（环境科学专业论文）火电厂环境风险评价研究.pdf

a bs t r a c t i nr e c e n ty e a r s ，w i t ht h er a p i d l yi n c r e a s eo fi n s t a l l e dc a p a c i t y ，m o r ea n dm o r e e n v i r o n m e n t a lr i s k si nt h e r m a lp o w e rp l a n t sh a v ea r o u s e dm o r ea n dm o r ea t t e n t i o n f r o m p e o p l e ”t e c h n i c a lg u i d e l i n e s f o re n v i r o n m e n t a lr i s ka s s e s s m e n to n p r o j e c t s ”( t g e r a ) ，w h i c hh a v eb e e np r o m u l g a t e da st h eg u i d i n gt e c h n i c a ls t a n d a r d b yc h i n ai n2 0 0 4 ，p r o v i d e sf o rt h ep u r p o s e ，b a s i cp r i n c i p l e s ，c o n t e n t ，p r o c e d u r ea n d m 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 t0 1 1p r o je c t s h o w e v e r ，w h e ni ti sa p p l i e dt o s p e c i f i ca r e a s ，i t sd e f i c i e n c yw i l le m e r g et h a th a v en o tb e e nt o o ki n t oa c c o u n tw h e n i tw a sp r o m u l g a t e d a tp r e s e n t ，b e c a u s eo ft h el a c ko ft h e o r ya n dt e c h n i q u e 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 to ft h e r m a lp o w e rp l a n t si sa l m o s tp a r t i a l ，q u a l i t a t i v e ， a n df a l ls h o r to fs y s t e m a t i ca n dq u a n t i t a t i v ea n a l y s i sa n de v a l u a t i o n o nt h eb a s i so ff i l t r a t i n gt h em a t u r et h e o r ya n da d v a n c e dt e c h n o l o g i cm e t h o do f e n v i r o n m e n t a lr i s ka s s e s s m e n ta th o m ea n da b r o a d ，t h i ss t u d yi n e x t e n s oa n a l y z et h e c h a r a c t e r i s t i co fe n v i r o n m e n t a lr i s k s i nt h e r m a lp o w e rp l a n t sa n ds u mu pas e to f 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 s ，m o d e l sa n ds t a n d a r d sw h i c hi ss u i t a b l ef o r t h e r m a lp o w e rp l a n t sa n di n c l u d e sa s s e s s m e n to fa c c i d e n ts e v e r i t y ，d e t e r m i n i n gt h e m o s ts e v e r ea c c i d e n tb yc o m p a r i s o no fd e a t hr a d i u s ，c a l c u l a t i o nm e t h o do fl e a k a g e a c c i d e n tr i s kv a l u eo fp o i s o n o u sg a s ，p r e d i c t i o nm o d e lo fp o o lf i r e ，p r e d i c t i o nm o d e l o fv a p o rc l o u de x p l o s i o n ，p r e d i c t i o nm o d e lo fs m a l