苯泄漏環(huán)境風(fēng)險評價(共20頁)

1、PAGE IIPAGE I閩南師范大學(xué)畢業(yè)論文(b y ln wn)(設(shè)計)苯泄漏(xilu)大氣環(huán)境影響預(yù)測Benzene Leakage of atmospheric environmental impact prediction姓 名： 學(xué) 號： 系 別： 專 業(yè)： 環(huán)境(hunjng)科學(xué) 年 級： 指導(dǎo)教師： 2013年 12 月 10 日摘要(zhiyo)以苯泄漏的大氣影響為研究對象,模擬一起典型的突發(fā)性環(huán)境風(fēng)險事故。依據(jù)建設(shè)項目環(huán)境風(fēng)險評價技術(shù)導(dǎo)則,采用導(dǎo)則推薦的伯努利方程、質(zhì)量蒸發(fā)量公式計算物質(zhì)泄漏的源強,利用多煙團模式模擬計算其對環(huán)境的影響,預(yù)測出不同時間不同距離處的影響程度

2、(chngd)。根據(jù)這一預(yù)測結(jié)果,針對性地提出風(fēng)險防范及應(yīng)急措施,為環(huán)境風(fēng)險事故的應(yīng)急處置提供依據(jù)。關(guān)鍵詞：苯；泄漏；環(huán)境(hunjng)風(fēng)險評價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 錄 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 風(fēng)險(fngxin)識別 PAGEREF _Toc376038562 h 2 HYPERLINK l _Toc376038563 1.1苯的性質(zhì)及健康危害 PAGEREF _Toc376038563 h 2 HYPERLINK l _Toc376038564 1.2有毒物質(zhì)識別 PAGEREF _Toc376038564 h 2 HYPERLINK l _Toc376038565 1.3火災(zāi)、爆炸危險物質(zhì)識別 PAGEREF _To

6、c376038565 h 3 HYPERLINK l _Toc376038566 1.4 風(fēng)險識別結(jié)果 PAGEREF _Toc376038566 h 3 HYPERLINK l _Toc376038567 1.5評價等級和評價內(nèi)容 PAGEREF _Toc376038567 h 4 HYPERLINK l _Toc376038568 1.6評價范圍 PAGEREF _Toc376038568 h 4 HYPERLINK l _Toc376038569 2 泄漏源強的確定 PAGEREF _Toc376038569 h 4 HYPERLINK l _Toc376038570 3 環(huán)境風(fēng)險預(yù)測

7、PAGEREF _Toc376038570 h 6 HYPERLINK l _Toc376038571 4 風(fēng)險防范及應(yīng)急處置措施 PAGEREF _Toc376038571 h 11 HYPERLINK l _Toc376038572 4.1 半致死濃度影響區(qū) PAGEREF _Toc376038572 h 11 HYPERLINK l _Toc376038573 4.2 短時間接觸容許濃度超標(biāo)區(qū) PAGEREF _Toc376038573 h 11 HYPERLINK l _Toc376038574 5 小結(jié) PAGEREF _Toc376038574 h 12 HYPERLINK l _

8、Toc376038575 參考文獻 PAGEREF _Toc376038575 h 13 HYPERLINK l _Toc376038576 致謝 PAGEREF _Toc376038576 h 14PAGE 18前言(qin yn)20世紀(jì)(shj)60年代以后，隨著世界(shji)經(jīng)濟的發(fā)展，環(huán)境問題也日益突出?！跋任廴竞笾卫怼弊屢恍┕I(yè)發(fā)達國家為此付出了沉重的代價1。例如，80年代至今還發(fā)生了震驚于世的特大惡性環(huán)境污染事故：包括1984年印度博帕爾市農(nóng)藥廠異氰酸酯毒氣大泄露，1986年前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站泄露事故，1993年中國深圳市化學(xué)品倉庫大爆炸2，2005年11月中石油吉林化工雙

9、苯廠爆炸導(dǎo)致松花江發(fā)生重大環(huán)境污染，形成的硝基苯污染帶流經(jīng)吉林、黑龍江兩省，甚至影響到俄羅斯境內(nèi)，使得周邊地區(qū)全面停水，直接或間接影響上百萬人群3。重大突發(fā)性事故環(huán)境危害問題已受到各國的關(guān)注，同時也大大刺激和推動了環(huán)境風(fēng)險評價的研究和開展。作為環(huán)境影響評價領(lǐng)域中的一個重要組成部分，也是環(huán)境災(zāi)害研究的重要內(nèi)容之一，人們已經(jīng)逐漸從正常事件轉(zhuǎn)移到對偶然事件發(fā)生可能性的環(huán)境影響進行風(fēng)險研究4。環(huán)境風(fēng)險評價把事故狀態(tài)下引起廠(場)界外人群的傷害、環(huán)境質(zhì)量的惡化及對生態(tài)系統(tǒng)影響的預(yù)測和防護作為評價工作重點。環(huán)境風(fēng)險評價是對風(fēng)險源進行全面的剖析，定量地描述出風(fēng)險指數(shù)，摸清事故隱患的各種誘發(fā)條件和癥結(jié)，提出和

