摘 要:近年來,中國工業惡性事故不斷發生,不僅污染了環境,危害了人類的生命和健康,造成了嚴重的經濟損失和社會損失,還引起了環境糾紛。因此,對建設項目進行環境風險評價十分必要,環境風險評價在當今環境影響評價中應逐漸引起重視。通過對高爐項目環境風險評價實例的介紹,闡述了環境風險評價的程序和方法。
關鍵詞:高爐項目 環境風險 環境風險評價 風險防范 風險管理
環境風險是由自然原因和人類活動(對自然或社會)引起,并通過環境介質傳播,對人類社會及自然環境產生破壞、損害以至毀滅性作用等不幸事件發生的概率及其后果。風險來自于項目有關的各個方面,環境風險是由許多因素造成的,這些因素稱為風險因素[1]。
環境風險評價(ERA)廣義上是指對人類的各種開發行為所引發的或面臨的危害,對人體健康、社會經濟發展和生態系統等所造成的風險可能帶來的損失進行評估,并據此進行管理和決策的過程[2]。狹義常指對有毒化學物質危害人體健康的影響程度進行概率估計,并提出減少環境風險的方案和對策。工程項目在建設和運行過程中伴有突發性事故的產生,這些突發行事故具有偶然性,這種偶然性時常會給人類健康和周圍環境帶來嚴重的影響。環境風險評價對于有效防范風險事故的發生,采取安全的應急措施都起到了非常重要的作用。
1 高爐項目風險評價分析
1.1 風險因素識別及源強確定
1.1.1 風險因素識別
從高爐項目生產工藝分析,生產過程高爐煤氣的泄漏是環境風險的主要環節。
高爐煤氣泄漏因素主要有:(1)管路系統泄漏(包括管道、閥門、連接法蘭、泵的密封等設備及部位);(2)煤氣除塵風機及除塵設施連接處密封不嚴;(3)煤氣加壓機軸封不嚴等;(4)自然因素,如地震、雷擊等。
1.1.2源強確定
泄漏主要有高爐煤氣放散和管道泄漏兩種。
(1)高爐煤氣放散。根據統計,一般有2%~6%的高爐煤氣泄漏到大氣中;由于高爐煤氣放散具有一定的間歇性,而且根據目前的技術,高爐煤氣發生放散的幾率越來越小,因此本評價對高爐煤氣放散不進行預測。
。2)管道泄漏。根據高爐煤氣可能泄漏事故的調查,選取下述幾種典型事故作為評價對象:
。1)小型泄漏事故:管路系統出現孔徑為5 mm的泄漏孔,連續泄漏。工作條件溫度為60 ℃,有壓力考慮。
。2)中型泄漏事故:管路系統出現孔徑為10 mm的泄漏孔,連續泄漏。工作條件溫度為60 ℃,有壓力考慮。
(3)大型泄漏事故:管路系統出現孔徑為50 mm的泄漏孔,連續泄漏。工作條件溫度為60 ℃,有壓力考慮。
以一般高爐項目的數據為基礎,根據以上泄漏因素分析,預測的泄漏源強量列于表1中。
1.2 污染物危害性分析
高爐煤氣主要污染物為CO。CO是無色、無味、無臭的氣體,比重為1.25 g/L,易燃燒,燃燒時呈淺藍色火焰,有毒,空氣中最大容許濃度為30 mg/m3。爆炸極限12.5%~74.2%,最易引燃濃度30%;產生最大爆炸壓力的濃度35.2%;最大爆炸壓力6.3 kg/cm3;燃燒熱值12.749 J/m3。
危險特性:與空氣混合能成為爆炸性混合物。遇高熱瓶內壓力增大,漏氣遇火種有燃燒爆炸危險。
對人體的危害性:由于它與血液中的血紅蛋白的親和力比O2大200~300倍,故人體吸入CO后,即與血紅蛋白結合,生成碳氧血紅蛋白,阻礙血液輸氧,造成人體缺氧中毒。當體積分數為400×10-6時,會出現頭痛、惡心、虛脫等癥狀;當體積分數達到100×10-4時,可導致人立即死亡;當體積分數為100×10-6以上時,長時間的暴露也有不良的影響。
1.3 風險發生概率分析
高爐煤氣風險排放造成的后果主要是中毒和發生火災,根據國內外同類行業統計數據,如日本統計結果,煤氣中毒風險概率9×10-6,造成火災風險概率1.5×10-6,據調查不同國家各種事故風險并沒有太大差別,以日本的數據為基準,均在0.7~2.7倍的范圍內,即風險概率基本相同,由此可見,新建高爐項目風險概率一般在1.5×10-6~9.0×10-6,低于國際社會通?梢越邮艿臉藴剩藴蕿10-5)。
任何風險均存在發生的可能性,一般加強管理,嚴格按操作規程進行凈化和使用,風險發生的可能性相對較小,忽視安全生產和違章操作,發生的可能性相對較大。
1.4 煤氣泄漏對環境的影響預測
1.4.1 預測模式選取
泄漏常發生在有限時間(T)內,以瞬時單煙團正態擴散式,對t0在T內積分,經整理后可得泄漏時排放模式。
煤氣發生漏泄時作為面源考慮。其計算方法:把面源的排放當作一個位于其幾何中心的點源的排放,對擴散參數適當修正后,采用點源模式直接計算,用以近似代表該面源的擴散。
