CN109636172A - 基于风险场的区域环境风险评价与区划方法 - Google Patents
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Abstract
基于风险场的区域环境风险评价与区划方法,首先基于DPSIR模型建立区域环境风险评价指标体系框架,以DPSIR模型为骨架,以保障区域生态环境安全、有效指导环境功能区划为目标,以环境风险形成机制的分析为基准确定指标的内涵;然后进行评价指标筛选,并对指标进行标准化处理;其次是区域环境风险综合水平分级,采用区域生态环境安全综合指数来表征区域生态风险总体状况,最后进行区域环境风险区划,确定风险可接受区、风险预警区和风险消减区。本发明建立基于受体脆弱性评估和风险源危害性评估的区域环境分级分区方法体系,减少了目前布局性环境风险突出、环境污染事故高发对生态环境安全的威胁。
Description
技术领域
本发明属于环境风险评价和区划技术领域,具体涉及一种基于风险场的区域环境风险评价与区划方法。
背景技术
当前,环境风险评价的对象主要是建设项目或者单一污染事故,而忽略了风险事故的多米诺效应和多风险的耦合效应。对于区域来言,尤其是工业园区存在多个环境风险源的情况下,由于仅仅考虑单一风险源的影响,往往出现如下现象:对于单一项目而言,其环境风险是可以接受的,而由于该区域存在多个风险源,多风险源的相互影响使区域的风险增加,事故发生频率及其影响程度加大,导致区域突发性环境污染事件频繁发生、区域环境风险不可接受。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于风险场的区域环境风险评价与区划方法,建立基于受体脆弱性评估和风险源危害性评估的区域环境分级分区方法体系,减少目前布局性环境风险突出、环境污染事故高发对生态环境安全的威胁。
本发明采取的技术方案是:
基于风险场的区域环境风险评价与区划方法,包括以下步骤:
步骤一:基于DPSIR模型建立区域环境风险评价指标体系框架
以DPSIR模型为骨架,以保障区域生态环境安全、有效指导环境功能区划为目标,以环境风险形成机制的分析为基准确定指标的内涵,具体过程为:
基于DPSIR模型原理采用自上而下、逐层分解的方法,在当前已有研究的基础上对不同类型、不同管理水平下的生态环境风险及问题进行分类,在生态风险及人体健康风险评估的基础上,充分考虑不同风险源对生态环境产生的潜在风险、影响途径及应对方案,建立区域环境风险评价指标体系框架集;在指标体系的基本框架中,将区域生态环境风险评价指标体系分为三个层次,每一层次选择能够反映其主要特征的要素作为评价指标,其中,第一层为目标层(O),以区域生态环境风险综合指数为目标,度量某一研究区域生态环境风险的总体水平;第二层为准则层(C),包括驱动力、压力、状态、影响和响应5个部分,第三层为指标层(I),在压力指标层中,除考虑一般社会经济发展水平指标外,将企业环境风险因子相关指标纳入考虑范围,在状态指标层中对区域生态环境质量指标进行细化,包括通用指标和特殊指标两部分;通用指标是在对国外环境相关标准总结的基础上,挑选以保护人体健康和生态安全为宗旨的各国标准中基本共同包含的指标作为通用指标。特殊指标是在对不同工业活动涉及污染物质梳理的基础上,结合国内外的标准,选取各类工业活动特有的并且具有可参考标准的污染物质作为特殊指标。
步骤二:评价指标筛选
结合风险源、风险控制机制、风险受体之间的关联关系,充分考虑区域环境风险形成机制,系统搜集区域环境风险评价的相关指标,建立区域环境风险评价指标体系框架集,并根据DPSIR模型进行分类;基于国家标准中指标的出现频次和数理统计分析基础,进行指标筛选,结合专家的咨询意见,最终确定区域环境风险评价指标体系;
步骤三:指标标准化处理
首先对指标的实际数据进行标准化处理,标准化分值设定为0~1,指标的标准化值越大,表明该指标的影响越大;
