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水环境重点行业风险评估方法的研究及应用

来源:刀刀网
29刘鹏

辽宁沈阳110000)(沈阳市环境信息中心,

摘要:针对辽河流域猿苑圆员家排放污染物质的企业,建立风险源识别的筛选指标和权重的计算方法,筛选出缘园怨个风险

对辽河流域筛选出的缘园怨个风源;根据风险品数量、风险品毒性和风险事故发生的概率等因素提出风险源风险评估和分级方法,险源做了风险评估分级。

风险分级关键词:水污染;风险源;风险评估;

粤遭泽贼则葬糟贼:Aim蚤灶早葬贼贼澡藻猿苑圆员藻灶贼藻则责则蚤泽藻泽贼澡葬贼凿蚤泽糟澡葬则早藻责燥造造怎贼葬灶贼泽蚤灶蕴蚤葬燥澡藻砸蚤增藻则月葬泽蚤灶,贼澡藻责葬责藻则藻泽贼葬遭造蚤泽澡藻泽

贼澡藻糟葬造糟怎造葬贼蚤燥灶皂藻贼澡燥凿燥枣泽糟则藻藻灶蚤灶早蚤灶凿藻曾葬灶凿憎藻蚤早澡贼枣燥则则蚤泽噪泽燥怎则糟藻蚤凿藻灶贼蚤枣蚤糟葬贼蚤燥灶,葬灶凿泽糟则藻藻灶藻凿缘园怨则蚤泽噪泽燥怎则糟藻泽援

粤糟糟燥则凿蚤灶早贼燥贼澡藻则蚤泽噪择怎葬灶贼蚤贼赠葬灶凿贼澡藻贼燥曾蚤糟蚤贼赠燥枣贼澡藻则蚤泽噪早燥燥凿泽葬灶凿贼澡藻责则燥遭葬遭蚤造蚤贼赠燥枣贼澡藻则蚤泽噪葬糟糟蚤凿藻灶贼,贼澡藻则蚤泽噪泽燥怎则糟藻则蚤泽噪葬泽泽藻泽泽皂藻灶贼葬灶凿早则葬凿蚤灶早皂藻贼澡燥凿葬则藻责怎贼枣燥则憎葬则凿,葬灶凿贼澡藻则蚤泽噪葬泽泽藻泽泽皂藻灶贼葬灶凿糟造葬泽泽蚤枣蚤糟葬贼蚤燥灶燥枣缘园怨则蚤泽噪泽燥怎则糟藻泽泽糟则藻藻灶藻凿燥怎贼蚤灶贼澡藻蕴蚤葬燥澡藻砸蚤增藻则月葬泽蚤灶葬则藻皂葬凿藻援运藻赠憎燥则凿泽:憎葬贼藻则责燥造造怎贼蚤燥灶;则蚤泽噪泽燥怎则糟藻泽;则蚤泽噪葬泽泽藻泽泽皂藻灶贼;则蚤泽噪早则葬凿蚤灶早

中图分类号:X824

文献标识码:粤

文章编号:员远苑源原员园圆员(圆园员愿)园源原0029-05

员引言

水是分布最广而又十分重要的自然资源,在循环过程中,不可避免地会混入许多杂质。随着现代工业和农业的发展,许多企业排出的污染物质极大地威胁着水环境健康,特别是由各种突发性事故排放因此对于水流域周边引发的水源污染问题尤为严重,

的企业污染源的识别和风险评估分级具有重要意义。

本文以辽河流域为研究对象,首先建立风险源识别的筛选指标和权重的计算方法,筛选出辽河流风险品毒性和域污染风险源。然后根据风险品数量、风险事故发生的概率等因素提出风险源风险评估和分级方法,对辽河流域筛选出的风险源做了风险评估分级,实现风险源的精准定位。

安全和质量造成很大的风险。通过对这猿苑圆员家企业进行了评价,筛选出辽河流域的重点风险源。圆援员2.1.员

筛选指标

理化、生化污染物质属性主要指其自身的毒性、污染物毒性

其中污染特征,这些性质与事故发生概率息息相关。物质的毒性是主导因素,并且毒性对社会经济与事《地故发生地周边的生态系统的影响最明显[1]。根据表水环境质量标准》(GB3828-2002),结合辽河流域挥发的污染源排放特点,选取了氨氮、化学需氧量、酚、氰化物和石油类5种主要监测污染物作为评价指标,并根据其毒性对其进行分级,制定分级标准,见表1。