lh o l el e a k a g es o u r c e ，p r e d i c t i o n m o d e lo ff l a s he x p l o s i o ns o u r c e , g a u s s i a np u f fm o d e l ，s o c i a i r i s ka s s e s s m e n t s t a n d a r da n ds oo n t h e s em e t h o d s ，m o d e l sa n ds t a n d a r d sw i l lp r o v i d et h e o r e t i c a l m e t h o d sa n dt e c h n i c a lg u i d a n c ef o rc a r r y i n go u ti n d e p t hw o r ko fe n v i r o n m e n t a lr i s k a s s e s s m e n ti nt h e r m a lp o w e rp l a n t s a sa p p l i c a t i o nr e s e a r c h ，t h e s em e t h o d s ，m o d e l sa n ds t a n d a r d sa r ea p p l i e dt o e n v i r o n m e n t a lr i s ka s s e s s m e n to fap r a c t i c a lt h e r m a lp o w e rp l a n ti n t h i s p a p e r f i r s t l y ，t h em o s ts e v e r ea c c i d e n ti si d e n t i f i e da sl e a k a g ea c c i d e n to fl i q u i da m m o n i a t a n kb yc a l c u l a t i o na n dc o m p a r i s o no fa c c i d e n ts e v e r i t y ；s e c o n d l y ，c o m p u t i n g s o f t w a r ea r eu s e dt oc a l c u l a t eh a z a r ds c o p ea n dr i s kv a l u eo ft h em o s ts e v e r e a c c i d e n t ；t h i r d l y ，t h em o s tl a r g e s th a z a r ds c o p ea n da c c i d e n tf r e q u e n c ya r eo b t a i n e d a n dt h a tw h e t h e rt h em o s ts e v e r ea c c i d e n tr i s kv a l u ei sl e s st h a nt h ea c c e p t a b l el e v e l i sd e t e r m i n e db ya n a l y s i so fc a l c u l a t i o nr e s u l t s t h e s eo u t c o m ep r o v i d ea c c u r a t ea n d s c i e n t i f i cb a s i sf o re n v i r o n m e n t a lr i s km a n a g e m e n to ft h e r m a lp o w e rp l a n t s a tt h e i l s a m et i m e ，t h ed e f i c i e n c yo ft g e r ai sf o u n dw h e ni ti sa p p l i e dt ot h e r m a lp o w e r p l a n t s ，a n di m p r o v e dm e t h o d sa r ep u tf o r w a r dt om a k ei tp e r f e c t k e yw o r d s ：t h e r m a lp o w e rp l a n t 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 ，m e t h o d s ，m o d e l s ， s t a n d a r d s i 学位论文独创性声明 本人郑重声明： 1 、坚持以“求实、创新一的科学精神从事研究工作。 2 、本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究 成果。 3 、本论文中除引文外，所有实验、数据和有关材料均是真实的。 4 、本论文中除引文和致谢的内容外，不包含其他人或其它机构 已经发表或撰写过的研究成果。 5 、其他同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了声明并表示 了谢意。 