评价指标的风险趋向性有正、负向之分,风险正向型即指标越大,风险越大,负向型即指标越大,风险越小,
式中,Y为指标标准化值,X为指标实测值,X0为指标的标准值;
其中,确定环境综合评价指标的标准值是关键,其基本方法为:
1)凡已有国家标准或国际标准的指标,采用规定的标准值;
2)参考Hakanson潜在生态危害指数和RBCA模型计算的不同类型、不同级别环境生态风险和人体健康风险阈值;
3)与现有研究的目标值相一致,或优于该目标值;
4)根据环境背景值和区域发展趋势外推确定标准值;
5)对统计数据不完整、但在指标体系中十分重要的指标,在缺乏有关指标统计数据前,采用专家咨询的方式确定;
步骤四:区域环境风险综合水平分级
在指标权重分配和指标标准化处理的基础上进行综合评价,采用区域生态环境安全综合指数(A) 来表征区域生态风险总体状况,即:
式中:A为区域生态环境风险综合指数;Wi为各指标的权重;Xi为各指标赋值结果,其中,E取值为[0,1]之间,其值越大,表明区域环境风险越恶劣;按照对等级优劣的认知习惯,采用非等间距方法,同时考虑到标准的先进性和实用性的要求,将E取值范围[0,1]分为5个区间:[0,0.20]为安全状态;(0.20,0.35]为较安全状态;(0.35,0.50]处于警戒状态;(0.50,0.75]处于较差状态;(0.75, 1.00]处于恶化状态;
步骤五:区域环境风险区划
从环境风险场的形成过程及其可能产生的后果出发,将事故造成的后果定义为:
C=I·V
式中,V指受体脆弱性(vulnerability),包括人群及环境敏感目标;I指污染物危害度指数;将风险值表征为:
R=P·I·V=E·V
式中,E指环境风险场强度,用来表征风险源的固有风险水平;P指风险事故发生概率,从而,建立新的风险评价方法:即风险值是风险严重度与受体脆弱性相关的函数,对这两方面的分析评价分别称为危害性评价和易损性评价,这两方面的共同作用,决定了突发性环境污染事件的风险水平;最后根据区域环境风险评价结果、区域环境风险受体脆弱性分区结果,结合区域环境风险可接受水平,进而确定风险可接受区、风险预警区和风险消减区。
本发明的有益效果:
以工矿企业本身风险源调查数据企业周边生态风险与人体健康风险评价结果为基础,综合考虑气候气象条件、土壤类型、生物多样性(土壤植被与动物分布)、企业经济发展水平、土地利用途径、污染控制管理水平、环境污染因子等环境要素,采用模糊数学评价理论、DPSIR模型等构建区域土壤环境对污染的敏感度和脆弱性评价的指标体系,采用目标优化、层次分析法、灰关联分析等技术,结合专家咨询等手段对指标进行优化、筛选,从指标体系框架中确定提取核心评价指标,建立工矿企业周边土壤环境分级评价指标体系。
本发明着力于区域环境风险评价与全过程管理理论和方法,从区域(主要为县、市行政区域)尺度上研究环境风险评价与管理技术,创新性地构建了基于风险场理论的区域环境风险评估技术和区域环境风险区划技术方法,形成了基于环境风险容量的区域风险源布局优化技术新思路。
在空间上,统筹风险源的危害度和受体的脆弱度,建立了基于风险场理论的区域环境风险分级评价与区划理论与技术方法,实现了区域层面上环境风险定量化评估。
在区域层面建立了环境风险评价与管理技术:考虑风险源的固有风险、管理水平等因素,建立了融合突发性、非突发性和环境敏感性为一体的风险源分级评价技术和评估模型,可有效支撑当前环境风险源分类管理的需求。
附图说明
图1是区域环境风险评价及管理思路;
图2是基于DPSIR模型的区域环境风险评价指标体系框架建设思路;
图3是基于DPSIR的区域环境风险评价指标体系技术路线图
图4是区域环境风险评价与区划技术路线。
具体实施方式
