《環(huán)境風險評價》ppt課件

1、第11章 環(huán)境風險評價,Environmental Risk Assessment,中國國家環(huán)境保護總局于2004年12月頒布《建設項目環(huán)境風險評價技術(shù)導則》(HJ/ 169-2004)（Technical guidelines for environmental risk assessment on projects ）。,2024/4/4,2,環(huán)境風險評價,本章構(gòu)成,環(huán)境風險評價概述環(huán)境風險識別與度量環(huán)境風險評價環(huán)境風險管理

2、環(huán)境風險評價實例,2024/4/4,3,環(huán)境風險評價,11.1環(huán)境風險評價概述,11.1.1環(huán)境風險,環(huán)境風險是指突發(fā)性事故對環(huán)境（或健康）的危害程度，用風險值R表示，其定義為事故發(fā)生概率P與事故造成的環(huán)境（或健康）后果C的乘積，表示為： R[危害/單位時間]=P[事故/單位時間] ×C[危害/事故] 環(huán)境風險的特點 不確定性：指人們對事件發(fā)生的時間、地點、強

3、度等實現(xiàn)難以準確預料； 危害性：針對時間的后果而言，具有風險的事件對其承受者會造成威脅，并且一旦事件發(fā)生，就會對其承受者造成損失或危害 環(huán)境風險的分類 化學性風險：指人類、動物、植物能發(fā)生毒害或其他不利影響的化學物品的排放、泄漏，或是有毒、易燃、易爆材料的泄漏而引起的風險 物理風險：指機械設備或機械、建筑結(jié)構(gòu)的故障所引發(fā)的風險 自然災害風險：指地震、臺風、龍卷風、洪水等自然災害

4、等引發(fā)的物理性和化學性風險,2024/4/4,4,環(huán)境風險評價,11.1.2 環(huán)境風險評價,環(huán)境風險評價（Environment Risk Assessment，ERA）是評估事件的發(fā)生概率以及在不同概率下事件后果的嚴重性，并決定采取適宜的對策 主要是關(guān)心與項目聯(lián)在一起的突發(fā)性災難事故（主要包括易燃易爆物質(zhì)、有毒有害物質(zhì)、放射性物質(zhì)失控狀態(tài)下的泄漏，大型技術(shù)系統(tǒng)如橋梁、水壩等的故障）造成的環(huán)境危害。這類風險評價常稱為事

5、故風險評價 環(huán)境風險評價主要關(guān)心的是事件發(fā)生的可能性及其發(fā)生后的影響,2024/4/4,5,環(huán)境風險評價,環(huán)境風險評價（ERA）與環(huán)境影響評價（EIA）的區(qū)別,有不同說法,2024/4/4,6,環(huán)境風險評價,案例,環(huán)境風險識別根據(jù)當?shù)卣囊?guī)劃，至2013年陶瓷行業(yè)將實現(xiàn)“煤改氣”，天然氣由閩清廣安天然氣有限公司LNG儲存氣化站管道輸送。LNG儲存氣化站位于白樟鎮(zhèn)池埔工業(yè)區(qū)內(nèi)，建設有8座100m3低溫儲罐，其最終規(guī)模為18

6、座100 m3 低溫儲罐。天然氣低溫儲罐為火災、爆炸危險物質(zhì)。該站LNG 貯存量為456 ×18×100=821t。這些壓力儲罐會因機械安全性以及基礎(chǔ)安全性而出現(xiàn)罐體根部爆裂、傾斜甚至倒塌，從而發(fā)生泄漏性事故，若泄漏液體泄漏遇到明火即會造成重大傷亡事故。根據(jù)《建設項目環(huán)境風險評價導則》（HJ/T169-2004），天然氣貯存區(qū)貯存量超過10t即為重大風險源,危險識別,2024/4/4,7,環(huán)境風險評價,源項分析天

