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基于生命周期理论的危险化学品安全管理和评价 专业：化学工艺 硕士生：蔡攀 指导老师：纪红兵教授 摘要 由于危险化学品大多具有易燃、易爆、腐蚀、毒害等性质，危险化学品的安 全管理一直是安全管理部门重点关注的对象。做好危险化学品的安全管理，减少 事故的发生，具有重要的现实意义。 本文首先比较了国内外危险化学品安全管理的现状，简要介绍了安全评价的 研究概况，提出从生产、存储、运输、经营、使用和废弃物处置等环节对危险化 学品进行全生命周期的安全管理。其次，以危险化学品事故类型和造成的影响为 指标，采用层次分析法( a h p ) ，对不同的管理模式进行比较分析，结果表明对 危险化学品实行生命周期的安全管理符合安全管理的需要。最后，从安全、健康、 环境和经济的角度，建立了危险化学品安全管理体系。提出了危险化学品生命周 期过程各个环节的管理对策。并建议政府部门应该从立法、安全信息监控、安全 投入以及安全教育方面进行改进，来保障危险化学品安全管理目标的实现。在对 广州市天然气家庭用户使用情况调查和分析的基础上，提出广州市天然气应用预 防与安全管理应采取技术、教育、安全管理三方面实施天然气应用事故的预防与 控制 关键词：危险化学品；安全管理；生命周期；层次分析 s a f e t ym a n a g e m e n t a n da s s e s s m e n to fh a z a r d o u s c h e m i c a l sb a s e do nl i f ec y c l et h e o r y m a j o r ： n a m e ： c h e m i c a lt e c h n o l o g y p a nc a i s u p e r v i s o r ：h o n g b i n gj i ( p r o f e s s o r ) a b s t r a c t d u et ot h ep r o p e r t i e so fi n f l a m m a b i l i t y , e x p l o s i v e ，c o r r o s i o na n dt o x i c i t y , t h e s a f e t ym a n a g e m e n to fh a z a r d o u sc h e m i c a l s i sf o c u s e di n s a f e t ym a n a g e m e n t d e p a r t m e n t t op e r f e c tt h es a f e t ym a n a g e m e n to fh a z a r d o u sc h e m i c a l s ，a n dt or e d u c e a c c i d e n t s ，a r eo fg r e a ts i g n i f i c a n c e i nt h i sp a p e r , t h ec u r r e n ts i t u a t i o no fs a f e t ym a n a g e m e n to fh a z a r d o u sc h e m i c a l s b e t w e e na b r o a da n da th o m e ，i sc o m p a r e d t h er e s e a r c hs i t u a t i o no fs a f e t ya s s e s s m e n t i sb r i e f l yi n t r o d u c e da n dt h el i f ec y c l es a f e t ym a n a g e m e n tf r o mp r o d u c t i o n ，s t o r a g e ， t r a n s p o r t a t i o n ，u s a g e ，o p e r a t i o nt od i s p o s a lo ft h ew a s t e dh a z a r d o u sc h e m i c a l si sp u t f o r w a r d s e c o n d l y , u s i n gt h ea c c i d e n t st y p e s a n de f f e c t sa si n d e x e s ，v a r i o u s m a n a g e m e n tm o d e l sa r ec o m p a r e dt h r o u g ha n a l y t i ch i e r a r c h yp r o c e s s ( a h p ) t h e r e s u l ts h o w e dt h a tt h el i f ec y c l es a f e t ym a n a g e m e n to nh a z a r d o u sc h e m i c a l sc a nm e e t s a f e t yr e q u i r e m e n