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开发区是一类具有特殊性质和特点的区域。实践证明,在一定区域内进行资源开发利用、区域经济结构重建等重大社会经济活动,不仅会极大的改变区域社会经济状况,也会对区域生态环境产生深远影响[1]。目前环境污染事件在某些地区呈现了相对的“群聚效应”。环境风险出现显著的区域性,因而进行区域环境风险评价十分必要和迫切[2]。
区域环境风险评价是对区域内多个环境风险因素的综合评价,并基于既定的区域环境安全目标确定可承受的风险程度及损害水平,为区域开发环境风险综合管理和规划决策提供科学依据[3,4]。
1 开发区区域环境风险评价的特点
区域开发是指人类在一定的空间范围内有计划实施的一系列开发建设活动[5]。区域开发具有占地面积大、开发内容多、开发性质复杂等特点,区域内部分行业涉及危险物质以及存在危险的生产工艺[6],决定了区域开发可能存在一定的环境风险,因此,开发区区域环境风险评价也不同于单一的建设项目环境风险评价,具有自身的一些特点。
1.1 不确定性特点
环境风险评价是为了评估有可能产生危害和导致风险的风险源,这种评价带有很大的不确定性。因为一个完整的环境风险评价需要大量的数据,这些数据对于理解危害的严重性和发生危害的可能性有着很重要的作用。但是,环境数据通常又都是定性的、模糊的或者不准确的,新出现的污染物尤其如此[7]。开发区环境经济系统具有多目标性、动态性和不确定性等特征[5],开发区的建设一般是阶段性、滚动发展的,开发区建设初期除了区域范围、开发目标等较明确外,入区的项目性质、规模以及区位等都不明确,开发活动具有很大不确定性和变异性[8,9],由此也决定了开发区环境风险评价具有一定的不确定性。
1.2 系统综合性特点
系统论认为系统中各要素不是孤立存在的,每个要素在系统中都处于一定的位置,起着特定的作用,要素之间相互关联,构成了一个不可分割的整体。开发区内项目众多,区域内各种危险因子并存并相互影响,大大增加了诱发新的环境事故的可能性。如果仅以单个环境风险因素作为评价对象,显然不能真实反映区域环境因素的综合效应[10]。因此,开发区环境风险评价要采取综合分析的手段,才能真正认识环境风险发生、发展和演化的规律。
1.3 行业主导性特点
开发区是一个多因素、多目标的复杂系统,这就要求在开发区环境风险评价中要抓住区域内的主要成分和关键要素,识别开发区内高风险行业和特征风险因子。例如以电镀企业为主的开发区主要是重金属污染产生的风险,以石化企业为主的开发区的环境风险则多由有毒有害、易燃易爆物质引发的[11,12]。因此,环境风险具有明显的行业性特征。
2 开发区环境风险评价的内容和方法
由于开发区内的建设项目集中,所涉及的危险物质及危险功能单元比单个建设项目多,存在的风险因素也更为复杂。因此,开发区区域环境影响评价应更加关注具有宏观决策意义的内容,通过对建设项目的合理布局、对突发风险的及时处置,从而在区域层面上减小累积风险、次生风险的发生概率和危害性。
2.1 开发区现状调查
现状调查的目的是为整个评价工作和环境风险保护目标的识别提供区域背景资料和工作基础[13]。重点调查开发区的规模、范围、功能定位、用地构成、规划及实施情况、环境敏感点分布以及开发区内已建、在建、拟建项目的情况等,通过现状调查分析,一是掌握开发区现有产业布局、规划发展区域和环境敏感点,为后续的风险管理提供基础。二是对开发区不同性质的项目进行行业分类,收集各行业生产运行中涉及的原辅料及生产装置、贮运装置等,特别是掌握各行业典型危险物和相关装置等,为风险识别提供基础资料。
2.2 风险识别
风险识别主要是根据收集的相关资料,对整个区域内所有潜在风险源进行识别和分析,以确定风险评价的必要性。风险识别工作内容主要是开发区内生产设施风险识别、物质危险性识别、生产过程潜在的化学反应危险性识别,确定潜在的危险单元及重大危险源。
开发区环境风险识别的方法可参照建设项目风险识别的方法进行,包括定性和定量分析方法。定性分析方法包括类比法、加权法、因素图法等,首推类比法。定量分析方法包括道化学公司火灾、爆炸危险指数评价方法、事件树分析法、故障树分析法等[14]。
2.3 源项分析和后果计算
