環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)的量與臨界量

1、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)的量與臨界量尹洧;周小凡;李文潔【摘 要】根據(jù)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)的數(shù)量及其臨界量計(jì)算 Q 值，結(jié)合生產(chǎn)工藝與環(huán)境受體來綜合判斷環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)是企業(yè)突發(fā)環(huán)境事件風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中的關(guān)鍵所在。本文對(duì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)的辨識(shí)、臨界量及 Q 值的計(jì)算進(jìn)行了闡述，并對(duì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)的臨界量確定補(bǔ)充提出一些看法?！酒诳Q】安全【年(卷),期】2016(037)007【總頁數(shù)】4 頁(P6-9)【關(guān)鍵詞】風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估;環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì);臨界量 Q 值;環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)【作 者】尹洧;周小凡;李文潔【作者單位】【正文語種】中 文環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)指自然環(huán)境產(chǎn)生或通過自然環(huán)境傳遞的，對(duì)人類健康和福利產(chǎn)生不利影響， 同時(shí)又具有不確定性的突發(fā)危害

2、事件1。環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)可理解為環(huán)境受危害的不確定程度以及事故發(fā)生后給環(huán)境帶來的影響。在企業(yè)突發(fā)環(huán)境事件風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指南（試行）（簡(jiǎn)稱“指南”）中，“環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)”定義為：發(fā)生突發(fā)環(huán)境事件的可能性及突發(fā)環(huán)境事件的危害程度2。環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的重點(diǎn)是環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別主要涉及環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)及數(shù)量?！碍h(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)”定義為具有有毒、有害、易燃、易爆等特性，在意外釋放條件下可能對(duì)場(chǎng)外公眾或環(huán)境造成傷害、損害、污染的化學(xué)物質(zhì)。環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)的理化性質(zhì)不同對(duì)風(fēng)險(xiǎn)大小和危害后果的影響也不同3。在危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源辨識(shí)4中，對(duì)“危險(xiǎn)化學(xué)品”給出定義：具有易燃、易爆、有毒等特性，會(huì)對(duì)人員、設(shè)施、環(huán)境造成傷害或損害的化學(xué)品。兩

3、個(gè)概念下的化學(xué)物質(zhì)有一些是相同的，有的臨界量有些區(qū)別。這些物質(zhì)臨界量的賦值成了判斷化學(xué)物質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)的最重要參數(shù)。在危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源辨識(shí)4中，危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源辯識(shí)依據(jù)是危 險(xiǎn)化學(xué)品的危險(xiǎn)特性及其數(shù)量，若單元中某種或某類危險(xiǎn)化學(xué)品數(shù)量等于或超過臨界量，則該單元定為重大危險(xiǎn)源。在建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則 5中， 根據(jù)建設(shè)項(xiàng)目初步的工程分析、劃分功能單元。凡生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸、使用或貯存 危險(xiǎn)性物質(zhì)，且危險(xiǎn)性物質(zhì)的數(shù)量等于或大于臨界量的功能單元，定為重大危險(xiǎn)源。以上所說的“重大危險(xiǎn)源”，有區(qū)別于“指南”中所說的“環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)”，后者需要 根據(jù)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)數(shù)量（Q）、生產(chǎn)工藝（M）與環(huán)境受體（E）的矩

4、陣來判斷突發(fā)環(huán)境事件的可能性及突發(fā)環(huán)境事件造成的危害程度。在企業(yè)突發(fā)環(huán)境事件風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與應(yīng)急預(yù)案的編寫中，主要參照后者。環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)辨識(shí)是風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)首要環(huán)節(jié)和關(guān)鍵，辨識(shí)結(jié)果是風(fēng)險(xiǎn)定量評(píng)價(jià)的依據(jù)和 制定預(yù)防措施、應(yīng)急預(yù)案和處置方案的科學(xué)基礎(chǔ)。風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)辨識(shí)的內(nèi)容、方向、方 法選擇的失誤將造成辨識(shí)漏項(xiàng)、結(jié)果偏離，從而導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)論的偏頗，甚至是原則 性的失誤。環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與安全評(píng)價(jià)的危險(xiǎn)源辨識(shí)目的各不相同。前者是要找出可 能引發(fā)事故導(dǎo)致不良后果的材料、物品、系統(tǒng)、工藝過程或項(xiàng)目特征，進(jìn)而篩選出 最大可信事故，通過源項(xiàng)分析計(jì)算，確定項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)值，再與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)比較，評(píng)價(jià) 項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)能否達(dá)到可接受水平。后者是通過

