影响评价的重要组成部分，2 0 0 4 年1 2 月1 1 同国家环 保总局颁布实施的建设项目环境风险评价技术导则明确指出：为有利于项目 建设全过程的风险管理，将建设项目环境风险评价纳入环境影响评价管理范畴 【5 引。环境风险评价是环境影响评价的一部分，二者的主要区别见表2 2 。 表2 2环境风险评价与环境影响评价的主要区别 项目事故环境风险评价建设项目环境影响评价 分析匝点突发事故正常运行j ：况 持续时间很短很 ： 火灾、爆炸，向空气和句人气、地面水、地下水释放污染 应计算的物理效应 地面水释放污染物物、噪声、热污染等 释放类型 瞬时或短时问连续释放长时问连续释放 突发性的激烈的效应以及 应考虑的影响类型 连续的、累积的效应 事故后期的k 远效应 主要危害受体人和建筑、生态 人和生态 危害性质急性受毒；灾难性的慢性受毒 大气扩散模式烟团模式、分段烟羽模式连续烟羽模式 照射时间很短很k 源项确定较人的不确定性 不确定性很小 评价方法概率方法确定性方法 防范措施与应急计划需要不需要 2 1 4 风险管理 风险管理最早出现于美国，2 0 世纪7 0 8 0 年代在国际上得到了迅猛的发 展，但在我国目前尚处于起步阶段。风险管理主要通过研究风险发生规律和风险 控制技术，在风险辨识、风险分析和风险评价的基础上，优化组合各种风险管理 技术，以最经济合理的方式消除风险导致的各种灾害后果。 根据美国项目管理学会研究报告，风险管理有三个定义：( 1 ) 风险管理是系 统识别和评估风险因素的形式化过程：( 2 ) 风险管理是识别和控制引起不希望变 化的潜在领域和事件的人为和自然因素的方法；( 3 ) 风险管理是在项目期间识别、 分析风险因素，采取必要对策的决策科学与艺术的结合。项目风险管理是指项目 管理组织对项目可能遇到的风险进行规划、识别、估计、评价、应对、监控的过 程，是以科学的管理方法实现最大安全保障的实践活动的总称1 5 7 巧8 1 。风险管理的 目标是控制和处理风险，防止和减少损失，减轻或消除风险的不利影响，以最低 成本取得对项目安全实施保障的过程，以保障项目的顺利进行。项目风险管理的 目标通常分为两部分：一是损失发生前的目标，二是损失发生后的目标，两者构 成了风险管理的系统目标。风险管理是在经济和社会效益、风险及费用的三维空 间中寻求风险最小、效益最大的目标。风险管理的意义如图2 1 所示。 高 t 费用 风险低i 磊- 风险高 更安全 风险 更危险 图2 1 风险、安全与费用的关系 图2 1 中风险曲线被划分为3 个区域。i 区为费用效果显著区，在该区随着 费用的增加，风险显著降低；i i 区是费用效果转折区，在该区有一定的费用效果； i 区为费用效果低效区，该区每降低一点风险值，要花费很高的费用。三个区相 比，i 区在降低风险方面可能做的不够；i i i 区在投入费用与降低的风险相比较而 言，虽然随着费用的增加，风险也在降低，但是在经济上不合算；i i 区的用于降 低风险的投入费用与实际取得的降低风险效果达到了较好的平衡，环境管理者尽 力使曲线向下和左移动( 以较少的花费达到同样的安全程度) 。因此，j 下确的风 险管理是把可接受风险水平控制在某一特定的范围内，此范围取决于多项社会和 经济因素，如消费者的期望、宣传教育以便消费者做出选择，企业所需付出的代 价及最终转嫁到消费者身上的费用、控制和减轻人体与生态暴露的能力、对商贸 的影响、采用危害较小替代物品的可能性、加强管理的能力，以及对未来法规政 策的影响【5 9 】。 