作者签名：盔釜垒遐 日期： 2 竺2 。左l 尘 学位论文使用授权声明 本人完全了解南京信息工程大学有关保留、使用学位论文的规 定，学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论 文的电子版和纸质版：有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制 并允许论文进入学校图书馆被查阅；有权将学位论文的内容编入有 关数据库进行检索：有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密 的学位论文在解密后适用本规定。 作者签名：蓥垒垫 日期：z 竺仝：么! 羔 南京信息工程大学硕士学位论文 第1 章前言 1 1 选题的背景及意义 2 0 世纪7 0 年代后，环境保护的研究重点转移到污染物进入环境之前的风险管理，环 境风险评价这一新兴领域应运而生。8 0 年代世界上发生了几起震惊于世的特大恶性环境污 染事故：包括1 9 8 4 年印度博帕尔市农药厂异氰酸酯毒气大泄漏，1 9 8 6 年前苏联切尔诺贝 利核电站事故等。这些事件大大刺激和推动了环境风险评价的研究和开展n 1 。我国早在1 9 9 0 年就颁布了第0 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。目前，我国火 电厂的设备中存在众多环境污染事故隐患，如储油罐爆炸、液氨储罐泄露等都有可能对周 围环境产生严重污染，甚至危及人的生命。且近年火电厂的增速逐步攀升，“十五”期间， 火电装机年均增长率为l o 5 ，2 0 0 6 年增长率超过“十五”期间1 3 1 2 个百分点幢，截止 2 0 0 6 年底全国火电装机总容量已达4 8 4 0 5 万千瓦，因此火电厂存在的环境风险已引起越来 越多的关注。 为了规范建设项目环境风险评价，国家环境保护总局于2 0 0 4 年颁布了建设项目环境 风险评价技术导则( h j t 1 6 9 2 0 0 4 ) ( 以下简称“环境风险评价导则”) 规定了建设项目环 境风险评价的目的、基本原则、内容、程序和方法。尽管如此，由于理论和技术方法的不 足，我国火电项目的环境风险评价基本都定位在定性、局部，缺乏系统、定量的分析评价。 鉴于目前国内外基于核电、化工等行业而发展的环境风险评价理论方法已达到较高水平， 本研究拟借鉴环境风险评价领域的理论和先进技术方法，对火电厂存在的环境风险进行系 统、定量深入的研究，提出适用于火电厂环境风险评价的方法和技术标准，以期对火电厂 的环境风险管理提供科学依据。 火电厂环境风险评价研究的意义在于： ( 1 ) 完善环境风险评价导则在火电厂领域适用的不足： ( 2 ) 为火电厂环境风险评价工作提供理论和方法指导； ( 3 ) 为火电厂的环境风险管理提供科学依据。 1 2国内外研究现状 2 0 世纪3 0 年代到6 0 年代，环境风险评价处于萌芽阶段，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n 。例如，关于致癌物的假定只能定性说明暴露于一定的 致癌物会造成一定的健康风险。直到6 0 年代，毒理学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拍1 。2 0 世纪7 0 年代后期，重大环境污染事故增多，对环境 的破坏越来越大。这使得人们在关注健康风险评价的同时，对事故的环境破坏性也越来越 重视，事故风险评价逐渐成为环境风险评价的重点h 1 。 南京信息工程大学硕士学位论文 关于事故风险评价，国际上是沿着三条线发展的晦1 ： 其一称为概率风险评价( p r a ，p r o b a b i l i t yr i s ka s s e s s m e n t ) ，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。其最好的范例是美核管会 ( n r c ) 于1 9 7 5 年完成的对核电站及其系统所进行的安全研究，其研究成果就是著名的巨著 w a s h - 1 4 0 0 报告哺1 。其中系统地发展和建立了所谓的概率风险评价方法( p r a ) 。 其二为实时( r e a l t i m e ) 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 象征之一是国际原子能机构( i a e a ) 于1 9 8 8 年1 0 月与美国利物莫国立实验所联合召开的第 一届实时剂量评价国际研讨会。 其三为事故后后果( o v e r - e v e n t 或p a s ta c c i d e n t ) 评价，主要研究事故停止后对环境 的影响，其主要象征是1 9 8 8 - 1 9 9 4 年由i a e a 及欧盟共同发起主持的有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事故停止后对中、西欧的影响后果。 对事故风险评价的流程，许多学者和研究机构做了大量研究。1 9 8 3 美国科学院国家研 究委员会( u s n a t i o n a lr e s e a r c hc o u n c i lo ft h en a t i o n a la c a d e m yo fs c i e n c e ) 提出 风险评价由四个部分组成即危险鉴别、剂量一效应评价、暴露评价和风险表征。