10、完善污染事故的預(yù)防措施和應(yīng)急措施 5。因此環(huán)境風(fēng)險評價對于有效防范風(fēng)險事故的發(fā)生，采取安全的應(yīng)急措施都起到了非常重要的作用。八十年代，美國國家科學(xué)院(NAS，1988)6提出風(fēng)險評價由四個部分組成，稱為風(fēng)險評價“四步法”即危害鑒別，劑量效應(yīng)關(guān)系評價，暴露評價和風(fēng)險表征，并對各部分都作了明確的定義。但大多是人體健康風(fēng)險評價方面的，例如，1986年發(fā)布了致癌風(fēng)險評價7、致略風(fēng)險評價8、 化學(xué)混合物健康風(fēng)險評價9、發(fā)育毒物鍵康風(fēng)險評價10、 暴露評價11、Superfund sites危害評價和風(fēng)險評價等指南。1988年又發(fā)布了內(nèi)吸毒物(systemic toxicants)和男女繁殖性能毒物等評價

11、指南12。1999年，美國EPA還對1986年指南進行了修改。因此，從1989年起，風(fēng)險評價的科學(xué)體系基本形成，并處于不斷發(fā)展和完善的階段。由于危險(wixin)化學(xué)品種類眾多，物理化學(xué)性質(zhì)(xngzh)及生物毒性各異，因此(ync)危險化學(xué)品泄漏的環(huán)境風(fēng)險評價理論和方法也不盡相同13。本文以常見且揮發(fā)性極強的苯為例,結(jié)合環(huán)評工作實際，著重分析其泄漏過程的環(huán)境風(fēng)險,提出風(fēng)險防范及應(yīng)急措施14。1 風(fēng)險(fngxin)識別1.1苯的性質(zhì)(xngzh)及健康危害苯外觀為無色(w s)透明液體,有強烈芳香味，不溶于水，溶于醇、醚、丙酮等多數(shù)有機溶劑，屬第3.2類中閃點易燃液體。苯屬中等毒性，高濃度的

12、苯對中樞神經(jīng)系統(tǒng)有麻醉作用15。其侵入途徑有吸入、食入、經(jīng)皮膚吸收。苯對皮膚、眼睛和上呼吸道有刺激作用。吸入液態(tài)苯能引起肺水腫和出血，苯可以造成皮膚脫脂引起紅斑、起皰、干燥和鱗狀皮炎，人體吸入后會出現(xiàn)中樞抑制。同時，國際癌癥研究機構(gòu)(LARC)的研究結(jié)果表明16，苯為致癌物。半數(shù)致死量(大鼠，經(jīng)口) 3800mg/kg，短時間接觸容許濃度10mg/m3，環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)濃度2.4 mg/m3。苯的理化性質(zhì)見表1。表1 苯的基本理化性質(zhì)標(biāo)識中文名苯英文名brnzene分子式C6H6相對分子質(zhì)量78.11化學(xué)類別芳香烴外觀與性狀無色透明液體，有強烈芳香味主要用途用作溶劑及合成苯的衍生物、香料、染料、塑

13、料、醫(yī)藥等。理化性質(zhì)熔點（）5.5閃點()11沸點（）80.1燃燒性易燃相對密度(水=1)0.88相對密度(空氣=1)2.77溶解性不溶于水，溶于醇、醚、丙酮等多數(shù)有機溶劑。1.2有毒物質(zhì)識別建設(shè)項目環(huán)境風(fēng)險評價技術(shù)導(dǎo)則中附表1有毒物質(zhì)的判定標(biāo)準(zhǔn)見表2。表 2 建設(shè)項目環(huán)境風(fēng)險評價技術(shù)導(dǎo)則中附表1標(biāo)準(zhǔn)序號毒性級別LD50（大鼠經(jīng)口）mg/kgLD50（大鼠經(jīng)皮）mg/kgLD50（小鼠吸入，4小時）mg/L1劇毒物質(zhì)510.012劇毒物質(zhì)5LD502510LD50500.1LD500.53一般毒物25LD5020050LD504000.5LD502根據(jù)各化學(xué)品的毒性情況(qngkung)及上面