5、識(shí)別危險(xiǎn)來源，了解系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)， 發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)因素和管理缺陷，為其后確定危險(xiǎn)源的危險(xiǎn)性、危險(xiǎn)程度，消除潛在危險(xiǎn)， 提出預(yù)防控制措施做準(zhǔn)備，從而減少和防止事故的發(fā)生，達(dá)到系統(tǒng)的安全和最優(yōu)化1。在危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源辨識(shí)4中對(duì)臨界量的定義：對(duì)于某種或某類危險(xiǎn)化學(xué)品規(guī)定的數(shù)量，若單元中的危險(xiǎn)化學(xué)品數(shù)量等于或超過該數(shù)量，則該單元定為重大危險(xiǎn)源。在“指南”2中，確定企業(yè)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)采用矩陣方法，其中一項(xiàng)重要的因素就是 Q 值，由涉及環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)的量與其臨界量計(jì)算 Q 值。當(dāng) Q 值小于 1 時(shí)，直接定為一般環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)；大于 1 時(shí)，將 Q 值劃分為三個(gè)等級(jí)： Q11Q10；Q210Q100；Q3Q100。

6、再利用矩陣方法，結(jié)合生產(chǎn)工藝過程與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)控制水平（M 值）和企業(yè)周邊環(huán)境受體的類型（E）來確定企業(yè)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。由此看來，根據(jù)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)的數(shù)量與其臨界量計(jì)算 Q 值是判斷企業(yè)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。重大環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)排查主要依據(jù)待排查物質(zhì)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)性及其數(shù)量，考察其存放量與該類物質(zhì)所界定的臨界量的關(guān)系。對(duì)于待評(píng)估的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)企業(yè)，首先需要進(jìn)行企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)的識(shí)別，識(shí)別的依據(jù)為企業(yè)生產(chǎn)、存儲(chǔ)或使用的化學(xué)品的種類及數(shù)量。目前，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)的篩選主要參考了國(guó)內(nèi)外相關(guān)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源識(shí)別與管理所規(guī)定的化學(xué)品類別及臨界量。主要依據(jù)有“指南”、危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源辨識(shí)、建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則、美國(guó)EPA

7、 頒布的化學(xué)品事故防范法規(guī)、歐盟頒布的塞維索指令、加拿大環(huán)境應(yīng)急法規(guī)、美國(guó)應(yīng)急計(jì)劃與公眾知情權(quán)法案（EPCRA）、綜合環(huán)境應(yīng)對(duì)、賠償和責(zé)任法案（CERCLA）等。 目前，我國(guó)可查到環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)臨界量的有 3 個(gè)文件，對(duì)此列表進(jìn)行比較，見下表。上述 3 個(gè)技術(shù)文件中 Q 值的計(jì)算方法相同，Q 值的大小說明了某種危險(xiǎn)物質(zhì)在一定數(shù)量情況下的危險(xiǎn)性。在突發(fā)環(huán)境事件風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中 Q 值的計(jì)算，首先是用“指南”附錄 B 中臨界量的數(shù)據(jù)，如果附錄 B 中沒有該種物質(zhì)，則可使用危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源辨識(shí)（GB 18218-2014）表 1 和表 2 的數(shù)據(jù)。如果上述兩個(gè)文件中均沒有該種物質(zhì)，則可以使用建設(shè)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)

8、評(píng)估技術(shù)指南（HJ/T-169-2004）中表 2、表 3 中的數(shù)據(jù)，并應(yīng)當(dāng)在計(jì)算中加以說明。（1）先關(guān)注所采用文件的適用范圍，確定該文件是否適用該企業(yè)或單位，如在 “指南”中明確指出：不適用于加油站，故不能使用其中油類物質(zhì)（礦物油類，如石油、汽油、柴油等）2500t 的臨界量。因此，在加油站環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中可以采用危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源辨識(shí)GB 182185的規(guī)定：易燃液體汽油的臨界量為 200t，柴油屬于 23閃點(diǎn)61的易燃液體，臨界量取值 5000t。（2）Q 值的計(jì)算應(yīng)是物料實(shí)際重量與臨界值的比值。但在實(shí)際生產(chǎn)中，有些企業(yè)使用了包含溶劑（如：水）在內(nèi)的物料總重量與臨界值的比值。例如，某企業(yè)

