環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)教學(xué)大綱(細(xì)則)

合肥學(xué)院教案

課程名稱：環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分析與評估

課程編碼：120021604

總學(xué)時(shí)(周學(xué)時(shí))：32(4)

開課時(shí)間：2013年4月22日

適用年級：2012級

專業(yè)：環(huán)境工程碩士班

使用教材：環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)實(shí)用技術(shù)、方法和案例

授課教師：張金流

教學(xué)目的：通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的一般

流程，方法，為學(xué)生進(jìn)入工程實(shí)踐學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

教學(xué)方法：本課程教學(xué)采取課堂PPT與板書相結(jié)合的教學(xué)方式，

以授課老師傳授為主，同時(shí)發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，使學(xué)生在課

堂上積極參與到課堂教學(xué)中。

教學(xué)要求：見各章節(jié)

考核方式：課堂考核與期末考試相結(jié)合

目錄

第一章概論........................................................4

第二章可靠性工程..................................................14

第三章源項(xiàng)分析...................................................27

第四章有毒有害害物質(zhì)在大氣中的彌散................................46

第五章有毒有害物質(zhì)在湖泊的稀釋擴(kuò)散................................64

第六章污染物在食物鏈中的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)移.................................73

第七章環(huán)境污染健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)........................................83

第八章環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)..........................................102

第一章概論

教學(xué)要求：

1掌握風(fēng)險(xiǎn)及環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)概念及其計(jì)算方法；

2了解環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)研究進(jìn)展及研究重點(diǎn)；

3掌握環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)主要內(nèi)容及程序；

4了解ERA與EIA、ESA區(qū)別。

教學(xué)重點(diǎn)：

環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)主要內(nèi)容及程序

教學(xué)方法：

課堂授課

學(xué)時(shí)數(shù)：2

1環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)基本概念及其計(jì)算方法

風(fēng)險(xiǎn)

①生命與財(cái)產(chǎn)損失或損傷的可能性；

②用事故的可能性或損失的幅度來表達(dá)的經(jīng)濟(jì)損失與人員傷害的度量;

③不確定危害的度量；

④災(zāi)難發(fā)生的幾率;

⑤某種危害發(fā)生的可能性或幾率，以及發(fā)生這種風(fēng)險(xiǎn)所造成后果的影響程度。

計(jì)算方法

風(fēng)險(xiǎn)（R）是事故發(fā)生概率（P）與事故造成的環(huán)境（或健康）后果（C）的

乘積，即：

（危害］（事故）（危害］

〔單位時(shí)間（單位時(shí)間-IwJ

風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)是指對某一過程或情況涉及的潛在危害引起的風(fēng)險(xiǎn)在量或質(zhì)上進(jìn)

行評價(jià)的過程。

環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)則是對由自發(fā)的自然原因或人為活動(dòng)引發(fā)的，通過環(huán)境介質(zhì)傳

播的、能對人類社會(huì)及環(huán)境產(chǎn)生破壞、損害等嚴(yán)重不良后果事件的危害（R）程

度的評價(jià)；

環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)（ERA）是對那些造成生成生態(tài)系統(tǒng)、動(dòng)物或人類威脅的技術(shù)

所引起的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行的考察。它包括人類健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，生態(tài)或生態(tài)毒理學(xué)風(fēng)險(xiǎn)評

價(jià)以及特定的工業(yè)應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，考察其在人類、生物群或生態(tài)系統(tǒng)中的終點(diǎn)。

2環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)研究進(jìn)展及研究重點(diǎn)；

與現(xiàn)代工業(yè)高速發(fā)展的同時(shí)，突發(fā)性的重大事故頻發(fā)，給人類健康和環(huán)境帶

來嚴(yán)重后果，因此，人們越來越重視重大突發(fā)性事故造成的環(huán)境危害的評價(jià)問題,

這類危害的評價(jià)常稱為事故風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，它主要考慮與項(xiàng)目連在一起的突發(fā)性災(zāi)難

事故，包括易燃易爆和有毒物質(zhì)、放射性物質(zhì)失控狀態(tài)下的泄漏；大型技術(shù)系統(tǒng)

（如化工生產(chǎn)、橋梁、水壩等）的故障或跨塌；發(fā)生這種災(zāi)難事故的概率雖然很

小，但影響的危害程度往往是巨大的。

（2012年12月31日，山西天脊煤化工集團(tuán)股份有限公司8.7噸笨胺發(fā)生泄

漏流入濁漳河；山西省以及位于河水下游的河北、河南兩省共2萬多人受到影響。

2013年2月15日7時(shí)，山西省洪洞縣曲亭水庫的灌溉輸水洞洞頂發(fā)生垮塌,

導(dǎo)致下游壩體出現(xiàn)管涌。雖然當(dāng)?shù)剡M(jìn)行了全力搶修，但最終還是因?yàn)榇髩魏芾?/p>

化嚴(yán)重而漏水，形成壩體塌陷，致大壩在涵管處坍塌過水；事故導(dǎo)致上萬群眾緊

急疏散同時(shí)導(dǎo)致南同蒲線8趟列車停運(yùn)）

（其它例子見教材82頁3.若干最大可信事故實(shí)例。）

關(guān)于事故風(fēng)險(xiǎn)（或事故后果）評價(jià)，國際上是沿著三條線發(fā)展的。

其一稱為概率風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)（PRA,ProbabilityRiskAssessment）,它是在事故發(fā)生

前、預(yù)測某設(shè)施（或項(xiàng)目）可能發(fā)生事故及其可能造成的環(huán)境（或健康）風(fēng)險(xiǎn)。

其最好的范例是美國核管會(huì)（NRC）于1975年完成的對核電站所進(jìn)行的極其系

統(tǒng)的安全研究，其研究成果就是著名的巨著WASH-1400報(bào)告，其中系統(tǒng)地發(fā)展

和建立了所謂的概率風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法。

其二為實(shí)時(shí)后果評價(jià)（Real-time）,其主要研究對象是在事故發(fā)生期間給出

實(shí)時(shí)的有毒物質(zhì)的遷移軌跡及實(shí)時(shí)濃度分布，以便作出正確的防護(hù)措施決策，減

少事故的危害。主要象征之一是國際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）于1988年10月于美

國利物莫國立實(shí)驗(yàn)室所在所聯(lián)合召開的第一屆實(shí)時(shí)劑量評價(jià)國際研討會(huì)。

其三稱為事故后果（Over-event或PastAccident）評價(jià)，主要研究事故停止

后對環(huán)境的影響；其主要象征是1988-1994年由IAEA及歐盟共同發(fā)起主持的有

20多個(gè)國家參加的大型長期國際協(xié)調(diào)調(diào)研項(xiàng)目“核素在陸地、水體、城市諸環(huán)

境中遷移模式有效性研究”，簡稱VAMP,主要研究前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站事

故停止后對中、西歐影響的后果。

環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)學(xué)科的研究內(nèi)容，不但包括突發(fā)性事故的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)影響，也包