t s f i n a l l y , t h es y s t e m o fs a f e t ym a n a g e m e n tw a se s t a b l i s h e d c o n s i d e r i n gs a f e t y , h e a l t h y , e n v i r o n m e n t a n de c o n o m i c s t h e m a n a g e m e n t c o u n t e r m e a s u r e so fe a c hp a r t so fl i f ec y c l ef o rh a z a r d o u sc h e m i c a l sw e r er a i s e d ，a n d t h eg o v e r n m e n ts h o u l di m p r o v ef r o ml e g i s l a t u r e ，s a f e t yi n f o r m a t i o na n dm o n i t o r i n g ， s a f e t yi n v e s t m e n t ，a n ds a f e t ye d u c a t i o ni no r d e rt or e a l i z et h es a f e t ym a n a g e m e n to f h a z a r d o u sc h e m i c a l s b a s e do nt h ei n v e s t i g a t i o no fg u a n g z h o uc i t i z e n sw h ou s e n a t u r a lg a s ，t h r e ea s p e c t si n c l u d i n gt e c h n o l o g y , e d u c a t i o na n ds a f e t ym a n a g e m e n ta r e i t t s u g g e s t e dt op r e v e n ta n dc o n t r o l n a t u r a lg a su s a g ea c c i d e n t k e y w o r d s ：h a z a r d o u sc h e m i c a l s ；s a f e t ym a n a g e m e n t ；l i f ec y c l e a h p 论文原创性声明内容 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论 文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文 的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本 人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：罄缘 日期：工驴刁年月2 日 学位论文使用授权声明 本人完全了解中山大学有关保留、使用学位论文的规定，即：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、院系资料室被查阅，有权将学位论文的内容编入 有关数据库进行检索，可以采用复印、缩印或其他方法保存学位论文。 学位论文作者签名： 日期：工7 年月j ) - e 蘑攀 导师签名： 钐 以一 日期：沛占月p ，日 中山大学硕+ 学位论文 知识产权保护声明 本人郑重声明：我所提交答辩的学位论文，是本人在导师指导下 完成的成果，该成果属于中山大学化学与化学工程学院，受国家知识 产权法保护。在学期间与毕业后以任何形式公开发表论文或申请专 利，均需由导师作为通讯联系人，未经导师的书面许可，本人不得以 任何方式，以任何其它单位作全部和局部署名公布学位论文成果。本 人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名荣攀 日期：工呷年彳月肛日 第一章绪论 1 1 危险化学品 第一章绪论 1 1 1 化学品和危险化学品 化学品是指各种元素( 也称化学元素) 、由元素组成的化合物和混合物，无 论是天然的还是人造的，都属于化学品。化学品中具有易燃、易爆、有毒、有腐 蚀性等特性，会对人( 包括生物) 、设备、环境造成伤害和侵害的化学品叫危险 化学品。危险化学品系指有爆炸、易燃、毒害、腐蚀、放射性等性质，在运输、 装卸和储存保管过程中，易造成人身伤亡和财产损毁而需要特别防护的物品。 其特征是： ( 1 ) 具有爆炸性、易燃、毒害、腐蚀、放射性等性质； ( 2 ) 在生产、运输、使用、储存和回收过程中易造成人员伤亡和财产损 毁； ( 3 ) 需要特别防护的。 一般认为，只要同时满足了以上三个特征，即为危险品。如果此类危险品为 化学品，那么它就是危险化学品。 1 1 2 危险化学品的分类 国家质量技术监督局于1 9 8 6 年、1 9 9 0 年先后发布了国家标准危险货物分类 和品名编号( g b6 9 4 仁1 9 8 6 ) 及危险货物品名表( g b1 2 2 6 8 1 9 9 0 ) ， 根据运输的危险性将危险货物分为九类，并规定了危险货物的品名和编号。