CN101853436A - 一种水污染事故风险源识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种用于水污染事故风险源识别的实用技术。其步骤包括：(1)分析最大可能事故类型；(2)确定水污染最大可信事故源强；(3)计算事故综合危害后果；(4)计算基于事故类型差异及案例统计的突发事故概率；(5)定量水污染事故风险源级别。针对当前环境风险源识别方法粗陋、针对性差等问题，构建适应性强、动态变化、高准确度的水污染事故风险源识别方法。应用本发明技术，可以计算出水污染事故风险源的风险值，确定风险级别及最大可信事故水平，为突发水环境污染事故常态化管理及应急提供技术支撑。

Description

一种水污染事故风险源识别方法

技术领域

本发明属于环境风险影响评估技术领域，具体涉及一种普适性强的、主要用于地表水污染事故风险源识别的方法。

背景技术

近年来我国逐步进入突发性水环境污染事件密集高发期，统计显示自2006年我国平均每两天发生一起环境突发事故，其中70％是水污染事故。突发水环境污染事故已成为危害人身健康、破坏生态环境的重要因素，严重威胁了我国环境、经济及社会的和谐发展。如2005年松花江硝基苯污染事故导致300多万人饮水困难；2008年云南澄江阳宗海含砷废水泄漏污染事件导致下游农业和渔业严重损失；2009年山东含砷废水污染事故严重影响了下游50余万人的健康和生产。相关污染事故均加剧了流域水质恶化，导致了严重的经济损失和生态破坏，还造成了区域社会恐慌。只有科学识别导致水环境突发污染事故的风险来源，进而基于对风险源的有效调控将重大环境污染事件遏制在孕育期，才是有效预防环境污染事件发生并降低环境危害的最佳途径。

环境污染风险源识别是近年来逐步发展起来的一种新型风险评估技术，不同于传统的环境影响风险评价。传统的环境影响风险评价侧重于评估污染源日常排污状况所导致的长期危害性后果，而不针对突发性污染事故的短期效应开展评估；传统环境污染影响评价对象侧重于废弃物，而风险源识别对象为有毒有害危险化学品。因而传统的环境污染风险影响评价无法指导风险源识别。

基于近年来国内外环境管理需求，污染事故预警及应急逐步得到重视，环境污染事故风险源识别技术得以开展。但当前的污染事故风险源识别技术主要基于指标体系法(CN101136090A)，即通过构建风险识别指标体系，在各单因子分级评分的基础上，利用专家评分法或层次分析法，依靠加权叠加法计算企业环境风险综合指数，进而确定企业风险源级别。该风险源识别方法评估过程简单，但未考虑事故的不确定性，识别准确度低；不能体现源的动态变化，风险水平与实际变化不符；不能体现事故传播途径及环境受体的差异，无法定量评估事故对环境受体的影响，难以真正指导事故应急；识别因子赋值主要依靠经验打分法，主观性强且具有区域局限性，一般仅局限于工业园区。因而该环境污染风险源识别技术难以真正指导事故风险源调控及应急。

发明内容

本发明提供一种用于水污染事故风险源识别的实用技术。针对当前环境风险源识别方法简陋、针对性差等问题，构建适应性强、动态变化、高精度的水污染事故风险源识别方法。应用本发明技术，可以计算出水污染事故风险源的风险值，确定风险级别及最大可信事故水平，为突发水环境污染事故常态化管理及应急提供技术支撑。

本发明的技术方案如下：

1.一种用于水污染事故风险源识别的实用技术，其步骤包括：

(1)分析最大可能事故类型，依据有毒有害危险化学品理化性质及单元功能差异，分析风险物质的最大可能事故类型，即危害后果最严重的事故类型；水污染事故风险源出现的事故类型主要有：废水非正常排放事故、液态化学品直接泄漏事故、液态化学次生泄漏事故等；

