一種大氣汙染風險源識別方法
2023-09-18 03:09:15
專利名稱：一種大氣汙染風險源識別方法
技術領域：
本發明屬於環境風險影響評估技術領域，具體涉及一種具有普適性的、專用於大 氣汙染風險源識別的方法。
背景技術：
自2006年來我國每年突發大氣汙染事故近600起，正逐步進入突發大氣汙染事故 高發期。不同於其他環境汙染事故，大氣汙染擴散快、難控制，常在短期內造成嚴重損失。 如2003年重慶開縣川東北氣礦H2S氣體洩漏事故，導致234死亡，4000餘人接受救治，近 4. 1萬人緊急疏散；2005年淮安30噸液氯洩漏，導致28人死亡，350人在醫院接受救治，近 10000人疏散。頻繁發生的大氣汙染事故不僅導致了大量人員傷亡，還產生了嚴重的社會恐 慌。科學識別導致大氣汙染事故的氣態/液態風險源，通過風險源調控技術將汙染事故遏 制在孕育期，是有效預防大氣汙染事故發生並降低其環境危害的最佳選擇。與水汙染事故不同，大氣汙染事故風險釋放物質狀態為氣態，風險傳播過程受風 力影響，擴散快、事故受控性小、危害範圍小但擴展區域不確定性大，主要通過呼吸作用或 與皮膚接觸產生危害，人身傷害更直接，後果更嚴重，這導致大氣汙染事故風險源的識別方 法明顯不同水汙染事故風險源。國內外迄今未見專門用於大氣汙染事故風險源識別的方法體系。基於國內外環境 風險管理需求，近年來環境汙染事故風險源識別技術得以開展研究，但當前的汙染事故風 險源識別技術主要基於指標體系法(如CN101136090A)，即通過構建風險識別指標體系，在 各單因子分級評分的基礎上，利用專家評分法或層次分析法，依靠加權疊加法計算企業環 境風險綜合指數，進而確定企業風險源級別。該風險源識別方法評估過程簡單，但未考慮水 汙染事故風險源與大氣汙染事故風險源的差異性，識別精度低且不能體現風險源風險的動 態變化，無法有效體現事故傳播途徑、事故概率及環境受體因素對風險源風險值的影響，難 以真正用於大氣汙染事故日常調控及應急管理；識別因子賦值主要依靠經驗打分法，主觀 性強且具有區域局限性，一般僅局限於工業園區。目前，國內外在環境汙染風險源識別領域 尚未形成技術體系，未見專用於大氣汙染事故風險源識別的技術。
發明內容
本發明提供一種用於大氣汙染事故風險源識別的實用方法，針對以往環境汙染事 故風險源識別方法針對性差、精度低，以及無法有效識別大氣汙染事故風險源等問題，構建 基於事故過程模擬、普適性強的大氣汙染事故風險源識別方法，應用本發明技術，可以計算 出大氣環境汙染風險源的風險值，並將其定量分級，為突發大氣汙染事故規避和應急提供 了技術方法。本發明的技術方案如下—種基於事故全過程模擬的大氣汙染事故風險源的識別方法，其步驟包括(1)篩選大氣汙染事故風險單元，依據環境汙染事故風險源辨識臨界值，通過與待評估單元內有毒有害危險化學品的最大使用量及存儲量進行比較，初步篩選大氣汙染事故 風險單元，降低後續待評估風險源數量，篩選方法為當評估單元內僅一種物質(即，η = 1)時如Qi > Qi,則為大氣汙染事故風險源； 當評估單元內存在多種物質時如則為大氣汙染事故風險源；η——待評估單元內的大氣汙染風險物質種類；