7、然氣的物化性質(zhì) LNG 體積約為其氣態(tài)體積的1/620。主要組分為甲烷，同時含有乙烷、丙烷、異丁烷、正丁烷、戊烷和微量的重碳氫化合物及少量非烴類的氣體。其主要危險性在于其易燃易爆特性，此外，LNG 還具有沸騰與翻滾、低溫凍傷、低溫麻醉、窒息、冷爆炸等危險 天然氣熱值為46055 KJ/m3。天然氣具有強烈的爆炸性。在常溫常壓下，天然氣的爆炸范圍約為5~15% LNG站主要設備包括運輸槽車、低溫儲罐、室

8、溫式氣化器、蒸發(fā)氣體( Boil Of f Gas, BOG) 儲罐等，低溫儲罐是主體設備,案例,2024/4/4,8,環(huán)境風險評價,案例,低溫儲罐LNG 泄漏主要事故類型分析圖,2024/4/4,9,環(huán)境風險評價,案例,事故資料 1950-1990年間，我國石化行業(yè)發(fā)生的事故經(jīng)濟損失在10萬元以上的有204起，其中經(jīng)濟損失超過100萬元的有7起。在石化行業(yè)發(fā)生的事故中屬于違章用火、用火不當、操作失誤等明顯人為因素造成的占6

9、5%左右,事故原因分析,全國石油儲運系統(tǒng)中事故起因和后果分布狀況,2024/4/4,10,環(huán)境風險評價,案例,石化儲運系統(tǒng)事故詳細起因,2024/4/4,11,環(huán)境風險評價,事故發(fā)生概率分析 根據(jù)《化工裝備事故分析與預防》中統(tǒng)計1949年～1988年的全國化工行業(yè)事故發(fā)生情況的相關(guān)資料，儲罐發(fā)生事故的概率為1.2×10-6。其中持續(xù)泄漏（小孔徑100mm、大孔徑200mm）與瞬間泄漏（儲罐整體破裂）的事故頻率見下表

10、,案例,事故源強,2024/4/4,12,環(huán)境風險評價,后果計算及評價 不同孔徑下的天然氣泄漏速率采用文獻所提供的資料數(shù)據(jù)（陳國華,成松柏.LNG 泄漏事故后果模擬與定量風險評估,天然氣工業(yè),2007,6：133-135( 1) 噴射火危害定量評價 LNG 泄漏后在出口處被立即點燃會形成噴射火(jet fire)，危害結(jié)果如下表示

11、 噴射火危害后果定量分析表,案例,2024/4/4,13,環(huán)境風險評價,(2) 閃火危害定量評價閃火( flash fire) 是泄漏后的可燃氣體在擴散過程中，遇點火源在無約束空間產(chǎn)生的無爆炸性燃燒，其危害主要是熱輻射。危害后果如下表所示 閃火產(chǎn)生的熱輻射影響表,案例,2024/4/4,14,環(huán)境風險評價,(3) 沸騰液體擴展蒸氣爆炸危害定量評價

12、 沸騰液體擴展蒸氣爆炸( BLEVE) 的主要危害是熱輻射和爆炸產(chǎn)生的沖擊波。由罐體破裂引起的火球半徑為400 m，火球持續(xù)時間為15.40 s。 BLEVE 危害定量分析結(jié)果表,案例,2024/4/4,15,環(huán)境風險評價,(4) 蒸氣云爆炸危害定量評價 蒸氣云爆炸(VCE)主要危害是爆炸引起的沖擊波,泄漏后果模擬計算中，延遲點火時間分別

13、取1min和5min, 爆源強度取7 級, 計算結(jié)果見下表。 VCE 爆炸后果定量分析表,案例,2024/4/4,16,環(huán)境風險評價,風險防范措施 廣安天然氣站設有8座100m3低溫儲罐，遠期將建成18座100 m3 低溫儲罐。根據(jù)《石油天然氣工程設計防火規(guī)范》（GB50183-2004），該站場分級為四級,GB50183-2004表4.0.4“石油天然