(2)确定水污染最大可信事故源强，依据单位时间内液态有毒有害危险化学品进入敏感地表水体中的含量，采用下式进行计算：

Q_源强＝α×Q_max×P_泄漏比例/t

Q_max——有毒有害危险化学品最大储量，t；

P_泄漏比例——有毒有害危险化学品的泄漏比例；

α——液态泄露污染物自流入敏感地表水体的比例；

t——泄漏时间，min；

(3)计算事故综合危害后果，水污染事故风险源的综合危害后果需综合考虑突发环境污染事故造成的人身伤害、社会恐慌、经济损失和生态损失4个方面，按下式计算：

C＝α∑C_人身+β∑C_社会+γ∑C_经济+δ∑C_生态

C——环境污染事故综合危害后果，万元；

C_人身——环境污染事故导致的人员死伤数，人；

C_社会——环境污染事故导致的社会恐慌，万人；

C_经济——环境污染事故造成的直接经济损失，万元；

C_生态——环境污染事故造成的生态损失，万元；

α、β、γ、δ——事故类型归一化因子；

(4)计算基于事故类型差异及案例统计的突发事故概率(P)，10^-4/年；其中安全生产事故为4×10^-4/年，交通运输事故为1.50×10^-4/年，废物违排事故为1.70×10^-4年，罐区/库区事故为0.75×10^-4/年；

(5)定量水污染事故风险源级别，采用事故综合危害后果及事故发生概率的乘积作为事故风险源风险值，采用下式表示：

R_水环境＝P·C

R_水环境——水污染事故风险源的风险值，万元/年；

P、C——含义如前；

风险值是衡量事故风险源对水环境污染风险水平的唯一指标；根据国家对重大环境污染事故的分类标准，将水污染事故风险源划分为五级，分别为一级水环境污染风险源、二级水环境污染风险源、三级水环境污染风险源、四级水环境污染风险源和五级水环境污染风险源。

2.根据权利要求1所述的一种水污染事故风险源识别方法，其特征在于步骤(3)中所述的水污染事故风险源危害后果综合考虑了人身伤害、社会恐慌、经济损失和生态损失等4种事故危害形式，计算步骤为：

1)确定事故危害边界条件，事故形式不同边界条件也存在差异，其中人身健康影响、生态影响及经济影响的边界条件采用LD50(48h)；社会影响边界条件采用《生活饮用水水源水质标准》中的二级标准限值；

2)计算事故危害范围，对于水污染事故风险源导致的地表水体污染，运用二维扩散模型计算事故危害范围，表达式如下：

ρ(x，y，t)——泄漏点下游距离x处、t时溶解态污染物浓度，mg/L；

Q_源强——污染源源强，g；D_x/D_y——纵向及横向离散系数，m²/s；

u_x/u_y——横向及纵向流速，m/s；h——平均水深，m；

K——降解速率，g/g d；

3)排查环境敏感点，基于事故危害范围，筛选事故范围内的环境敏感点；

4)叠加计算事故危害后果，计算水污染事故对各类环境敏感点产生的危害性后果，如水污染事故导致的人身伤害为：

W_i——第i个取水口服务人口，万人；

S_i——人员伤害比率，根据水源地类型存在差异，通常0.5～5％；

γ_i——水源类型影响参数；

污染事故导致的社会恐慌为：

T_i——污染持续时间，d；

Kj——区域污染修正指数，可多次叠加；

污染事故导致的经济损失为：

n——水产养殖经济区数量，个；

m——人身接触娱乐场个数，个；

S_i——水产养殖经济区受影响面积，ha；

p_i——水产品死亡率；

M_i——单位面积经济价值，万元/ha；

M_y——单日营业额，万元/d；

污染事故导致的生态损失为：

n——污染范围内保护区个数，个；

S_i——保护区面积，ha；

P_i——受保护生物死亡率；

Mi——单位面积生态价值，万元/ha；

附图说明

图1为水污染事故风险源识别流程图

图2为水污染事故综合危害后果评估流程图

具体实施方式

以下通过示例结合附图来进一步说明本发明。

1.最大可能事故类型分析

基于对江苏某城市的现场调研，获取了30余家企业有毒有害危险化学品的日常使用、存储及处理处置情况。基于水污染事故风险源辨识临界值规范，开展潜在水环境污染风险单元筛选，初步筛选出16家具有潜在水污染事故风险源的企业。本实例针对其中5家典型企业开展水污染事故风险源识别工作，其最大可能事故类型分析结果见表1。

