苯泄漏环境风险评价(共20页)

1、PAGE IIPAGE I闽南师范大学毕业论文(b y ln wn)(设计)苯泄漏(xilu)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(hunjng)科学 年 级： 指导教师： 2013年 12 月 10 日摘要(zhiyo)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

2、(chngd)。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(hunjng)风险评价AbstractThe 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

3、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 pr

4、evention 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 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc376038560 摘要(zhiyo) PAGEREF _Toc376038560 h I HYPERLINK

5、 l _Toc376038561 前言(qin yn) PAGEREF _Toc376038561 h 1 HYPERLINK l _Toc376038562 1 风险(fngxin)识别 PAGEREF _Toc376038562 h 2 HYPERLINK l _Toc376038563 1.1苯的性质及健康危害 PAGEREF _Toc376038563 h 2 HYPERLINK l _Toc376038564 1.2有毒物质识别 PAGEREF _Toc376038564 h 2 HYPERLINK l _Toc376038565 1.3火灾、爆炸危险物质识别 PAGEREF _To

6、c376038565 h 3 HYPERLINK l _Toc376038566 1.4 风险识别结果 PAGEREF _Toc376038566 h 3 HYPERLINK l _Toc376038567 1.5评价等级和评价内容 PAGEREF _Toc376038567 h 4 HYPERLINK l _Toc376038568 1.6评价范围 PAGEREF _Toc376038568 h 4 HYPERLINK l _Toc376038569 2 泄漏源强的确定 PAGEREF _Toc376038569 h 4 HYPERLINK l _Toc376038570 3 环境风险预测

7、PAGEREF _Toc376038570 h 6 HYPERLINK l _Toc376038571 4 风险防范及应急处置措施 PAGEREF _Toc376038571 h 11 HYPERLINK l _Toc376038572 4.1 半致死浓度影响区 PAGEREF _Toc376038572 h 11 HYPERLINK l _Toc376038573 4.2 短时间接触容许浓度超标区 PAGEREF _Toc376038573 h 11 HYPERLINK l _Toc376038574 5 小结 PAGEREF _Toc376038574 h 12 HYPERLINK l _

8、Toc376038575 参考文献 PAGEREF _Toc376038575 h 13 HYPERLINK l _Toc376038576 致谢 PAGEREF _Toc376038576 h 14PAGE 18前言(qin yn)20世纪(shj)60年代以后，随着世界(shji)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

9、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

10、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

11、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(wixin)化学品种类众多，物理化学性质(xngzh)及生物毒性各异，因此(ync)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,提出风险防范及应急措施14。1 风险(fngxin)识别1.1苯的性质(xngzh)及健康危害苯外观为无色(w s)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

12、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1 苯的基本理化性质标识中文名苯英文名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，有强烈芳香味主要用途用作溶剂及合成苯的衍生物、香料、染料、塑

13、料、医药等。理化性质熔点（）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溶解性不溶于水，溶于醇、醚、丙酮等多数有机溶剂。1.2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 2 建设项目环境风险评价技术导则中附表1标准序号毒性级别LD50（大鼠经口）mg/kgLD50（大鼠经皮）mg/kgLD50（小鼠吸入，4小时）mg/L1剧毒物质510.012剧毒物质5LD502510LD50500.1LD500.53一般毒物25LD5020050LD504000.5LD502根据各化学品的毒性情况(qngkung)及上面

14、的有毒物质的判定标准17，项目生产所涉及(shj)的有毒物质苯属低于序号3一般(ybn)毒物。表 3 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1.3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 4 建设项目环境风险评价技术导则中附表1易燃物质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

15、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 5 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1.4 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。物质名称临界量苯50表6 重大(zhngd)危险源辨识结果 (单位(dnwi)：吨)当单元内存在

16、的危险物质为单一品种时，其数量等于或超过(chogu)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。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=35.16tq1/Q1=35.16/501因此不构成重大危险源。1.5评价等级和评价内容参照建设项目环境风险评价技术导则（HJ/T169-2004）中规定，环境风险评价等级按以下原则划分。详见表7。表 7 环境风险评价工作级别判定剧毒危

17、险性物质一般毒性危险物质可燃、易燃危险性物质爆炸危险性物质重大危险源一二一一非重大危险源二二二二环境敏感地区一一一一项目属于非重大危险源。项目建设地为一般工业区，项目选址不属于环境敏感地区。因此环境风险评价按二级评价进行。1.6评价范围以排放源为中心，半径为3km的范围内。2 泄漏(xilu)源强的确定以某化工厂一苯罐为例，最大可信事故(shg)确定为储罐的阀门管径(100 mm)处产生(chnshng)100%的裂口，苯罐高3m，自该裂口处发生苯泄漏，苯在围堰内收集后发生质量蒸发，故发生10 min后通过应急处置终止泄漏。通过国家环保总局颁布的建设项目环境风险评价技术导则(以下简称/导则)推