括長期低濃度排放累積效應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)；不但研究突發(fā)性事故和長期低濃度排放對人

體健康的危害影響，也研究它們對生態(tài)系統(tǒng)的危害影響，而后者正是目前這門學(xué)

科研究、發(fā)展的重點(diǎn)。目前國內(nèi)外開展較多、較成熟，也是本課程和國內(nèi)導(dǎo)則主

要討論的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)可以歸屬于事故風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的第一類，即預(yù)測某設(shè)施（或項(xiàng)

目）建成后可能造成的風(fēng)險(xiǎn)。

環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)研究重點(diǎn)

本課程研究重點(diǎn)主要是經(jīng)濟(jì)開發(fā)項(xiàng)目對人群產(chǎn)生的危害風(fēng)險(xiǎn)，主要包括化學(xué)

風(fēng)險(xiǎn)（來自產(chǎn)品加工過程中產(chǎn)生的有毒、易燃、易爆物的風(fēng)險(xiǎn)）和物理風(fēng)險(xiǎn)（來

自極端條件下的風(fēng)險(xiǎn)）；物理風(fēng)險(xiǎn)來自潛在的運(yùn)輸事故、水壩潰塌、會(huì)導(dǎo)致物理

損傷與危害的機(jī)械事故或其他事故。

產(chǎn)生上述風(fēng)險(xiǎn)的危害主要來自經(jīng)濟(jì)開發(fā)項(xiàng)目中：

①釋放對人、動(dòng)物與植物有毒的化學(xué)物質(zhì)；

②易燃易爆物質(zhì)；

③危及生命財(cái)產(chǎn)的機(jī)械設(shè)備故障；

④構(gòu)造物（例如橋梁、水壩）垮、塌；

⑤生態(tài)危害（例如富營養(yǎng)化、土壤侵蝕）。

上述風(fēng)險(xiǎn)類型的主要環(huán)境途徑如下:

田蜀一回研T濃度|一麗闌一麗IT效應(yīng)犍康與安全、生態(tài)系統(tǒng)、物贏懸

（a）有徐化學(xué)物質(zhì)危害

一國困一升力、熱量、有毒產(chǎn)網(wǎng)一回叫一效應(yīng):健康與安全、生態(tài)系統(tǒng)、物理危害

（b）易燃易爆物的危害

麗］一I事故初始和。4麻向能的事件鋪效應(yīng):健康與安全、4態(tài)神、物理危害

（C）物理?xiàng)l件危害

E1.1不同有害物質(zhì)的危害序列

有毒化學(xué)物環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)中貯量、釋放、環(huán)境濃度、人員受照射劑量及其健

康效應(yīng)關(guān)系見下圖:

貯量一＞釋放＞健康效應(yīng)

后

如

定

貯?照射敢:取劑量:表征多健康效應(yīng):

某

在

特釋放:化學(xué)

了?濃度:污染決「多少人少污染物進(jìn)入不僅取決J-

位

置

有物質(zhì)泄漏至

定*

物的濃度不多長時(shí)間吸人體,它不僅劑眈也取

學(xué)

的環(huán)境時(shí)發(fā)生

物

化

質(zhì)僅取決J琳入（或食入,取決干照射量,決于下述因

量

型

。

類污染物的釋

總放速率也或與皮膚接也與某些因素,素,例如年

器

述

描放。

，J與環(huán)境條件

容觸）多大濃度例如呼吸速率、齡、性別、

置

貯

與

藏有關(guān)是否吸煙,

裝的污染物-粒子大小等有

條

的

件.關(guān)。是否有其他

疾病等。

圖1.2貯量、釋放、濃度和人受到的照射量、劑量及其健黝應(yīng)的關(guān)系

環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)從其評價(jià)范圍而言又可分成三個(gè)等級，即微觀風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)（Micro

Assessment）'系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)（SystemRiskAssessment）和宏觀風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)（MacroRisk

Assessment）o所謂微觀風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)是指對某單一設(shè)施進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)；所謂系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)

評價(jià)即對整個(gè)項(xiàng)目中所包含的相關(guān)聯(lián)的各個(gè)設(shè)施進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，它可以包含項(xiàng)目

中的不同設(shè)施（例如運(yùn)輸、貯藏、加工）、涉及不同的活動(dòng)（例如建造、運(yùn)行、

拆除）、包含不同的風(fēng)險(xiǎn)種類（例如致癌、事故損傷）及不同的人群（公眾、職

業(yè)人員）?？蚨ㄆ溥吔绲乃膫€(gè)要素是：關(guān)心的空間范圍；關(guān)心的時(shí)間長度；關(guān)心

的人群；關(guān)心的效應(yīng)。宏觀的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)是指規(guī)劃或政策的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，例如某一行

業(yè)規(guī)劃的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)。

本書討論的重點(diǎn)是第一類即微觀風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)。

3環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的主要內(nèi)容及評價(jià)程序

狹義的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的主要內(nèi)容包括如下三個(gè)部分：

①第一階段為源項(xiàng)分析。這一階段的主要任務(wù)首先通過危害識(shí)別確定是火

災(zāi)、爆炸、垮壩、還是有毒有害物質(zhì)的釋放。若是后者，則應(yīng)給出釋放何種物質(zhì)、

釋放量、釋放方式、釋放時(shí)間等數(shù)據(jù)，并應(yīng)給出其發(fā)生頻率；此外確定評價(jià)的等

級、評價(jià)范圍、評價(jià)時(shí)間跨度、評價(jià)人群（如只評價(jià)居民還是包含工作人員）等。

（詳細(xì)內(nèi)容將在第3章講解。）

②第二階段為環(huán)境后果分析。此階段的主要任務(wù)是估算有毒有害物在環(huán)境中

的遷移、擴(kuò)散、濃度分布及人員受到的暴露與劑量。（詳細(xì)內(nèi)容將在第4-6章講

解。）

③第三階段為風(fēng)險(xiǎn)表征或風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)。此階段的主要任務(wù)是給出風(fēng)險(xiǎn)的計(jì)算結(jié)

果及評價(jià)范圍內(nèi)某給定群體的致死率或有害效應(yīng)的發(fā)生率。（詳細(xì)內(nèi)容將在第7

章講解。）

在上述風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)中,最困難的是估算在一年或某一規(guī)定時(shí)間內(nèi)的設(shè)施運(yùn)行中

某一情景出現(xiàn)的頻率（或概率）。

廣義的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)或稱為環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)與管理還包括第四個(gè)階段一一風(fēng)

險(xiǎn)管理。

風(fēng)險(xiǎn)管理是指在一系列的選項(xiàng)中選擇一個(gè)可以達(dá)到“所需結(jié)果”的決策過程,

這種“所需結(jié)果”可以在環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)中予以明確，也可以通過正式的風(fēng)險(xiǎn)-成本-效

益分析或者“行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”或“慣例”等其它過程決定。其結(jié)果應(yīng)該是在現(xiàn)有資源