14、氣站場區(qū)域布置防火間距”摘錄（m）,案例,2024/4/4,17,環(huán)境風險評價,是指對建設項目建設和運行期間發(fā)生的可預測突發(fā)性事件或事故(一般不包括人為破壞及自然災害) 引起有毒有害、易燃易爆等物質(zhì)泄漏，所造成的對人身安全與環(huán)境的影響和損害，進行評估，提出防范、應急與減緩措施建設項目環(huán)境風險評價的重點 事故引起對廠（場）界外人群的傷害、環(huán)境質(zhì)量的惡化、對生態(tài)系統(tǒng)影響的預測和防護 建設項目環(huán)境風險評價關(guān)注點是事故對廠（場）界外

15、環(huán)境的影響,11.1.3 建設項目環(huán)境風險評價,2024/4/4,18,環(huán)境風險評價,11.2環(huán)境風險識別與度量,11.2.1環(huán)境風險識別的范圍和類型,⑴風險識別范圍：包括生產(chǎn)設施風險識別和生產(chǎn)過程所涉及的物質(zhì)風險識別的范圍生產(chǎn)設施風險識別范圍：包括主要生產(chǎn)裝置、貯運系統(tǒng)、公用工程系統(tǒng)、工程環(huán)境保護設施及輔助生產(chǎn)設施等物質(zhì)風險識別范圍：主要原材料及輔助材料、燃料、中間產(chǎn)品、最終產(chǎn)品以及生產(chǎn)過程排放的“三廢”污染物等對危險化學品按

16、其傷害閾和工業(yè)場所有害因素職業(yè)接觸限值及敏感區(qū)位置，確定影響評價范圍大氣環(huán)境影響一級評價范圍，距離源點不低于5km；二級評價范圍，距離源點不低于3km范圍。地表水和海洋評價范圍按《環(huán)境影響評價技術(shù)導則 地面水環(huán)境》（HJ/T2.3-93）規(guī)定執(zhí)行。⑵風險識別類型：根據(jù)有毒有害物質(zhì)放散起因，風險分為火災、爆炸和泄漏三種類型,2024/4/4,19,1、事件樹分析(Event Tree Analysis，ETA)：利用邏輯思維的形式

17、，分析事故形成過程 從初因事件出發(fā)，按照事件發(fā)展的時序，分成階段，對后繼事件一步步分析，每一步都從成功和失敗(可能與不可能)兩種或多種可能的狀態(tài)進行考慮(分支)，直到最后用水平樹狀圖表示其后果的一種分析方法，以定性、定量地了解整個事故的動態(tài)變化過程及其各種狀態(tài)的發(fā)生概率,環(huán)境風險評價,11.2.2環(huán)境風險識別的方法,事件樹中各分支代表引發(fā)事件發(fā)生后可能的發(fā)展途徑，導致系統(tǒng)發(fā)生事故的途徑稱為事故連鎖,2024/4/4,20,環(huán)境風險

18、評價,2、 故障樹分析(Fault Tree Analysis，F(xiàn)TA.又稱事故樹分析)：從結(jié)果到原因，找出與災害有關(guān)的各種因素之間因果關(guān)系和邏輯關(guān)系的分析法，是一種演繹分析方法 這種方法是把系統(tǒng)可能發(fā)生的事故放在圖的最上面，稱為頂上事件，按系統(tǒng)構(gòu)成要素之間的關(guān)系，分析與災害事故有關(guān)的原因。這些原因，可能是其他一些原因的結(jié)果，稱為中間原因事件(或中間事件)，應繼續(xù)往下分析，直到找出不能進一步往下分析的原因為止，這些原因稱

19、為基本原因事件(或基本事件)。然后將特定的事故和各層原因(危險因素)之間用邏輯門符號連接起來，得到形象、簡潔地表達其邏輯關(guān)系(因果關(guān)系)的邏輯樹圖形，即故障樹,,,,,,2024/4/4,21,環(huán)境風險評價,11.2.3 環(huán)境風險的度量,對環(huán)境風險進行定量的量測，包括事件出現(xiàn)的概率大小及后果嚴重程度的估計,1. 浴盆曲線 工業(yè)污染源事故概率可定義為：污染源在運行后的單位時間內(nèi)，發(fā)生生產(chǎn)或安全系統(tǒng)失效導致泄漏、溢出、爆炸、火災等突發(fā)