国家 质量技术监督局于1 9 9 2 年发布了国家标准常用危险化学品的分类及标志( g b 1 3 6 9 0 - - - 1 9 9 2 ) ，按主要危险特性把危险化学品分为八类，并规定了常用危险化 学品的包装标志二十七种( 主标志十六种，副标志十一种) 【l 】。 中山大学硕士学位论文 1 1 3 危险化学品的危害 危险化学品的危害主要是：火灾与爆炸危害、健康危害和环境危害。危险化 学品的火灾、爆炸事故有很大的破坏作用。在石化企业中，生产所使用的原料、 中间产品及产品等多为易燃、易爆物质，一旦发生火灾、爆炸事故，后果比较严 重。据不完全统计，我国2 0 0 1 - - - 2 0 0 6 年化工生产、经营企业发生的火灾爆炸事故 约1 0 9 起，死i 二4 4 0 人【2 】。爆炸的破坏作用很强，一个是直接的破坏作用。机械设备、 装置等爆炸产生的碎片飞出后造成危害：另一个是爆炸产生的冲击波对建筑物， 机械设备等的危害。爆炸还可能引发火灾，引起更大的事故。 危险化学品的毒性、刺激性、致癌性、致畸性、致突变性、腐蚀性。麻醉性 等，都会人体健康产生危害【3 】【4 】。这些有毒物质可以通过呼吸道、皮肤、消化道 等途径进入人体。其产生的危害有：( 1 ) 刺激：作用于皮肤，眼睛，呼吸系统 等；( 2 ) 过敏。皮肤，呼吸系统等；。( 3 ) 致癌性。长期接触砷、石棉、铬等物 质可能引起肺癌；皮肤癌与接触砷、煤焦油和石油产品等有关；( 4 ) 致畸性。 接触化学物质可能对味出生胎儿造成危害，干扰胎儿正常发育。如水银可导致胎 儿畸形；( 5 ) 致突变性。主要是影响遗传基因；( 6 ) 麻醉性。一些化学品，如 烃类、乙醚等，在浓度达到超出一定范围后，一次大量接触可导致昏迷甚至死亡。 危险化学品对环境的危害包括【5 】：( 1 ) 大气污染。臭氧层破坏，酸雨，光化学 烟雾等；( 2 ) 对土壤的危害。土地算话，碱化和板结等；( 3 ) 污染水体。对水 生动植物产生危害；( 4 ) 对人体的危害。危险物质进入环境系统，人体从环境 中吸收危害物质，产生疾病。 1 1 4 近年来发生的些危险化学品事故 化学事故是威胁较大的灾害之一，主要表现在：造成众多人员死亡、受伤和 中毒；影响人们的心理，引起一定程度的恐慌；造成巨大的经济损失；带来环境 危害。 据统计，2 0 0 4 年全国共发生危险化学品事故1 9 3 起，死亡2 9 1 人。2 0 0 5 年全国 共发生危险化学品事故1 4 2 起，死亡2 2 9 人。2 0 0 6 年全国共发生危险化学品事故1 5 8 起，死亡2 7 7 人。2 0 0 7 年全国共发生危险化学品事故9 7 起，死亡1 6 1 人1 6 。 2 第一章绪论 窟勰 羹 2 0 0 52 0 0 62 0 0 7 年份 图1 一l 2 0 0 4 - - - - 2 0 0 7 年危险化学品事故统计 2 0 0 9 年4 月2 日，河北省武强县周窝乡前段庄村一私自储存大量鞭炮的农舍突 然发生爆炸，造成4 人死亡【7 1 。2 0 0 8 年1 2 月2 4 日，河北省唐山市遵化港陆钢铁有 限公司2 号高炉重力除尘器顶部泄爆板爆裂，导致大量煤气泄漏。事故共造成当 班的4 4 名工人中1 7 人死亡，其余2 7 人受伤【引。2 0 0 8 年8 月2 6 日，广西维尼纶集团 有限责任公司发生恶性爆炸事故，造成2 0 人死亡，6 0 人受伤，周边3 公里内约1 1 5 万人被紧急疏散，同时还造成附近龙江水体轻微污染。这是近4 年来发生的伤亡 人数最多、性质最为严重的危险化学品事故【9 】。2 0 0 7 年7 月1 1 日，山东省德州市 平原县德齐龙化工集团有限公司分厂1 6 万吨年氨醇、2 5 万吨年尿素改扩建项 目试车过程中发生爆炸事故，造成9 人死亡、1 人受伤【l 们。2 0 0 6 年7 月2 8 日，江苏 省盐城市射阳县盐城氟源化工有限公司临海分公司1 号厂房发生一起爆炸事故， 死亡2 2 人，受伤2 9 人，其中3 人重伤【1 1 】。2 0 0 5 年3 月2 3 日，美国德克萨斯州休斯敦 南部地区的b p 德克萨斯城炼油厂异构化装置发生爆炸，造成1 5 人死亡，1 8 0 余人 受伤，1 2 0 0 米范围内房屋不同程度受损，4 3 0 0 0 人接到紧急通知，就地避险，经 济损失超过1 5 亿美元，b p 公司被罚款2 1 0 0 万美元【1 2 】。 o o 0 o o 0 o o 5 o 5 0 5 o 5 3 3 2 2 1 1 事故数腿和死亡人数从 中山大学硕士学位论文 1 2 危险化学品安全管理现状 1 2 1 国外危险化学品安全管理 世界各国都对危险化学品安全管理非常重视。联合国所属机构以及国际劳工 组织对危险化学品的国际管理也采取了有效的约定和建议。国际劳工组织于1 9 9 0 年6 月通过了作业场所安全使用化学品公约( 简称1 7 0 号公约) ) 和作 业场所安全使用化学品建议书( 简称1 7 7 号建议书) 。1 9 9 3 年又通过了关 于防止重大事故公约及其建议书。