Qi——待評估單元內各種大氣汙染風險化學品含量，t ；Qi——環境汙染事故風險源辨識臨界值，t ；(2)確定大氣汙染最大可信事故源強，結合汙染事故潛在類型，依據單位時間內進 入大氣中的氣態有毒有害危險化學品含量確定大氣汙染事故源強；大氣汙染事故風險源出 現的事故類型有有毒有害氣體洩漏、揮發性有毒有害液體洩漏、火災伴生/次生有害氣體 釋放；基於危險化學品初始形態差異，事故源強計算公式為有毒有害危險氣態物質Q源強=Q洩漏+Q次生=QmaxX (P洩漏比例+ α P不完全燃燒)/t有毒有害揮發液態物質Q源強=Q揮發+Q次生=QfflaxX (P揮發比例+ α P不完全燃燒)/tQfflax——有毒有害危險物質的最大儲量，t ；Pittstfcw——有毒有害氣體的洩露比例，％ ；Pjfmm——有毒有害物質的揮發比例，％ ；P^564wft——有毒有害物質不完全燃燒率(對於非易燃易爆物質，P= 0), % ；α —單位重量化學品不完全燃燒轉化為有毒有害氣體的物質質量，t/t ；
t——事故持續時間，h ；(3)計算風險源事故危害範圍，突發大氣汙染事故考慮汙染直接造成的人 身健康影響、社會恐慌和生態損失3種事故危害形式；人身健康影響評估邊界條件為 LD50(30min)，敏感點為人類聚集區；社會影響評估邊界條件為IDLH，敏感點也為人類聚集 區；生態影響評估邊界條件為IDLH，敏感點為自然保護區和農田；在大氣汙染事故危害範圍預測中採用煙團模型 P (x, y，0)——下風向地面(X，y)坐標處空氣中汙染物濃度，mg/m3 ；x0, y0, Z0——煙筒中心坐標；οχ, σγ, ο z——X，Y，Z方向的擴散參數，m ；Q——事故期間煙團的排放量，mg ；(4)評估大氣汙染風險源事故危害後果，突發大氣汙染事故導致的危害後果為人 身傷害、社會恐慌和生態損失3種形式，分別按下式計算人身危害 Wi—第i個敏感區人口數，萬人； At, Bt和η——與有毒有害危險化學品性質有關的參數；
Cn~接觸的有毒有害危險化學品毒物濃度，mg/L ；te——接觸時間，min ；Ri——未逃離脫率，根據居住區與外界聯繫的暢通程度確定，10-90% ； Pi——敏感區人口分布密度，萬人/ha ；Si——敏感區面積，ha ；生態損失 Si——生態保護區面積，ha ；Pi——保護生物受損率；Mi——單位面積損失價值，萬元/ha ；α i—不同類型保護區脆弱性指數；(5)歸一化疊加大氣環境汙染事故的綜合危害後果，採取歸一化方法將大氣環境 汙染事故導致的人身傷害、社會恐慌和生態損失疊加為事故的綜合危害性後果，按下式計 算C= α Σ C人身+ β Σ C社會+ Y Σ C生態C—大氣汙染事故導致的綜合危害，萬元；Caa——大氣汙染事故導致的人身傷害數，人；Ctt^——大氣汙染事故導致的社會恐慌數，萬人；C^——大氣汙染事故導致的生態損失，萬元；α、β、γ——歸一化指數(6)計算大氣汙染事故風險值，大氣汙染事故風險源風險值為事故綜合危害後果 與事故概率的乘積，採用下式表示R 大氣=P · CR^——氣態重大環境汙染事故風險源的風險值，萬元/年；P——基於事故類型差異的突發事故概率，10_4/年；安全生產事故為4Χ10_4/ 年，交通運輸事故為1.50Χ10_4/年，廢物違排事故為1.70Χ10_4年，罐區/庫區事故為 0. 75Χ1(Γ4/年；(7)確定大氣汙染事故風險源級別，將大氣汙染事故風險源劃分為5級，其中一 級大氣汙染事故風險源(3000 導致特大環境汙染事故，二級大氣汙染事故風險源 (1000 < R < 3000)導致重大環境汙染事故，三級大氣汙染事故風險源導致較大環境汙染 事故(400 < R < 1000)；四級大氣汙染事故風險源(100 < R < 400)導致一般環境汙染事 故；五級大氣汙染事故風險源100)導致輕微環境汙染。與水汙染事故不同，大氣汙染事故爆發機制、傳播途徑及危害方式具有特殊性，因 而其風險源的識別方法也不同於水汙染事故。當前大氣汙染事故風險源監管體系匱乏是我 國大氣汙染事故頻發的根源，而大氣汙染事故風險源識別技術是構建該監管體系的基礎和 核心。本發明提供了一種用於大氣汙染事故風險源識別的方法。該方法能夠有效實現環保 監察管理部門對大氣汙染事故風險源的排查，提升大氣汙染事故風險源的日常管理水平， 這對加快我國環境汙染事故管理體系的規範化和法制化具有較大推動作用。
