苯泄漏环境风险评价.doc

闽南师范大学闽南师范大学 毕业论文毕业论文 设计设计 苯泄漏大气环境影响预测 Benzene Leakage of atmospheric environmental impact prediction 姓 名 学 号 系 别 专 业 环境科学 年 级 指导教师 2013 年 12 月 10 日 I 摘要 以苯泄漏的大气影响为研究对象 模拟一起典型的突发性环境风险事故 依据 建设项目环境风险评价技术导则 采用导则推荐的伯努利方程 质量蒸 发量公式计算物质泄漏的源强 利用多烟团模式模拟计算其对环境的影响 预测 出不同时间不同距离处的影响程度 根据这一预测结果 针对性地提出风险防范 及应急措施 为环境风险事故的应急处置提供依据 关键词 苯 泄漏 环境风险评价 Abstract The atmospheric effect of benzene leakage is regarded as the study object to simulate a typical sudden environmental risk accident According to Technical Guidelines for Environmental Risk Assessment on Projects using Bernoulli equation and the evaporation expressions in the guidelines to calculate the intensity of substances leakage the smog mass mode to simulate and calculate its effects on the environment and to forecast its effect degree under different distance and time Based on the forecast results risk prevention and emergency measures are put forward correspondingly which offers references for the emergency treatment of the environmental risk accidents Key words Benzene Leakage Environmental risk assessmenl 目目 录录 摘要 I 前言 1 1 风险识别 2 1 1 苯的性质及健康危害 2 1 2 有毒物质识别 2 1 3 火灾 爆炸危险物质识别 3 1 4 风险识别结果 3 1 5 评价等级和评价内容 4 1 6 评价范围 4 2 泄漏源强的确定 4 3 环境风险预测 6 4 风险防范及应急处置措施 11 4 1 半致死浓度影响区 11 4 2 短时间接触容许浓度超标区 11 5 小结 12 参考文献 13 致谢 14 1 前言 20世纪60年代以后 随着世界经济的发展 环境问题也日益突出 先污染 后治理 让一些工业发达国家为此付出了沉重的代价 1 例如 80年代至今还 发生了震惊于世的特大恶性环境污染事故 包括1984年印度博帕尔市农药厂异 氰酸酯毒气大泄露 1986年前苏联切尔诺贝利核电站泄露事故 1993年中国深 圳市化学品仓库大爆炸 2 2005年11月中石油吉林化工双苯厂爆炸导致松花江 发生重大环境污染 形成的硝基苯污染带流经吉林 黑龙江两省 甚至影响到 俄罗斯境内 使得周边地区全面停水 直接或间接影响上百万人群 3 重大突 发性事故环境危害问题已受到各国的关注 同时也大大刺激和推动了环境风险 评价的研究和开展 作为环境影响评价领域中的一个重要组成部分 也是环境灾害研究的重要 内容之一 人们已经逐渐从正常事件转移到对偶然事件发生可能性的环境影响 进行风险研究 4 环境风险评价把事故状态下引起厂 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作为评价工作重点 环境风险评 价是对风险源进行全面的剖析 定量地描述出风险指数 摸清事故隐患的各种 诱发条件和症结 提出和完善污染事故的预防措施和应急措施 5 因此环境风 险评价对于有效防范风险事故的发生 采取安全的应急措施都起到了非常重要 的作用 八十年代 美国国家科学院 NAS 1988 6 提出风险评价由四个部分组成 