联合国危险货物运输专制订了联合国危险 货物运输规章范本( 大桔皮书) 形式，同时配套出版试验和标准手册( 小 桔皮书) ，对危险品的分类、编号、包装、标志和运输文件以及最低要求做了规 定【1 3 1 。 。 美国化学品有关的法规有1 6 部之多，对化学品从原料产出、应用到废弃物处 理实行全过程的监控管理，特别是在环境无害化方面作了许多规定1 3 】【1 4 】【15 1 。美 国职业安全卫生管理局( o s h a ) 、环保署( e p a ) 、消费产品安全委员会( c p s c ) 、 食品与药品管理局( f d a ) 这四个主要的联邦机构( o s h a ，e p a ，c p s c ，f d a ) ， 负责颁布并执行化学品管理的大多数法规。其他联邦管理机构负责化学品管理的 其他方面。其主要的化学品管理法律法规涉及到以下方面：化学物质申报和持续 报告义务；化学物质的危险性评估；限制和禁止剧毒化学品的生产、销售或使用 危险信息交流；社区知情权；对化学品反应性危险加强管理；危险物质运输的风 险管理等。以石化企业为例，美国主要通过强化法规、改进装备和发展软科学进 行安全管理。 加拿大从1 9 8 8 年开始实行工作场所有害物质信息系统( w h m i s ) ，主要包括 三个方面【1 6 】：危险化学品安全标签；危险物质安全信息单；劳工安全卫生教育和 培训。 欧盟化学品管理制度和法规分为分类、包装和标签指令，销售和使用指令， 重大事故危害指令，作业人员安全指令，实验室安全操作指令，混合物分类、包 装与标注指令，现有物质指令，进出口指令，危险货物运输指令和破坏臭氧层物 质指令等几个方面。其中，6 7 5 4 8 e e c ( ( 危险化学品的分类、包装及标注指令，8 8 4 第一章绪论 3 7 9 e e c 危险制剂的分类、包装及标注指令，7 9 3 9 3 e e c 现有物质危险性 评估和控制指令和7 6 7 6 9 e e c 禁止销售和使用的危险化学品及制剂名单 是欧盟化学品管理的主要4 大法律文件【1 7 】【1 8 】。 职业安全健康管理是实施危险化学品安全管理的重要方面，一些国家已经建 立了适应企业的职业安全健康管理体系( o s h m s ) 【1 7 1 。国际劳工组织2 0 0 1 年颁 发了职业安全健康管理体系导则，澳大利亚的职业安全健康管理体系原则、 支持与指南等。美国职业安全健康局的自愿保护计划等。职业安全健康管理体系 的建立变被动的安全管理为主动，将事故处理变为事故预防。 国外大的化工企业积极开展适合自身的安全管理体系。如，国际壳牌石油公 司，美国杜邦公司等【1 9 】都建立了具有各自特色的安全管理体系，对整个行业产生 了广泛的影响。 除了法律上的规定外，发达国家相关研究机构积极开展相关研究。主要有： ( 1 ) 基础性、前瞻性的科学研究工作；( 2 ) 检验检测咨询服务【2 0 】；( 3 ) 科普宣 传培训；( 4 ) 其他有关的管理研究。如美国道化学( d o w ) 化学公司根据自身 的实际情况，提出的道化学火灾爆炸指数法。英国i c i 公司在道化法基础上提出 了蒙德火灾爆炸毒性指数法，扩充了毒性指标。一些数学方法如模糊数学、层次 分析、神经网络等应用于化学品的安全评价上。其他如化学品安全信息系统，电 子标签，事故预警系统，化学品安全信息数据库，安全文化，安全经济学等领域 都开展了相应的研究。 1 2 2 国内危险化学品安全管理 化学品，特别是危险化学品的安全管理工作，是关系到人民生命、财产安全 的大事，党和国家历来十分重视。围绕危险化学品的生产、运输、储存、经营销 售、废弃物的处理等，国家先后颁布了相应的法律、法规和标准。这些法律的颁 布和实施促进了危险化学品的安全管理，为安全管理人员、安全监督人员开展安 全工作提供了法律依据。 2 0 0 2 年1 1 月1 日起施行的中华人民共和国安全生产法是一部综合性安全 生产的大法【2 1 1 。该法共7 章9 7 条。从生产经营单位的安全生产保障到从业人员的 权利和义务，从安全生产的监督管理到生产安全事故的应急与调查处理、法律责 5 中山大学硕士学位论文 任，全面地规范了安全生产的管理行为。值得注意的是在安全生产法中对“危 险物品”给予专项明确，充分体现国家对危险物品安全管理的高度重视。该法将 “生产经营单位”作为主体，对安全生产经营的法律规定和责任更加明确。 除了安全生产法外，和危险化学品相关的法律文件还有：危险化学品 安全管理条例、使用有毒物品作业场所劳动保护条例、危险货物分类和品名 编号、危险化学品经营许可证管理办法、危险化学品包装物、容器定点生产 管理办法、化学品安全标签编写规定等。这些法律法规对危险化学品生产、 储存、运输、销售、经营、进出口等都做了相关规定【2 1 1 。 由于危险化学品本身的特点，以及造成事故原因的多样性和复杂性，使危险 化学品的安全管理难度较大。我国的安全工作者在危险化学品的安全管理方面开 展了广泛的研究工作，主要包括以下几个方面： 第一，危险化学品相关法律、法规、标准的研究。通过和国外先进国家如美 国，欧洲，日本等的法律法规进行比较，找出我国法律法规或标准中不足的地方， 建立健全我国的化学品安全法律法规体系【1 7 】【2 2 1 。 第二，化学品安全管理技术支持体系研究。包括化学品分析测试实验室系统， 化学品的测试、评价、使用检测方法，化学品安全评价方法，化工设备安全设计 及评价体系等。 