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1、闽南师范大学毕业论文（设计）苯泄漏大气环境影响预测Benzene Leakage of atmospheric environmentalimpact prediction姓名：学号：系另山专业：环境科学年级：指导教师：2013 年 12 月 10 日摘要以苯泄漏的大气影响为研究对象,模拟一起典型的突发性环境风险事故。依 据建设项目环境风险评价技术导则,采用导则推荐的伯努利方程、质量蒸发 量公式计算物质泄漏的源强,利用多烟团模式模拟计算其对环境的影响 ,预测出 不同时间不同距离处的影响程度。根据这一预测结果,针对性地提出风险防范及 应急措施,为环境风险事故的应急处置提供依据。关键词： 苯；泄漏
2、；环境风险评价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 Bernoulli equation and the evaporation expressions in the guideli
3、nes 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 prevention and emergency measures are put forward correspondingly ，
4、 which offers references for the emergency treatment of the environmental risk accidents。Key words: Benzene；Leakage； Environmental risk assessmenl目录摘要I前言11 风险识别 21.1 苯的性质及健康危害21.2 有毒物质识别 21.3 火灾、爆炸危险物质识别31.4 风险识别结果 31.5 评价等级和评价内容41.6 评价范围42 泄漏源强的确定43 环境风险预测 64 风险防范及应急处置措施114.1 半致死浓度影响区 114.2 短时间接触容许
5、浓度超标区 115 小结12参考文献13致谢14前言20世纪60年代以后，随着世界经济的发展，环境问题也日益突出。“先污染 后治理”让一些工业发达国家为此付出了沉重的代价1。例如，80年代至今还发 生了震惊于世的特大恶性环境污染事故：包括1984年印度博帕尔市农药厂异氰酸 酯毒气大泄露，1986年前苏联切尔诺贝利核电站泄露事故，1993年中国深圳市化 学品仓库大爆炸2，2005年11月中石油吉林化工双苯厂爆炸导致松花江发生重大 环境污染，形成的硝基苯污染带流经吉林、黑龙江两省，甚至影响到俄罗斯境内， 使得周边地区全面停水，直接或间接影响上百万人群3。重大突发性事故环境危 害问题已受到各国的关注
6、，同时也大大刺激和推动了环境风险评价的研究和开 展。作为环境影响评价领域中的一个重要组成部分，也是环境灾害研究的重要内 容之一，人们已经逐渐从正常事件转移到对偶然事件发生可能性的环境影响进行 风险研究4。环境风险评价把事故状态下引起厂(场)界外人群的伤害、环境质量 的恶化及对生态系统影响的预测和防护作为评价工作重点。环境风险评价是对风 险源进行全面的剖析，定量地描述出风险指数，摸清事故隐患的各种诱发条件和 症结，提出和完善污染事故的预防措施和应急措施 5。因此环境风险评价对于 有效防范风险事故的发生，采取安全的应急措施都起到了非常重要的作用。八十年代，美国国家科学院(NAS, 1988)6 提
7、出风险评价由四个部分组成， 称为风险评价“四步法”即危害鉴别，剂量-效应关系评价，暴露评价和风险表 征，并对各部分都作了明确的定义。但大多是人体健康风险评价方面的，例如， 1986年发布了致癌风险评价7、致略风险评价8、 化学混合物健康风险评价9、 发育毒物键康风险评价10、暴露评价11、Superfund sites危害评价和风险评价等 指南。1988年又发布了内吸毒物(systemic toxicants)和男女繁殖性能毒物等评价指 南12。1999年，美国EPA还对1986年指南进行了修改。因此，从1989年起，风险 评价的科学体系基本形成，并处于不断发展和完善的阶段。由于危险化学品种类
8、众多，物理化学性质及生物毒性各异，因此危险化学品 泄漏的环境风险评价理论和方法也不尽相同 13。本文以常见且挥发性极强的苯 为例,结合环评工作实际，着重分析其泄漏过程的环境风险,提出风险防范及应急 措施14。1 风险识别1.1 苯的性质及健康危害苯外观为无色透明液体,有强烈芳香味，不溶于水，溶于醇、醚、丙酮等多 数有机溶剂，属第3.2 类中闪点易燃液体。苯属中等毒性，高浓度的苯对中枢神 经系统有麻醉作用15。其侵入途径有吸入、食入、经皮肤吸收。苯对皮肤、眼 睛和上呼吸道有刺激作用。吸入液态苯能引起肺水肿和出血，苯可以造成皮肤脱 脂引起红斑、起疱、干燥和鳞状皮炎，人体吸入后会出现中枢抑制。同时，