2 2 水环境风险评价理论和方法基础 2 2 1 事故致因理论 事故致因理论是系统安全科学的基石，是系统安全科学的理论和方法基础。 回顾事故致因理论的历史，事故致因理论包括海因里希、博德、亚当斯、北川彻 三等事故因果连锁理论、事故频发倾向理论、管理失误理论、能量意外释放论、 危险源理论，以及人物轨迹交叉论等i 删。这些理论着重解释事故发生的原因， 即事故致因因素，以及针对这些事故因素如何采取措施防止事故，所以把它们叫 做事故致因理论【6 。 事故致因理论是从大量典型事故发生的本质原因分折中提炼出的事故机理 和事故模型。这些机理和模型反映了事故发生的规律性，能够为事故发生的原因 进行定性、定量分析，为事故的预测预防和事故风险的分析、预测预防奠定基础； 另外，为改进安全管理工作，从理论上提供科学的、完整的依据【6 2 1 。事故致因 理论在环境风险评价中成为指导危险源辩识、风险评价和预防控制的基本理论之 o 2 2 2 概率论 化工企业由于事故原因导致危险化学品发生火灾爆炸和泄漏，引发污染环境 的恶性风险事件，是不确定性随机事件，这种风险事件发生的可能性很小，属小 概率事件。根据概率论原理，小概率事件仍然是可能发生的。分析这种环境问题 通常采用概率论方法【6 3 1 。由于水环境系统常常是一个复杂的系统，具有不确定 性和非线性等复杂因素。因此，对水环境风险的分析需要用不确定方法和非线性 的方法来研究。用概率来描述风险则是一种简单、直观，在理论上比较完善的方 法。 从统计学角度来讲，在n 次重复试验中，若事件发生了m 次，则而m n 称 为事件发生的频率。类似，在不变的条件下，重复进行n 次试验，事件发生的频 率稳定地在某一常数p 附近摆动，则称常数p 为事件的概率。概率的公式如下： o p ( a ) 1 其中a 表示事件，p ( a ) 表示事件a 发生的概率，0 表示不可能事件的概 率，l 表示必然事件的概率。如果将同类事件的所有不同结果的概率都加起来， 1 3 则概率之和必为l 。即：a = l f - i 运用概率可以预测火灾、地震、汽车等意外事故和其他危险发生的可能性。 风险研究就是从对小概率事件的关注开始的，这些小概率事件的基本特点是发生 概率小，但造成后果严重。如何量化小概率事件的概率也是研究的难题之一。主 要的原因是这些事件发生次数少，如果从客观概率的概念出发，很难得到用于风 险评估的统计规律。基于主观概率概念的理论体系，可以人为地设定一个概率值， 作为小概率事件的概率代表值。如果风险事态被判断为小概率事件，则可以之作 为其基础概率代表值，带入进行下一步的定量风险概率分析。参考相关领域中的 风险评估准则可以帮助确定小概率事件的基础概率。在美国国防部制定的风险评 估方法中，将年概率1 0 。6 作为可忽略风险水平；胡二邦( 2 0 0 0 ) 等研究建议，环 境风险评价中以1 0 击作为背景值。设定小概率风险事态基础概率的根本原因是弥 补风险概率统计研究方面的不足，对其使用不能过于轻率，对于能够获得其基本 规律的风险事态还是应该使用尽量准确的概率模型。 2 2 3 扩散理论 污染物进入到水体后，均受到水循环过程的影响。水循环过程中污染物产生 对流及紊动扩散，系统中的每一种污染物都遵守质量守恒定律。由于分子运动、 水流运动和紊动作用，会发生从浓度高处向浓度低处迁移的现象，这就是污染物 在水体中的扩散现象。一般来说，水体中污染物的扩散包括分子扩散、湍流扩散、 对流扩散和剪切流离散，其中分子扩散在水体非静止的情况下比其他扩散要小得 多【6 4 6 5 1 。 ( 1 ) 分子扩散 分子扩散