第三，化学品安全信息管理系统和技术的研究。这方面的研究包括化学品数 据库，化学品信息管理系统，系统监控、事故统计、事故模拟、电子标签，应急 救援系统等。 第四，其他相关科学研究。如安全教育，安全心理学，安全文化等。例如通 过安全教育，提高人们的安全意识，自觉规范自己的行为，避免事故的发生。 1 2 3 国内外危险化学品安全管理比较 国外发达国家经过几十年的发展，相继制订并不断完善化学品安全和环境管 理法律法规，目前已普遍建立了一整套化学品安全管理法律法规体系，涵盖新化 学物质的申报登记，危险化学品分类、包装及标志，化学品风险评价和管理，化 学品测试实验室，化学品信息管理技术支持体系，优先管理的化学品筛选评价制 度，化学品的环境管理，职业卫生体系等。这主要得益于两个原因：一是国外危 6 第一章绪论 险化学品安全管理开始的较早，积累了一定的安全管理经验；二是发达国家科技 水平比较先进，在一定程度上能够满足化学品行业的安全需求。 我国的化学品安全管理起步较晚，由于政府的重视，发展比较迅速。但是和 发达国家相比，还存在一定得差距。 第一，化学品管理法律法规体系不健全。农药、兽药、食品添加剂等化学品 的管理已经建立了相应的法律法规和标准，但对工业原料和日用消费使用的其他 危险化学品的管理存在薄弱环节，在危险化学品安全管理的重点对象、重大危险 源辨识的临界量、新化学物质的申报评价及测试评价制度上【2 3 】都存在一些不相适 应或不协调的地方。对化学品安全生产监督偏重于劳动生产安全和事故防范，对 健康安全和环境安全则较少考虑【2 4 1 。 第二，缺少有效的执法监督管理和协调机制。化学品的安全管理权力分布在 国家安全生产、环保、农业、卫生、质检等多个部门，管理分散，交叉重叠，缺 乏整体协调与监管。一些法律法规不能有效贯彻执行，如氯丹、毒鼠强等，国家 虽然明令禁止，但在一些农贸市场都可以买到。有经验、训练有素的危险品管理 人员比较少。 第三，化学品安全监控技术支持体系建设不足，技术支持力量薄弱。我国危 险化学品安全所涉及的各技术领域均得到了相应发展，形成了一定的规模和实力， 已初步建立了危险化学品安全保障体系。但由于一直以来过于依赖政策和法律法 规，对危险化学品安全技术研究没有足够重视，使得我国建立国家危险化学品安 全保障体系所必需的技术基础薄弱，尤其缺乏危险品安全关键技术研究能力。我 国生产的大部分化学品没有进过实验室危险性测试和评价，致使不能对其进行适 当的分类和标志。化学品风险评价和风险管理制度和技术导则都没有与国际接 轨，不能满足国家危险化学品安全登记的需要。对化学污染物的泄漏和排放不能 随时掌握等1 2 引。 另外，化学品安全相关产业的发展也存在不足。如安全中介机构在我国发展 相对落后，不能满足化学品安全的需要 2 6 1 。我国化学品安全教育基础薄弱，出现 了政府重视，而企业和公众的安全意识淡薄的现象。目前，从整体上讲，我国的 危险化学品安全问题研究尚处于初级阶段，与发达国家相比水平还存在很大差距， 尚不能为经济和社会发展以及对外开放提供足够的支撑和保障。 7 中山大学硕士学位论文 1 3 危险化学品安全评价方法 1 3 1 安全评价 安全是一个广泛、复杂的概念，也是一个相对的概念。安全是人生存的必要 前提。安全工作的内容：一是预知危险；二是消除危险。安全分析是人们对系统 进行深入、细致的分析，充分了解、查明系统存在的危险性，估计事故发生的概 率和可能产生伤害及损失的严重程度，为确定哪种危险能够通过修改系统设计或 改变控制系统运行程序来进行预防提供依据。安全评价是在安全分析的基础上， 结合其他理论，对系统存在的危险性进行定性或定量的分析，得出系统存在的危 险点与发生危险的可能性及其程度，以预测出被评价系统的安全状况。安全评价 是安全监控技术支持体系的重要方面。安全评价方法可分为定性评价方法和定量 评价。目前还没有一套完整、通用的系统安全评价方法。现有的每种评价方法的 原理、目标、适用条件、所需要的技术资料均有差异，各有其适用的场合。人们 在选择评价方法时，主要依据评价目标、评价、系统的特点、规模、复杂程度、 工艺类型、工艺特征、危险性、危害性等法要求和范围的不同，选择不同的评价 方法【2 。图1 0 是安全评价的理想形式。 图1 _ 2 安全评价的理想形式 8 第一章绪论 1 3 2 定性评价方法 定性风险评价是借助于对事物的经验、知识、观察及对发展变化规律的了解， 科学地进行分析、判断的一类方法。运用这类方法可以找出系统中存在的危险、 有害因素，进一步根据这些因素从技术上、管理上、教育上提出对策措施，加以 控制，达到系统安全的目的。这类方法有：预先危险性分析( p h a ) ；安全检查 表( s c l ) ；故障类型和影响分析( f m e a ) ；故障假设分析；故障树分析；危险 与可操作性研究( h a z o p ) ；风险矩阵法等。定性评价方法简单实用，针对性强， 容易掌握，在危险化学品安全评价中得到广泛的应用。 1 3 3 定量评价方法 定量风险评价是根据统计数据、检测数据、同类和类似系统的数据资料，按 有关标准，应用科学的方法构造数学模型进行定量化评价的一类方法。这类方法 有：道化学火灾、爆炸危险指数法；蒙德火灾、爆炸危险指数法；故障树分析； 事件树分析( e a t ) ；日本劳动省的六阶段安全评价法；危险程度分级法等。