18、荐的液体泄漏速率(伯努利方程)、泄漏后质量蒸发量的计算，确定此时苯向大气中释放的速率为1.1992 kg/s。液体泄漏速率(QL)依据下列公式进行模拟计算：式中：QL为液体泄漏速度，kg/s；Cd为液体泄漏系数，此值常用0.6-0.64；A为裂口面积，0.000314m2；P为容器内介质压力，101325Pa；P0为环境压力，101325Pa；g为重力加速度，取9.81m2/s；h为裂口之上液位高度，2.5m。泄漏后质量蒸发速度(Q3)依据下列公式进行模拟计算：式中，Q3为质量蒸发速度，kg/s；a，n为大气稳定度系数；p为液体表面蒸气压，Pa；R为气体常数，J/(mol.K)；T0为环境温度

19、，K；u为风速，m/s；r为液池半径，m。表 8 计算参数表储罐容积（m3）液体泄露系数容器内介质压力（Pa）环境压力（Pa）储罐总高（m）裂口之上液位高度（m）裂口面积（m2）苯储罐500.621013251013253.02.50.00034注：苯的密度(md)：0.879t/m33 环境(hunjng)风险预测采用导则中推荐的有毒有害物质在大气中扩散(kusn)的多烟团模式，对假定事故在不同时刻、不同气象条件下的环境影响进行预测。其计算公式如下：式中：C(x,y,o)-下风向地面(x,y)坐标处的空气中污染物浓度（mg/m3）； SKIPIF 1 0 错误！未找到引用源。-烟团中心坐标；

20、 Q-事故期间烟团的排放量；X、y、z为X、Y、Z方向的扩散参数（m），常取X =y。事故发生后，苯泄漏导致的大气环境影响会随着时间、距离的不同而不同，具体预测结果参见表9及下图。表 9 预测结果概述序号风速m/s稳定度面源的有效高度m泄漏口处风速m/s预测时刻min最大落地浓度mg/m3半致死浓度范围m短时间接触容许浓度范围m环境质量标准m10.5B2.50.4061080.90434.225.052.521B2.50.81231078.62238.432.167.131.6B2.51.29910269.027711.711.5285.740.5D2.50.35410455.84393.96

21、1.7123.951D2.50.70710386.53707.684.8172.761.6D2.51.13110612.839210.9194.4442.370.5E2.50.33010269.21855.981.5159.881E2.50.65910207.356715.0113.2227.091.6E2.51.056101,205.8510.4347.0621.4由上表(shn bio)可见：在各种气象条件下，最大落地(lu d)浓度范围(fnwi)为78.6231205.85mg/m3；半数致死浓度范围为4.210.4m；短时间接触容许浓度范围为25.0347.0m；环境质量标准为52.

22、5621.4m。图1 0.5m/s，B条件(tiojin)下等浓度分布图图2 1.6m/s，B条件(tiojin)下等浓度分布图图3 0.5m/s,D条件(tiojin)下等浓度分布图图4 1m/s，D条件(tiojin)下等浓度分布图图5 1.6m/s，D条件(tiojin)下等浓度分布图图6 1.6m/s,E条件(tiojin)下等浓度分布图图7 1m/s，E条件(tiojin)下等浓度分布图图8 0.5m/s，E条件(tiojin)下等浓度分布图4 风险防范及应急处置(chzh)措施苯泄漏对人体的伤害(shnghi)通常会形成2个主要(zhyo)影响区域，即：半数致死浓度影响区及短时间接

23、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。4.1 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4.210.4m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

24、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。4.2 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25.0347.0m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

25、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(hunjng)突发事件发生时，及时开展环境应急监测。该浓度(nngd)区内居民区、学校、医院等人群应根据应急监测结果，在专业人员(rnyun)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

26、。5 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。参考文献1林玉锁.对我国开展环境风险(fngxin)评价的一些看法J.环境(hunjng)导报,1993,l,10(6

27、):l4-l5.2毛小苓,刘阳生.国内外环境风险(fngxin)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):6-9.6NAS(1983):Risk Assessment in the Federa I Government: Managing the Process.National Academy Press,Washington,DC.7USEPA(1986):Guidelines for carcinogen ris