表1某城市水污染事故风险源最大可能事故分析

水污染事故风险源所处场所主要为有毒有害危险化学品的生产、储存、运输及处理处置区；风险物质包括原料、辅料和废料；最大可能污染事故类型主要为爆炸和火灾导致的次生化学品泄漏事故。

2.计算突发污染事故源强

根据单位时间内进入敏感地表水体中的有毒有害危险化学品含量进行确定，采用下式计算：

Q_源强＝α×Q_max×P_泄漏比例/t

Q_max——有毒有害危险化学品的最大储量，t；

α——液态污染物进入敏感水体的比例，根据企业厂区污水处理水平定为10～90％；

P_泄漏比例——有毒有害危险化学品的泄露比例，根据事故类型差异而不同，一般液体泄漏0.5～10％，火灾次生液体泄漏10～30％，爆炸次生液体泄漏20～40％；

t——泄漏持续时间，min。

按上述公式，该城市水环境污染事故源强见表2：

表2水污染事故风险源源强计算

3.事故综合危害后果计算

水环境污染事故不同危害形式的边界条件见表3。

表3水环境污染事故危害范围边界条件及敏感区类型

对于突发水污染事故风险源所导致的地表水体污染，运用二维污染扩散模型计算事故危害范围，其表达式如下：

ρ(x，y，t)——泄漏点下游距离x处、t时溶解态污染物浓度，mg/L；

Q_源强—风险源污染源强，g；

D_x/D_y——纵向及横向离散系数，采用费休公式计算，m²/s；

u_x/u_y——横向及纵向流速，m/s；

h——平均水深，m；

K——降解速率(g/g·d)，对于有毒有害化学品K取值为0～0.4g/g·d。

表4水污染事故风险源危害范围

对水污染事故风险源下游事故危害范围内的环境敏感点排查结果显示，下游有1个集中水源地和1处村庄，不存在自然保护区和人工渔场。

事故导致的人身伤害、社会恐慌、经济损失和生态损失采用叠加法评估，即分别计算事故对各类敏感点产生的危害性后果，然后进行综合叠加。

污染事故导致的人身伤害为：

W_i——第i个取水口服务人口，万人；S_i——人员伤害比率，根据水源地类型存在差异，通常0.5～5％；γ_i——水源类型影响参数；

污染事故导致的社会恐慌为：

T_i——污染持续时间，d；Kj——区域污染修正指数，可多次叠加；

污染事故导致的经济损失为：

n——水产养殖经济区数量，个；m——人身接触娱乐场个数，个；

S_i——水产养殖经济区受影响面积，ha；p_i——水产品死亡率；

M_i——单位面积经济价值，万元/ha；M_y——单日营业额，万元/d；

污染事故导致的生态损失为：

n——污染范围内保护区个数；S_i——保护区面积，ha；

P_i——受保护生物死亡率；Mi——单位面积生态价值，万元/ha；

水污染事故风险源产生的综合危害后果见表5：

表5水污染事故风险源环境危害后果

4.水污染事故风险源事故概率

依据风险源案例统计，我国水环境污染事故的发生概率：安全生产事故为4.00×10^-4/年，交通运输事故为1.50×10^-4/年，废物违排事故为1.70×10^-4/年，其它类型事故为0.75×10^-4/年。

5.水污染事故风险源分级

水污染事故风险源风险值为事故综合危害后果与事故概率的乘积，采用下式表示：

R_水环境＝P·C

R_水环境——水污染事故风险源的风险值，万元/年；

P、C——含义如前。

根据国家对重大环境污染事故的分类标准，将水污染事故风险源划分为5级。其中一级水污染事故风险源(3000≤R)导致特大环境污染事故，二级水污染事故风险源(1000≤R＜3000)导致重大环境污染事故，三级水污染事故风险源导致较大环境污染事故(400≤R＜1000)；四级水污染事故风险源(100＜R≤400)导致一般环境污染事故；五级水污染事故风险源(R≤100)导致轻微环境污染。

表6水污染事故风险源风险值及分级结果

因而重点排查的5个水污染事故风险源中一级重大环境污染风险源0个，二级重大环境污染风险源1个，三级重大环境污染风险源2个，四级重大环境污染风险源2个。

Claims (2)