14、的有毒物質(zhì)的判定標(biāo)準(zhǔn)17，項目生產(chǎn)所涉及(shj)的有毒物質(zhì)苯屬低于序號3一般(ybn)毒物。表 3 危險化學(xué)品毒性級別辨別結(jié)果化學(xué)品名稱毒性介紹毒性級別苯大鼠經(jīng)口LD50：3800mg/kg低于3類一般毒物1.3火災(zāi)、爆炸危險物質(zhì)識別根據(jù)建設(shè)項目環(huán)境風(fēng)險評價技術(shù)導(dǎo)則中附表1關(guān)于易燃物質(zhì)進行判定。表 4 建設(shè)項目環(huán)境風(fēng)險評價技術(shù)導(dǎo)則中附表1易燃物質(zhì)1可燃氣體:在常壓下以氣態(tài)存在并與空氣混合形成可燃混合物；其沸點（常壓下）是20或20以下的物質(zhì)。2易燃液體：閃點低于21，沸點高于20的物質(zhì)3可燃液體：閃點低于55，壓力下保持液態(tài)，在實際操作條件下（如高溫高壓）可以引起重大事故的物質(zhì)。根據(jù)各化學(xué)品

15、的安全性質(zhì)及上面的易燃物質(zhì)的判定標(biāo)準(zhǔn)，項目所涉及的化學(xué)品的易燃性級別判定結(jié)果表 5 危險化學(xué)品易燃物質(zhì)辨別結(jié)果化學(xué)品名安全性易燃物質(zhì)級別苯熔點： 5.5，閃點：-11，沸點：80.1，引燃溫度：,560，爆炸極限1.2-8.0（體積）。2類易燃液體1.4 風(fēng)險識別結(jié)果根據(jù)項目工程分析，劃分功能單元。凡生產(chǎn)、加工、運輸、使用或貯存危險性物質(zhì)，且危險性物質(zhì)的數(shù)量等于或超過臨界量的功能單元，定為重大危險源。本項目使用的苯屬危險化學(xué)品重大危險源辨識（GB18218-2009）規(guī)定的易燃液體，其臨界量見表6。物質(zhì)名稱臨界量苯50表6 重大(zhngd)危險源辨識結(jié)果 (單位(dnwi)：噸)當(dāng)單元內(nèi)存在

16、的危險物質(zhì)為單一品種時，其數(shù)量等于或超過(chogu)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的臨界量，則定義為重大危險源。當(dāng)單元內(nèi)存在的危險物質(zhì)為多品種時，則按下式進行計算，若滿足下式，則定義為重大危險源。式中：q1、q2、.、qn為每種危險物質(zhì)實際存量，t；Q1、Q2、.Qn為各種危險物質(zhì)相應(yīng)的臨界量，t。苯罐容積50m3，其中80%的泄漏量，苯的密度：0.879t/m3 。經(jīng)計算q1=35.16tq1/Q1=35.16/501因此不構(gòu)成重大危險源。1.5評價等級和評價內(nèi)容參照建設(shè)項目環(huán)境風(fēng)險評價技術(shù)導(dǎo)則（HJ/T169-2004）中規(guī)定，環(huán)境風(fēng)險評價等級按以下原則劃分。詳見表7。表 7 環(huán)境風(fēng)險評價工作級別判定劇毒危

17、險性物質(zhì)一般毒性危險物質(zhì)可燃、易燃危險性物質(zhì)爆炸危險性物質(zhì)重大危險源一二一一非重大危險源二二二二環(huán)境敏感地區(qū)一一一一項目屬于非重大危險源。項目建設(shè)地為一般工業(yè)區(qū)，項目選址不屬于環(huán)境敏感地區(qū)。因此環(huán)境風(fēng)險評價按二級評價進行。1.6評價范圍以排放源為中心，半徑為3km的范圍內(nèi)。2 泄漏(xilu)源強的確定以某化工廠一苯罐為例，最大可信事故(shg)確定為儲罐的閥門管徑(100 mm)處產(chǎn)生(chnshng)100%的裂口，苯罐高3m，自該裂口處發(fā)生苯泄漏，苯在圍堰內(nèi)收集后發(fā)生質(zhì)量蒸發(fā)，故發(fā)生10 min后通過應(yīng)急處置終止泄漏。通過國家環(huán)?？偩诸C布的建設(shè)項目環(huán)境風(fēng)險評價技術(shù)導(dǎo)則(以下簡稱/導(dǎo)則)推