20、性排放污染物的事故概率 系統(tǒng)的故障率隨時間變化的曲線，因其形如浴盆，也稱浴盆曲線 從時間變化看，曲線呈三個不同區(qū)段,,早期失效期：設計、制造上的缺陷，或使用環(huán)境不當造成,偶發(fā)失效期：由維護和操作等引起,損耗失效期：由于疲勞、磨損、老化造成,2024/4/4,22,環(huán)境風險評價,2. 風險概率的度量,風險概率確定的基本途徑依據(jù)歷史、現(xiàn)實同類事件統(tǒng)計資料確定發(fā)生的概率向?qū)＜易稍儯ㄗ詈貌捎玫聽柗品ǎ┕烙嬍录l(fā)生的概率,對不可修

21、復部件或系統(tǒng),故障概率密度函數(shù)通常取為指數(shù)型分布,t ——為系統(tǒng)（單元）運行時間,λ——為故障率,一般λt<<1，故,2024/4/4,23,環(huán)境風險評價,對可修復部件或系統(tǒng),失效受監(jiān)控，即失效情況立即被警鈴或其他警報器檢測到,τ——表示部件或系統(tǒng)出現(xiàn)故障時的平均停止工作時間，包括準備時間、實際修理時間和管理時間,μ——可修復率，μ＝1/τ,在定期檢測部件有效性之前不能檢測到失效,,TR——對失效部件的平均修復或更換時間（

22、停止工作時間）,通常，TR<<T，所以：,2024/4/4,24,環(huán)境風險評價,頂事件概率的估計,一般取污染物向環(huán)境的事故排放為頂事件，最小割集中各基本事件呈與門邏輯關(guān)系,k——最小割集數(shù),qi——表示第i個基本事件發(fā)生概率,Kj——表示第j個最小割集（j=1,2,……k）,對于一個簡單的事故樹，若各最小割集各基本事件是或門邏輯關(guān)系,2024/4/4,25,環(huán)境風險評價,11.3 環(huán)境風險評價,11.3.1環(huán)境風險評價的基本

23、程序和內(nèi)容,包括五方面的內(nèi)容 (1)風險識別：通過危害識別確定風險是來自火災、爆炸，還是有毒有害物的釋放(2)源項分析：確定最大可信事故及其概率最大可信事故是指在所有預測的概率不為零的事故中，對環(huán)境(或健康)危害最嚴重的重大事故，包括導致有毒有害物泄漏的火災、爆炸和有毒有害物泄漏事故(3)后果計算：估算有毒有害物在環(huán)境中的遷移、擴散、濃度分布及人員受到的照射與劑量(4)風險計算和評價：給出風險的計算結(jié)果及評價范圍內(nèi)某給定群眾的

24、致死率或有害效應的發(fā)生率(5)風險管理：提出減少風險、將事故損失減少到最少的管理措施,2024/4/4,26,環(huán)境風險評價,2024/4/4,27,環(huán)境風險評價,11.3.2環(huán)境風險評價的評價等級和評價范圍確定,根據(jù)評價項目的物質(zhì)危險性和功能單元重大危險源判定結(jié)果，以及環(huán)境敏感程度等因素，將環(huán)境風險評價工作劃分為一、二級。,危險源確定 凡長期或短期生產(chǎn)、加工、運輸、使用或貯存危險物質(zhì)，且危險物質(zhì)的數(shù)量等于或超過臨界量的功能單