基于风险场的区域环境风险评价与区划方法,在土壤环境风险及环境问题调查和形成机制分析基础上,充分考虑“土壤环境质量标准”、“国家生态安全评估指标体系”、“生态示范创建评价指标体系”等已建立的与土壤环境评价及功能有关的指标,结合工业、农业、居住、生态建设、商贸服务等不同用地类型的土壤质量需求,考虑统计数据或补充调查数据的可获取性,建立土壤环境评价有关的指标集,基本思路如图1。
通过基于DPSIR模型建立区域环境风险时间序列评价方法、基于风险场建立区域环境风险空间分布,从而形成时空序列的区域环境风险综合评价技术体系,具体包括以下步骤:
步骤一:基于DPSIR模型建立土壤环境评价指标体系框架
“驱动力–压力–状态–影响–响应”模型(Driving forces–Pressure–State–Impact–Response,简称 DPSIR模型),是欧洲环境局(EEA)综合PSR(压力–状态–响应)模型和DSR(驱动力–状态–响应) 模型的优点而建立起来的解决环境问题的管理模型,已逐渐成为判断环境状态和环境问题因果关系的有效工具,是国际上环境保护和可持续发展领域广泛应用的一套指标框架。项目过程中以DPSIR模型为骨架,以保障生态环境安全、有效指导环境功能区划为目标,以环境风险形成机制的分析为基准确定指标的内涵,基本思路见图2,具体过程为:
基于DPSIR模型原理采用自上而下、逐层分解的方法,在当前已有研究的基础上对不同类型、不同管理水平下的土壤环境风险及问题进行分类,在生态风险及人体健康风险评估的基础上,充分考虑不同风险源对土壤环境产生的潜在风险、影响途径及应对方案,建立工矿企业周边土壤环境分级指标体系框架集,如表1所示。
表1基于DPSIR模型的环境评价指标体系建设框架
步骤二:指标筛选
结合风险源、风险控制机制、风险受体之间的关联关系,充分考虑区域环境风险形成机制,系统搜集区域环境风险评价的相关指标,建立区域环境风险评价指标体系框架集,针对已经建立的区域环境风险评价指标体系框架集,采用指标出现的频次(考虑百度等相关搜索引擎当中的出现频次和国家相关标准中的出现频次),使用频度分析方法进行指标筛选,同时考虑指标数据的可获取性并结合专家的咨询意见,最终确定基于DPSIR模型的环境风险评价指标体系,见图3;筛选结果见表2所示;
表2基于DPSIR模型的环境风险评价指标体系筛选结果
在采用基于DPSIR模型的环境风险综合评估中,由于涉及多个评价指标,因此关键是确定各评价指标或评价因子对区域环境风险的贡献,即权重,见表3。考虑各种权重确定方法的特点,结合环境风险评价中不确定因素较多,且其权值错综复杂的特征,采用模糊综合评价法对建立的建立工矿企业集聚区环境分级评价指标体系进行评估。
表3环境风险评价指标体系权重赋值
步骤三:指标标准化
首先对指标的实际数据进行标准化处理,标准化分值设定为0~1,指标的标准化值越大,表明该指标的影响越大;
评价指标的风险趋向性有正、负向之分,风险正向型即指标越大,风险越大,负向型即指标越大,风险越小,
式中,Y为指标标准化值,X为指标实测值,X0为指标的标准值;
其中,确定环境综合评价指标的标准值是关键,其基本方法为:
1)凡已有国家标准或国际标准的指标,采用规定的标准值;
2)参考Hakanson潜在生态危害指数和RBCA模型计算的不同类型、不同级别环境生态风险和人体健康风险阈值;
3)与现有研究的目标值相一致,或优于该目标值;
4)根据环境背景值和区域发展趋势外推确定标准值;
5)对统计数据不完整、但在指标体系中十分重要的指标,在缺乏有关指标统计数据前,采用专家咨询的方式确定;
步骤四:区域环境风险综合水平分级
在指标权重分配和指标标准化处理的基础上进行综合评价,采用区域生态环境风险综合指数(A) 来表征区域生态安全状况,即:
式中:A为区域生态环境风险综合指数;Wi为各指标的权重;Xi为各指标赋值结果,其中,E取值为[0,1]之间,其值越大,表明区域环境风险越恶劣;按照对等级优劣的认知习惯,采用非等间距方法,同时考虑到标准的先进性和实用性的要求,将E取值范围[0,1]分为5个区间:[0,0.20]为安全状态;(0.20,0.35]为较安全状态;(0.35,0.50]处于警戒状态;(0.50,0.75]处于较差状态;(0.75, 1.00]处于恶化状态。
步骤五:区域环境风险区划
从环境风险场的形成过程及其可能产生的后果出发,将事故造成的后果定义为:
C=I·V
式中,V指受体脆弱性(vulnerability),包括人群及环境敏感目标;I指污染物危害度指数。将风险值表征为:
R=P·I·V=E·V
式中,E指环境风险场强度,用风险严重度来表示。从而,建立新的风险评价方法:即风险值是风险严重度与受体脆弱性相关的函数。由区域环境风险的数学表达式可以看出,突发性环境污染事件的风险程度取决于两方面因素:一是环境风险场强度:事故发生条件越充分,突发性环境污染事件规模越大、频次越高,环境污染事件的风险强度越大;二是环境风险灾害受体的脆弱性或承灾区生态环境易损性:承灾体数量越多、价值越高,评价区生态环境越脆弱,防灾、抗灾能力越差,灾害的风险程度越高。对这两方面的分析评价分别称为危害性评价和易损性评价。这两方面的共同作用,决定了突发性环境污染事件的风险水平。采用编制区划图及其说明的形式,反映突发性环境污染事件的风险分布及其控制条件,建立环境风险区划技术思路,见图4。
结合区域环境安全目标,从风险源控制与管理、风险源布局优化,环境应急资源配置和环境敏感目标保护等方面提出了降低区域环境风险水平的关键型控制对策。考虑污染物泄露强度与危害性,构建主要风险源及污染因素的危害度指数分析及评估方法,结合相关污染物迁移扩散模式和Hakanson 潜在生态危害指数及RBCA模型预测结果,建立区域环境风险场的基本物理模型及表征技术方法,建立定量化评估区域环境风险空间格局的方法。
(1)受体脆弱性区划(V的计算过程)
受体生态脆弱性评价——直接评价法
以景观斑块面积、景观脆弱度指数和景观干扰指数为基础的景观生态风险评价方法,其基本公式如下:
式中ERI为区域景观生态综合指数,表征区域景观结构的生态风险水平;Ai为第i类景观斑块的面积;A为区域总面积;FIi为第i类景观斑块的景观干扰指数;Si为第i类景观斑块的景观脆弱指数,表征该类型景观在承受自然变化或人类行为时易损程度。景观类型脆弱程度由高到低的排序为:9裸岩石山,8未利用地,7水域(河流湖泊,海岸线等),6耕地,5园地(人工园林、绿地等),4草地, 3灌木林地,2林地,1建设用地。综上,结合工矿企业聚集区可能存在的景观结构和土地利用方式,不同景观类型的脆弱程度分级和赋值见表4。
表4不同土地利用类型的风险受体脆弱程度
受体社会脆弱性评价——指标体系法
我国尚无可供参考的区域环境风险受体脆弱性评价指标体系。近几年发表的相关研究中,人口密度、经济发展水平、环境保护投资和医疗教育是广受我国学者关注的指标。此外,我国近期颁布的一些以指导区域建设为目的的指标体系,如国家环境保护总局于2007年发布的《生态县、生态市、生态省建设指标(修订稿)(环发[2007]195号)》等,也将人口、社会经济和环境保护列为核心指标,具有一定的指导和借鉴意义。
以工矿企业聚集区环境风险受体的社会脆弱性为评价对象,在选取评价指标时除考虑指标的全面性、规范性、代表性、可行性以及指标数据的可获得性之外,参考前人关于环境污染事故受体脆弱性研究中建立的评价标准,还根据研究区域污染风险水平和环境风险事故频率较高的特点,进行了指标的针对性筛选。指标体系共分为三个层次,第一层为目标层,以环境风险受体的社会脆弱性指数表征工矿企业聚集区土壤环境风险受体的社会脆弱性水平;第二层为准则层,分为风险受体的敏感性、适应性和恢复性,用以衡量风险受体对土壤环境风险的敏感程度、应对能力和遭受风险之后的恢复能力;第三层为指标层,共14个指标,具体的指标选择和描述见表5。
表5风险受体社会脆弱性评价指标体系