18、薦的液體泄漏速率(伯努利方程)、泄漏后質(zhì)量蒸發(fā)量的計算，確定此時苯向大氣中釋放的速率為1.1992 kg/s。液體泄漏速率(QL)依據(jù)下列公式進行模擬計算：式中：QL為液體泄漏速度，kg/s；Cd為液體泄漏系數(shù)，此值常用0.6-0.64；A為裂口面積，0.000314m2；P為容器內(nèi)介質(zhì)壓力，101325Pa；P0為環(huán)境壓力，101325Pa；g為重力加速度，取9.81m2/s；h為裂口之上液位高度，2.5m。泄漏后質(zhì)量蒸發(fā)速度(Q3)依據(jù)下列公式進行模擬計算：式中，Q3為質(zhì)量蒸發(fā)速度，kg/s；a，n為大氣穩(wěn)定度系數(shù)；p為液體表面蒸氣壓，Pa；R為氣體常數(shù)，J/(mol.K)；T0為環(huán)境溫度

19、，K；u為風(fēng)速，m/s；r為液池半徑，m。表 8 計算參數(shù)表儲罐容積（m3）液體泄露系數(shù)容器內(nèi)介質(zhì)壓力（Pa）環(huán)境壓力（Pa）儲罐總高（m）裂口之上液位高度（m）裂口面積（m2）苯儲罐500.621013251013253.02.50.00034注：苯的密度(md)：0.879t/m33 環(huán)境(hunjng)風(fēng)險預(yù)測采用導(dǎo)則中推薦的有毒有害物質(zhì)在大氣中擴散(kusn)的多煙團模式，對假定事故在不同時刻、不同氣象條件下的環(huán)境影響進行預(yù)測。其計算公式如下：式中：C(x,y,o)-下風(fēng)向地面(x,y)坐標(biāo)處的空氣中污染物濃度（mg/m3）； SKIPIF 1 0 錯誤！未找到引用源。-煙團中心坐標(biāo)；

20、 Q-事故期間煙團的排放量；X、y、z為X、Y、Z方向的擴散參數(shù)（m），常取X =y。事故發(fā)生后，苯泄漏導(dǎo)致的大氣環(huán)境影響會隨著時間、距離的不同而不同，具體預(yù)測結(jié)果參見表9及下圖。表 9 預(yù)測結(jié)果概述序號風(fēng)速m/s穩(wěn)定度面源的有效高度m泄漏口處風(fēng)速m/s預(yù)測時刻min最大落地濃度mg/m3半致死濃度范圍m短時間接觸容許濃度范圍m環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)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)可見：在各種氣象條件下，最大落地(lu d)濃度范圍(fnwi)為78.6231205.85mg/m3；半數(shù)致死濃度范圍為4.210.4m；短時間接觸容許濃度范圍為25.0347.0m；環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為52.

22、5621.4m。圖1 0.5m/s，B條件(tiojin)下等濃度分布圖圖2 1.6m/s，B條件(tiojin)下等濃度分布圖圖3 0.5m/s,D條件(tiojin)下等濃度分布圖圖4 1m/s，D條件(tiojin)下等濃度分布圖圖5 1.6m/s，D條件(tiojin)下等濃度分布圖圖6 1.6m/s,E條件(tiojin)下等濃度分布圖圖7 1m/s，E條件(tiojin)下等濃度分布圖圖8 0.5m/s，E條件(tiojin)下等濃度分布圖4 風(fēng)險防范及應(yīng)急處置(chzh)措施苯泄漏對人體的傷害(shnghi)通常會形成2個主要(zhyo)影響區(qū)域，即：半數(shù)致死濃度影響區(qū)及短時間接

23、觸容許濃度超標(biāo)區(qū)。為此，企業(yè)及環(huán)境管理部門除需建立完備且切實有效的應(yīng)急預(yù)案外，還需針對環(huán)境影響的不同區(qū)域采取有效的風(fēng)險防范及應(yīng)急處置措施。4.1 半致死濃度影響區(qū)假定風(fēng)險事故下的影響表明，該影響范圍為半徑4.210.4m區(qū)域。雖然該濃度區(qū)內(nèi)超過人體致死濃度的時間10min,但距泄漏源較近處濃度值較高，可能會帶來致死傷害，因此該區(qū)域的風(fēng)險影響必須引起各方的高度重視。(1)濃度區(qū)內(nèi)布局有環(huán)境敏感點的，應(yīng)采取適當(dāng)措施,避免項目實施可能造成的環(huán)境風(fēng)險影響。如對于現(xiàn)存的人口分布相對集中的居民區(qū)、學(xué)校、醫(yī)院等實施搬遷，區(qū)內(nèi)嚴格限制新增人口進入。(2)濃度區(qū)內(nèi)布局有環(huán)境敏感點，又無法避免項目實施可能造成的環(huán)