定 量的评价方法对安全作定量化分析，把安全从抽象的概念转化为数量指标，从而 为安全管理、事故预测和选择最优方案等提供了科学依据。 1 3 4 安全评价方法的研究 安全评价通过对系统进行事先、事后的评价，分析、预测系统的安全可靠性， 使人们对系统中存在的不安全因素有相应的认识，便于采取相应的补救措施以避 免不必要的损失。安全评价已成为企业安全管理的重要措旌。 1 9 6 4 年，美国道( d o w ) 化学公司首创了化工生产危险度定量评价方法， 被称为道化学公司火灾爆炸指数评价法。至1 1 9 9 7 年该方法已提出了第七版，产生 了巨大的影响。英帝国化学公司蒙德分部在道化法的基础上，扩充了毒性指标， 并对所采取的安全措施引进了补偿系数的概念，使该方法向前推进了一大步。 1 9 7 6 年，日本劳动省颁布了“化工厂安全评价六阶段法”，该方法采用了系统安全 工程的综合分析和评价方法，使化工厂的安全性在规划、设计阶段就能得到充分 9 中山大学硕士学位论文 保证。欧共体在1 9 8 2 年颁布了关于工业活动中重大危险源的公告，国际劳工 组织1 9 8 8 年公布了重大事故指南，1 9 9 0 年公布了重大工业事故预防实用规 程，1 9 9 2 年公布了工业中安全使用化学品实用规程，对安全评价提出了要求。 目前，从工厂设计和选址、系统设计、工艺过程、事故预防措施、应急计划等， 都开发了相应了安全评价方法。随着计算机技术的发展，商用的安全评价计算机 软件包也得到开发和应用，如危险源辨识、事故后果模型、事故频率分析、综合 危险定量分析等【2 引。 安全评价技术是我国安全生产六大技术支撑体系之一，在我国安全生产管理 工作中发挥着重要作用。我国安全评价始于2 0 世纪8 0 年代初【2 9 1 。当时，系统安全 工程引入我国，受到许多大中型企业和行业管理部门的高度重视。安全检查表 ( s c l ) 、事故树分析( f t a ) 、故障类型及影响分析( f m f a ) 、事件树分析( e t a ) 、预 先危险分析( p h a ) 、危险与可操作性研究( h a z o p ) 、作业条件危险性评价( l e c ) 等，开始在机械、冶金、化工、航空、航天等行业的有关企业进行应用，。安全检 查表和事故树分析法应用到生产班组和操作岗位。许多行业和地方政府有关部门 制定了安全检查表和安全评价标准。道化学公司开发的“火灾、爆炸危险指数评 价法”也在一些石油、化工等易燃易爆危险性较大的企业得到应用。 1 9 8 7 年，机械工厂安全性评价标准颁布。由原化工部劳动保护研究在吸 收道化学公司“火灾、爆炸危险指数评价法”的基础上，提出了化工厂危险程度分 级方法，并将该方法在相应行业的几十家企业进行了实际的应用，取得了较好的 效果。安全评价方法研究在被1 9 9 1 年国家“八五”科技攻关课题列为重点攻关项 目。原劳动部劳动保护科学研究所等单位完成的“易燃、易爆、有毒重大危险源 辨识、评价技术研究”，将重大危险源评价分为固有危险性评价和现实危险性评 价。固有危险性评价主要反映物质的固有特性、危险物质生产过程的特点和危险 单元内、外部环境状况，分为事故易发性评价和事故严重度评价。在固有危险性 评价的基础上，现实危险性评价通过考虑各种控制因素，反映了人对控制事故发 生和事故后果扩大的主观能动作用。危险物质事故易发性与工艺过程危险性的藕 合决定了事故发生地可能性。易燃、易爆、有毒重大危险源辨识评价方法，填补 了我国跨行业重大危险源评价方法的空白；在事故严重度评价中建立了伤害模型 库，采用了定量的计算方法，使我国工业安全评价方法的研究从定性评价迸入定 1 0 第一章绪论 量评价阶段【3 0 】。 2 0 世纪9 0 年代中期开始，安全评价方法的发展步入正轨。特别是2 0 0 2 年颁布 的安全生产法第二十五条规定【3 1 】：生产、经营单位的建设项目和用于生产、 储存危险物品的建设项目应进行安全条件论证和安全评价。将我国安全评价工 作，以法律的形式规定下来。 企业，科研院所等相关机构也积极开展安全评价方法的研究和应用。采用不 同的安全评价方法对企业或相关装置、设备进行安全评价。王良忠等【3 2 】采用事故 树分析法对剧毒化工厂进行了系统安全评价。李树清等【3 3 】采用模糊综合评价，通 过对安全管理、工艺过程、作业环境、人员素质、生产设备和安全教育进行考察， 对石化生产装置进行了安全现状评价。宋文华等【3 4 】采用道化法对对某化肥厂合成 氨装置转化工序进行了安全评价，得出其安全措施补偿前后的火灾、爆炸指数 ( f & e i ) 和危险暴露面积、危害系数、危险等级、实际可能财产损失等指数。 评价结果表明安全预防措施可以有效降低转化工序的风险程度。某石化大型炼油 厂【3 5 】采用预先危险性分析法、安全检查表法、道化学火灾爆炸指数法辨识了生产、 储存和使用中涉及的危险化学品和构成的重大危险源，辨识了存在的主要危险， 有害因素，产生危险、危害后果的主要条件，对对其控制手段进行了评价，最后 采用挪威d n v 公司的s a f e t i 软件对其重大事故进行了仿真模拟。化学品的安全 评价已在很多相关行业展开，在安全管理中发挥着日益重要的作用。 