的限制條件下，將風(fēng)險(xiǎn)降到“可接受”的水平。

風(fēng)險(xiǎn)可以通過多種方式進(jìn)行管理：

風(fēng)險(xiǎn)可以被消除：完全禁止某種化學(xué)品的使用或銷售就是風(fēng)險(xiǎn)消除的一個(gè)例

子。然而，風(fēng)險(xiǎn)消除通常是不可能的，因?yàn)檫@就需要用另外一種化學(xué)品來代替被

禁止的產(chǎn)品，在這種情況下，一種風(fēng)險(xiǎn)要被另一種風(fēng)險(xiǎn)所代替。

風(fēng)險(xiǎn)可以被轉(zhuǎn)移到其他實(shí)體上：如工廠可以將環(huán)境責(zé)任風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)移到保險(xiǎn)公司

上。

風(fēng)險(xiǎn)可以被降低：在很多政策和法規(guī)決策中，降低風(fēng)險(xiǎn)都是風(fēng)險(xiǎn)管理常用的

方法。雖然降低風(fēng)險(xiǎn)通常與法規(guī)相關(guān)聯(lián)，但降低風(fēng)險(xiǎn)還可以通過許多其他方法來

實(shí)現(xiàn)。如自然簽訂行業(yè)協(xié)議以及為消費(fèi)者提供良好的風(fēng)險(xiǎn)信息，以便他們選擇較

低風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)品。

風(fēng)險(xiǎn)可以被公司或政府保留：這可以是在知情的情況下動(dòng)作，例如當(dāng)某公司

作了風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)并且作出相關(guān)的規(guī)定承擔(dān)可能由此風(fēng)險(xiǎn)造成的一切損失；然而，風(fēng)

險(xiǎn)通常是在未被認(rèn)知的情況下被保留，例如評價(jià)未被執(zhí)行或者危害物未被鑒定。

階段1

階段2

階段3

階段4

圖1.3風(fēng)險(xiǎn)定量分析通用程序

研究風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)風(fēng)險(xiǎn)管理

圖1.4美國環(huán)保局采用的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)框圖

圖1.5亞洲開發(fā)銀行建議的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)程序框座

4ERA與EIA、ESA區(qū)別

環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)與環(huán)境影響評價(jià)的主要區(qū)別見下表：

表1.1環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)與環(huán)境影響評價(jià)的主要不同點(diǎn)

次序項(xiàng)目事故風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)（ERA）正常工況環(huán)境影響評價(jià)（RIA）

1分析重點(diǎn)突發(fā)事故正常運(yùn)行工況

2持續(xù)時(shí)間很短很長

3應(yīng)計(jì)算的物理效應(yīng)火、爆炸、向空氣和地面水向空氣、地面水、地下水釋放

釋放污染物污染物、噪聲、熱污染等。

4釋放類型瞬時(shí)或短時(shí)間連續(xù)釋放長時(shí)間連續(xù)釋放

5應(yīng)考慮的影響類型突發(fā)性的激烈的效應(yīng)以及連續(xù)的、累積的效應(yīng)

事故后期的長遠(yuǎn)效應(yīng)

6主要危害受體人和建筑、生態(tài)人和生態(tài)

7危害性質(zhì)急性受毒；災(zāi)難性的慢性受毒

8大氣擴(kuò)散模式煙團(tuán)模式、分段煙羽模式連續(xù)煙羽模式

9照射時(shí)間很短很長

10源項(xiàng)確定較大的不確定性不確定性小

11評價(jià)方法概率方法確定論方法

12防范措施與應(yīng)急計(jì)劃需要不需要

C.“濃度的估算值

CMAI最大允許濃度水平

圖1.9某一假想情景釋放的有毒物質(zhì)概率的例示

（a）不確定度小.作EIA就夠了：（b）不確定度大，應(yīng)考慮進(jìn)行ERA以行助于決策

ERA與ESA的主要區(qū)別

環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)與安全評價(jià)的主要區(qū)別是:①環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)主要關(guān)注事故對廠（場）

界外環(huán)境和人群的影響，而安全評價(jià)主要關(guān)注事故對廠（場）界內(nèi)環(huán)境和職工的

影響；②拿火災(zāi)和爆炸事故來講，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)不關(guān)注火災(zāi)產(chǎn)生的熱輻射和爆炸

產(chǎn)生的沖擊波帶來的破壞影響，而關(guān)注火災(zāi)和爆炸產(chǎn)生或伴生的有毒有害物質(zhì)的

泄漏造成的危害，而安全評價(jià)主要關(guān)注火災(zāi)產(chǎn)生的熱輻射和爆炸產(chǎn)生的沖擊波帶

來的破壞影響；③我國目前環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)導(dǎo)則關(guān)注的是概率很小或極小但環(huán)境危

害最嚴(yán)重的最大可信事故，而安全評價(jià)主要關(guān)注的是概率相對較大的各類事故,

并不能包括最大可信事故。

第二章可靠性工程

教學(xué)要求：

1.了解系統(tǒng)可靠性含義；可靠性、安全性、風(fēng)險(xiǎn)性定義；

2.掌握系統(tǒng)可靠性計(jì)算；

3.掌握系統(tǒng)可靠性分析方法（事件樹、故障樹分析方法）。

教學(xué)重點(diǎn)：

系統(tǒng)可靠性計(jì)算

授課方式：

課堂授課

學(xué)時(shí)數(shù)：4

1.系統(tǒng)可靠性含義；可靠性、安全性、風(fēng)險(xiǎn)性定義

可靠性工程是系統(tǒng)工程的重要分支，它的任務(wù)是定性與定量的分析、控制、

評估和改善系統(tǒng)或設(shè)備在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和使用的各個(gè)階段的可靠性，并在設(shè)計(jì)中達(dá)

到可靠性與經(jīng)濟(jì)性綜合平衡。

環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的重要任務(wù)之一是識(shí)別系統(tǒng)可能發(fā)生的一切事故序列的頻率，

在概率風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)（PRA）中統(tǒng)稱為第一級任務(wù)；系統(tǒng)可靠性分析與事故序列分析,

從系統(tǒng)的設(shè)計(jì)運(yùn)行資料、部件失效的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)資料、規(guī)程等技術(shù)資料定性

與定量地取得各類系統(tǒng)的故障頻率，為計(jì)算系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)提供數(shù)據(jù)。

可靠性（經(jīng)典定義）：系統(tǒng)或設(shè)備在規(guī)定的條件下，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成