源项分析的内容主要是获得风险源、风险受体,以及风险传播方式和途径等信息。因此,源项分析的主要工作是进行危害识别,确定事故类型和最大可信事故。当有毒有害物质泄漏时,需要获得泄漏物质的种类、物质泄漏量,以及传播途径等数据。事故源项的确定非常复杂,从理论上讲可以应用事故树法和事件树法等方法来分析和确定一个事件的发生概率,但是那些基本原因事件的发生概率也很难估算。因此在实际评价中往往是通过类比法,对历史同类事故的调查来确定事故可能发生的概率[15]。
后果计算的主要工作是对开发区规划中可能存在的事故所导致的环境风险进行预测分析,包括对影响水、气、生态及敏感保护目标的环境风险的预测分析,并估计风险受体因为事故可能产生的损失。
2.4 环境风险综合评价
开发区层面的环境风险综合评价,要综合考虑多个风险源在全年不同气象条件下发生时可能导致的危害后果,以及风险敏感目标对不同类型风险的耐受和规避程度。对区域内多个风险因素累积影响的综合评价,是区域环境风险评价的重要内容,也是区别于建设项目环境风险评价的主要特点[16]。其主要做法是:采用对开发区土地划分网格,通过区域风险识别内容、企业风险管理能力给出用地风险度量化指标,选择周围环境敏感性和风险承载力的内容给出环境敏感度量化指标,采用叠图法对区域内企业的用地布局进行合理性分析,并对不合理规划提出调整建议[17]。
3 风险管理
风险管理是在确定风险危害程度的基础上,从预防及减缓风险的角度对项目的布局、规模方案优选,以从源头上将潜在风险最小化,并制定相应的风险防范应急措施,风险管理是一种决策和控制风险的过程[18]。
3.1 科学规划,合理布局
开发区规划布局应首先遵循系统功能和风险优化组合原则。区域危险源的规划布局是一项安全系统工程,要根据区域的环境条件、系统间的相互依赖和制约关系,优化布局。其次遵循对环境产生的风险尽可能小原则。采取将风险源与受体在空间上适当隔离的布局调整对策,包括风险源搬迁、受体搬迁或风险源与受体间加装防护带等方法进行风险预防,减轻布局性风险[19]。将高风险源项目在空间适当集中,进入相应专业工业园区发展,进行风险集中监控;对于分散风险源,采取空间控制的防护对策。
3.2 严格执行行业准入政策,降低环境风险
在项目准入方面,充分考虑环境风险因素,减轻结构性风险。鼓励发展低环境风险的产业,淘汰高于社会可接受风险水平的高环境风险产业,降低整个区域环境风险水平。对于已建成的高风险源企业实施强制性环境风险评价,对风险源做好备案,提高企业环境风险预防水平和应急水平。
3.3 加强开发区风险防范和应急处置措施
一是对区域内企业定期开展环境风险评价,掌握区域环境风险变化动态,对潜在的危险性进行系统分析和评估。建立完善企业环境风险监控与预警系统,对主要企业实施严格的环境风险监控。二是定期开展环境监测。对开发区内污染源情况以及各类污染治理设施的运转状况进行定期或不定期的监督性监测,掌握开发区内各企业环保治理情况。三是完善应急处置措施。开发区内生产经营单位在生产、储存和运输中存在火灾、爆炸、中毒等的危险危害性,在项目建设初期就应制定相应的事故应急预案。
4 结语
环境风险评价是开发区区域环境影响评价的重要组成部分,环境风险评价的作用是为风险决策管理提供基础和科学依据,与单项建设项目相比,开发区环境风险评价更具有突出的区域性和综合性特征[14],准确识别和把握开发区建设过程中存在的环境风险,才能为开发区的发展制定更加有针对性的方案和风险防范措施。
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【关键词】石化项 环境风险评价 项目状况
随着我国经济科学技术的不断发展,人们对于环境也格外的注重,环境风险评价作为一个衡量环境质量的标准,广泛应用于很多行业中。当然,最为具有污染可能的石化项目,惊醒环境风险评价也是非常有必要的,因为只有在环境风险评价的基础上完成的项目,其环境质量才是能够经受考验的。就目前对于石化项目的研究,据定期环境风险评价的因素主要包括项目概况、换将风险识别、源项分析、后果计算和风险管理等几大因素,所以作为一名相关工作人员,如果我们想要石化项目向着我们所希望的尽量无污染的存在于我们的生活中,那么我们就必须针对这些影响石化项目环境风险评价的因素做足功夫,认真剖析其种种因素的具体内容,力争让每个项目都达到标准,用好的环境风险评价来证明项目的可行性。