圖1為大氣汙染事故風險源識別流程圖
具體實施例方式以下通過實施例結合附圖來進一步說明本發明
1.大氣汙染風險單元篩選針對江蘇某城市開展調研，獲取30餘家企業有毒有害危險化學品的使用、存儲及 處理處置情況，依據環境汙染事故風險源辨識臨界值(見表1)，通過與待評估單元內有毒 有害危險化學品的最大存儲量進行比較，初步篩選大氣汙染事故風險單元，降低後續待評 估風險單元數量。篩選方法為當評估單元內僅一種物質時，則qi > Qi時為大氣汙染事故風險源；當評估單元內存在多種物質時，則!ZlUg》時為大氣汙染事故風險源；η——單元內的大氣汙染風險物質種類；Qi——各種大氣汙染風險化學品含量，t ；Qi——環境汙染事故風險源辨識臨界值，t ；
表1有毒有害危害物質臨界量 2.大氣汙染事故源強計算初步排查顯示其中7家企業具有潛在大氣汙染事故風險源，事故類型分析結果見 表2。表2大氣汙染事故風險源最大可能事故分析結果 初步辨識結果顯示大氣汙染事故風險源主要為有毒有害危險化學品的儲存單 元；風險物質主要為原料及產品；事故類型以汙染物直接洩漏以及火災次生洩漏為主。根據單位時間內氣態有毒有害危險化學品進入大氣環境中的量，事故源強採用下 式計算有毒有害危險氣態化學品Q源強=Q洩漏+Q次生=Qmax X (P洩漏比例+ α P不完全燃燒)/1有毒有害易揮發液態化學品Q源強=Q揮發+Q次生=Qmax X (P揮發比例+ α P不完全燃燒)/1Qmax—評估單元內有毒有害危險物質的最大存儲量(見表3)；—有毒有害氣體的直接洩露比例，10 80% ；Pjf發比例一有毒有害物質的揮發比例，其中極易揮發為90-100% ；易揮發為 70-90%；較易揮發為40-60% ；P不完全腿一有毒有害物質不完全燃燒比例，5 20 % ；α —化學品不完全燃燒轉化為有毒有害氣體的量，t/t ；t——事故持續時間，通常按3h。氣態汙染事故源強見表3 表3氣態洩漏環境風險源源強
0.01 0.52 0.443.風險源事故危害範圍計算大氣汙染事故危害範圍取決於事故危害方式，其中人身傷害邊界條件為 LD50(30min)，社會影響邊界條件為IDLH。對於突發性大氣汙染事故，採用煙團模型模擬汙染物擴散範圍，表達式如下 ρ (χ, y，0)——下風向地面(x，y)坐標處空氣中汙染物濃度，mg/m3 ；x0, y0, Z0——煙筒中心坐標Ox, Oy, σ ζ——X，Y, Z方向的擴散參數，可採用GB/T3840-91推薦的數值，m ；Q—事故期間煙團的排放量，mg。對該城市大氣汙染風險源危害範圍內環境敏感點排查顯示，企業周邊多為農田， 部分企業危害範圍內包括小型聚居區，不存在自然保護區，因而該大氣汙染事故風險源的 危害形式主要為人身傷害及社會恐慌，自然生態損失較小。事故危害範圍見表4。表4大氣汙染事故風險源危害範圍計算 4.風險源事故危害後果計算