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 但大多是人体健康风险评价方面的 例 如 1986年发布了致癌风险评价 7 致略风险评价 8 化学混合物健康风险评 价 9 发育毒物键康风险评价 10 暴露评价 11 Superfund sites危害评价和风 险评价等指南 1988年又发布了内吸毒物 systemic toxicants 和男女繁殖性能毒 物等评价指南 12 1999年 美国EPA还对1986年指南进行了修改 因此 从 1989年起 风险评价的科学体系基本形成 并处于不断发展和完善的阶段 由于危险化学品种类众多 物理化学性质及生物毒性各异 因此危险化学 品泄漏的环境风险评价理论和方法也不尽相同 13 本文以常见且挥发性极强的 苯为例 结合环评工作实际 着重分析其泄漏过程的环境风险 提出风险防范及应 2 急措施 14 3 1 1 风险识别风险识别 1 11 1 苯的性质及健康危害苯的性质及健康危害 苯外观为无色透明液体 有强烈芳香味 不溶于水 溶于醇 醚 丙酮等多 数有机溶剂 属第 3 2 类中闪点易燃液体 苯属中等毒性 高浓度的苯对中枢 神经系统有麻醉作用 15 其侵入途径有吸入 食入 经皮肤吸收 苯对皮肤 眼睛和上呼吸道有刺激作用 吸入液态苯能引起肺水肿和出血 苯可以造成皮 肤脱脂引起红斑 起疱 干燥和鳞状皮炎 人体吸入后会出现中枢抑制 同时 国际癌症研究机构 LARC 的研究结果表明 16 苯为致癌物 半数致死量 大鼠 经口 3800mg kg 短时间接触容许浓度 10mg m3 环境质量标准浓度 2 4 mg m3 苯的理化性质见表 1 表表 1 苯的基本理化性质苯的基本理化性质 中文名苯英文名brnzene 分子式C6H6相对分子质量78 11 化学类别芳香烃 外观与性状无色透明液体 有强烈芳香味 标识标识 主要用途用作溶剂及合成苯的衍生物 香料 染料 塑料 医药等 熔点 5 5闪点 11 沸点 80 1燃烧性易燃 相对密度 水 1 0 88相对密度 空气 1 2 77 理化理化 性质性质 溶解性不溶于水 溶于醇 醚 丙酮等多数有机溶剂 1 21 2 有毒物质识别有毒物质识别 建设项目环境风险评价技术导则 中附表 1 有毒物质的判定标准见表 2 表表 2 建设项目环境风险评价技术导则建设项目环境风险评价技术导则 中附表中附表 1 标准序号毒性级别 LD50 大鼠经口 mg kg LD50 大鼠经皮 mg kg LD50 小鼠吸入 4 小时 mg L 1剧毒物质 5 1 0 01 4 2剧毒物质5 LD50 2510 LD50 500 1 LD50 0 5 3一般毒物25 LD50 20050 LD50 4000 5 LD50 2 5 根据各化学品的毒性情况及上面的有毒物质的判定标准 17 项目生产所涉 及的有毒物质苯属低于序号 3 一般毒物 表表 3 危险化学品毒性级别辨别结果危险化学品毒性级别辨别结果 化学品名称毒性介绍毒性级别 苯大鼠经口 LD50 3800mg kg低于 3 类一般毒物 1 31 3 火灾 爆炸危险物质识别火灾 爆炸危险物质识别 根据 建设项目环境风险评价技术导则 中附表 1 关于易燃物质进行判定 表表 4 建设项目环境风险评价技术导则建设项目环境风险评价技术导则 中附表中附表 1 1可燃气体 在常压下以气态存在并与空气混合形成可燃混合物 其沸点 常压 下 是 20 或 20 以下的物质 2易燃液体 闪点低于 21 沸点高于 20 的物质 易燃 物质 3可燃液体 闪点低于 55 压力下保持液态 在实际操作条件下 如高温高 压 可以引起重大事故的物质 根据各化学品的安全性质及上面的易燃物质的判定标准 项目所涉及的化 学品的易燃性级别判定结果 表表 5 危险化学品易燃物质辨别结果危险化学品易燃物质辨别结果 化学品名安全性易燃物质级别 苯 熔点 5 5 闪点 11 沸点 80 1 引燃温度 560 爆炸极限 1 2 8 0 体积 2 类易燃液体 1 41 4 风险识别结果风险识别结果 根据项目工程分析 划分功能单元 凡生产 加工 运输 使用或贮存危 险性物质 且危险性物质的数量等于或超过临界量的功能单元 定为重大危险 源 本项目使用的苯属 危险化学品重大危险源辨识 GB18218 2009 规定 的易燃液体 其临界量见表 6 物质名称临界量 6 表表 6 重大危险源辨识结果重大危险源辨识结果 单位 吨单位 吨 当单元内存在的危险物质为单一品种时 其数量等于或超过标准中规定的 