一、浅析石化项目环境风险评价的相关内容
自从我国颁布《建设项目环境风险评价技术导则》以来,可以清晰的看到一个石化项目,其环境风险评价主要包含项目概况,风险识别,后果计算等多方面的因素,所以如果要做好这项工作,对于各项因素的整体掌握是必不可少的,具体如下:
(一)项目概况
对于石化项目而言,其项目概况主要是指项目的选址。组成和工艺路线等内容。总体来讲,这个因素是石化项目环境风险评价中最基础也是最容易掌握的情况,一般工作人员都是通过此项因素对石化项目环境风险评价工作进行初步了解的,当然,此过程中对于细节的把握应该越多越好,比如工艺路线都是怎样的?有没有可能因此而造成污染等,这些一切的一切都应该心里有谱,这样才能将后续的工作进行的比较出色。
(二)风险识别
环境风险识别因素是决定石化项目环境评价的又一主要内容之一。它主要包含生产设施和物质的风险识别和重大危险源判断两种。其中生产设施的风险识别包括了主要生产装置、公用工程系统和储运系统等的生产设施,在进行风险识别工作时,一方面是指这些设施本身的生产安全性和环境破坏性,另一方面也指人为操作这些系统是所产生的环境污染,这点相对来讲,对人的技术等有相应要求。而物质风险识别主要是指其主要组成原材料及辅助材料和其配套的原料,还有就是中间产品和生产过程中排放的污染物质等等,当然,对于这些的判断都是有据可依的,都可以在国家的相关规定中找到其相关要求,最后再进行进一步的确认。至于重大危险源判断主要是指在进行生产设施和物质风险判断结束后而进行的,重大危险源判别主要是根据我国所颁布的《重大危险源辨识》及一些相关文件进行判别。当然,对于单元存在的危险物质的判断也有比较具体的方法可以决定,按照下面式子表示:
式中:q1,qz2,…,为每种危险物质实际存在量(t);Q1,Q2,…,为与各危险物质相对应的生产场所或贮存区的临界量(1)。若满足式(1),则定为重大危险源。
(三)源项分析
源项分析包括确定最大可信事故(指事故所造成的危害在所有预测的事故中最严重,并且发生该事故的概率不为O)的发生概率及危险化学品的泄漏量,可采用定性分析和定量分析的方法。
当然,通常情况下我们在测定最大可信事故概率的时候是有方法的,比如我们可以调研很多国内外同类企业出现同一事故的资料时,对此项目项目做出的风险评估进行深入了解,然后结合本次情况出现的情况,进行对比,以此来确定本次事故对环境造成的重大影响的最大可信事故概率。
(四)后果计算
后果计算是针对确定的重大危险源及最大可信事故,根据不同的模式进行大气扩散计算,涉及水体的进行水体扩散计算,最后进行综合损害计算
(五)风险管理
风险管理主要是指根据对拟建项目风险评价的结果,从项目选址、总体布置、建筑安全、危险品贮运、工艺技术设计、自动控制设计、电气、电讯、消防等方面提出相应的安全防范措施。具体措施是:根据企业特点建立车间及厂级两级应急组织体系;确定预案分级相应条件建立应急联络、信息报送及处置机制;与周边企业和园区建立对接及联动,制定报警、通讯联络方式;确定应急监测系统与实施计划,制定风险污染消除、减缓措施;开展培训、演习制度及公众教育;建立环境污染三级防控体系等应急预案。具体来讲可以分为生产装置、贮存系统和运输系统三方面,只要我们认真执行这些,石化项目环境风险评价工作将会进行的非常好。
【关键词】环境风险评价方法
中图分类号:X8文献标识码: A 文章编号:
环境风险评价不仅是环境科学发展的必然结果,亦是当前社会安全保障的迫切需要。环境风险评价的出现标志着环境保护战略由事故后被动治理转向事故前预测和有效管理,可见环境风险评价的研究,是环境宏观控制技术体系的一个重要发展方向,更是环境保护管理体系中重点提倡的基本工作之一。
一、环境风险评价
环境风险评价是风险评价的一种。在环境科学中定义为:“评估事件发生概率以及在不同概率下事件后果的严重性,并决定采取适宜的对策”。广义上讲是指对人类的各种社会经济活动所引发或面临的危害(包括自然灾害)对人体健康、社会经济、生态系统等所造成的可能损失进行评估,并据此进行管理和决策的过程。狭义上,环境风险评价常指对有毒有害物质危害人体健康和生态系统的影响程度进行概率估计,并提出减小环境风险的方案和对策。