規(guī)定功能的能力。規(guī)定條件包括使用條件、維護(hù)條件、環(huán)境條件等；規(guī)定時(shí)間是

可靠性定義中的核心，不談時(shí)間就無可靠性可言；可靠性指標(biāo)與任務(wù)時(shí)間是緊密

相關(guān)的；而規(guī)定功能一般指用戶提出的技術(shù)指標(biāo)和要求。

由于系統(tǒng)或設(shè)備失效的形式和過程不同，因此評價(jià)它們的可靠度也會(huì)有不同

的方法。一個(gè)系統(tǒng)怎樣才算是失效呢？有兩類常用的失效準(zhǔn)則。瞬時(shí)型失效是指

系統(tǒng)在工作過程中隨機(jī)地在某時(shí)刻突然地失去功能。另一種失效準(zhǔn)則是非突發(fā)性

的，它伴隨性能衰退、老化和磨損過程，很難明確指出它的確定壽命，這類失效

又稱耗損失效或漂移失效。

安全性（經(jīng)典定義）：建立一種環(huán)境，使人們在這種環(huán)境下生活與工作感受

到的危害或危險(xiǎn)是已知的，清楚的，并且是可控制在可接受的水平上。安全性以

風(fēng)險(xiǎn)值（風(fēng)險(xiǎn)水平）或接受的危險(xiǎn)概率來定量描述程度。

風(fēng)險(xiǎn)性是以事故發(fā)生概率與該事故后果（人員死亡或者財(cái)產(chǎn)損失）的乘積表

zjxo

以核電站為例，定量的安全目標(biāo)是：①對電站1英里邊界上的居民所產(chǎn)生的

平均瞬時(shí)死亡風(fēng)險(xiǎn)不應(yīng)超過美國風(fēng)險(xiǎn)本底（5X107a）的0.1%,也就是說，瞬

時(shí)風(fēng)險(xiǎn)的定量設(shè)計(jì)目標(biāo)為5X107a;②在50英里范圍的致癌風(fēng)險(xiǎn)不能超過本底

致癌風(fēng)險(xiǎn)的0.K,而美國癌本底風(fēng)險(xiǎn)值為5X10',所以因核電站而造成的致癌

風(fēng)險(xiǎn)設(shè)計(jì)目標(biāo)為2X107a。

2.系統(tǒng)可靠性計(jì)算

可靠度函數(shù)

如果用隨機(jī)變量T來表示系統(tǒng)從開始工作到發(fā)生故障的連續(xù)工作時(shí)間，用t

表示規(guī)定時(shí)間，則系統(tǒng)在時(shí)刻t的可靠度R（t）是隨機(jī)變量，為T大于時(shí)間t的概

率。R(t)=PfT>t)

不可靠度F(t)=l-R(t)=P(TWt)

假設(shè)有同一種類的產(chǎn)品N。個(gè)，在t=0時(shí)開始使用或試驗(yàn),

令：N，(t尸工作到時(shí)間t存活的數(shù)目;

N。尸工作到時(shí)間t失效的數(shù)目;

NKO+N/t戶N。,根據(jù)物理意義，產(chǎn)品的可靠度由下式給出:

NXt)_N°-Nf⑴7Nf(t)

R(t)=

F瓦AT

不可靠度F(t)由下式給出:

N(t)

F(t)=-^f-

N0

典型系統(tǒng)可靠性計(jì)算的框圖法

1串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)

這網(wǎng)絡(luò)表示一個(gè)由元件(或分系統(tǒng))串聯(lián)連接的系統(tǒng)。在系統(tǒng)中，如果系統(tǒng)

中任一個(gè)元件工作不正常，它將引起整個(gè)系統(tǒng)失效，一種k個(gè)元件串聯(lián)的系統(tǒng)如

圖2.3所示:

圖2.3串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)方框圖

對于k個(gè)獨(dú)立不相同元件串聯(lián)系統(tǒng)，依賴于時(shí)間t的可靠性及(t)為:

尺⑺={1一耳⑺}.{1一居⑴卜{1-招⑺}??…{1一號(hào)⑺}

{1一耳⑺}三4⑺

式中：FMt)——第i個(gè)單元或元件失效的概率(i=l,2,3,…，k);

Ri(t)——第i個(gè)單元或元件的可靠性(i=l,2,3,…，k)0

常用的R,(t)表示式為(指數(shù)分布)：

R(r)=eA,

式中人為失效系數(shù)。

所以串聯(lián)系統(tǒng)可靠性可以表示為：

凡⑺為…e』

定義多個(gè)連接或單個(gè)元件的失效前平均時(shí)間(MTTF)為：

MTTF=^AiT'

i=l

[例題2.1]:10個(gè)獨(dú)立和相同的分系統(tǒng)組成一個(gè)串聯(lián)系統(tǒng)。每個(gè)分系統(tǒng)的失

效時(shí)間符合指數(shù)分布，其MTTF為2000h,假定在時(shí)間t=0時(shí)系統(tǒng)開始工作，計(jì)

算50h時(shí)工作系統(tǒng)的可靠性。

已知k=10,t=50,入=200()T失效/上所以

(2,\10

R,(50)=*飛皿廠.(50)|=0.7788

此串聯(lián)系統(tǒng)工作50h后的可靠性為0.7788。

2并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)

一種k個(gè)元件并聯(lián)的系統(tǒng)如圖2.4所示:

1

圖2.4并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)方框圖

為了導(dǎo)出這種模型的可靠性方程，假定：①系統(tǒng)中所有單元同時(shí)工作并且負(fù)

載均分；②各單元在統(tǒng)計(jì)上獨(dú)立。在時(shí)間t時(shí)，具有不相同元件并聯(lián)結(jié)構(gòu)的不可

靠性為：

與⑴=立巴⑺

/=1

式中：F,(t)——第i個(gè)元件不可靠性(失效概率)；

k——系統(tǒng)的元件數(shù)目。

因?yàn)镽p(t)+Fp(t)=l,所以并聯(lián)系統(tǒng)可靠性為:

R*)=i—n耳”)=1一1!(11-力

/=1z=l

系統(tǒng)可靠性分析方法

(1)事件樹分析(ETA)

事件樹分析(EventTreeAnalysis)法是一種邏輯演繹法，它在給定一個(gè)初因

事件的情況下，分析此初因事件可能導(dǎo)致的各種事件序列的結(jié)果，從而定性與定

量地評價(jià)系統(tǒng)的特性，并幫助分析人員獲得正確的決策，它常用于安全系統(tǒng)的事

故分析和系統(tǒng)的可靠性分析，由于事件序列是以圖形表示的，并且呈扇狀，故得

名事件樹。

事件樹可以描述系統(tǒng)中可能發(fā)生的事件，特別是安全分析中，在尋找系統(tǒng)可

能導(dǎo)致的嚴(yán)重事故時(shí)，是一種有效的方法；比如有兩個(gè)系統(tǒng)組成的事件樹如圖

2.4所示:

圖2.4事件樹分叉示意圖

由上圖可知，該系統(tǒng)的可能事件數(shù)目為2n=4。

事件樹分析的步驟如下：

①確定或?qū)ふ铱赡軐?dǎo)致系統(tǒng)嚴(yán)重后果的初因事件，并進(jìn)行分類，對于那些可

能導(dǎo)致相同事件樹的初因事件可劃分為一類；

②建造事件樹，先建功能事件樹，然后建造系統(tǒng)事件樹；

③進(jìn)行事件樹簡化；

④進(jìn)行事件序列的定量化。

下面以一個(gè)例子來說明事件樹的建立及定量化。

［例2.2］圖2.5是一個(gè)連續(xù)工藝過程的冷卻系統(tǒng)，當(dāng)正常冷卻水管道斷裂時(shí)造成

系統(tǒng)失水，失水信號(hào)探測器（D）將啟動(dòng)泵P1和泵P2;如果兩臺(tái)泵均啟動(dòng)成功,

則系統(tǒng)成功（S）,如果只有一臺(tái)被啟動(dòng)成功，那么系統(tǒng)是50%的部分成功（P）；

第三種情況是系統(tǒng)失敗。那么系統(tǒng)的最終狀態(tài)有三種：完全成功（S）、部分成功

（P）、系統(tǒng)失敗（F）,若已知事件發(fā)生概率均為0.99,請計(jì)算它們各自的發(fā)生概

圖2.5冷卻系統(tǒng)不意圖

該過程的事件樹建造如下:

管道破裂電源EPDPiP?