c o v e l l o 和 m e r k h o f e r 把危险判别放在风险评价外面，认为它是在风险评价开始之前就应该傲的工作， 把暴露评价放在剂量一反应评价之前这是合理的。”。亚洲开发银行也给出了一个环境风险评 价程序的建议：危害甄别、危害框定、环境途径评价、风险表征、风险管理哺1 。 1 9 9 0 年美国国家环保局在风险评价专题讨论会上正式提出生态风险评价的概念。此 后，有学者把人体健康风险评价方法( n a s 模式) 加以改变后引入生态风险评价，经过几年 的研讨、修订和完善，1 9 9 8 年美国国家环保局正式颁布了生态风险评价指南，提出了 生态风险评价“三步法”，即问题形成、分析和风险表征，目前该方法已为广大研究者所接 受刚。 总体来说，目前国际上环境风险评价研究热点已由人体健康风险评价转移到生态风险 评价；从污染物数量来说，己由单一污染物作用进一步考虑到多种污染物的复合作用；从 环境风险类型来说，不仅考虑化学污染物，特别是有毒有害化学物，而且还要考虑到非化 学因子对环境的不利影响；从评价范围方面来说，由局部环境风险发展到区域性环境风险， 乃至全球环境风险；生态风险不仅仅只考虑到生物个体和群体，而且考虑到群落、甚至整 个生态系统；技术处理上由定性向半定量、定量方向发展坶1 。 我国的环境风险评价研究始于2 0 世纪9 0 年代。早期的环境风险评价研究主要以介绍 和应用国外的研究成果为主，典型代表有，胡二邦哺1 等借鉴应用国外的研究成果，总结出 适用于我国建设项目( 尤其是核电项目) 环境风险评价的工作程序和技术方法。1 9 8 9 - 1 9 9 2 2 南京信息工程大学硕士学位论文 年我国开发了第一套( 秦山) 核电厂事故应急实时剂量评价系统。1 9 9 0 年国家环保总局下发 第0 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。此后我国重大项目的环境 影响报告中普遍开展了环境风险的评价，尤其是世界银行和亚州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”的章节哺1 。同时，许多其他领域的方法逐渐被研 究者应用于环境风险评价，如安全风险评价方法中的故障树法、事件树法，数值模拟，模 糊综合评价法等。张玉青n 训曾探讨了环境风险预测数学模型，给出了环境风险预测的双向 模糊图模型、灰色马尔夫预测模型及非线性回归模型。曾维华1 曾从环境风险到环境污染 事故演变的一般规律入手，提出环境污染事故风险预测评估模式。潘向忠n 2 1 等曾将模糊综 合评判法应用到工业固废填埋场的环境风险评价中。目前环境风险评价的理论框架和技术 路线基本形成，许多国家认识到环境风险评价的重要性，通过制定法律法规等要求开展环境 风险评价，但在具体实践过程中却存在很多不足。因此，在进行环境风险评价理论研究的同 时，应该加强环境风险评价的应用研究u 1 。 2 0 0 4 年，我国针对建设项目制定了专门的环境风险评价技术导则，但由于其为指导性 技术标准，在具体领域应用时会出现许多未考虑到的问题。由此针对各个具体领域的环境 风险评价方法研究正在逐步开展。韩雪莲n 3 1 总结了石化项目中环境风险评价应该加强的重 点以及存在的问题；尹淑庄n 町利用模糊综合评价法对燃油发电工程环境风险评价体系的建 立与应用进行研究，得出该工程燃油贮存系统的环境风险最大，注氨系统风险次之。迄今 为止，适用于火电项目的环境风险评价方法还未形成统一认识，处于探讨阶段 目前，我国的环境风险评价研究重点还是在事故风险评价，对于生态风险评价的研究 起步较缓慢，当前还只是在水环境生态风险评价和区域生态风险评价等领域的基础理论和 技术方法进行探讨哺1 。 1 3研究方法及研究内容 1 3 1 研究方法 借鉴环境风险评价领域的先进理论、方法和标准，如事故后果严重度评价方法、事故 树评价法，道化学指数法，化工行业可接受社会风险标准等，对火电厂存在的环境风险进 行系统研究，提出一套可用于火电厂环境风险评价的方法、模型和标准；利用v b a 编程工 具、e i a a 软件中气象资料处理工具和e x c e l 计算软件对实例火电厂进行定量预测分析，验 证这些方法、模型和标准的适用性，并确定火电厂的最大可信事故，同时发现环境风险评 价导则应用于火电项目时可能出现的问题。 1 3 2研究内容 ( 1 ) 研究国内外环境风险评价理论、技术方法和标准等，重点是事故风险评价理论和 方法： 3 南京信息工程大学硕士学位论文 ( 2 ) 借鉴比较国内外较成熟的风险评价理论和方法，结合火电厂环境风险特点，筛选 出适用于火电厂环境风险评价领域的技术方法和标准； ( 3 ) 将筛选出的技术方法和标准应用于实例火电厂，进行风险因素识别和分析，确定 最大可信灾害事故，进行定量预测分析，验证其方法和标准的适用性； ( 4 ) 在分析过程中发现环境风险评价导则在火电厂的应用中可能出现的问题，提出解 决方法使其完善。 1 4技术路线 4 南京信息工程大学硕士学位论文 第2 章环境风险评价理论和技术方法 2 1 环境风险评价基本概念和相关概念 2 1 1 环境风险评价基本概念 ( 1 ) 风险 风险一般指遭受损失、损伤或毁坏的可能性“盯，或者说发生人们不希望出现的后果的 可能性们。