环境影响评价是人们在采取对环境有重大影响的行动之前,在充分调查研究的基础上,识别、预测和评价该行动可能带来的影响,按照社会经济发展与环境保护相协调的原则进行决策,并在行动之前指定出消除或减轻负面影响的措施,为决策提供科学依据。
二、环境风险评价步骤
环境风险预计或称环境风险度量,是指对环境风险的大小以及事件的后果(包括事件涉及的时空范围和强度等)进行预测和量度。环境风险预计常常采用定量化的方式估计不利事件发生的概率以及造成后果的严重程度来表示,例如用单位时间内不希望出现的后果或某种损失超过正常值或背景值的增量来表示。环境风险评价与对策,是根据风险分析、预计的结果,结合风险事件的承受者的承受能力,确定风险是否可以接受,并提出减小风险的措施和行动建议。
1、源项分析
综合不同国家和组织机构提出的环境风险评价的程序和步骤,风险评价的第1步都是源项分析。即找出风险的来源,确定事故的类型和发生的原因,事故发生的频率等。源项分析的主要研究方法包括故障树分析法、事件树分析法等故障树是一种演绎分析,用以描述能导致一个过程达到“顶事件”的一种特定的所有可能故障关系。“顶事件”也是风险评价的目标事件,它可以是一个事故序列,也可以是风险评价中认为重要的任一事故状态。通过故障树分析还能估算顶事件的发生概率。
在应用故障树之前,先将复杂的环境风险系统分解成比较简单容易被识别的小系统。例如,可以把建设化肥厂的环境风险分解为化学风险、物理风险等。化学风险可以分解为:有毒原料的输运和贮存;各条生产线上单元反应过程的控制和有毒物料的单元操作;有毒成品的贮存和外运等。
事故分解的原则是将风险问题单元化、明确化。其评价过程是:
(1)调查原始资料,熟悉评价系统。对系统结构、作业情况、环境状况都应充分了解,并画出其工艺流程图。对本系统或类似本系统发生过事故的各种因素进行调查和分析,如可能的机械故障、设备老损、操作失误、管理失误以及环境不良等。
(2)作FT图。从顶上事件开始,按琐绎分析法逐级找出所直接发生的原因事件,一直分析到最基本事件为止,按照其他逻辑关系用逻辑门连接上下层事件,并作成故障树。
(3)估算底(基本)事件概率并计算所分析事故(顶事件)的发生概率。从污染物系统向环境的事故排放为顶事件的故障树分析法,给出了导致事故排放的故障原因事件及其发生概率,而事故排放的强源或事故后果的各种可能性需要结合事件树作进一步的分析。
2、危害判定
在确定了事故风险源之后,就进入到人体健康风险评价和生态风险评价阶段。“事故”的含义比较广泛,既指那些突发性污染事故(如爆炸、毒物泄漏等),也指常规水体和大气污染事件,以及土壤侵蚀、气候变化等长期事件。目前对健康风险评价和生态风险评价而言,研究最多的还是有毒有害化学物质的风险影响。所谓危害判定,主要是判定某种污染物对人体健康或生态系统产生的危害,并确定危害的后果。通常采用的评估方法是:确定其理化性质和接触途径与接触方式;结构活性关系;代谢与药代动力学实验;短期动物实验;长期动物实验;人类流行病学研究等。
3、暴露评价
暴露评价重点研究人体(或其他生物)暴露于某种化学物质或物理因子条件下,对暴露量的大小、暴露频度、暴露的持续时间和暴露途径等进行测量、估算或预测的过程,是进行风险评价的定量依据。暴露评价中应对接触人群(或生物)的数量、分布、活动状况、接触方式以及所有能估计到的不确定因素进行描述。对于污染物的暴露水平,可以直接测定,但通常是根据污染物的排放量、排放浓度以及污染物的迁移转化规律等参数,利用一定的数学模型进行估算。暴露评价还应考虑过去、当前和将来的暴露情况,对每一时期采用不同的评估方法。最后,根据环境介质中污染物的浓度和分布、人群活动参数、生物检测数据等,利用适当的模型,就可以估算不同人群不同时期的总暴露量。
4、风险表征
风险表征是风险评价的最后一个环节,它必须把前面的资料和分析结果加以综合,以确定有害结果发生的概率,可接受的风险水平及评价结果的不确定性等。同时,风险表征也是连接风险评价和风险管理的桥梁。此阶段,评价者要为风险管理者提供详细而准确的风险评价结果,为风险决策和采取必要的防范和减缓风险发生的措施提供科学依据。