目前，国外现有的安全评价方法主要针对于评价危险装置或单元事故的可能 性和事故后果的严重程度，国内研究开发的机械工厂安全性评价方法标准、化工 厂危险程度分级、冶金工厂危险程度分级等方法主要用于同行业企业的安全管理 评价或评比。 1 4 本论文的研究目标和主要内容 1 4 1 本论文的研究目标 我国是化学品生产大国，化学品的生产已经形成一整套体系，化学工业在国 民经济发展中发挥着重要作用。由于危险化学品自身的易燃、易爆、有毒、腐蚀 等危险特性，在其生产、运输、使用和废弃等各个环节中，由于环境条件变化或 中山大学硕士学位论文 者管理不善，极易发生燃烧、爆炸、中毒等事故。但目前我国法律法规相对分散， 没有一部法律覆盖了危险化学品生产、经营、储存、运输、使用和废弃物管理各 个环节，没有在相关法律法规中明确提出从生命周期角度进行危险化学品的安全 管理。化学品安全研究应该着眼于化学品在整个生命周期中的安全，只有加强各 个环节的安全管理，才能避免危险化学品事故的发生。 本论文就是在充分认识和了解我国危险化学品安全管理现状的基础上，提出 从生命周期角度对危险化学品进行安全管理，初步建立危险化学品生命周期安全 管理体系，明确危险化学品安全监控的重点，减少事故的发生。本文为危险化学 品生命周期安全管理提供了一种系统化、综合性安全管理模式，对危险化学品实 行生命周期的安全管理具有一定的实践指导意义。 1 4 2 本论文的主要内容 本论文共分为五章。 第一章，绪论。给出了研究背景，概述了国内外危险化学品安全管理现状和 安全评价方法，阐明了本文的研究目标和主要内容。 第二章，危险化学品生命周期。对生命周期评价进行了概述，分析了危险化 学品生命周期的特点，提出对危险化学品整个生命周期进行安全管理。 第三章，基于a h p 的危化品安全管理模式分析。对层次分析法的原理和步 骤进行了概述，并采用层次分析法，对不同的安全管理模式进行比较分析。 第四章，生命周期安全管理体系的建立。建立了危险化学品生命周期安全管 理体系，明确了生命周期各相关环节责任者的职责和政府部门在危险化学品安全 管理上的改进方向。 第五章，广州市天然气事故预防与安全管理。对广州市1 0 0 户己安装天然气 的住户进行了问卷调查，分析了存在的安全问题，提出从安全技术、安全教育和 安全管理三个方面开展天然气安全管理。 第六章，结论与展望。总结了本文的研究结论和不足之处，并提出今后的研 究方向。 1 2 第二章鱼险化学品生命周期各阶段危险分析 第二章危险化学品生命周期各阶段危险分析 2 1 生命周期概述 2 1 1 生命周期评价概念 环境问题是人们普遍关心的一个问题。为了保护环境，控制污染物的排放， 人们采取了不同的方式。从早期的单纯面向污染源的末端控制模式，到面向产品 生产过程的污染预防模式一清洁生产，到近年来提出的面向产品的环境管理方式 一生命周期评价。生命周期评价( l i f ec y c l ea s s e s s m e n t ，l c a ) 是对产品从“摇 篮”到“坟墓”的全过程进行综合评价，通过对产品生命周期各个环节对环境的影 响进行全面：综合的评价，确定对环境影响最大的环节，为评价产品对环境的影 响提供量化指标，为环境管理提供有效的管理工具。生命周期评价是从产品原材 料的获取与处理、产品的加工和生产、产品的分配和运输、产品的使用和维护、 到产品材料的再循环及废弃产品的最终处置等整个生命周期对环境的影响，从而 找出减少或消除这些影响的措施和方法【3 6 1 。生命周期评价是适应可持续发展的要 求的新的环境评价和管理模式。 l c a 研究起源于2 0 世纪6 0 年代的能源危机。在7 0 年代初期，该研究主要 集中在包装废物问题上。美国中西部研究所( m i d w e s tr e s e a r c hi n s t i t u t e ，简称 m r i ) 对可口可乐公司的饮料包装瓶进行了从原材料采掘到废弃物最终处置的全 程跟踪与定量研究，该研究结果由美国国家环保局在1 9 7 4 年发表的一份公开报 告中，在该报告中提出了一系列早期的生命周期评价的研究框架。另外，在欧洲、 日本也进行了类似的研究。2 0 世纪7 0 年代中期，能源问题和固体废弃物问题成 为全生命周期评价的研究焦点。许多国家和机构开展了这方面的研究。随着对环 境问题的日益关注，生命周期评价获得了迅速发展。1 9 9 0 年8 月，国际环境毒 理学和化学学会( s e t a c ) 在有关生命周期评价的国际研讨会上，首次提出了“生 命周期评价”的概念，并成立了研究工作组，对l c a 开展全面深入的研究【3 7 】。与 此同时，欧洲一些国家先后制定了一系列促进l c a 的政策和法规，如“生态标 志计划”、“生态管理与审计法规”、“包装及包装废物管理准则”等。1 9 9 6 年开始 中山大学硕士学位论文 出版( ( t h ei n t e r n a t i o n a lj o u r n a lo f l i f ec y c l e a s s e s s m e n t ( 生命周期评价杂志) ， 发表有关生命周期研究的文章。l c a 开始在全球教育、交流、公共政策、科学 研究和方法学研究等各方面获得大量应用。 