临界量 则定义为重大危险源 当单元内存在的危险物质为多品种时 则按下 式进行计算 若满足下式 则定义为重大危险源 12n 12n 1 qqq QQQ 式中 q1 q2 qn为每种危险物质实际存量 t Q1 Q2 Qn为各种危险物质相应的临界量 t 苯罐容积 50m3 其中 80 的泄漏量 苯的密度 0 879t m3 经计算 q1 35 16t q1 Q1 35 16 5031900 面积 m 2 3 61E 03 1 11E 03 0 00E 00 环境质量标准 短时间接触容许浓度范围 半致死浓度范围 事故源 图案浓度 mg m 3 2 4 10 10 31900 31900 面积 m 2 3 61E 03 1 11E 03 0 00E 00 环境质量标准 短时间接触容许浓度范围 半致死浓度范围 事故源 图 1 0 5m s B 条件下等浓度分布图 苯苯 500 0 500 Y轴 5000500 X轴 图案浓度 mg m 3 2 4 10 10 31900 31900 面积 m 2 1 57E 04 4 27E 03 0 00E 00 环境质量标准 短时间接触容许浓度范围 半致死浓度范围 事故源 图案浓度 mg m 3 2 4 10 10 31900 31900 面积 m 2 1 57E 04 4 27E 03 0 00E 00 环境质量标准 短时间接触容许浓度范围 半致死浓度范围 事故源 图 2 1 6m s B 条件下等浓度分布图 11 苯苯 500 0 500 Y轴 5000500 X轴 图案浓度 mg m 3 2 4 10 10 31900 31900 面积 m 2 1 29E 04 4 50E 03 0 00E 00 环境质量标准 短时间接触容许浓度范围 半致死浓度范围 事故源 图案浓度 mg m 3 2 4 10 10 31900 31900 面积 m 2 1 29E 04 4 50E 03 0 00E 00 环境质量标准 短时间接触容许浓度范围 半致死浓度范围 事故源 图 3 0 5m s D 条件下等浓度分布图 苯苯 500 0 500 Y轴 5000500 X轴 图案浓度 mg m 3 2 4 10 10 31900 31900 面积 m 2 1 33E 04 4 67E 03 0 00E 00 环境质量标准 短时间接触容许浓度范围 半致死浓度范围 事故源 图案浓度 mg m 3 2 4 10 10 31900 31900 面积 m 2 1 33E 04 4 67E 03 0 00E 00 环境质量标准 短时间接触容许浓度范围 半致死浓度范围 事故源 图 4 1m s D 条件下等浓度分布图 12 苯苯 500 0 500 Y轴 5000500 X轴 图案浓度 mg m 3 2 4 10 10 31900 31900 面积 m 2 2 90E 04 7 98E 03 0 00E 00 环境质量标准 短时间接触容许浓度范围 半致死浓度范围 事故源 图案浓度 mg m 3 2 4 10 10 31900 31900 面积 m 2 2 90E 04 7 98E 03 0 00E 00 环境质量标准 短时间接触容许浓度范围 半致死浓度范围 事故源 图 5 1 6m s D 条件下等浓度分布图 苯苯 500 0 500 Y轴 5000500 X轴 图案浓度 mg m 3 2 4 10 10 31900 31900 面积 m 2 3 10E 04 1 56E 04 0 00E 00 环境质量标准 短时间接触容许浓度范围 半致死浓度范围 事故源 图案浓度 mg m 3 2 4 10 10 31900 31900 面积 m 2 3 10E 04 1 56E 04 0 00E 00 环境质量标准 短时间接触容许浓度范围 半致死浓度范围 事故源 图 6 1 6m s E 条件下等浓度分布图 13 苯苯 500 0 500 Y轴 5000500 X轴 图案浓度 mg m 3 2 4 10 10 31900 31900 面积 m 2 2 24E 04 7 35E 03 0 00E 00 环境质量标准 短时间接触容许浓度范围 半致死浓度范围 事故源 图案浓度 mg m 3 2 4 10 10 31900 31900 面积 m 2 2 24E 04 7 35E 03 0 00E 00 环境质量标准 短时间接触容许浓度范围 半致死浓度范围 事故源 图 7 1m s E 条件下等浓度分布图 苯苯 500 0 500 Y轴 5000500 X轴 图案浓度 mg m 