三、环境风险评价体系构建
1、评价目的
安全评价侧重于为初步设计提供科学依据,风险评价侧重于可接受水平,提供科学依据包括了决策。
2、适用范围
环境风险评价是对重大环境污染事故隐患进行环境风险评价,目前,开展工作的建设项目主要为石油化工、化工、制药、核电、渣库(尾矿库)、水坝等。其关注点是事故对厂(场)界外环境的影响。
3、评价内容
安全评价没有明确后果评价,侧重危险度评价;环境风险评价相对较为严谨和全面,强调最大可信灾害事故和风险最大可接受水平的概念,明确了后果评价(风险评价)和风险管理、应急预案等内容。
4、评价方法
安全评价采用的三个方面的方法:风险识别、风险分析及后果计算。未明确最大可信灾害事故、最大可接受水平、应急预案等。
通过比较,可得出:两者无明显的界限,但有侧重点,安全评价更关心危险度,环境风险评价则更关心向环境迁移影响的最大可接受水平。环境风险评价的适用范围明确为重大环境污染事故隐患,后果计算更单一和深入,关注事故对厂(场)界外环境的影响。实际工作中,环境风险评价应坚持对重大环境污染事故隐患进行评价的原则,源项分析可利用安全评价的结果,侧重筛选对外环境产生影响的源项,侧重对社会公众的影响。
4、后果计算
分别计算各功能单元最大可信灾害事故污染物在环境中的迁移途径、浓度、范围和概率;事故发生后对环境、人、财产的影响,包括暴露历史长短对毒性的影响的定量分析和剂量-效应评价或危害分析。
5、风险评价
表述各功能单元最大可信灾害事故的后果或典型的、有代表性的灾害事故后果,与同行业同类项目风险可接受水平比较,评价其可接受与否。在最大可信灾害事故的风险值高于可接受水平的情况出现时,应进行反馈,进一步确定其次的灾害事故,并进行风险值计算,直到低于可接受水平的灾害事故出现为止。风险评价应侧重社会公众,而非职业人员。
结束语
随着经济不断发展,环境风险的评价和管理将更加重要。同样也可以预见,科技不断进步必然会带来环境风险评价和管理手段的发展,为人类更好保护环境实现人与自然和谐发展做出更大的贡献。
参考文献
[1] 成晶. 环境风险评价研究[J]. 陕西师范大学学报(自然科学版). 2008(S1)
关键词: 高速铁路;生态风险评价;三角白化权函数;压力-状态-响应
中图分类号:N941・5文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2009)12-0116-03
0引言
高速铁路是一种长距离、大范围的人造工程,在切割自然环境的同时,会对沿线生态产生不可逆的深远影响,在建设和运营过程中还会产生大量污染物质,从而带来一定的生态风险[1~2]。为保证高速铁路路域生态安全,建立科学的生态风险管理体系十分必要。对区域生态风险评价,随着环境观念转变和环境管理目标深化而逐渐兴起发展成为一个新领域[4~7],风险评价重点也由当初对人类健康发展到包括区域动植物以及景观生态在内的区域整体生态健康的影响。
目前,生态风险评价的研究涉及铁路的较少,对铁路与生态环境关系研究[1~3]主要集中在野生动物、噪声、振动和地质灾害等方面。区域生态风险评价方法一般是单个评价因子计算后赋权叠加,需要从多个定性、模糊的认识中提取可用于评判的关键因子,且个别指标很难甚至不能定量描述,同时各指标之间无法直接准确地进行比较,因而单独用定性、定量等方法很难实现整体目标最优,影响对区域整体生态风险做出有效评价和对管理决策提供有力支持。
邓聚龙教授提出灰色系统理论,研究对象是“部分信息已知、部分信息未知”的“小样本”、“贫信息”不确定性系统,通过对“部分”已知信息的生成、开发实现对现实世界的确切描述和认识[8]。而高速铁路建设涉及多种生态系统,其路域生态系统构成一个灰色系统,且时态信息有很大的不确定性,因此本文结合京沪高速铁路某段建设实际情况,采用刘思峰教授提出的基于三角白化权函数的灰色评估方法来建立高速铁路建设路域生态风险评价模型。
1高速铁路建设生态风险评价
1.1 生态风险评价指标体系概念框架的选取