注:评价过程中,应根据数据的可获取情况,以工矿企业聚集区内能够获得数据的最小行政区划,如镇、村、街道等为基本评价单元。
指标说明及确定方法:
指标S1人口密度,主要考察研究区域环境风险社会性受体,即人群的密集程度。人口密集程度越高,则单位面积内暴露于环境风险的人口数量也越多,无论突发性环境事故或是长期存在的环境风险都会造成严重的社会性风险。本指标以评价单元内人口数量与面积的比值计算。
指标S2人口敏感程度,主要考察区域人口中敏感人口的比例,我国人口研究学者一般认为,65 岁以上(含65)老年人和14岁以下(含14)的青少年对环境事故和环境风险的反应意识和能力较弱,其社会脆弱性更高。因此,本指标以评价单元内65岁以上和14岁以下人口数与人口总数的比值确定。
指标S3人口流动性,表征区域内环境风险受体的停留时间,一般情况下,区域人口流动性强则受区域内环境事故影响的可能性会随之降低,受长期暴露型污染,尤其是污染风险的影响也较小。本指标以评价单元内流动人口数量与常住人口数的比值确定。
指标S4农业发展规模,表征区域内农产品和食品的自给自足能力和输出量,土壤污染经由农作物累积对人类造成的危害前文已有详述,故而农业在产业结构中占比较大的地区在遭受土壤环境事故,或持续暴露于土壤污染之中时,区域内人群将承受更高的风险。本指标下设评价单元内人均耕地面积和人均主要农产品产量两项分指标,权重分配为0.35和0.65。
指标S5风险敏感目标集中情况,主要考虑社会性脆弱程度较高的土壤环境风险受体,即老年人和青少年在区域内的集中情况。一般情况下,医院、中小学、养老院、旅游景点等是老人和青少年人活动较为频繁的场所,因此本指标以评价单元内上述敏感目标集中点的数量与评价单元总面积的比值确定。
指标D1医疗能力,直接反映了土壤环境事故爆发时区域对受害人群的救治能力,而医疗能力较强的地区通过对日常就医患者的收治和对区域流行病例的分析研究,对可长期累积的土壤污染风险的预防和应对能力也较强。本指标以世界卫生组织(World HealthOrganization,WHO)评价地区医疗水平的千人拥有床位数确定。
指标D2城市(镇)化程度,较高的城市化程度意味着区域基础设施完善,信息、交通和社会秩序情况较好。因此本指标用以衡量土壤环境事故发生或土壤环境污染风险影响显现时,区域社会组织的稳定性,以及土壤污染风险预防和治理措施实施的难度,以评价单元内非农业人口占总人口的比例确定。
指标D3环境保护投入,用以衡量地区对环境保护的重视程度和环境治理措施、设备、专业人员培养以及公众宣传教育的完善程度,用评价单元环保投资占GDP的比重确定。
指标D4居民教育水平,主要考察地区人口素质,也间接反映区域的社会稳定性和应变能力。居民教育水平高,则人群在遭遇土壤环境事故时对事故基本信息、疏散和应对方式的理解和执行能力更强,对日常生活中的土壤环境风险也具有较高的防范意识。本指标以评价单元内拥有高中及以上学历的成年人比例来衡量。
指标D5社会稳定性,主要考察地区社会组织的稳定程度和抗压能力,反映土壤环境事故发生或土壤污染风险凸显时,社会维持正常运转的可能性。稳固的工作条件与环境是社会稳定的基础,一个地区的居民就业情况能够体现人群的物质和精神稳定性,也能够体现社会的自我维护和调节能力,因此本指标以评价单元内居民就业率衡量。
指标R1居民经济状况,反映区域经济发展水平,经济发展水平高的地区在遭遇土壤环境事故或发生其他污染事件时,可供调配的应对资源更充足,且在平时也会制定较为完备的土壤环境风险预防措施,居民经济宽裕也有助于整个社会系统的自我修复。本指标采用评价单元居民年人均纯收入衡量。
指标R2医疗保障状况,反映地区医疗保障体系的完善程度,较高的医疗保险覆盖度,才能保证在面对土壤环境事故和污染风险时,区域内居民,尤其是老人和经济状况不佳人群得到及时充分的救治。本指标以评价单元内基本医疗保险的参保率衡量。