3 2 4 10 10 31900 31900 面积 m 2 2 07E 04 7 10E 03 0 00E 00 环境质量标准 短时间接触容许浓度范围 半致死浓度范围 事故源 图案浓度 mg m 3 2 4 10 10 31900 31900 面积 m 2 2 07E 04 7 10E 03 0 00E 00 环境质量标准 短时间接触容许浓度范围 半致死浓度范围 事故源 图 8 0 5m s E 条件下等浓度分布图 14 4 4 风险防范及应急处置措施风险防范及应急处置措施 苯泄漏对人体的伤害通常会形成 2 个主要影响区域 即 半数致死浓度影 响区及短时间接触容许浓度超标区 为此 企业及环境管理部门除需建立完备 且切实有效的应急预案外 还需针对环境影响的不同区域采取有效的风险防范 及应急处置措施 4 14 1 半致死浓度影响区半致死浓度影响区 假定风险事故下的影响表明 该影响范围为半径 4 2 10 4m 区域 虽然该 浓度区内超过人体致死浓度的时间 10min 但距泄漏源较近处浓度值较高 可能 会带来致死伤害 因此该区域的风险影响必须引起各方的高度重视 1 浓度区内布局有环境敏感点的 应采取适当措施 避免项目实施可能造成 的环境风险影响 如对于现存的人口分布相对集中的居民区 学校 医院等实 施搬迁 区内严格限制新增人口进入 2 浓度区内布局有环境敏感点 又无法避免项目实施可能造成的环境风险 影响时 应重新考虑调整拟建项目厂区布局或选址方案 3 在该影响区内设置有毒气体报警装置 以保证事故发生时相关人员的及 时反应 有毒气体报警装置的布置应重点考虑距泄漏源的距离因素 环境敏感 点的分布 气象条件 地形地貌等 4 选择厂区内最高建筑物的显著位置处设置风向标 风袋 以便指导人员 的撤离和疏散方向和距离 5 对该影响区内的所有人员必须实施环保及安全日常培训 并进行演练 以提高各环节应对突发事故的能力 4 24 2 短时间接触容许浓度超标区短时间接触容许浓度超标区 假定风险事故下的影响表明 该影响范围为半径 25 0 347 0m 区域 该浓度 区内超过人体致死浓度的时间在 10min 部分区域超过 工作场所有害因素职 业接触限值 规定的接触时间 15min 应采取及时有效的风险防范及应急措施 1 环境突发事件发生时 及时开展环境应急监测 该浓度区内居民区 学 15 校 医院等人群应根据应急监测结果 在专业人员的指导下进行紧急撤离和疏 散 2 有条件地区可在人口分布相对集中的居民区 学校 医院等环境敏感点 处 安装有毒气体报警装置 并选择显著位置处设置风向标 风袋 3 对区内所有人员进行环保和安全日常培训及预防事故演练 以提高各环 节应对突发事故的能力 确保事故发生时该区域内人员能在 15min 内全部疏散 至安全地带 4 从城市规划角度 限制该区域内人口的增长 以降低环境突发事件的伤 害 5 5 小结小结 本项目风险评价级别为二级 本工程存在苯罐泄露后造成污染扩散事件 遇明火发生火灾和爆炸事件 在采取严格的防护措施后 事故发生概率较小 要求项目建设和生产 贮运等方面积极采取防护措施 以最大程度减少事故损 失 这是确保安全的根本途径 企业只要认真落实相关风险防范措施 严格管理 将能有效地防止泄露事 故的发生 一旦发生事故 依靠完善的安全防护设施和事故应急措施则能及时 控制事故 防止事故的蔓延 在各期建成后必须分期进行安全和防火验收 在 此基础上 项目的环境风险影响是可以接受的 16 参考文献参考文献 1 林玉锁 对我国开展环境风险评价的一些看法 J 环境导报 1993 l 10 6 l4 l5 2 毛小苓 刘阳生 国内外环境风险评价研究进展 J 应用基础与工程科学学报 2003 9 11 3 266 272 3 刘桂友 徐琳瑜 李巍 环境风险评价研究进展 J 环境科学与管理 2007 2 32 2 114 118 4 上海市环境保护科学研究院编 M 环境影响评价培训教材 下册 1995 2 23 3 10 18 5 王连弟 纯碱生产中环境风险评价的探讨 J 纯碱工业 2006 3 19 5 6 9 6 NAS 1983 Risk Assessment in the Federa I Government Managing the Process National Academy Press Washington DC 7 USEPA 1986 Guidelines for carcinogen risk assessment Fed Regist 51 33992