表员污染物毒性分级标准

等级污染物

1只含氨氮尧

COD2含石油类

3

4

圆风险源识别

根据调查该流域有猿苑圆员辽河流域污染源众多,

家企业排放大量的污染物质,对辽河流域的水环境

含氰化物含挥发酚

收稿日期:圆园18原02-26;修订日期:2018-04-20。

作者简介:刘鹏,男,员怨75年生,高级工程师,主要从事环境科学研究工作。

2.1.2废水废水排排放放量量是企业环境风险的一个重要指标。

废水排放量越大,其排放的污染物量也越多。根据企业废水排放量制定分级标准,见表2。

表圆排放量分级标准

t

等级1234排放量

<15

150

1500

>1500

2.1.3

污水的排放方排放方式

式直接影响到污水可能带来的环

境影响。将污水直接排入受纳水体的企业,环境风险较大[2]。按照污水排放方式的差异,对企业的可能环境风险进行了评价,制定分级标准,见表3。

表猿排放方式分级标准

等级

1

2

3

4

排放进入污水处理进入地渗进入城市下水道袁直接排入方式厂等处理机构或蒸发地再进入受纳水体受纳水体

2.1.4

不同行的业行类业别

具有不同的环境风险,甚至会存在

很大的差异。根据行业类别,对企业的环境风险进行了分级,制定分级标准,

见表4。表源行业类别分级标准

等级1234行业类别

其他

食品加工业

轻工业

重工业

2.1.5

受纳水环境水体的环境功能区划

功能区划对环境风险的大小也

存在很大的影响。水环境功能的等级越高,风险越小。水环境功能区划的分级标准见表5。

表缘功能区划分级标准

等级1功能区划

V

IV2III345II

I

圆援圆指标的权重

根据层次分析法,结合专家知识法给定污染源

筛选指标的权重,以污染物毒性、

废水排放量、排放方式、水环境功能区划和行业类别为指标层,

企业的环境风险大小为目标层进行权重的确定。层次分析法计算权重,首先是构造判断矩阵,

建立考证矩阵A的特征根方程AW=姿maxW,考证矩阵的解为W,各指标的权重可以通过对W进行归一化取得。判断矩阵一致性可通过一致性指标CI=(姿max-n)(/n-1)进行计算分析,通过比较平均随机一致性指标RI

(表远)和判断矩阵一致性指标的比例CR=CI/RI,若CR=CI/RI<0.10,则排序的权值计算结果的一致性较好,反之则要重新进行计算[3]。

表远层次分析法的砸陨值

判断矩阵

14

RI

0

200.5830.91.1251.2461.3271.4181.459通过计算,各污染指标权重计算结果见表7。

表苑各指标的权重

指标污染

废水排放行业功能

物毒性排放量方式类别区划总计权重

0.380.130.200.060.221.00圆援猿筛选结果

企业的风险评价采用风险源综合风险等级来表示,计算公式如下:

K=移ni=1指标等级伊指标权重

研究中去掉直接排入污水处理厂的风险源,选

取综合风险源风险值K逸2.1的企业定为风险源,从

猿苑圆员家企业中筛选出缘园怨家风险源,

见图1。130650

130

km

图员辽河流域风险源分布

猿风险源风险评估与分级

水污染环境风险可以定义为由自发的自然原因

30或人类活动(对自然或社会)引起的,通过水环境介质传播的,能对人类社会及环境产生破坏、损害或不良后果事件的发生概率及其后果。

风险源对水流域所产生的风险,一般是由一种或多种风险因素相互作用的结果,如风险品数量、风险品毒性和风险事故发生的概率等,基于这些因素来建立风险源风险评估与分级的计算方法。猿援员

基于风险品数量及毒性的风险源分级以筛选出的缘园怨家风险源为研究对象,建立辽河流域的风险源评估与分级体系,实现对辽河流域的风险源的总体评价。

对于任一潜在的风险源来说,污染物质排放的数量是影响其环境风险大小的一个主要因素。对同一污染物质来说,污染物质排放的数量越大,在发生事故后对水环境污染的风险也越大,同时污染物质的毒性也对事故发生后可能产生的水环境污染风险大小同样有着重要的影响。

相同数量的污染物质,毒性越大的污染物,在发生事故后对水环境污染的风险也越大[4]。

综合考虑风险源排放的污染物质的排放数量和污染物的毒性,对每个风险源的风险值大小计算如下:

Rn1=移第i种污染物质的排放量i=1第i种污染物质的允许限值式中,R1表示基于污染物质排放量和毒性的风险值。污染物质排放量的单位为t,其中直接排入污水处理厂的风险源在本研究中不进行计算。

根据《地表水环境质量标准》(GB3828-2002),结合辽河流域的污染源排放特点,选取了氨氮、悦韵阅、挥发酚、氰化物和石油类5种污染物作为评价指标,污染物质的允许限值(皂早/蕴)参考《生活饮用水卫生标准(郧月缘苑源怨原圆园园远氮允许)》值给定为。园援缘悦韵阅皂早允许/蕴;石限油制类值允许为猿限皂早制/蕴值;氨为允许园援猿皂早限/蕴制;挥值发为酚园援园缘允许皂早限/蕴制[5值]。