它存在于人的一切活动中，不同的活动会带来不同性质的风险，如经常遇到的 灾害风险、工程风险、投资风险、健康风险、污染风险、决策风险等。目前比较通用和严 格的风险定义是哺1 ：风险r 指在一定时期事故发生概率p 与事故造成的环境( 或健康) 后 果c 的乘积，即： r 危害单位时间j - - p 事故单位时间 cg 危害事故 ( 2 - 1 ) ( 2 ) 环境风险 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n 引。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，从不同角度可作不同分类 1 8 , t 9 。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等。 ( 3 ) 环境风险评价 广义上，环境风险评价是指对人类的各种社会经济活动所引发或面临的危害( 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。狭义上，环境风险评价常指对有毒有害物质( 包括化学品和放射性物质) 危害 人体健康和生态系统的影响程度进行概率估计，并提出减小环境风险的方案和对策引。本 文所研究的是狭义上的环境风险评价。 环境风险评价就其评价范围而言可分为三个等级，即微观风险评价、系统风险评价和 全国( 或宏观) 风险评价。微观风险评价是指对单一设施进行风险评价。系统风险评价是对 整个项目中所包含相关联的各个设施进行风险评价，可以包含项目中不同设施( 运输、贮藏、 加工) 、涉及不同的活动( 建造、运行、拆除) 、包含不同的风险种类( 致癌、事故损伤) 及不 同的人群( 公众、职业人员) 。全国风险评价是指全国范围内的某一行业的风险评价啼。本 文是针对火电厂项目进行系统环境风险评价研究。按照我国环境风险评价导则中的定义， 建设项目环境风险评价是指对建设项目建设和运行期间发生的可预测突发性事件或事故 ( 一般不包括认为破坏及自然灾害) 引起有毒有害、易燃易爆等物质泄漏，或突发事件产 生的新的有毒有害物质，所造成的对人身安全与环境的影响和损害，进行评估，提出防范、 5 南京信息工程大学硕士学位论文 应急与减缓措施。 2 1 2 环境风险评价与环境影响评价关系 环境影响评价中考虑的影响是指由系统引起的，其影响后果是相对确定的，影响程度 也相对较易度量，而对影响的条件性、不确定性或概率性方面一般是不考虑的。而环境风 险评价主要是预测不确定性事件发生后可能造成后果的严重程度及波及范围。 表2 - 1 环境风险评价与环境影响评价的主要区别5 1 项目环境风险评价( 事故情况)环境影响评价( 正常工况) 分析重点突发事故 正常运行工况 持续时问很短很长 火、爆炸，向空气和地面水释放污向空气、地表、地下水释放污染物、 应计算的物理效应 染物噪声、热污染等 释放类型瞬时或短时间连续释放 长时间连续释放 突发性的激烈的效应以及事故后期 应考虑的影响类型连续的、累积的效应 的长远效应 主要危害受体人和建筑、生态人和生态 危害性质急性中毒；灾难性的慢性中毒 大气扩散模式烟团模式、分段烟羽模式连续烟羽模式 照射时间很短很长 源项确定较大的不确定性不确定性很小 评价方法概率方法确定论方法 防范措施与应急计划需要不需要 由表2 一l 可以看出，环境影响评价研究重点是正常过程，采用确定性的评价方法，评 价时段较长，采用的多为常规和长期措施；而环境风险评价重点是事故情况、评价方法以 概率论和随机方法为主，评价时段较短，其对策措施以应急计划为主雎“。 2 1 3 环境风险评价与安全风险评价关系 安全风险评价通常称“安全评价”，国内安全评价开展得较早，法规和理论体系也较 健全。我国虽然在1 9 9 0 年时已要求对重大环境污染事故隐患进行环境风险评价，但环境风 险评价导则直到2 0 0 4 年才颁布实施，故其法规和理论体系都还不健全，评价方法也很不成 熟。环境风险评价导则中提出，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，故在许多建设项目环境影响评价报告中，环境风险评价利用安全预评价的相关内容 来简化评价工作内容，提高评价效率。如此却容易导致两类评价混淆严重，这样不利于突 出两类评价各自的重点，也不利于环境风险评价工作的进一步发展。理解两者间的相关性 和相异性有利于突出两类风险评价各自侧重点，提高风险评价水平。 ( 1 ) 相关性盟 环境风险评价和安全风险评价同属于风险评价范畴，在评价内容、程序、方法等方面 6 南京信息工程大学硕士学位论文 二者存在相关性。 1 ) 在评价内容上，两类评价都包括对项目工艺、涉及的物料危险性和危险度进行识别、 评价，依据项目特点、物料的危险性划分危险单元，计算风险源的风险概率和危险度等内容。 其中物料危险性和装置分析内容两者是相通的，可互为借鉴。 2 ) 在评价程序上，两类风险评价都包括风险识别和评价，即确定事故发生的可能性( 概 率或机率) ；进行风险计算和评价，模拟或推断事故可能造成的危害程度；提出适宜的管 理对策等。目前开展的环境风险评价，其程序是在借鉴安全风险评价的基础上发展而来的。 