压力-状态-响应(Pressure-Situation-Response, PSR)框架模型是OECD(Organization for Economic Cooperation and Development,联合国经济合作开发署)针对环境问题而建立的[7]。PSR模型引入因果关系思维方式,环境指标选取突出了环境受到压力和环境退化之间的因果关系,与可持续的环境目标联系紧密;包含了人类对环境问题的响应,人类为减轻环境不断恶化所做的努力,这是评价生态环境的一个重要方面,而以往在指标研究中常被忽视。生态系统是多尺度的,评价模型应是普遍适应的。PSR模型在国际上被普遍认同,能较好地将环境压力、系统状态和对问题响应进行全面评价,故作为本文生态风险评价的基础。
1.2 高速铁路建设区生态风险评价内容
目前,区域生态风险评价的内容主要关注风险源分析和风险受体分析[4~6]。风险源分析指可能对生态系统或其组分产生不利作用的干扰进行识别、分析和度量。高速铁路建设区生态风险主要是工程施工带来边坡滑坡灾害、使沿线土地利用类型变化而引起动植物栖息地破坏和生态环境污染、水环境污染而产生动植物死亡或间接影响人群健康。风险受体分析包括受体选取和生态终点的确定。“受体”即风险承受者,是指生态系统中可能受到来自风险源的不利作用的组成部分,可能是生物体或非生物体。生态系统可以分为不同层级,通常经过判断和分析,选取那些对风险因子作用较为敏感或在生态系统中具有重要地位的关键物种、种群、群落乃至生态系统类型作为风险受体。高速铁路建设过程中极大地改变了沿线景观类型,破坏动植物生态环境,也间接或直接影响路域人群健康。因此本文选取路域人群、动植物及沿线景观作为风险受体。
此外,风险评价不能忽视高速铁路建设现场风险管理的作用,国家和建设单位对其建设过程中的生态风险会采取相应管理措施,而措施实施的有效性必然会影响生态风险表征值。
1.3 高速铁路建设区生态风险评价指标体系
根据PSR模型的指导思想,本文建立的生态风险评价指标体系从风险源的危险性(压力)、路域生态系统的脆弱性(状态)和风险管理的有效性(响应)三方面选取指标,来表征生态风险大小,如图1所示。
2评价模型及步骤
2.1 评价方法选取
1993年刘思峰教授提出端点三角白化权函数的灰色评估方法近年来大量应用于各类评估实践[9~10],但其理论本身仍有需要改进的地方。经研究,刘教授提出一种新的三角白化权函数构造方法,即中心点三角白化权函数[8],较之端点三角白化权函数更为合理。端点三角白化权聚类存在两个以上灰类交叉现象,而中心点三角白化权聚类不存在此现象;端点三角白化权聚类可能出现某指标取值属于各灰类聚类系数之和大于1或小于1的情况,而中心点三角白化权聚类某指标取值属于各灰类聚类系数之和为1,更为规范化。基于此,本文选用中心点白化权函数灰色评价方法来建立高速铁路路域生态风险评价模型。
2.2 评价步骤
设有n个对象,m个评价指标,s个不同灰类,对象i关于指标j的样本观测值为xij,则基于中心点三角白化权函数灰色评价方法步骤,主要包括以下5步:
①根据高速铁路路域生态风险评价选取的指标,确定各指标{x■,x■,…,x■…,x■}的相应权重{K■,K■,…,K■…K■}。确定权重的方法一般有层次分析法、因素分析法、组合赋权法和熵值法等。
②按照评价所需划分的灰类数s,选取λ■,λ■…λ■为属于灰类1,2,…,s的点(可以是重点,也可以不是,以属于灰类最大可能性为选取依据,称为中心点),将各指标取值范围也相应地划分为s个灰类,如将j指标取值范围[λ■,λ■]划分为s-1个小区间:
[λ■,λ■],…,[λ■,λ■],…[λ■,λ■]
③同时连接点(λ■,1)与第k-1个小区间的中心点(λ■,0)及(λ■,1)与第k+1个小区间的中心点(λ■,0),得到j指标关于k灰类的三角白化权函数f■■(・),对于f■■(・)和f■■(・),可分别将j指标取数域向左、右延拓至λ■,λ■,可得到j指标关于灰类k的三角白化权函数f■■(・),如图2所示。
对于指标j的一个观测值x,可由公式1计算出其属于灰类k的隶属度f■■(x):
f■■(x)= 0x?埸(λ■,λ■)■x∈(λ■,λ■)■x∈(λ■,λ■)(1)
④计算对象i关于灰类k的综合聚类系数σ■■;其中f■■(x■)为j指标k子类白化权函数。
σ■■=■f■■(x■)K■(2)