—1S

—2P

—3P

VA4A匚r

斷管

V

Aor

V

Aor

X系統(tǒng)停止工作

圖2.6冷卻系統(tǒng)事件樹

故各自發(fā)生概率計(jì)算如下：

P（S）=P（EP）xP（D）xP（Pl）xP（P2）=0.960596

P（P）=P（EP）xP（D）xP（R）xP（月）+P（EP）xP（D）xP（R）P（E）=0.019406

P（F）=P（EP）xP（D）xP（P1）xP（^）+P（EP）xP（D）+P（EP）=0.019998

(2)故障樹分析(FTA)

故障樹分析(FaultTreeAnalysis)是較為適用于大型復(fù)雜系統(tǒng)安全性與可靠性

分析的常用有效方法，它是以圖形的方式表明“系統(tǒng)是怎樣失效的”？它是一種

適用于設(shè)計(jì)人員、運(yùn)行人員和管理人員有效地進(jìn)行系統(tǒng)分析的方法。

FTA是用圖形的方法有層次地描述系統(tǒng)在失效的進(jìn)程中，各種中間事件的相

互關(guān)系，并告訴人們系統(tǒng)是通過什么途徑發(fā)生失效的。

FTA的步驟

FTA是把系統(tǒng)不希望發(fā)生的事件(失效狀態(tài))作為故障樹的頂事件(Top

event)o用規(guī)定的邏輯符號(hào)表示，找出導(dǎo)致這一不希望事件發(fā)生的所有可能的直

接因素和原因，它們是處于過渡狀態(tài)的中間事件，并由此逐步深入分析，直到找

出事故的基本原因，即故障樹的底事件為止。這些底事件又稱為基本事件，它們

的事件是已知的或者已經(jīng)有過統(tǒng)計(jì)或?qū)嶒?yàn)的結(jié)果。FTA一般可分為以下幾個(gè)階

段：①選擇合理的頂事件、系統(tǒng)的分析邊界和定義范圍，并且確定成功與失效的

準(zhǔn)則；②建造故障樹，這是FTA的核心部分之一，通過對已收集的技術(shù)資料，

在設(shè)計(jì)、運(yùn)行管理人員的幫助下，建造故障樹；③對故障樹進(jìn)行簡化或者模塊化;

④定性分析，求出故障樹的全部最小割集，當(dāng)割集的數(shù)量太多時(shí)，可以通過程序

進(jìn)行概率截?cái)嗷蚋罴A截?cái)?；⑤定量分析，這一階段的任務(wù)是很多的，它包括計(jì)

算頂事件發(fā)生概率即系統(tǒng)的點(diǎn)無效度和區(qū)間無效度;此外還要進(jìn)行重要度分析和

靈敏度分析。目前已經(jīng)發(fā)展了多種功能的軟件包進(jìn)行FTA的定性與定量研究。

FTA的術(shù)語與符號(hào)

⑴頂事件，頂事件是被分析的系統(tǒng)的不希望發(fā)生的事件，它位于故障樹頂端。

⑵中間事件，它位于頂事件和底事件之間，又稱故障事件，以矩形符號(hào)表示，并

且由一個(gè)邏輯門跟著。

⑶底事件，位于故障樹底部的事件，在已建成的故障樹中，不必再要求分解；

故障樹的底事件又分為：基本事件和菱形事件?；臼录?，已經(jīng)探明或尚未

探明其發(fā)生原因，而有失效數(shù)據(jù)的底事件；菱形事件，又稱為未探明事件，

一般可分為兩種情況，一種是在一定條件下可以忽略的次要事件，畫在故障

樹中是為了提醒設(shè)計(jì)人員或管理人員，或者暫時(shí)保留它；還有一種情況就是

未能探明的二次失效，對它的影響不清楚，無法繼續(xù)分解下去，只能看做一

種假想的基本事件。

(4)房形事件，它也位于故障樹底部，它起開關(guān)作用，有時(shí)表示一種系統(tǒng)中的正

常條件或故障條件，房形事件的狀態(tài)只能發(fā)生或不發(fā)生，通過使用房形事件,

可以描述各種不同條件下的系統(tǒng)故障樹。

⑸與門，表示事件關(guān)系的一種邏輯門，僅當(dāng)所有輸入與門的所有輸入事件同時(shí)

發(fā)生時(shí)，門的輸出事件才發(fā)生。

(6)或門，表示事件關(guān)系的一種邏輯門，僅當(dāng)輸入事件中至少有一個(gè)發(fā)生時(shí)，則

門的輸出事件發(fā)生。

⑺表決門，例如k/m門，表示一種表決的邏輯關(guān)系，僅當(dāng)m個(gè)輸入事件中的k

個(gè)以上事件發(fā)生時(shí)，門的輸出事件才發(fā)生。

(8)禁門，表示在一定條件下才打開的邏輯門，當(dāng)禁門的條件事件存在時(shí)，輸入

禁門的事件發(fā)生才會(huì)導(dǎo)致輸出事件的發(fā)生。同與門的情況相比，禁門條件事

件不僅可以是故障事件，而且可以是系統(tǒng)的一種狀態(tài)和條件。

⑼異或門，表示僅當(dāng)單個(gè)輸入事件發(fā)生時(shí)，而其余輸入事件不發(fā)生，異或門的

輸出事件才能發(fā)生，異或門也稱互斥或門。

(10)非門，表示門的輸出事件是輸入事件的對立事件。

(11)優(yōu)先與門，表示與門的輸入事件僅當(dāng)按由左至右的順序依次發(fā)生時(shí)，門的輸

出事件發(fā)生。

?轉(zhuǎn)移符號(hào)，有轉(zhuǎn)入與轉(zhuǎn)出符號(hào)，便于畫樹過程中進(jìn)行轉(zhuǎn)頁和查找。

*2.3故障物所用符號(hào)裊

門符號(hào)事件符號(hào)

序號(hào)使用符號(hào)名稱輸入輸出關(guān)系序號(hào)使用符號(hào)名稱意義

1□當(dāng)全部雉人發(fā)生彳i足夠數(shù)據(jù)的基

與門1圓形

則輸出發(fā)生6本事件

2△

任何一個(gè)輸入存不發(fā)展事件(未

或門2菱形

在則輸出發(fā)生6探明事件)