24、境風(fēng)險影響時，應(yīng)重新考慮調(diào)整擬建項目廠區(qū)布局或選址方案。(3)在該影響區(qū)內(nèi)設(shè)置有毒氣體報警裝置，以保證事故發(fā)生時相關(guān)人員的及時反應(yīng)。有毒氣體報警裝置的布置應(yīng)重點考慮距泄漏源的距離因素、環(huán)境敏感點的分布、氣象條件、地形地貌等。(4)選擇廠區(qū)內(nèi)最高建筑物的顯著位置處設(shè)置風(fēng)向標(biāo)、風(fēng)袋，以便指導(dǎo)人員的撤離和疏散方向和距離。(5)對該影響區(qū)內(nèi)的所有人員必須實施環(huán)保及安全日常培訓(xùn)，并進行演練，以提高各環(huán)節(jié)應(yīng)對突發(fā)事故的能力。4.2 短時間接觸容許濃度超標(biāo)區(qū)假定風(fēng)險事故下的影響表明,該影響范圍為半徑25.0347.0m區(qū)域，該濃度區(qū)內(nèi)超過人體致死濃度的時間在10min，部分區(qū)域超過工作場所有害因素職業(yè)接觸限

25、值規(guī)定的接觸時間(15min)，應(yīng)采取及時有效的風(fēng)險防范及應(yīng)急措施。(1)環(huán)境(hunjng)突發(fā)事件發(fā)生時，及時開展環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測。該濃度(nngd)區(qū)內(nèi)居民區(qū)、學(xué)校、醫(yī)院等人群應(yīng)根據(jù)應(yīng)急監(jiān)測結(jié)果，在專業(yè)人員(rnyun)的指導(dǎo)下進行緊急撤離和疏散。(2)有條件地區(qū)可在人口分布相對集中的居民區(qū)、學(xué)校、醫(yī)院等環(huán)境敏感點處,安裝有毒氣體報警裝置，并選擇顯著位置處設(shè)置風(fēng)向標(biāo)、風(fēng)袋。(3)對區(qū)內(nèi)所有人員進行環(huán)保和安全日常培訓(xùn)及預(yù)防事故演練，以提高各環(huán)節(jié)應(yīng)對突發(fā)事故的能力，確保事故發(fā)生時該區(qū)域內(nèi)人員能在15min內(nèi)全部疏散至安全地帶。(4)從城市規(guī)劃角度，限制該區(qū)域內(nèi)人口的增長，以降低環(huán)境突發(fā)事件的傷害

26、。5 小結(jié)本項目風(fēng)險評價級別為二級。本工程存在苯罐泄露后造成污染擴散事件、遇明火發(fā)生火災(zāi)和爆炸事件，在采取嚴格的防護措施后，事故發(fā)生概率較小，要求項目建設(shè)和生產(chǎn)、貯運等方面積極采取防護措施，以最大程度減少事故損失，這是確保安全的根本途徑。 企業(yè)只要認真落實相關(guān)風(fēng)險防范措施、嚴格管理，將能有效地防止泄露事故的發(fā)生；一旦發(fā)生事故，依靠完善的安全防護設(shè)施和事故應(yīng)急措施則能及時控制事故，防止事故的蔓延；在各期建成后必須分期進行安全和防火驗收。在此基礎(chǔ)上，項目的環(huán)境風(fēng)險影響是可以接受的。參考文獻1林玉鎖.對我國開展環(huán)境風(fēng)險(fngxin)評價的一些看法J.環(huán)境(hunjng)導(dǎo)報,1993,l,10(6

27、):l4-l5.2毛小苓,劉陽生.國內(nèi)外環(huán)境風(fēng)險(fngxin)評價研究進展J.應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報,2003,9,11(3):266-272.3劉桂友,徐琳瑜,李巍.環(huán)境風(fēng)險評價研究進展J.環(huán)境科學(xué)與管理,2007,2,32(2):114-118. 4上海市環(huán)境保護科學(xué)研究院編M.環(huán)境影響評價培訓(xùn)教材(下冊),1995,2,23(3):10-18.5王連弟.純堿生產(chǎn)中環(huán)境風(fēng)險評價的探討J.純堿工業(yè),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