为园援园园圆皂早/蕴;氰化物

基于污染物质排放量和毒性的风险值的计算公式,可求得各风险源的风险值大小和所有风险源的平均风险值。以平均风险值为标准,若某一风险源风险值大于或者等于平均风险值的员园倍,定义为特大风险源;若风险源的风险值大于或者等于平均风险值,定义为重大风险源;若风险源的风险值小于平均

31风险值,定义为一般风险源。根据该标准计算得到辽河流域缘园怨家风险源风险等级分布,

见图2。一般风险源重大风险源特大风险源12562.50

125km

图圆辽河流域缘园怨家风险源风险等级分布

猿援圆基于毒性权重修正后的风险品数量及毒性的风险分级

每种污染物与其危害并非一种简单的线性关

系。以氨氮、悦韵阅酝灶、石油类、挥发酚和氰化物为例,按照《地表水环境质量标准》(郧月猿愿猿愿原圆园园圆)中玉~

吁呈类逆水函质数标关准系,,氨挥氮发近酚似呈和氰线化物性关基系本,而呈石指油数类函基数本关系,悦韵阅酝灶则呈二次曲线关系,所以上一节“基于污染物质排放量和毒性的风险值计算”认为污染物质排放的数量越大在发生事故后对水环境污染的危害也越大,污染物与其危害的关系是线性的是不合理的,并且把多种污染物的危害直接叠加作为其综合效应(权重),未考虑各种污染物的协同作用效果。

实际上,各污染物对环境风险的贡献是不同的,而且当某种污染物超标较为严重时,该种污染物的作用会被夸大。污染物间的协同作用比较复杂,而目前这方面的研究成果较少,因此确定污染物权重的客观性尚不可能完全实现。在进行环境风险评价中,确保各污染物在其综合危害效应中的贡献的客观性是相当重要的[6]。因此对上一节中的风险计算公式作了进一步的修正,修正后的每个风险源的风险值计算公式如下:

Rn2=移棕i伊第i种i污染物种污染物质的质允许的排限放值量i=1第式中,Rt;棕2表示风险值大小;污染物质排放量的单位为

i表示第i种污染物质在风险评价中的权重。

污染物质的允许限值参考《生活饮用水卫生标准(郧月缘苑源怨原圆园园远各污染物)》给质定的。

权重根据层次分析法,

参考《地表水环境质量标准》(GB3828-2002)的污染物与水质关系(表愿)给定。以氨氮、悦韵阅酝灶、石油类、挥发酚和氰化物为指标层,环境风险大小为目标层,确定各污染物在风险评价中的权重。

表愿污染物浓度与水质关系

mg/L

污染物等级

玉域芋郁吁氨氮0.150.511.52CODMn1515203040石油类0.050.050.050.51挥发酚0.0020.0020.0050.010.1氰化物

0.005

0.05

0.2

0.2

0.2根据圆援圆节中介绍的层次分析法计算最终污染物权重,计算结果见表9。

表9污染物权重

污染物氨氮挥发酚氰化物总计权重

0.25COD0.460.040.08石油0.17类1.00根据修正的基于污染物质排放量和毒性的风险值的计算公式,可求得各风险源的风险值大小和所有风险源的平均风险值。根据猿援员节中提出的风险源风险标准计算,得到辽河流域缘园怨家风险源风险等级分布,见图3。

一般风险源重大风险源特大风险源110550

110km

图猿辽河流域缘园怨家风险源风险等级分布

(基于权重修正)

猿援猿基于风险综合计算的风险源分级对于潜在的风险源来说,

污染物质排放量、污染物质的毒性和风险控制及管理有效性,对事故发生后可能产生的水环境污染风险大小有着很大的影响。污染物质排放量越大,污染物质的毒性越强,风险控制及管理越差,发生事故后对水环境污染的风险也越大。当综合考虑风险源排放的污染物质的数量、

污染物的毒性和事故发生的可能性时,对每个风险源的综合风险值大小计算如下:

R3=风险源事故发生概率×

移n棕第i伊第i=1i种i污染物种污染物质的质允许的排限放值量式中,R3表示基于污染物质排放量、毒性和风险源发生事故的概率的风险值。

风险源事故发生的概率根据本研究提出的风险控制与管理评价指标量化确定,

见表10。表员0事故发生概率量化

评价指标指标描述指标量化检查评分应急预案

是否编制应急

有预案:1预案

无预案:5050应急救援

应急池尧离子色谱尧应急砂尧应急有应急:1物资设备药箱尧挖掘机等无应急:150150环境风险是否编制环境有编制:1评价情况

风险评价专章

无编制:150

150直接渊海域排尧入受纳江尧河尧水湖体

冤排入受纳水体:200

1进入城市下水道袁

进入城市下水道,

再进入受纳水体

再进入受纳水体:

1污水排放方式直接进入地渗或150进入地渗或者者蒸发地蒸发地:100

1直接进入污灌

农田

进入污灌农田:501其他渊回用袁回灌等冤

其他:11无消防:200

1有消防渊无灭火器尧消防设备

消防栓尧灭火器尧有消防栓冤:1501报警器等

有消防渊有灭火器尧无消防栓冤院1001有消防渊有灭火器尧有消防栓冤院1

1个人防护

防毒面具尧防腐

有个人防护院1

装备器材

靴尧应急冲淋尧

口罩尧手套等

无个人防护院1001堵漏尧收黄沙尧储罐尧油集器材泵等

有院1曰无院200

1

3233基于污染物质排放量、毒性和事故发生概率的并风险值的计算公式,求得各风险源的风险值大小,统计了所有风险源的平均风险值。根据猿援员节中提出的风险源风险标准,计算得到辽河流域缘园怨家风险源风险等级分布,见图4。

源结语

本文中提出的污染源识别和风险评估分级方

法,是通过量化方式将流域周边的污染企业进行污

划分污染源的染等级筛选和分级,缩小污染源范围,

危害等级,能够在一定程度上反映出企业排污对水流域的影响大小,对有关环保部门可以起到参考作用,有助于水流域环境管理。

参考文献

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[允]分级和评估援安全与环境工程,圆园员园,员苑(员):员猿原员缘援[圆]张嘉治,杨建宇,常旭,等援水环境污染事故危险源的危险猿员(怨):缘怨原远源援

王俊杰,等援北京平原区地下水污染源识别[猿]陆燕,何江涛,[允]与危害性分级援环境科学,圆园员圆,猿猿(缘):员缘圆远原员缘猿员援

110

55

0

110

km

[允]指数评价与计算方法研究援环境保护与循环经济,圆园员员,

一般风险源重大风险源特大风险源赵杰红援闵行区污染源分级监管机制探索[源]陆慧萍,倪静,

[允]与研究援环境保护与循环经济,圆园员远,猿远(怨):员源原员苑援杨洋,等援典型场地地下水污染源强分级评[缘]李娟,吕宁磬,

[允]价方法研究援环境工程学报,圆园员源,愿(员员):源苑圆远原源苑猿远援李伟芳,等援恶臭污染源影响评估方法及其应[远]张欢,赵杰,

用[允]援天津化工,圆园员苑,猿员(缘):源怨原缘圆援

图源辽河流域不同级别风险源分布

(基于综合风险)

(上接13页)

产品的质量影响较大。建议采用天然气炉加热熔化

生产中挥发的烟尘炉,金属液面与空气接触面积小,

即采用人工利用量很少;采用除渣工艺为捞渣工艺,

对液面的扰动较小,舀勺对熔液液面的渣进行捞除,

产品质量稳定。产生的锌等金属氧化物较少,

除熔化炉由于操作需要进行半封闭外,搅拌分

最大化地离器、输送线等其他设备均采取密闭措施,

降低废气污染物排放量。5.3生产工艺

(1)目前国内再生锌回收处理工艺以冶炼为主,

湿法、熔析分为火法和湿法两种,包括竖罐蒸馏法、废气、废渣产生熔炼法、铝法等。生产过程中能耗大,

量大,污染较严重[3]。

建议采用熔化炉熔化回收的压铸废锌,通过捞

与现除浮渣、搅拌分离、滚筒分离提纯生产锌合金,

只是在熔化、搅拌、有的成熟锌合金生产工艺相似,

捞渣后增加了搅拌分离、滚筒分离工序以提高金属回收率。生产过程中不涉及焙烧、熔炼、电解以及使

能耗较低,用化学药剂等冶炼工艺,生产工艺简单,搅拌、除渣过无生产废水产生,污染物主要为熔化、

程挥发的氧化锌烟尘和氟化物、天然气燃烧产生的杂韵圆,晕韵X等,对环境污染小。

(2)落后的锌合金企业主要采用氯化铵和氯化锌

作为打渣剂,使用时会在熔体液面上方产生大量烟尘并迅速扩展至整个车间,且有刺鼻气味。锌合金熔体因净化不完全表现出流动性较差。建议采用除渣剂

主要利用氧化镁和氟化为氧化镁和氟化钙的混合物,

钙对合金液面的覆盖作用,降低熔液表面的氧化程

提高金属的利用率。度,从而降低项目的废渣生产量,

远环境效益分析

生产利用压铸废锌(压铸锌渣和不合格压铸件)

锌合金,实现了压铸废锌资源的综合利用;同时对产生的固体废物综合回收利用或有效处置,不仅消除

具有明显的环了对环境的污染,而且可以变废为宝,

境效益和经济效益。

参考文献

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状[允]援资源科学,圆园园苑,29(猿):86-93.

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