国际标准化组织i s o 在1 9 9 7 年发布了第一个生命周期评价国际标准 i s 0 1 4 0 4 0 环境管理生命周期评价原则与框架后，1 9 9 9 年发布了i s 0 1 4 0 4 1 环境管理生命周期评价目的与规范的确定和清单分析、2 0 0 0 年发布了 i s 0 1 4 0 4 2 环境管理生命周期影响评价、i s 0 1 4 0 4 3 生命周期评价中的生 命周期解释，使生命周期评价的方法有了一定得方法论依据【3 8 】【3 9 1 。参照国际标 准，我国于1 9 9 9 年和2 0 0 0 年相继推出了g b t 2 4 0 4 0 。1 9 9 9 环境管理生命周期评 价原则与框架及g b t 2 4 0 4 1 2 0 0 0 环境管理生命周期评价目的与范围的确定 和清单分析等国家标准，2 0 0 2 年4 月出版了g b t2 4 0 4 2 环境管理生命 周期评价生命周期影响评价、g b t2 4 0 4 3 环境管理生命周期评价 生命周期解释，建立了生命周期评价的国家标准体系。 2 1 2 生命周期评价技术框架 生命周期评价( l c a ) 的技术框架包括四个相互联系的部分( 图2 1 ) ：定义 目的和范围( g o a la n ds c o p ed e f i n i t i o n ) 、清单分析( i n v e n t o r ya n a l y s i s ) 、影响 评价( i m p a c t a s s e s s m e n t ) 和结果解释( i n t e r p r e t a t i o n ) 。i s 0 1 4 0 4 0 对生命周期的 框架如下【4 0 】： ( 1 ) 定义目的与范围( g o a la n ds c o p ed e f i n i t i o n ) 确定目的与范围是生命周期评价的第一步。陈述研究意图，研究结果的预期 使用对象。界定范围包括定义评价系统，确定系统边界，设定假设条件，确定数 据类型及数据质量要求等。目的和范围的设定要适当，设定过小的话，得出的结 论不可靠；设定过大，则会对下面三个步骤的进行带来困难。一般来说，在进行 后面三个步骤时，有时需要对已设定的目的和范围进行反复修改，这是允许的， 也是必要的。 1 4 第二章危险化学品生命周期各阶段危险分析 图2 _ 1i s 0 1 4 0 4 0 生命周期评价( l c a ) 的技术框架 ( 2 ) 生命周期清单分析( i n v e n t o r ya n a l y s i s ) 清单分析是对产品、工艺或活动在其整个生命周期阶段的资源、能源消耗 和向环境的排放( 废气、废水、固体废弃物及其它环境释放物等) 进行数据量化。 一种产品的生命周期评价将涉及到其每个部件的所有生命阶段，这包括采集原材 料和能源、把原材料加工成可使用的部件、中间产品的制造，将材料运输到每一 个加工工序、所研究产品的制造、销售、使用、和最终废弃物的处置( 包括循环、 回用、焚烧或填埋等) 等过程。清单分析主要是数据的收集和计算程序，数据分 配方法和数据结果分析。通过清单分析，可以帮助认识相互关联的产品系统， 通过量化分析产品系统的能量，原材料和向水体、大气、土壤的排放，建立该系 统环境表象的基础线。 ( 3 ) 生命周期影响评价( i m p a c ta s s e s s m e n t ) 生命周期评价中理解和评价产品系统潜在环境影响的大小和重要性的阶段。 生命周期是对生命周期清单分析的结果进行评价，以便更好的确定这些结果的环 境意义。在生命周期影响评价阶段，主要是通过对选定的环境问题即影响类型建 立模型，利用类型参数来解释和简化清单分析结果。评价产品系统的物质、能量 交换对外部环境，生态系统，人体健康、自然资源等方面的影响。影响评价一般 被分为三个阶段：分类，特征化和评价。分类是把对环境有一样或类似影响的物 1 5 中山大学硕士学位论文 质作为一类。特征化是把各影响因子对环境的影响进行定量化。评价是将上述分 类并特征化的各种影响因子统一为一个指标，作为该产品对环境影响的综合评价 指标。生命周期影响评价框架和程序必须透明，并具有广泛的实用性和可操作性。 ( 4 ) 生命周期解释( i n t e r p r e t a t i o n ) 生命周期评价中根据规定的目的和范围的要求对清单分析和( 或) 影响评价 的结果进行归纳以形成结论和建议的阶段。生命周期解释包括识别、评估和报告 三个部分。识别是对清单分析和生命周期影响评价中结果进行识别，确定其中的 重大问题。评估是检查整个生命周期过程的一致性、完整性和敏感性。报告是形 成结论，提出建议。 2 1 3 生命周期影响评价计算模型 生命周期影响评价是根据清单分析后所提供的物料、能源消耗数据以及各种 排放数据对产品造成的环境影响进行评估，它是对清单分析的结果进行定性或定 量排序的一个过程。这部分是生命周期的核心内容，也是难度最大的部分。目前 还没有一个公认的方法。生命周期影响评价方法有2 5 种之多【4 1 1 ，大致分为环境问 题法和目标距离法【4 2 1 。环境问题法着眼于环境影响因子和影响机理，对各种环境 干扰因素采用当量因子转换来进行数据标准化分析，如瑞典的e p s 方法，瑞士和 荷兰的生态稀缺性方法( 生态因子) 以及丹麦的e d i p 方法等。目标距离法则着 眼于