指标R3社会保障状况,反映地区社会保障体系的完善程度,较高的社会保险普及率保证了居民,尤其是老年人和经济条件困难人群的基本生活,有助于维持社会的稳定。在应对土壤环境事故和污染风险时,更有利于实现社会资源的合理分配。本指标下设评价单元内养老保险普及率和低保、特困、补贴等救济金发放金额两项分指标,权重分配为0.5和0.5。
指标R4科技型产业规模,体现了地区政府对科技型产业的支持度和地区产业的科技水平,间接反映了区域的科技发展水平。科技发展水平高的地区,在遭遇土壤环境事故和污染风险时,恢复能力较强。本指标以评价单元内注册科技型企业数量衡量。
(2)环境危害性区划(E的计算过程)
已知环境风险场由环境空间中n个“质点”构成,ERF的状态是上述n个“质点”状态的集合。那么,环境风险场强E也是上述n个质点场强的集合。
假设Q是ERF中的任一“质点”,存在m个污染事件,则Q点的场强可由下式计算:
式中:Ei——环境风险场中质点Qi的场强;
Pij——第j个污染事件在质点Qi产生风险场强Eij的概率;
Eij——质点Qi处第j个污染事件的风险场强;
m——污染事件的个数。
风险场内的风险指标如热负荷、超压、气体浓度等不同属性的指标共同作用时,其物理危害指标因为具有不同的风险属性不能直接叠加,如不同风险源泄漏产生的化学物质不同,其毒性也不一样。因此基于化学物质的毒性及其环境阈值(C阈值,环境阈值的选取依据污染物的排放标准确定),依据第j个污染事件中污染物扩散后的浓度(Cij),计算风险场强。
Eij=Cij/Cj阈值
式中Cj阈值表示第j个污染事件中污染物的环境阈值。
Cij/Cj阈值主要表征污染物对环境的危害程度,称之为危害度指数,用I气表示。
则区域内任一风险源,在区域内三维空间产生的风险场可表达为Ei的函数表达式:
Ei=f(xi,yi,zi,Ei)
或:Ei=f(xi,yi,zi,Eij,Pi)
或:Ei=f(xi,yi,zi,Ii气,Pi)
式中:xi,yi,zi——“质点”Qi的空间坐标;
那么,ERF则可表示为:
ERF={Ei|Ei=f(xi,yi,zi,Ii气,Pi)}
(3)区域环境风险综合区划
根据区域环境风险评价结果、区域环境风险受体脆弱性分区结果,结合区域环境风险可接受水平,可确定风险可接受区(具有较大环境风险容量,可以增加新的风险开发活动)、风险预警区(风险容量基本饱和区,需要进行区域安全布局规划与调整,为后续的工业开发腾出风险容量)和风险消减区 (环境风险负荷过载区,必须通过风险源消减、风险源与受体优化布局等措施降低当前的风险以达到可接受水平)。选择典型工业区,以基础地理信息和典型危险源数据库系统为基础,对事故发生点位提供基于地理信息的污染物扩散模型成果模拟(二维、三维)功能,根据污染物扩散模型,应用ArcGIS 系统进行空间叠加分析(扩散区域人口、风景旅游区等各类环境保护目标),表征突发污染事件现场及周边地区污染物浓度时空变化演进过程(时空分布图、统计直方图),核算突发性环境污染事件的影响范围(安全距离)和严重程度(污染物浓度),为辅助决策提供空间化的支持。
本发明从区域尺度上开展区域(主要为县级、市级行政区域)风险源调查、识别、分级,建立了基于突发性、非突发性和环境敏感性为一体的环境风险源分级评价技术体系,建立了区域环境风险形成机制分析,研究构建了基于风险场理论的区域环境风险评估技术和区域环境风险区划技术方法。以环境风险区划为技术手段,综合考虑风险源、风险控制机制和风险受体3个方面,针对环境风险发生的3个阶段(事前预防、事中响应、事后处置)从环境风险源、控制管理机制、环境风险受体3个因素入手建立了环境风险全过程管理体系。
Claims (1)
1.基于风险场的区域环境风险评价与区划方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:基于DPSIR模型建立区域环境风险评价指标体系框架