25、元，定為重大危險源 當貯存量小于臨界量時，為非重大危險源,危險物質(zhì)的判定 當一種物質(zhì)或若干物質(zhì)的混合物，由于它的化學、物理或毒性，使其具有導致火災、爆炸或中毒的危險時，即為危險物質(zhì)，包括有毒物質(zhì)、易燃物質(zhì)和爆炸性物質(zhì) 物質(zhì)危險性判定：經(jīng)過對建設項目的初步工程分析，選擇生產(chǎn)、加工、運輸、使用或貯存中涉及的1～3個主要化學品，按物質(zhì)危險性標準進行判別,2024/4/4,28,環(huán)境風險評價,物質(zhì)危險性標準,注

26、：半數(shù)致死量或濃度（LD50或LC50），即 染毒動物半數(shù)死亡的劑量或濃度。,2024/4/4,29,環(huán)境風險評價,⑶環(huán)境敏感程度 根據(jù)建設項目所涉及環(huán)境敏感區(qū)及危險物質(zhì)的情形確定⑷環(huán)境風險評價工作級別 確定了危險源和危險物質(zhì)的種類以及環(huán)境敏感區(qū)后，根據(jù)下表確定,一級評價應對事故影響進行定量預測，說明影響范圍和程度，提出防范、減緩和應急措施；二級評價進行風險識別、源項分析和對事故影響進行簡要分析，提出防范、減緩和應急措施

27、。,環(huán)境風險評價工作級別的確定,2024/4/4,30,環(huán)境風險評價,風險識別,風險識別范圍：包括生產(chǎn)設施風險識別和生產(chǎn)工程所涉及的物質(zhì)風險識別風險類型：根據(jù)有毒有害物質(zhì)放散起因，分為火災、爆炸和泄漏三種類型風險識別內(nèi)容： 資料收集：建設項目工程資料、環(huán)境資料、事故資料（國內(nèi)外同行業(yè)事故統(tǒng)計分析及典型事故案例資料） 物質(zhì)危險性識別、生產(chǎn)過程潛在危險性識別，進而確定危險物質(zhì)和危險源,2024/4/4,31,環(huán)境風險評價

28、,11.3.3源項分析,源項分析的主要任務是確定最大可信事故及其發(fā)生概率，以及危險化學品的可能泄漏量。,源項分析方法定性分析方法：類比法、加權(quán)法、因素圖分析法。首推類比法定量分析方法：概率法、指數(shù)法,最大可信事故概率確定方法：事件數(shù)、事故樹分析法或類比法,危險化學品泄漏量：泄漏時間及泄漏量。泄漏量的計算包括液體泄漏速率、氣體泄漏速率、兩相流泄漏、泄漏液體蒸發(fā)量計算等,2024/4/4,32,環(huán)境風險評價,1 、液體泄漏速率,泄漏速

29、率QL可用伯努利方程計算：,限值條件：液體在噴口內(nèi)沒有急劇蒸發(fā),2 、氣體泄漏速率假定氣體的特性是理想氣體，氣體泄漏速率計算式,2024/4/4,33,環(huán)境風險評價,11.3.4 后果計算,有毒有害、易燃、易爆危險物質(zhì)因事故泄漏后，通常會向周圍環(huán)境擴散。風險的后果計算主要就是根據(jù)相應的池火災、爆炸沖擊波模型以及污染物在大氣、水體等中的擴散模型，分析事故危害的程度與范圍,池火災的破壞主要是熱輻射，若熱輻射作用在容器和設備上，尤其是液化氣

30、體容器，其內(nèi)部壓力會迅速升高，引起容器和設備的破裂；若熱輻射作用于可燃物，會引燃可燃物；若熱輻射作用于人員，會引起人員燒傷甚至死亡。,1.池火災 池火災 (pool fire) 是一類以可（易）燃液體為燃料的火災，主要是儲罐泄漏形成液池，遇火發(fā)生池火，常見于石油、化工等行業(yè)。,池火災的破壞半徑：,設危險單元為油罐時，根據(jù)防護堤所圍池面積S計算池直徑D；,當危險單元無防護堤時，假定泄漏的液體無蒸發(fā)并已充分蔓延，地面無滲透，則