1.一种用于水污染事故风险源识别的实用技术，其步骤包括：

(1)分析最大可能事故类型，依据有毒有害危险化学品理化性质及单元功能差异，分析风险物质的最大可能事故类型，即危害后果最严重的事故类型；水污染事故风险源出现的事故类型主要有：废水非正常排放事故、液态化学品直接泄漏事故、液态化学次生泄漏事故等；

(2)确定水污染最大可信事故源强，依据单位时间内液态有毒有害危险化学品进入敏感地表水体中的含量，采用下式进行计算：

Q_源强＝α×Q_max×p_泄漏比例/t

Q_max——有毒有害危险化学品最大储量，t；

P_泄漏比例——有毒有害危险化学品的泄漏比例；

α——液态泄露污染物自流入敏感地表水体的比例；

t——泄漏时间，min；

(3)计算事故综合危害后果，水污染事故风险源的综合危害后果需综合考虑突发环境污染事故造成的人身伤害、社会恐慌、经济损失和生态损失4个方面，按下式计算：

C＝α∑C_人身+β∑C_社会+γ∑C_经济+δ∑C_生态

C——环境污染事故综合危害后果，万元；

C_人身——环境污染事故导致的人员死伤数，人；

C_社会——环境污染事故导致的社会恐慌，万人；

C_经济——环境污染事故造成的直接经济损失，万元；

C_生态——环境污染事故造成的生态损失，万元；

α、β、γ、δ——事故类型归一化因子；

(4)计算基于事故类型差异及案例统计的突发事故概率(P)，10^-4/年；其中安全生产事故为4×10^-4/年，交通运输事故为1.50×10^-4/年，废物违排事故为1.70×10^-4年，罐区/库区事故为0.75×10^-4/年；

(5)定量水污染事故风险源级别，采用事故综合危害后果及事故发生概率的乘积作为事故风险源风险值，采用下式表示：

R_水环境＝P·C

R_水环境——水污染事故风险源的风险值，万元/年；

P、C——含义如前；

风险值是衡量事故风险源对水环境污染风险水平的唯一指标；根据国家对重大环境污染事故的分类标准，将水污染事故风险源划分为五级，分别为一级水环境污染风险源、二级水环境污染风险源、三级水环境污染风险源、四级水环境污染风险源和五级水环境污染风险源。

2.根据权利要求1所述的一种水污染事故风险源识别方法，其特征在于步骤(3)中所述的水污染事故风险源危害后果综合考虑了人身伤害、社会恐慌、经济损失和生态损失等4种事故危害形式，计算步骤为：

1)确定事故危害边界条件，事故形式不同边界条件也存在差异，其中人身健康影响、生态影响及经济影响的边界条件采用LD50(48h)；社会影响边界条件采用《生活饮用水水源水质标准》中的二级标准限值；

2)计算事故危害范围，对于水污染事故风险源导致的地表水体污染，运用二维扩散模型计算事故危害范围，表达式如下：

ρ(x，y，t)——泄漏点下游距离x处、t时溶解态污染物浓度，mg/L；

Q_源强——污染源源强，g；D_x/D_y——纵向及横向离散系数，m²/s；

u_x/u_y——横向及纵向流速，m/s；h——平均水深，m；

K——降解速率，g/g·d；

3)排查环境敏感点，基于事故危害范围，筛选事故范围内的环境敏感点；

4)叠加计算事故危害后果，计算水污染事故对各类环境敏感点产生的危害性后果，如水污染事故导致的人身伤害为：

W_i——第i个取水口服务人口，万人；

S_i——人员伤害比率，根据水源地类型存在差异，通常0.5～5％；

γ_i——水源类型影响参数；

污染事故导致的社会恐慌为：

T_i——污染持续时间，d；

Kj——区域污染修正指数，可多次叠加；

污染事故导致的经济损失为：

n——水产养殖经济区数量，个；

m——人身接触娱乐场个数，个；

S_i——水产养殖经济区受影响面积，ha；

p_i——水产品死亡率；

M_i——单位面积经济价值，万元/ha；

M_y——单日营业额，万元/d；

污染事故导致的生态损失为：

n——污染范围内保护区个数，个；

S_i——保护区面积，ha；

P_i——受保护生物死亡率；

Mi——单位面积生态价值，万元/ha。

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