⑤由■{σ■■}=σ■■判断对象i属于灰类k*;当多个对象同属k*灰类时,则可进一步根据综合聚类系数大小确定同属k*灰类的各对象优劣或位次。
3应用实例
本例以在建京沪高速铁路某段实际数据为基础,根据上文评价指标,采用层次分析法对指标进行赋权。其基本思路是决策者将复杂问题分解成若干层次和若干要素,由专家打分,在单个要素间简单比较、判断;然后计算,获得不同要素的权重[12]。通过层次分析法赋权得到评价对象风险源风险度、风险受体脆弱性、风险管理有效度权重分别为:0.524,0.197,0.279。
为使不能直接相互比较的指标原始数据具有可比性,本文采用极差标准化方法将各指标归一化。但目前确定压力和响应归一化中单项指标阈值相当困难,本研究主要依据国家、行业和地方法规、标准等,并参考其他相关研究成果,对指标阈值进行确定。
参照相关文献对风险等级划分[11],依据国外灾害风险评估风险等级划分,结合中心点三角白化权函数评价方法,本文将路域生态风险等级由劣到优划分成5级;①σ1重警状态[0.1,0.2];②σ2中警状态(0.2,0.4];③σ3预警状态(0.4,0.6];④σ4低风险状态(0.6,0.8];⑤无风险状态σ5(0.8,0.9]。各指标向左右延拓至0,1。这样,根据各指标实际值和权重系数,利用本文构建的评价模型,计算各指标聚类系数,如表1所列。
根据■{σ■■}=σ■■,对表1聚类结果分析可以看出:本段路域生态风险总体属于低风险状态;风险源风险等级属于低风险状态;风险受体脆弱性属于中警状态;风险管理有效度属于无风险状态。说明风险受体脆弱度是本段路域需要重点关注内容,其主要原因是本路段受原有北京-上海线影响,对路域景观生态的人为影响较严重,再加上该段路域地貌类型为波状平原,残丘和缓岗散布其中,人类对原有景观生态破坏程度严重。故施工管理单位在建设过程中以建设一条生态铁路为目标,应注意生态文化体系和生态环境体系构建,培养全社会生态意识,提升人民生活品质。
4结论
通过将中心点三角白化权函数灰色评价方法应用到路域生态风险评价中,得到在建京沪高速铁路该段路域生态风险状况,分析了影响路域生态风险方面表征情况,有利于管理决策者确定风险管理重点。本文引用的中心点三角白化权函数灰色评价方法,克服了以前的端点三角白化权函数灰色评价的缺点,评价结论更符合实际情况,科学可信。
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关键词:饮用水源地 健康风险 评价
【中图分类号】R4 【文献标识码】A 【文章编号】1671-8801(2013)10-0004-02
近年来,环境污染与人体健康之间的关系开始受到越来越多的的关注,环境健康风险评价是把环境污染与人体健康联系起来的一种评价方法,其主要特点是把环境污染与人体健康联系起来,定量描述环境污染物对人体健康产生的危害风险,估计特定环境条件下的化学或物理因子对人体健康造成损害的可能性及其程度的大小[1-3]。
饮用水源地水质直接关系到人们日常饮水的安全,与供水区人民身体健康密切相关,是环境健康风险评价的一个重要内容。我省共有万吨以上饮用水源地111个,监测数据显示,虽然目前我省饮用水源主要污染物的浓度均能符合国家环境质量规定的饮用要求,但对其是否会影响人体健康及影响的程度关注甚少,因此有必要在水源地水质安全评价管理工作中引入健康风险评价。本文将从健康风险的角度对我省部分水源地的水质安全进行评价,并初步探讨水源地水质安全风险管理。
1 水环境健康风险评价模型
环境健康风险评价的四个步骤[4]为:①风险识别,对人体健康产生危害的物质的识别;②剂量一反应评价,暴露的不同水平会产生多大程度的负面作用;③暴露评价,有多少人会暴露在有害物质下以及他们可能接受的剂量范围;④风险表征,阐述基于当前暴露水平和全面分析水平下,可能对人类健康产生的负面影响作用。最后进行风险比较分析,即相对于其他问题,风险的严重程度。环保部制定的《环境影响评价技术导则人体健康》(征求意见稿)中确定的评价路线是危害鉴定一暴露评价一反应关系评价一危险度特征分析,和以上根据风险物质不同,分为无阈化学物质健康危险度评价(即致癌风险评价)和有阈化学物质健康危险度评价(即非致癌风险评价)两类。有阈化学物质和无阈化学物质的危险度在严重程度上可视为等同,并具有可比性及可加性。