31、按下式計算最大可能的池面積,,2024/4/4,34,環(huán)境風險評價,2.有毒有害物質(zhì)在大氣中的擴散,根據(jù)有毒有害物質(zhì)在大氣中的擴散形式，分別采用多煙團模式或分段煙羽模式、重氣體擴散模式等計算 對于瞬時泄放，可以理解為在很短暫的時間內(nèi)瞬間釋放了一個有毒氣體云團，這時可以采用Gauss煙團模式來進行數(shù)學描述 對于連續(xù)性泄漏，可以認為是一種穩(wěn)定型泄放，即在一段時間內(nèi)有毒氣體排放量較為穩(wěn)定，可以利用Gauss 煙羽模式來進行數(shù)學描述 對

32、于非典型性泄漏而言，可采用Gauss 煙羽模式來描述其連續(xù)泄漏部分, 用Gauss 煙團模式來描述其瞬時泄漏部分 有毒氣體一旦發(fā)生泄漏通常會受到一種被稱為“重氣效應”的影響，“重氣”就是比空氣重的氣體，重氣體擴散模式參見HJ/ 169-2004,2024/4/4,35,環(huán)境風險評價,3.有毒有害物質(zhì)在水中的擴散 有毒有害物質(zhì)在水中的擴散，一般必須考慮它在水中和水中顆粒的分配過程，吸附、解吸、輸移的對流擴散以及生物化學轉(zhuǎn)

33、移（光解、水解、生物降解）等過程。 有毒物質(zhì)在河流、湖泊中的擴散模型，可參考地表水中瞬時（突發(fā)性）污染水擴散數(shù)學模型。油污染在突發(fā)性污染事件中占有一定的比重，其計算模式參見HJ/169-2004,2024/4/4,36,環(huán)境風險評價,11.3.5 風險計算和評價,（1）風險值風險值是風險評價表征量，包括事故的發(fā)生概率和事故的危害程度。,即,,（2）最大可信災害事故風險值,風險評價需要從各功能單元的最大可信事故風險R

34、i中，選取危害最大的作為本項目的最大可信災害事故，并以此作為風險可接受水平的分析基礎(chǔ)，即,2024/4/4,37,環(huán)境風險評價,（3）風險評價,風險評價的目的就是將求出項目的最大可信災害事故風險值Rmax與同行業(yè)可接受風險水平RL比較。當Rmax≤RL時，則認為本項目的建設，風險水平是可以接受的；當Rmax＞RL時，則對該項目需要采取降低事故風險的措施，以達到可接受水平，否則項目的建設是不可接受的。,2024/4/4,38,環(huán)境

35、風險評價,11.4 環(huán)境風險管理,環(huán)境風險管理的內(nèi)容一般應包括風險防范措施和應急預案。,11.4.1風險防范措施,1、風險防范措施 選址、總圖布置和建筑安全防范措施 廠址及周圍居民區(qū)、環(huán)境保護目標設置衛(wèi)生防護距離，廠區(qū)周圍工礦企業(yè)、車站、碼頭、交通干道等設置安全防護距離和防火間距。廠區(qū)總平面布置符合防范事故要求，有應急救援設施及救援通道、應急疏散及避難所 危險化學品貯運安全防范措施 對貯存危險化學品數(shù)

36、量構(gòu)成危險源的貯存地點、設施和貯存量提出要求，與環(huán)境保護目標和生態(tài)敏感目標的距離符合國家有關(guān)規(guī)定 工藝技術(shù)設計安全防范措施 自動監(jiān)測、報警、緊急切斷及緊急停車系統(tǒng)；防火、防爆、防中毒等事故處理系統(tǒng)；應急救援設施及救援通道；應急疏散通道及避難所 自動控制設計安全防范措施 有可燃氣體、有毒氣體檢測報警系統(tǒng)和在線分析系統(tǒng)設計方案 電氣、電訊安全防范措施爆炸危險區(qū)域、腐蝕區(qū)域劃分及防爆、防腐方案 消防及火災報