3 ) 两类风险评价在评价过程中所采用的方法很多是相通的，特别是危险源辨识、风险 概率计算时采用的方法可以相同的。方法的基本原理都是基于安全系统工程理论，常用事 故树或事件树方法来分析、确定项目涉及的危险源和风险概率等。在判别指标上，两类评 价都将自然人作为重要的评价判别指标来进行评价。 ( 2 ) 相异性 环境风险评价与安全风险评价的主要区别是评价重点不同，环境风险评价重点是事故引 起厂( 场) 界外人群的伤害、环境质量的恶化及对生态系统影响的预测和防护洲，而安全风 险评价重点是事故引起厂( 场) 界内人群伤害和设备损害的预测与防护。二者在评价内容、 程序和方法上也存在很大区别。 1 ) 从评价内容的重点来讲，环境风险评价和安全风险评价具体评价内容上存在重大差 异，具体相异处见表2 2 。 表2 2 环境风险评价和安全风险评价评价内容的相异删 序号评价内容安全风险评价环境风险评价 项目及周围既要明确装置概况，还要了解周围环境 1明确装置及附近情况 概况概况。 装置危险单依据物料特性、装置特点进行，也不可 2 依据装置特点、安全性因素进行划分 元划分作划分。 有害因素危 3 重点是装置安全事故因素、机理分析重点在物料毒性和装置设备事故概率 险分析 4 危险源确定需要确定各危险单元危险源并分级确定最大可行事故即可 一般以单套装置或系统作评价，重点在 全部装置或系统综合进行，不仅包括厂 5评价范围 界内还包括对外环境、生态、人群健 厂界内及附近的人员伤亡和财产损失 康的影响 火灾、爆炸危害及人员急性毒害角度得 不对单个装置作评价结论，而是整体全 6 评价结论 知装置安全评价结论 部系统的风险可接受性评价结论 2 ) 两类风险评价具体程序的执行差别明显，其相异性具体见表2 - 3 。 3 ) 两类风险评价所用评价方法虽然大多相似或类似，但具体使用中又有不同，具体相异 点见表2 4 。 7 南京信息工程大学硕士学位论文 表2 3 环境风险评价和安全风险评价评价程序的相异2 2 1 序号评价阶段安全风险评价环境风险评价 收集同行业事故统计及典型环境风险 1 准备阶段收集以往同类型的安全事故案例 案例资料 事故影响因素研究、分析和机理说明；不作事故因素研究、分析和机理说明； 2 风险识别 事故机制分析 只是为确定最大可信事故作准备 可不作危险分级，只需确定最大可信事 3 危险分级需要进行危险等级划分 故 重点在厂( 场) 界内及附近人员的群死 对最大可信事故进行预测计算，重点在 4后果计算 厂( 场) 界外的环境、生态和人群的影 群伤和财产损失 响程度和范围 5 风险控制安全对策措施、安全因素消除等风险减控措施、事故应急预案等 确定整个系统的风险值和可接受水平， 6结论 对单一装置或系统作出安全评价结论 作出环境风险评价结论 表2 4环境风险评价和安全风险评价评价方法的相异嘲 序号评价部分 安全评价方法环境风险评价方法 1 危险源辨识危险度评价法为基本检查表法、评分法等 2 事故危险性确定d o w 法、安全检查表法等一般采用概率法、事故树法 预先危险性分析法、d o w 法、蒙德 3定性、定量分析 类比法、加权法、d o v s 指数法等 法等 除了池火灾、蒸气云伤害模式、还 4 后果计算方法常用池火灾、蒸气云爆炸伤害模式 需水、大气预测模式 5风险评价等级评分评价法外推法、等级评价法 2 2 环境风险评价理论 2 2 1 风险评价理论基础 风险评价理论基础概括起来主要是“两个理论”和“三个基本原理” 2 3 o 两个理论是指 危险源和价值理论，三个原理是指系统相关性原理、类推原理和惯性原理。 ( 1 ) 两个理论 危险源理论是按照引发或导致事故发生因素在事故发生、发展过程中的作用提出的两 类危险源理论幢们。第一类危险源是指作用于人体的过量能量或干扰人体与外界能量交换的危 险物质。它是事故发生的前提，并决定事故的后果。第二类危险源是指把导致能量或危险物 质的约束或限制措施破坏或失效的各种不安全因素。它是导致事故发生的必要条件，决定事 故发生的几率。第一类源的危险性是固有的，第二类源的危险性随着技术、管理水平及人员 素质的不同是可变的。在环境风险评价中，事故源通常是第一类源，引发事故的往往是第二 类源。第一类源的危险性是环境风险评价主要考虑的因素，第二类源控制水平的分析是安全 风险评价的重点，它是安全风险事故发生和控制的关键。 8 南京信息工程大学硕士学位论文 价值理论是指环境价值理论。环境价值源于环境的资源性，人类繁衍，社会发展，都 建立在环境基础上。各种自然资源是构成环境的要素，是环境价值的表现因素。环境风险评 价重点在于周围外环境潜在价值的评价，包括：环境生态价值、水资源价值、大气环境价值、 公众生命健康价值等。虽然环境价值具有不确定性且与环境政策成本相关幢钔，但环境风险事 件对环境造成破坏、对周围人群带来伤害，从价值对等的角度，必然要求用量化的价值来表 示，使得环境的有价性和价值原理也得到了体现。 ( 2 ) 三个原理 系统相关性原理有助于评价者深入研究评价对象与相关事物的关系，对评价对象进 行全面分析。风险评价是建立在系统工程基础上的，系统结构的特征和事故的因果关系是 相关性原理的基本体现啪1 。相关性分析能透过错综复杂的现象，依据其相关程度，揭示其 内在联系。