以DPSIR模型为骨架,以保障区域生态环境安全、有效指导环境功能区划为目标,以环境风险形成机制的分析为基准确定指标的内涵,具体过程为:
基于DPSIR模型原理采用自上而下、逐层分解的方法,在当前已有研究的基础上对不同类型、不同管理水平下的生态环境风险及问题进行分类,在生态风险及人体健康风险评估的基础上,充分考虑不同风险源对生态环境产生的潜在风险、影响途径及应对方案,建立区域环境风险评价指标体系框架集;在指标体系的基本框架中,将区域生态环境风险评价指标体系分为三个层次,每一层次选择能够反映其主要特征的要素作为评价指标,其中,第一层为目标层(O),以区域生态环境风险综合指数为目标,度量某一研究区域生态环境风险的总体水平;第二层为准则层(C),包括驱动力、压力、状态、影响和响应5个部分,第三层为指标层(I),在压力指标层中,除考虑一般社会经济发展水平指标外,将企业环境风险因子相关指标纳入考虑范围,在状态指标层中对区域生态环境质量指标进行细化,包括通用指标和特殊指标两部分;
步骤二:评价指标筛选
结合风险源、风险控制机制、风险受体之间的关联关系,充分考虑区域环境风险形成机制,系统搜集区域环境风险评价的相关指标,建立区域环境风险评价指标体系框架集,并根据DPSIR模型进行分类;基于国家标准中指标的出现频次和数理统计分析基础,进行指标筛选,结合专家的咨询意见,最终确定区域环境风险评价指标体系;
步骤三:指标标准化处理
首先对指标的实际数据进行标准化处理,标准化分值设定为0~1,指标的标准化值越大,表明该指标的影响越大;
评价指标的风险趋向性有正、负向之分,风险正向型即指标越大,风险越大,负向型即指标越大,风险越小,
式中,Y为指标标准化值,X为指标实测值,X0为指标的标准值;
其中,确定环境综合评价指标的标准值是关键,其基本方法为:
1)凡已有国家标准或国际标准的指标,采用规定的标准值;
2)参考Hakanson潜在生态危害指数和RBCA模型计算的不同类型、不同级别环境生态风险和人体健康风险阈值;
3)与现有研究的目标值相一致,或优于该目标值;
4)根据环境背景值和区域发展趋势外推确定标准值;
5)对统计数据不完整、但在指标体系中十分重要的指标,在缺乏有关指标统计数据前,采用专家咨询的方式确定;
步骤四:区域环境风险综合水平分级
在指标权重分配和指标标准化处理的基础上进行综合评价,采用区域生态环境安全综合指数(A)来表征区域生态风险总体状况,即:
式中:A为区域生态环境风险综合指数;Wi为各指标的权重;Xi为各指标赋值结果,其中,E取值为[0,1]之间,其值越大,表明区域环境风险越恶劣;按照对等级优劣的认知习惯,采用非等间距方法,同时考虑到标准的先进性和实用性的要求,将E取值范围[0,1]分为5个区间:[0,0.20]为安全状态;(0.20,0.35]为较安全状态;(0.35,0.50]处于警戒状态;(0.50,0.75]处于较差状态;(0.75,1.00]处于恶化状态;
步骤五:区域环境风险区划
从环境风险场的形成过程及其可能产生的后果出发,将事故造成的后果定义为:
C=I·V
式中,V指受体脆弱性(vulnerability),包括人群及环境敏感目标;I指污染物危害度指数;将风险值表征为:
R=P·I·V=E·V
式中,E指环境风险场强度,用来表征风险源的固有风险水平;P指风险事故发生概率,从而,建立新的风险评价方法:即风险值是风险严重度与受体脆弱性相关的函数,对这两方面的分析评价分别称为危害性评价和易损性评价,这两方面的共同作用,决定了突发性环境污染事件的风险水平;最后根据区域环境风险评价结果、区域环境风险受体脆弱性分区结果,结合区域环境风险可接受水平,进而确定风险可接受区、风险预警区和风险消减区。
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