3禁門人￡：片時(shí)仲3p1~|矩形卅陵示的小件

按左至彳I的次序

優(yōu)先

輸入發(fā)生則發(fā)生用f禁門的條件

與門

*山

俟人中的個(gè)發(fā)

開關(guān)事件《發(fā)生

算或門生而另外不發(fā)生則5房形

6或不發(fā)生》

館出發(fā)‘I

m/nn中右m個(gè)幢人

三角形轉(zhuǎn)移出」、轉(zhuǎn)人

表決門則輸出發(fā)生A

［例2.8］房形事件使用。房形事件又稱開關(guān)事件，它能表示故障樹結(jié)構(gòu)上的變換。

如圖2.8故障樹所示。

當(dāng)房形事件⑴發(fā)生時(shí)，則故障樹可變換成圖2.8(a)。

當(dāng)房形事件⑴不發(fā)生時(shí)，則故障樹變?yōu)閳D2.8(b)的結(jié)構(gòu)。

圖2.8房形事件的表示

圖2.8(a)圖2.8(b)

事件I發(fā)生事件I不發(fā)生

第三章源項(xiàng)分析

教學(xué)要求：

1了解源項(xiàng)分析內(nèi)容和目的；

2了解源項(xiàng)分析程序；

3掌握風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別（系統(tǒng)、危險(xiǎn)物質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)、工藝過程危險(xiǎn)性識(shí)別）

4掌握事故源項(xiàng)分析方法（事件樹，故障樹，原因-結(jié)果分析）

教學(xué)重點(diǎn)：

風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和事故源項(xiàng)分析方法

授課方式：

課堂授課

學(xué)時(shí)數(shù)：4

3.1概述

3.1.1了解源項(xiàng)分析內(nèi)容和目的

源項(xiàng)分析是環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的首要任務(wù)和基礎(chǔ)工作，其分析的準(zhǔn)確與否直接關(guān)

系到環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的質(zhì)量。

（內(nèi)容）源項(xiàng)分析是通過將一個(gè)工廠或工程項(xiàng)目的大系統(tǒng)分解為若干子系

統(tǒng)，識(shí)別其中哪些物質(zhì)、裝置或部件具有潛在的危險(xiǎn)來源，判斷其危險(xiǎn)類型，了

解事故發(fā)生的概率，確定毒物釋放量及其轉(zhuǎn)移途徑等。

（目的）源項(xiàng)分析的目的是通過對評價(jià)系統(tǒng)進(jìn)行危害識(shí)別和分析，正確地篩

選出最大可信事故及確定其源項(xiàng)，為其后果估算提供依據(jù)和基礎(chǔ)資料。

源項(xiàng)分析最重要而又最困難的工作是（事故概率的估算）；任何一個(gè)工廠，

存在各種潛在事故，而每一個(gè)事故又具有諸多的誘發(fā)因素，帶有隨機(jī)性。事故概

率的計(jì)算目前在可靠性工程研究中已發(fā)展了眾多方法，但（歷史事故的實(shí)際調(diào)查）

仍為計(jì)算的基礎(chǔ)。

風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)中的源項(xiàng)分析與安全生產(chǎn)和管理中的事故分析和安全評價(jià)分析方

法相同，但目的各有側(cè)重。

安全生產(chǎn)中的事故分析是為了找出事故原因，提出預(yù)防事故的對策，從而減

少和防止同類事故的發(fā)生；通過事故分析了解發(fā)生事故的特點(diǎn)和規(guī)律；發(fā)現(xiàn)新的

危險(xiǎn)因素和管理缺陷；從事故中引出新工藝新技術(shù)。

安全管理中的安全評價(jià)是通過分析了解系統(tǒng)中薄弱環(huán)節(jié)和潛在危險(xiǎn)、發(fā)生事

故的概率和可能產(chǎn)生的后果，從而對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，加強(qiáng)薄弱環(huán)節(jié)，消除潛在危

險(xiǎn)，以達(dá)到系統(tǒng)的最優(yōu)化和安全。

風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)中的源項(xiàng)分析是通過系統(tǒng)存在的潛在危險(xiǎn)識(shí)別及其事故概率計(jì)算，

篩選出最大可信事故，進(jìn)而計(jì)算事故可能危害，確定本系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)值，與相關(guān)標(biāo)

準(zhǔn)比較，評價(jià)能否達(dá)到可接受風(fēng)險(xiǎn)水平。

3.1.2了解源項(xiàng)分析程序

源項(xiàng)分析分兩階段，首先是危險(xiǎn)識(shí)別，其次是風(fēng)險(xiǎn)事故源項(xiàng)分析。前一階段

以定性分析為主，后一階段以定量為主。源項(xiàng)分析所包括的范圍和對象是全系統(tǒng),

從物質(zhì)、設(shè)備、裝置、工藝到與其相關(guān)的單元。與之相應(yīng)的要進(jìn)行物質(zhì)危險(xiǎn)性、

工藝過程及其反應(yīng)危險(xiǎn)性、設(shè)備裝置危險(xiǎn)性、儲(chǔ)運(yùn)危險(xiǎn)性等方面分析與評價(jià)。

源項(xiàng)分析主要步驟包括：

①系統(tǒng)、子系統(tǒng)及單元等的劃分；

②危險(xiǎn)識(shí)別。由物質(zhì)危險(xiǎn)性識(shí)別，篩選出可能的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)因子；由工藝過

程危險(xiǎn)性識(shí)別，篩選出重大危險(xiǎn)源。

③對篩選出的重大危險(xiǎn)源，依據(jù)其在線量或貯量，以及所涉及的有毒有害

物的毒性，篩選出最終的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)因子和相應(yīng)的最大可信事故。

④對最大可信事故進(jìn)行定量分析，確定有關(guān)源項(xiàng)參數(shù)，包括事故概率、毒

物泄漏量及其進(jìn)入環(huán)境的可能轉(zhuǎn)移途徑和危害類型等。

3.1.3源項(xiàng)分析中的相關(guān)術(shù)語：

危險(xiǎn)性：指在各類生產(chǎn)活動(dòng)中能造成人員傷亡和財(cái)物損失的潛在性原

因，它的發(fā)展會(huì)成為實(shí)際的危險(xiǎn)，即事故。

事件的發(fā)生概率：危險(xiǎn)性發(fā)展成為事故的概率。即隨機(jī)事件在一定時(shí)間

內(nèi)統(tǒng)計(jì)取得的發(fā)生次數(shù)稱為頻率，經(jīng)過實(shí)踐證明的、穩(wěn)定的頻率值即為事件

的發(fā)生概率。必然發(fā)生的事件概率為1,不可能發(fā)生的事件概率為0,所以

一般隨機(jī)事件的概率介于0與1之間。

危險(xiǎn)源：評價(jià)系統(tǒng)內(nèi)某一部分或部件，因?yàn)楦鞣N原因受到損壞或失去控

制導(dǎo)致毒物泄漏或引起火災(zāi)爆炸事故，構(gòu)成危險(xiǎn)源。潛在的危險(xiǎn)源需要通過

分析評價(jià)對象所涉及的有毒有害物質(zhì)的理化特性和毒理特性及其貯量來識(shí)