在评价时利用事故发展过程中的相关性，找寻与评价对象密切相关的、可控的 因子，或者是预知其变化情况的变量，利用历史数据建立起评价对象间的数学模型，能起 到良好的评价效果。 类推原理也称概率推断原理，是利用两个不同事物之间的相互联系规律，利用先导事 件的发生概率来评价迟发事件的发展趋势啪1 。风险评价中风险因素和多种变量呈随机变化关 系，随机变化的不确定性给预测评价工作带来很大的困难。在评价中，采用概率论和数理统 计方法求出随机事件概率，然后根据概率判断准则去推测评价对象的未来状态。类推( 概率 推断) 评价的前提条件就是寻找类似事件。对风险管理而言，不管技术如何进步，管理水平 如何提高，风险事故发生与预防原理是不变的。类推法在安全风险评价中使用广泛，概率推 断方法则在环境风险评价中广为接受晦。 惯性原理是通过对事物发展中已有因素的分析，以事物系统的稳定性为前提，推导 出事故发展的外延趋势，进而对事物的潜在风险进行评价。利用事物惯性原理进行风险评 价的前提是系统的稳定性。但受环境复杂多变，系统的安全性又受各种偶然因素的影响， 故绝对稳定的系统是不存在的。在应用惯性原理时，一方面要抓住惯性发展的主要环节。 另一方面还需要研究可能出现的偏离现象和偏离程度。环境风险评价重点考虑事物惯性发 展中可能引发环境危害的惯性因素，安全风险评价考虑的是事物发展惯性中可能引发安全 事故的惯性因素。 2 2 2环境风险评价程序 由美国科学院国家研究委员会1 9 8 3 年提出四个部分组成的环境风险评价程序，于1 9 8 6 年被美国环保局( u s e p a ) 所采用，其具体步骤如图2 - 1 。 亚洲开发银行也曾推荐一套环境风险评价程序幅1 ，见图2 - 2 。 s c o n t i n i 等认为一个完整的风险定量分析或评价程序应由下述四个阶段组成：危 害识别、事故频率和后果估算、风险计算、风险减缓，具体程序见图2 - 3 。 9 南京信息工程大学硕士学位论文 研究：风险评价 风险管理 某些特定剂量照射 危害甄别( 引起有 制定管理措施 引起的有害健康效o害效应的剂量? ) 应的实验室与野外 j rl 0 风险袭征( 某 评估不同管理措施 关于由高剂量至 剂量一效应评价 给定群体有 相应的公众的、健 低剂量及由动物( 剂量和人体有害 害效应发生 康的、经济的、社 到人体的外推方效应发生率同的关 率估算) 会的、政治的后果 法的资料系? ) l l 了 野外测量：照射量照射量估算( 不同 当局决策和措施 估算；人群特征条件下受到的照射 量? ) 图2 一l 美国环保局采用的环境风险评价框图 危害甄别 ( h a z a r di d e n t i f i c a t i o n ) 土 危害框定 ( h a z a r da c o u n t i n g ) 土 i n 。h 。n m 环e n 境t a l 途p a 径t h 评w a 价ye 。酊邯。；。n ， 上 风险表征( 或评价) ( r i s kc h a r a c t e r i z a t i o n ) 上 风险管理 限i s km a n a g e m c n t ) 图2 - 2 亚洲开发银行建议的环境风险评价程序框图 1 0 南京信息工程大学硕士学位论文 阶段1 阶段2 阶段3 阶段4 图2 3 风险定量分析通用程序 在借鉴国外经验的基础上结合我国建设项目实际情况，国家环境保护总局2 0 0 4 年颁布 的建设项目环境风险评价技术导则中提出适用于我国的环境风险评价程序嘲，如图2 - 4 。 2 2 3环境风险评价方法 环境风险评价风险识别和源项分析阶段所使用的方法几乎都源自安全风险评价，基本 上分为两个体系：一个是对系统的安全性和可靠性分析体系；另一个是对工艺过程和生产装 置危险度的定量评价体系。 第一个体系以事故树分析( f t a ) 为代表，分析方法主要包括：危险和可操作性研究、预 先危险性分析、故障模式影响危害度分析、安全检查表、事故树分析( f t a ) 、事件树分析( e t a ) 等。前3 种属于定性分析方法，安全检查表法属于定性、半定量分析方法昭蚴3 ，后2 种既 可用于定性，又可用于定量分析。这些评价方法从系统工程分析出发，以概率论为基础， 评价的定量程度高，但工作量大，费用昂贵，只能选择使用啪1 。 第二个体系采用世界各国广泛接受的对化工装置和工艺过程的火灾、爆炸危险评价及 相应安全措施的方法( 即火灾爆炸危险指数法) ，以美国道化学公司( d o w s ) 七版评价方 南京信息工程大学硕士学位论文 步骤对象方法目标 原料、辅料、中间 和最终产品、工厂 综合评价法 已识别的危险因 素和风险类型 最大可信事故 最大可信事故风险 风险评价标准体系 可接受风险水平 不可接受风险水平 事故现场 周围影响区 检查表法，评分法， 概率评价法 类比法 定性 加权法 大气扩散计算 水体扩散计算 综合损害计算 外推法 等级评价法 代价利益 分析 类比法 模拟 确定危险因素和 风险类型 确定最大可信事 故及其概率 图2 - 4 建设项目环境风险评价技术导则推荐的环境风险评价流程 确定危害程度 危害范围 确定风险值和 可接受水平 确定减少风险 措施 事故损失减至 最少 法为主，亦可采用杜邦公司、美国保险协会、日本劳动省方式、冈山县方式和英国i c i 蒙 德标准等许多改进型方法。除了借鉴上述国外的方法，国内目前还广泛采用事故后果严 重度评价方法。