Wi——第i個敏感點人口數；At、Bt和η——與毒物性質有關；Cn——接觸的濃度，ppm ；te——接觸時間，min ； Ri——未逃離脫率，根據居住區與外界聯繫的暢通程度確定，1_90%。社會恐慌危害值 Pi——敏感區人口分布密度，萬人/ha ；Si——敏感區面積，ha;計算結果見表5。5.事故綜合危害後果計算經排查顯示，7家大氣汙染事故風險源危害範圍內均不包括自然保護區，因而事故 綜合危害後果主要考慮人身傷害和社會恐慌，不計算生態損失，按下式計算(結果見表5)C = α Σ C人身+ β Σ C 社會Caa——環境汙染事故導致的人員死亡數，人；Ctt^——環境汙染事故導致的人員撤離數，萬人；α、β—歸一化指數表5大氣汙染事故風險源綜合危害後果計算 6.大氣汙染事故風險值計算大氣汙染事故風險源風險值為事故綜合危害後果與事故概率的乘積，採用下式表 示R 大氣=P · CR^——氣態重大環境汙染事故風險源的風險值；P—事故發生概率，該工業區主要為罐區/庫區洩露事故，概率為0. 75X ΙΟ"4/ 年；大氣汙染事故風險風險值計算結果見表6。7.大氣汙染事故風險源分級
比較風險源劃分閾值與待排查大氣汙染事故風險源風險值可知，重點排查的7個 大氣汙染事故風險源中一級重大環境汙染風險源0個，二級重大環境汙染風險源3個，三級 重大環境汙染風險源1個，四級重大環境汙染風險源2個，五級重大環境汙染風險源1個， 詳見表6。表6大氣汙染事故風險源分級結果
權利要求
一種基於事故全過程模擬的大氣汙染事故風險源的識別方法，其步驟包括(1)篩選大氣汙染事故風險單元，依據環境汙染事故風險源辨識臨界值，通過與待評估單元內有毒有害危險化學品的最大使用量及存儲量進行比較，初步篩選大氣汙染事故風險單元，降低後續待評估風險源數量，篩選方法為當評估單元內僅一種物質(即，n＝1)時如qi＞Qi，則為大氣汙染事故風險源；當評估單元內存在多種物質時如則為大氣汙染事故風險源；n——待評估單元內的大氣汙染風險物質種類；qi——待評估單元內各種大氣汙染風險化學品含量，t；Qi——環境汙染事故風險源辨識臨界值，t；(2)確定大氣汙染最大可信事故源強，結合汙染事故潛在類型，依據單位時間內進入大氣中的氣態有毒有害危險化學品含量確定大氣汙染事故源強；大氣汙染事故風險源出現的事故類型有有毒有害氣體洩漏、揮發性有毒有害液體洩漏、火災伴生/次生有害氣體釋放；基於危險化學品初始形態差異，事故源強計算公式為有毒有害危險氣態物質Q源強＝Q洩漏+Q次生＝Qmax×(P洩漏比例＋αP不完全燃燒)/t有毒有害揮發液態物質Q源強＝Q揮發+Q次生＝Qmax×(P揮發比例+αP不完全燃燒)/tQmax——有毒有害危險物質的最大儲量，t；P洩漏比例——有毒有害氣體的洩露比例，％；P揮發比例——有毒有害物質的揮發比例，％；P不完全燃燒——有毒有害物質不完全燃燒率(對於非易燃易爆物質，P不完全燃燒＝0)，％；α——單位重量化學品不完全燃燒轉化為有毒有害氣體的物質質量，t/t；t——事故持續時間，h；(3)計算風險源事故危害範圍，突發大氣汙染事故考慮汙染直接造成的人身健康影響、社會恐慌和生態損失3種事故危害形式；人身健康影響評估邊界條件為LD50(30min)，敏感點為人類聚集區；社會影響評估邊界條件為IDLH，敏感點也為人類聚集區；生態影響評估邊界條件為IDLH，敏感點為自然保護區和農田；在大氣汙染事故危害範圍預測中採用煙團模型 ( x , y , 0 )= 2Q (2) 3/2 x y z exp[- ( x - x0 )2 2 x2 ]exp[- ( y - y0 )2 2 y2 ]exp[- z02 2 z2 ] ρ(x，y，0)——下風向地面(x，y)坐標處空氣中汙染物濃度，mg/m3；x0，y0，z0——煙筒中心坐標；σx，σy，σz——X，Y，Z方向的擴散參數，m；Q——事故期間煙團的排放量，mg；(4)評估大氣汙染風險源事故危害後果，突發大氣汙染事故導致的危害後果為人身傷害、社會恐慌和生態損失3種形式，分別按下式計算人身危害Wi—第i個敏感區人口數，萬人；At，Bt和n——與有毒有害危險化學品性質有關的參數；Cn——接觸的有毒有害危險化學品毒物濃度，mg/L；te——接觸時間，min；Ri——未逃離脫率，根據居住區與外界聯繫的暢通程度確定，10-90％；社會恐慌ρi—敏感區人口分布密度，萬人/ha；Si——敏感區面積，ha；生態損失Si——生態保護區面積，ha；Pi——保護生物受損率；Mi——單位面積損失價值，萬元/ha；αi——不同類型保護區脆弱性指數；(5)歸一化疊加大氣環境汙染事故的綜合危害後果，採取歸一化方法將大氣環境汙染事故導致的人身傷害、社會恐慌和生態損失疊加為事故的綜合危害性後果，按下式計算C＝α∑C人身+β∑C社會+γ∑C生態C——大氣汙染事故導致的綜合危害，萬元；C人身——大氣汙染事故導致的人身傷害數，人；C社會——大氣汙染事故導致的社會恐慌數，萬人；C生態——大氣汙染事故導致的生態損失，萬元；α、β、γ——歸一化指數(6)計算大氣汙染事故風險值，大氣汙染事故風險源風險值為事故綜合危害後果與事故概率的乘積，採用下式表示R大氣＝P·CR大氣——氣態重大環境汙染事故風險源的風險值，萬元/年；P——基於事故類型差異的突發事故概率，10-4/年；安全生產事故為4×10-4/年，交通運輸事故為1.50×10-4/年，廢物違排事故為1.70×10-4年，罐區/庫區事故為0.75×10-4/年；(7)確定大氣汙染事故風險源級別，將大氣汙染事故風險源劃分為5級，其中一級大氣汙染事故風險源(3000≤R)導致特大環境汙染事故，二級大氣汙染事故風險源(1000≤R＜3000)導致重大環境汙染事故，三級大氣汙染事故風險源導致較大環境汙染事故(400≤R＜1000)；四級大氣汙染事故風險源(100＜R≤400)導致一般環境汙染事故；五級大氣汙染事故風險源(R≤100)導致輕微環境汙染。FSA00000086058200011.tif,FSA00000086058200021.tif,FSA00000086058200022.tif,FSA00000086058200023.tif
全文摘要
本發明公布了一種基於事故全過程分析的大氣汙染事故風險源的識別方法。其步驟包括(1)依據環境汙染事故風險源辨識臨界值，初步篩選大氣汙染事故風險單元；(2)確定大氣汙染最大可信事故源強；(3)計算風險源事故危害範圍；(4)評估大氣汙染風險源導致的人身傷害、社會恐慌和生態損失等危害性後果；(5)歸一化疊加大氣環境汙染事故的綜合危害後果；(6)計算大氣汙染事故風險源風險值；(7)確定大氣汙染事故風險源級別。本發明解決了以往環境汙染事故風險源識別方法針對性差、精度低，以及無法有效確定大氣汙染事故風險水平等問題，構建了基於事故全過程分析、普適性強的大氣汙染事故風險源識別方法，為突發大氣汙染事故規避和應急提供了技術方法。
文檔編號G06F19/00GK101847180SQ20101016062
公開日2010年9月29日 申請日期2010年4月30日 優先權日2010年4月30日
發明者孟曉傑, 宋永會, 彭劍峰, 溫麗麗, 袁鵬 申請人:中國環境科學研究院