9、国际 癌症研究机构（LARC）的研究结果表明al,苯为致癌物。半数致死量（大鼠，经口） 3800mg/kg，短时间接触容许浓度10mg/m3，环境质量标准浓度2.4 mg/m3。苯的理化性质见表 1。表 1 苯的基本理化性质标识中文名苯英文名brnzene分子式相对分子质量78.11化学类别芳香烃外观与性状无色透明液体，有强烈芳香味主要用途用作溶剂及合成苯的衍生物、香料、染料、塑料、医药等。理化性质熔点（C）5.5闪点（C）11沸点（C）80.1燃烧性易燃相对密度（水=1）0.88相对密度（空气=1）2.77溶解性不溶于水，溶于醇、醚、丙酮等多数有机溶剂。1.2 有毒物质识别建设项目环境风险评
10、价技术导则中附表1有毒物质的判定标准见表2。表 2 建设项目环境风险评价技术导则中附表 1LD （大鼠经口）LD （小鼠吸入，4标准序号毒性级别50LD （大鼠经皮）mg/kg50mg/kg小时）mg/L1剧毒物质V5V10.012剧毒物质5VLD50V2510LD50500.1LD500.53一般毒物25VLD50V20050VLD50V4000.5LD502根据各化学品的毒性情况及上面的有毒物质的判定标准 17，项目生产所涉及的有毒物质苯属低于序号 3 一般毒物。表 3 危险化学品毒性级别辨别结果化学品名称毒性介绍毒性级别苯大鼠经口 LD50 3800mg/kg低于3类一般毒物1.3 火灾
11、、爆炸危险物质识别根据建设项目环境风险评价技术导则中附表 1 关于易燃物质进行判定。表4建设项目环境风险评价技术导则中附表11可燃气体:在常压下以气态存在并与空气混合形成可燃混合物;其沸点（常压下） 易燃是20C或20C以下的物质。物质 2易燃液体：闪点低于21C，沸点高于20C的物质3可燃液体：闪点低于55C,压力下保持液态，在实际操作条件下（如高温高压） 可以引起重大事故的物质。根据各化学品的安全性质及上面的易燃物质的判定标准，项目所涉及的化学品的易燃性级别判定结果表5危险化学品易燃物质辨别结果化学品名安全性易燃物质级别苯熔点：5.5C，闪点：-11,沸点：80.1,引燃温度：,560C,
12、爆炸极限1.2%-8.0%（体积）。2 类易燃液体1.4 风险识别结果根据项目工程分析，划分功能单元。凡生产、加工、运输、使用或贮存危险 性物质，且危险性物质的数量等于或超过临界量的功能单元，定为重大危险源。本项目使用的苯属危险化学品重大危险源辨识（GB18218-2009）规定的 易燃液体，其临界量见表 6。表 6 重大危险源辨识结果 （单位：吨）物质名称临界量苯50当单元内存在的危险物质为单一品种时，其数量等于或超过标准中规定的临 界量，则定义为重大危险源。当单元内存在的危险物质为多品种时，则按下式进 行计算，若满足下式，则定义为重大危险源。q+红+.+父Q Q Qi 2n式中：幻、q2、
13、qn为每种危险物质实际存量，t；Q、Q2、.Qn为各种危险物质相应的临界量，to苯罐容积50m3，其中80%的泄漏量，苯的密度：0.879t/m3。经计算 qi=35.i6tqi/Qi=35.i6/50i因此不构成重大危险源。1.5 评价等级和评价内容参照建设项目环境风险评价技术导则(HJ/T169-2004)中规定，环境风险评价等级按以下原则划分。详见表 7。表 7 环境风险评价工作级别判定剧毒 危险性物质一般毒性 危险物质可燃、易燃 危险性物质爆炸 危险性物质重大危险源一一一非重大危险源环境敏感地区一一一一项目属于非重大危险源。项目建设地为一般工业区，项目选址不属于环境敏感地区。因此环境风
14、险评价按二级评价进行。1.6 评价范围以排放源为中心，半径为3km的范围内。2 泄漏源强的确定以某化工厂一苯罐为例，最大可信事故确定为储罐的阀门管径(100 mm)处产 生100%的裂口，苯罐高3m，自该裂口处发生苯泄漏，苯在围堰内收集后发生 质量蒸发，故发生 10 min 后通过应急处置终止泄漏。通过国家环保总局颁布的建设项目环境风险评价技术导则（以下简称/导则）推荐的液体泄漏速率（伯努利方 程）、泄漏后质量蒸发量的计算，确定此时苯向大气中释放的速率为1.1992 kg/s。液体泄漏速率（QL）依据下列公式进行模拟计算：QL+2 gh式中：Ql为液体泄漏速度，kg/s；C为液体泄漏系数，此值常用0.6-0.64； dA 为裂口面积， 0.000314m2；P 为容器内介质压力， 101325PaP0为环境压力，101325Pa；g 为重力加速度，取 9.81m2/s；h 为裂口之上液位高度， 2.5m。泄漏后质量蒸发速度（Q3）依据下列公式进行模拟计算:Q3=a xp xM /(r xT0xu(2 n)/(2+n) x r (4+n) /(2+n)式中，Q3为质量蒸发速度，kg/s； a， n 为大气稳定度系数；p 为液体表面蒸气压， Pa R 为气体常数， J/（mol.K） T0为环境温度，K；u 为风速， m/s；r 为液池半径， m。储罐容