这些方法适合于理想状态下的化工装置，主要从物质特性、工艺过程等方 1 2 法 法 树 数 率 故 指 概 事 量 定 南京信息工程大学硕士学位论文 面考虑装置的危险性，国内化工装置的预危险性评价大多套用此法1 。 ( 1 ) 危险和可操作性研究 危险和可操作性研究伸。2 8 1 是英国帝国化学工业公司( i c i ) 于1 9 7 4 年开发的系统安全分 析方法。它通过系统分析新设计或已有工厂的生产工艺流程和工艺功能来评价设备、装置 的个别部位因误操作或机械故障而引起的潜在危险，并评价其对整个工厂的影响，特别适 合于化学工业系统的风险评价。危险和可操作性研究需要一组相关领域的专家来实施、进 行创造性的工作。开展危险和可操作性研究时，要全面审查工艺过程，对各个部分进行系 统地分析，发现可能出现的偏离设计意图的情况，分析其产生的原因及后果，并针对其产 生原因采取恰当的控制措施阳2 1 。 ( 2 ) 预先危险性分析 预先危险性分析( p h a ) n 钒圳又称初步危险性分析，是指在项目建设或投产前，对系统存在 的危险作宏观概率分析或预评价。预先危险性分析主要用于新系统设计、已有系统改造之 前方案设计、选址阶段，人们还没有掌握其详细资料时进行分析、辨识可能出现或存在的 危险源，并尽可能在项目付诸实施之前找出预防、补救措施，消除或控制危险源。 在分析系统危险性时，为了衡量危险性的大小及其对系统破坏程度，将各类危险划分 为4 个等级，见表2 5 。 表2 - 5预先危险性分析危险等级划分 级别危险程度可能导致的后果 i 安全的 不会造成人员伤亡及系统破坏 处于事故的边缘状态，暂时还不至于造成人员伤亡、 临界的 系统破坏或降低系统性能，但应予以排除或采取控制措施 危险的会造成人员伤亡和系统损坏，要立即采取防范对策措施 造成人员重大伤亡及系统严重破坏的灾难性事故， 灾难性的 必须予以果断排除并进行重点防范 ( 3 ) 故障模式影响危害度分析法 故障模式影响危害度分析哺1 ( f v i e c a ) 是故障类型影响分析( f 肛a ) 和危害度分析( c a ) 结合 的分析方法。它采取系统分割的概念，根据实际需要达到的分析水平，把系统分成子系统或 进一步分成单元，甚至单个部件。然后逐个分析部件可能发生的故障和故障模式，再分析故 障模式对子系统及系统产生的影响。对其中影响大的故障模式进一步作详细分析，即危害度 分析，以识别主要危险。 ( 4 ) 检查表法 检查表法，即安全检查表法，最早应用于安全风险评价中。安全检查表是识别潜在危 险的简单实用的工具。先将评价系统分成若干子系统、单元等，利用已有的经验和知识， 1 3 南京信息工程大学硕士学位论文 拟定好安全问题清单，附以有关规范要求，按顺序编制成表。具体编制根据评价对象、目 标等不同而灵活运用哺1 。安全检查表基本类型有3 种：定性检查表、半定量检查表和否决 型检查表引。定性安全检查表是列出检查要点逐项检查，检查结果以“对”“否”表示， 检查结果不能量化。半定量检查表是给每个检查要点赋以分值，检查结果以总分表示，有 了量的概念；这样，不同的检查对象也可以相互比较，但缺点是检查要点的准确赋值比较 因难，而且个别十分突出的危险不能充分地表现出来。我国原化工部1 9 9 0 、1 9 9 1 、1 9 9 2 年安全检查表以及中国石化、天然气总公司安全评价方法中的检查表即为此种类型。否决 型检查是给一些特别重要的检查要点作出标记，这些检查要点如不满足，检查结果视为不 合格，即具一票否决的作用，这样可以做到重点突出。检查表还可以与事故树分析法等结 合使用，实现定性和定量分析统一，使用方便简单。 ( 5 ) 事故树分析法 事故树分析也称故障树分析或失效树分析，它是从结果到原因描绘系统故障、失效和 事故发生过程的有向逻辑树。它由美国贝尔电话实验室于1 9 6 1 年至1 9 6 2 年开发成功。1 9 6 5 年，在由华盛顿大学和美国波音公司联合资助的一次安全研讨会上，h a a s l 和j a c k s o n 等人提 出了第一批讨论事故树分析的学术论文m 1 。事故树分析既能做定性分析，又能做定量计算； 既可以对故障、失效和事故的直接原因进行粗略分析，又可以对复杂系统进行详细分析。 1 ) 事故树的符号及意义口羽 事故树是由一些符号构成的图形。这些符号根据功能可分成三种类型，即事件符号、逻 辑门符号和转移符号，常用的各类符号及意义分别见附录a 中表a - 1 、表a - 2 和表a 一3 。 2 ) 事故树的相关概念b 3 1 割集：导致顶上事件发生的基本事件的集合。 最小割集：引起顶上事件发生必须的最低限度的割集。 径集：如果事故树中某些基本事件不发生，则项上事件就不发生，这些基本事件的集 合称为径集。 最小径集：就是项上事件不发生所需的最低限度的径集。 3 ) 事故树的分析步骤 事故树的分析步骤，常因分析对象、目的及研究程度深浅的不同而异，主要包括以下内 容阳钔：确定和熟悉系统、确定顶上事件、详细分析事故的原因、确定不予考虑的事件、确定 分析的深度、编事故树、定性分析、定量分析。 其中事故树定性分析是采用布尔代数法逻辑运算从事故树结构上求出最小割集和最小 径集，进而确定每个基本事件对顶上事件的影响程度，为制定安全措施的先后次序，轻重缓 急提供依据。定量分析就是根据基本事件的发生概率计算出顶上事件的发生概率，并