別。

危險(xiǎn)類型：危險(xiǎn)類型可分為：①人為災(zāi)害，如工廠的火災(zāi)、爆炸、毒物

釋放等；②自然災(zāi)害，如區(qū)域性的地震、海嘯等；③準(zhǔn)自然災(zāi)害，由于自然

和人為共同誘發(fā)，如雷擊引起球罐爆炸、污染事故等。

危險(xiǎn)程度：綜合考慮危險(xiǎn)源導(dǎo)致的事故可能產(chǎn)生的后果及其出現(xiàn)頻率。

對危險(xiǎn)強(qiáng)度進(jìn)行分類，總體而言可分為三類：①低頻率——嚴(yán)重后果的危險(xiǎn)

性；②偶然一一中等后果的危險(xiǎn)性；③高頻率——低危險(xiǎn)水平的危險(xiǎn)性。與

之相對應(yīng)即為高風(fēng)險(xiǎn)、中等風(fēng)險(xiǎn)和低風(fēng)險(xiǎn)三種水平風(fēng)險(xiǎn)源。對項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)

評價(jià)而言，高風(fēng)險(xiǎn)是重點(diǎn)對象。

最大可信事故：在所有可能發(fā)生的重大事故中，對環(huán)境（或健康）危害

最嚴(yán)重的即事故后果最大的事故。在所評價(jià)的系統(tǒng)中，如其最大可信事故風(fēng)

險(xiǎn)值在同類系統(tǒng)的可接受風(fēng)險(xiǎn)值范圍內(nèi)，則認(rèn)為該系統(tǒng)從風(fēng)險(xiǎn)角度來講是可

以接受的。

3.2風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別

3.2.1風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別及其基礎(chǔ)

風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別是風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的基礎(chǔ)，它是通過定性分析及經(jīng)驗(yàn)判斷，識(shí)別評價(jià)系統(tǒng)

的危險(xiǎn)源或事故源、危險(xiǎn)類型和可能的危險(xiǎn)程度及確定其主要危險(xiǎn)來源。

1系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別

系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別（可靠性）詳見第二章；系統(tǒng)安全性分析其一是對涉及的物質(zhì),

如工業(yè)原料等的分析，其二是對系統(tǒng)的可靠性、安全性進(jìn)行評價(jià)。圖3.1是一個(gè)

工廠安全評價(jià)系統(tǒng)的例子。

子系統(tǒng)

系統(tǒng)第一子系統(tǒng)I第二子系統(tǒng)......―單元（部件）

生產(chǎn)運(yùn)行;:

公用工程

工-----------_.-----------------

生產(chǎn)輔助:;

儲(chǔ)運(yùn)）;

環(huán)境保護(hù)~;

廠-----------_:--------J---------

消除安全;;

I工業(yè)衛(wèi)生IIgII，

圖3.1工廠安全評價(jià)系統(tǒng)示意圖

由前面第二章可知，系統(tǒng)可靠性是指系統(tǒng)（設(shè)備）在規(guī)定條件下，在規(guī)定時(shí)

間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力；系統(tǒng)安全性指系統(tǒng)的失效和人員失誤的概率及由于失

效可能導(dǎo)致的危害（人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失）。

任何一個(gè)系統(tǒng)，其可靠性、安全性與成本、效益之間的關(guān)系是在保證系統(tǒng)的

可靠性指標(biāo)的前提下，使系統(tǒng)的成本費(fèi)用最小。圖3.2為可靠性R與成本費(fèi)用之

間的一般關(guān)系。系統(tǒng)（設(shè)備）的可靠性提高，會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)成本的增加，但安全費(fèi)

用成本隨著可靠度的增加而降低，A點(diǎn)則為優(yōu)化點(diǎn)。系統(tǒng)安全分析即求取優(yōu)化點(diǎn)

Ao

圖3.2可靠性R與成本費(fèi)用關(guān)系

由前面第二章可知，系統(tǒng)的可靠度隨時(shí)間變化，在穩(wěn)定狀態(tài)下或在確定的周

期內(nèi)，系統(tǒng)的可靠度可用隨機(jī)事件的概率來計(jì)算，系統(tǒng)穩(wěn)定模型可靠度計(jì)算方法

如下：

①串聯(lián)系統(tǒng)：假設(shè)系統(tǒng)S由n個(gè)獨(dú)立單元A-A2,A3,…A,,組成，當(dāng)其中有

一個(gè)失效時(shí)，系統(tǒng)就失效，則S為串聯(lián)系統(tǒng)。已知單元A的可靠度為R,(i=l,2,3,…

n),則系統(tǒng)S的可靠度Rs為：

i=l

由于0VRi<1,因此串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度小于等于其各組成單元的可靠度。

②并聯(lián)系統(tǒng)：當(dāng)系統(tǒng)S中，n個(gè)單元都失效后，系統(tǒng)S才失效，則S為并聯(lián)

系統(tǒng)，已知單元A的可靠度為R(i=l,2,3,…n),則A,的不可靠度Fi=l-Ri。由于

所有的單元都失效后系統(tǒng)S才失效，故系統(tǒng)S的不可靠度F為:

F=FiF2F3-Fi=Y[Fi

故系統(tǒng)的可靠度Rs為:

4=i-n（T）

③串聯(lián)、并聯(lián)復(fù)合系統(tǒng)：當(dāng)系統(tǒng)由串聯(lián)單元、并聯(lián)單元綜合組成時(shí)，其可靠

度計(jì)算是先將系統(tǒng)分解為若干個(gè)子系統(tǒng)，根據(jù)串聯(lián)、并聯(lián)單元分別算出各個(gè)子系

統(tǒng)的可靠度，然后復(fù)合計(jì)算系統(tǒng)的可靠度：

6=《人??七.

2事故分析技術(shù)

事故分析是用來防止事故，提高事故防治對策的有效性的方法之一。事故分

析在風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)中則是識(shí)別危險(xiǎn)因素，了解各種工藝條件下發(fā)生事故的特點(diǎn)和規(guī)

律，是確定源項(xiàng)的重要依據(jù)；在風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)中，對所評價(jià)的行業(yè)系統(tǒng)要用大量的事

故統(tǒng)計(jì)調(diào)查分析，以提高評價(jià)的可靠性和準(zhǔn)確度。

（1）事故原點(diǎn)理論事故原點(diǎn)指事故隱患轉(zhuǎn)化為事故的具有初始性突變特征

并與事故發(fā)展過程有直接因果聯(lián)系的點(diǎn)。它是構(gòu)成事故的最初起點(diǎn)，如火災(zāi)事故

的第一起火點(diǎn)，爆炸事故的第一起爆點(diǎn)。事故原點(diǎn)只有一個(gè)，它不是事故原因，

亦不是責(zé)任分析，是研究潛在隱患轉(zhuǎn)化為突變的聯(lián)結(jié)點(diǎn)，是事故定性定量分析的

基礎(chǔ)和關(guān)鍵。所以事故原點(diǎn)理論是事故調(diào)查分析工作的基礎(chǔ)。

事故原點(diǎn)的確定有定義法、邏輯推理法和技術(shù)鑒定法。根據(jù)不同的事故選用

不同的方法。

⑵事故分析事故分析具體地講就是對危險(xiǎn)因素的性質(zhì)、能量和感度三個(gè)基

本要素的分析。從評價(jià)的角度對事故分析采用的技術(shù)有:

①事故結(jié)構(gòu)分析：找出事故原點(diǎn)，它存在于事故的發(fā)生、發(fā)展過程中，由此

而建立事故模型圖。

②事故的數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析：通過對一定時(shí)間、空間和系統(tǒng)中發(fā)生的大量的偶然

事故進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析，以找出某些必然性的規(guī)律。

③事故過程分析：對同類事故，從發(fā)生發(fā)展過程找出與事故的有關(guān)因素，進(jìn)

行定性定量分析。常用的方法有因果分析圖、事故樹分析圖、事件樹分析和邏輯

分析圖。

④事故的綜合分析:在一定的時(shí)間空間內(nèi)，對某種或多種事故進(jìn)行綜合分析,

以確定評價(jià)的重點(diǎn)。例如日本和我國一段時(shí)間事故分析如下圖所示：

日本煉油工業(yè)1979-1989間發(fā)生的事故分析

口火災(zāi)爆炸事故

■破損事故

口泄漏事故

口施工事故

3.2.2物質(zhì)危險(xiǎn)性識(shí)別

在工業(yè)生產(chǎn)過程中，要使用不同材料制成的設(shè)備、裝置；處理處置、使用、

貯存和運(yùn)輸各種不同原料、中間產(chǎn)品、副產(chǎn)品、產(chǎn)品和廢棄物。這些物質(zhì)具有不

同的物理和化學(xué)性質(zhì)及毒理特性，其中不少物質(zhì)屬于易燃、易爆和有毒物質(zhì)，因

此，具有潛在的危險(xiǎn)性，為了評價(jià)某一生產(chǎn)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)性，有別要對這些危險(xiǎn)物

質(zhì)進(jìn)行識(shí)別。

1.易燃易爆物質(zhì)

具有火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性物質(zhì)可分為爆炸性物質(zhì)、氧化劑、可燃性氣體、自燃性

物質(zhì)、遇水燃燒物質(zhì)、易燃與可燃液體、易燃與可燃固體等。

(1)爆炸性物質(zhì)爆炸性物質(zhì)是指凡受到高熱、摩擦、撞擊或受到一定物質(zhì)

激發(fā)能瞬間發(fā)生急劇的物理、化學(xué)變化，且伴有能量快速釋放、急劇轉(zhuǎn)化為強(qiáng)壓

縮能，強(qiáng)壓縮能急劇絕熱膨脹對外做功，引起被作用介質(zhì)的變形、移動(dòng)和破壞的

物質(zhì)。

爆炸性物質(zhì)的爆炸具有三個(gè)顯著特點(diǎn)：①變化速度非?？臁１ǚ磻?yīng)一般在

10-5?10%間完成，爆炸傳播速度一般在2000?9000m/s之間；②反應(yīng)中釋放出

大量的熱或快速吸收熱量，反應(yīng)熱一般在3000?6300J/kg之間；③生成大量的

氣體產(chǎn)物，IKg炸藥爆炸時(shí)能產(chǎn)生700?1000L氣體，壓力達(dá)數(shù)萬兆帕，使周圍

介質(zhì)受到壓縮或破壞。

爆炸性物質(zhì)按組分分為爆炸化合物和爆炸混合物兩大類。前者具有一定的化

學(xué)組成，其分子中含有不穩(wěn)定的爆炸基團(tuán)，這中基團(tuán)容易被活化，在外界能量作

用下其化學(xué)鍵易破裂，引起爆炸反應(yīng)。這類化合物包括硝基化合物、硝基酯、硝

胺、疊氮化合物、重氮化合物、雷酸鹽、乙快化合物、過氧化物和氮氧化物、氮

的鹵化物、氯酸鹽和高氯酸鹽等。后者通常由兩種或兩種以上的爆炸組分和非爆

炸組分經(jīng)機(jī)械混合而成；這類混合物如硝胺炸藥等。

(2)氧化劑氧化劑具有較強(qiáng)的氧化性能，能發(fā)生分解反應(yīng)并引起燃燒或爆

炸。其分解溫度均在500℃以下。氧化劑分為無機(jī)氧化劑和有機(jī)氧化劑，其分類

如下表3.1。氧化劑的危險(xiǎn)性在于其遇酸堿、潮濕、強(qiáng)熱、摩擦、撞擊、或與易

燃物、還原劑等接觸時(shí)，發(fā)生分解反應(yīng)，放出氧，有些反應(yīng)急劇，引起燃燒和爆

炸。

類別級別舉例危險(xiǎn)性

無機(jī)一級，能引堿金屬過氧化物類；含本身不燃不爆(大多數(shù))；受

氧化起燃燒和爆或堿土氯酸及其鹽類；熱、受撞擊、摩擦易分解出

劑炸金屬的硝酸鹽類；高鎰氧；接觸易燃物、有機(jī)物引

過氧化酸鹽類等。起燃燒爆炸；有些氧化劑在

物和鹽遇酸、遇水等引起劇烈反應(yīng)，

類引起燃燒或爆炸。

二級，能引除一級以外的無機(jī)氧化劑。

起燃燒。

有機(jī)一級，能引有機(jī)過氧化物，如過氧化苯本身是氧化劑，同時(shí)具有燃

氧化起燃燒和爆甲酰、過氧化二叔丁醇等；燒和爆炸性；為過氧化物，

劑蚱有機(jī)硝酸鹽等，如硝酸服、能進(jìn)行自身氧化-還原反應(yīng)，

硝酸胭等。反應(yīng)生成氣體，反應(yīng)迅速時(shí)

引起燃燒、爆炸。

二級能引起除一級以外的有機(jī)氧化劑。

燃燒

（3）可燃?xì)怏w可燃?xì)怏w指遇火、受熱或與氧化劑接觸能引起燃燒或爆炸的氣

體。可分為一級和二級可燃?xì)怏w；凡著火（爆炸）濃度下限（10%為一級可燃?xì)?/p>

體，下限＞10%的為二級可燃?xì)怏w。

可燃?xì)怏w的危險(xiǎn)性主要為其燃燒性、爆炸性和自燃性，同時(shí)由于其具有高度

的化學(xué)活潑性，易于氧化劑等物質(zhì)起反應(yīng)，引起火災(zāi)爆炸。當(dāng)其比空氣輕時(shí)，可

逸散在空氣中無限制擴(kuò)散，易與空氣形成爆炸性化合物；當(dāng)其比空氣重時(shí)，聚集

于地表和管溝不散,遇火源時(shí)燃燒或爆炸。有些可燃