1.1 无阈化学物质健康危险度评价。无阈化学物质指遗传毒性的致癌物,是已知或假设其作用是无阈的,即大于零的所有剂量都可以诱导出致癌反应的化合物。通常认为人体在低剂量化学致癌物暴露条件下,暴露剂量率和人体致癌风险之间呈线性关系;当高剂量导致高致癌风险时,暴露剂量率和人体致癌风险之间呈指数关系。具体的计算公式如下:
2 水质评价
我省共有万吨以上水源地111个,除去部分备用水源地,其余98个每月均进行例行监测,由于水源地的重要性,其水质监测指标数多达109项,依据监测的水质指标是否对人体有害确定需要进行健康风险评价的化学污染物指标有23项,根据美国环保署综合风险信息系统IRIS的分类信息,23种污染物中通过饮用水对人体有致癌效应的有10种。
相关评价系数主要从美国能源部下属的OAKRIDGE国家实验室(OAKRIDGENationalLaboratory,ORNL)建立的风险评估信息系统(Risk Assessment Information System,RAIS)、EPA的综合风险信息系统(Integrated Risk Information System,IRIS)等数据源中收集[2-6]。通过饮用水对人体有致癌作用的l0种污染物的致癌强度(斜率)系数详见表1,23种污染物的参考剂量详见表2。
3 结果分析
通常,一般生活环境中的各种活动与行为(运动、饮食、饮水、吸烟和饮酒等)都可能使个体出现死亡的危险度,不过很低,每年危险度约为10-5~10-6。R(py)10-4表示有显著危险度[5]。
对全省水源地2010~2012年水质健康风险评价的结果详见表3。从中可以看到,水源地中10种致癌污染物的合计风险达1.82~2.24×10-6,以最严格的风险可接受度10-6评价,存在一定的致癌危险。水源地中致癌风险指数前4位的污染物为砷、铅、1,1-二氯乙烯和1,2-二氯乙烷,其中砷的贡献比例达到89.2%~89.9%,是贡献最大的化合物,也是唯一超过10-6风险度的指标。饮用水源地中砷的来源包括自然本底和工业污染排放,我国属于高砷地区,很多地方水中砷的自然本底值就比较高;此外,2009年,我省还出现过山东客水污染造成的砷超标现象,2010年至2012年,饮用水源地主要风险指数呈明显的下降趋势,显示这一污染过程可能对苏北地区水源地砷浓度造成了一定的影响。
从表3可以看到,水源地中23种污染物的合计危害指数未超过10-6,因此可以基本认定我省水源地的供水不会对饮用人群产生非致癌慢性毒害效应。按照污染物危害指数大小排序,水源地中危害指数前4位的污染物为砷、氟化物、硒、铅,且氟化物和砷的危害指数均超过10-9,贡献率达36.9%~39.5%和32.8%~37.8%,建议重点监控这两种污染物质。我省的苏北地区属于传统的地下水高氟区,氟化物浓度在0.4mg/L以上,本底值较高;此外含氟产品的生产、磷肥厂、钢铁厂、冶铝厂等工业生产过程也会产生含氟废水,需要予以关注。
4 结论
4.1 2010~2012年,我省水源地中10种污染物致癌污染物的合计风险达1.82~2.24×10-6,以最严格的风险可接受度10-6评价,存在一定的致癌危险。23种污染物合计非致癌危害的个人年风险在9.99~11.4×10-9之间,低于美国环保局推荐的风险限值10-6的要求。
4.2 砷是我省水源地最主要的致癌风险指标,其贡献率达到了89.2%~89.9%;砷和氟化物在非致癌危害风险中贡献最大,其贡献率达36.9%~39.5%和32.8%~37.8%,需要进一步予以关注。
4.3 2010~2012年,致癌风险指数和非致癌风险指数均呈下降趋势,这与主要贡献因子砷浓度的下降有关。
4.4 由于监测指标的局限性,目前仅评价了23种污染物的健康风险,且未中未考虑放射性物质等途径对人体健康危害的风险,因此本文评价的健康风险比实际环境污染危害的风险小。
通过对水源地水质安全的健康风险评价,结合常规指标的评价,可以更加客观地掌握水源地的环境质量信息,为环境管理者加强环境健康风险管理和保护措施提供重要的参考依据。
参考文献
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