有風情況點源模式如下:
以排氣筒地面位置為原點,有效源高為He,平均風向軸為X軸,源強為Q(mg/s),開始非正常排放時的時間為t',非正常排放持續時間為T,預測時刻的時間為t。t時刻任一點(x,y,z)的濃度,以持續排放源模式為基礎,乘上一個系數G1,按下式計算:
1.4.2 事故發生時的天氣條件
根據某地近幾年氣象統計資料,年靜風頻率占22.1%,頻率較高,為最不利條件之一。本評價選取靜風為主要計算條件。
1.4.3預測結果及評價
風險預測的污染物為CO,CO的不同濃度值所對應的危害列于表2,預測結果列于表3中。
由表3可以看出,當高爐煤氣發生小型泄漏(管道系統)時,影響范圍221 m(標準為10 mg/m3,下同);當高爐煤氣中型泄漏(管道系統)時,影響范圍340 m;當高爐煤氣大型泄漏(管道系統)時,影響范圍5 640 m,因此生產過程中應加強高爐煤氣的監督管理,做好相應的防范措施,杜絕高爐煤氣泄漏。
2 風險防范及風險管理
2.1 風險防范
由于高爐煤氣泄露對周圍環境污染很嚴重,一旦發生事故將會造成嚴重影響,因此生產過程中必須采取事故狀態應急措施。
2.1.1 高爐煤氣泄漏防范措施
。1)爐頂裝料設備、風口、渣口等嚴格密封,不得泄漏煤氣。
。2)對煤氣危險部位設置CO監測報警裝置,操作室設固定式CO檢測報警,設備巡檢及檢修配備便攜時移動CO檢測儀,對煤氣易泄漏區域設安全標志。
。3)當重力除塵出口溫度超過300 ℃或低于120 ℃時,高爐采取必要的措施,確保進入布袋除塵器的煤氣溫度在120~300 ℃,避免布袋被燒毀或結露粘住布袋。
(4)每臺除塵器的進出口管道上設有蝶閥和盲板閥,便于切斷煤氣進行檢修,出口管上設有人工檢漏短管,可通過人工檢測布袋破損狀況。
(5)高爐爐頂、煤氣管道、重力除塵器均設置通蒸氣的管道和閥門,當高爐休風時,打開蒸氣閥,開啟煤氣放散閥,用高壓蒸氣驅趕容器內的煤氣,確保安全。
(6)在熱風總管部位,設有倒流休風閥及放散管,當高爐休風檢修時,開啟倒流休風閥,打開高爐內高溫、高壓煤氣,確保檢修作業安全。
2.1.2 火災、爆炸預防措施
。1)對生產中可能泄漏煤氣的場所,均設置CO監測和報警裝置,對煤氣易泄漏區域設安全標志。
(2)燃氣進口管道設低壓報警、自動切斷和充氣、吹掃裝置,并有防止氣體串入蒸汽管道的控制措施。
。3)高爐煤氣干法除塵系統采用防爆電器。
。4)高爐爐體、熱風爐、除塵器本體及各類煤氣管道的鋼結構件,能承受系統中可能出現的最高氣體壓力,以防爆炸。
。5)煤氣管道設有煤氣自動放散點火裝置,當煤氣貯存量過量時,多余煤氣自動放散燃燒后排入大氣。
。6)生產區內嚴禁煙火,應設置明顯標志。
2.1.3 高爐煤氣泄漏應急及急救措施
。1)應急措施。a、迅速撤離泄漏污染區人員至上風處,并隔離直至氣體散盡;b、切斷火源,建議應急處理人員戴正壓自給式呼吸器,穿一般消防防護服;c、切斷氣源。噴霧狀水稀釋、溶解,抽排(室內)或強力通風(室外)。
。2)急救措施。發生煤氣中毒時將中毒者抬到空氣新鮮流通的安全區,注意保暖,輕度中毒,如出現頭痛、惡心、嘔吐等癥狀,可就近送醫院護理;重度中毒者,應立即進行人工呼吸,并通知救護人員和醫生到現場搶救,在其未恢復知覺前,不得用救護車送往較遠的醫院。
2.2 風險管理
(1)強化管理是防范風險事故的最有效的途徑[3];從事故發生的原因來看,事故的發生多為違反操作規程,疏于管理所致。因此,項目在建設及生產過程中,必須加強對全體職工的安全教育和技術培訓,在項目進行的各個環節采取有效的安全監控措施,使出現事故的概率降至最低。
。2)建立一套事故風險應急管理組織機構,指定安全規程、事故防范措施及應急預案。管理人員應職責、權限分明,清楚生產工藝技術和事故風險發生后果,具備解除事故和減緩事故的能力。
(3)事故一旦得到控制,要及時對事故的原因進行詳細調查、分析和紀錄,對涉及的各種因素的影響進行評價,并對今后消除和最大限度的減少這些因素提出建議。
參考文獻
[1] 劉翼翎.環境影響評價中的“風險評價”實例[J].云南環境科學,2003,22(2):51-54.
[2] 劉麗麗,華德尊.淺議環境風險評價——以焦化行業為例[J].環境科學與管理,2005,30(3):110-112.
[3] 郭穎杰,張樹深.風險預測在環境影響評價中的應用[J].中國環境管理,2002(5):30-32.
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