9、存有10t 濃鹽酸（36%），在臨界量表中并沒有直接標(biāo)出鹽酸的臨界量，但由于鹽酸是氯化氫（HCl）的水溶液，且易揮發(fā)，而氯化氫的臨界量為 2.5t，Q 值的計(jì)算應(yīng)該是：Q=1036%/2.5=1.44同樣，某企業(yè)存有 10t 濃氨水，濃氨水濃度為 30%，氨的臨界值為 7.5t，我們認(rèn)為 Q 值的計(jì)算應(yīng)該是：Q=1030%/7.5=0.40這里必須考慮到這些化學(xué)元素僅改變了物相（氣相與液相），并沒有發(fā)生物質(zhì)成分的化學(xué)變化，沒有質(zhì)的變化。但若在改變物相后，產(chǎn)生了化學(xué)反應(yīng)形成了新物質(zhì)就不能按以上的方法來計(jì)算臨界量了，如由燒堿（NaOH）和氯化氫（HCl）可以反應(yīng)生成食鹽（NaCl），化學(xué)反應(yīng)改變了

10、各自原有的性質(zhì)，這就不能折算其中的氯化氫或氯的量來計(jì)算 Q 值了。判斷環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)的數(shù)量除了要考慮儲(chǔ)存的量之外，還需要包括在運(yùn)行系統(tǒng)中該物質(zhì)的數(shù)量，以此量來計(jì)算 Q 值。例如，液氨儲(chǔ)罐中有 8t 液氨，在冷凍系統(tǒng)管道中有 1t，那存在量應(yīng)該為 8+1=9t。對(duì)于有些物質(zhì)并未列在臨界量表中，而這些物質(zhì)也存在一定風(fēng)險(xiǎn)，該如何來確定其與臨界量的比值呢？從烷烴系列來看，丙烷（C3H8）、丁烷（C4H10）的臨界量均為 5t，而正己烷（C6H14）的臨界量為 500t，那甲烷（CH4）和乙烷（C2H6）的臨界量又該是多少呢？它在環(huán)境中的風(fēng)險(xiǎn)與丙烷、丁烷相似，同時(shí)天然氣中有 90%以上的組分為甲烷，因此，

11、我們認(rèn)為將甲烷和乙烷的臨界量定為 5t 比較合適；表中有丙烷、丁烷、己烷的臨界量，但并未列出正戊烷（C5H12）的臨界量， 我們認(rèn)為正戊烷臨界量至少應(yīng)該參考正己烷（C6H14）的臨界量 500t；正己烷（C6H14）有 5 種同分異構(gòu)體，這些同分異構(gòu)體具有相似的理化性質(zhì)和毒理性質(zhì)，對(duì)于其它 4 種同分異構(gòu)體的臨界量也應(yīng)該為 500t；推而廣之，對(duì)于具有相同元素組成的同分異構(gòu)體都應(yīng)該采用同樣的臨界量，又如：1-丁烯（CH3CH2CH=CH2）和 2-丁烯（CH3CH=CHCH3）是同分異構(gòu)體，2-氯丙烯（CH3CHCl=CH2）和 1-氯丙烯（CH3CH=CHCl）也是同分異構(gòu)體，其臨界量均為

12、5t。在有機(jī)化合物中，同分異構(gòu)現(xiàn)象是十分普遍的，一般來說，其臨界量應(yīng)該適合于各種同分異構(gòu)體。當(dāng)分子的構(gòu)造相同，原子或基團(tuán)在 鍵平面或環(huán)狀分子平面兩邊排列方式不同產(chǎn)生的異構(gòu)現(xiàn)象，稱為順反（幾何）異構(gòu)現(xiàn)象。對(duì)于順反異構(gòu)的有機(jī)物，如“指南” 中，反式-2-丁烯的臨界量為 5t，那對(duì)于它的異構(gòu)體順式-2-丁烯的臨界量是否也應(yīng)為 5t？如果化合物中某一原子（不對(duì)稱碳原子）連接著 4 個(gè)不同的原子或基團(tuán)的話， 就存在空間立體（鏡面）異構(gòu)現(xiàn)象。需要說明的是，大部分空間立體異構(gòu)有著相類似的理化特征與毒理效應(yīng)，但有的農(nóng)藥因存在不對(duì)稱碳（或其他）原子產(chǎn)生手性立體異構(gòu)現(xiàn)象，有時(shí)會(huì)造成毒性的極大差異，如新農(nóng)藥氯胺磷（

13、 H3CO）（H3CS）（P*=O）（NH）C*（OH）CCl3具有碳（C）和磷（P）兩個(gè)手性中心，具有4 個(gè)立體異構(gòu)體，各立體異構(gòu)體的體外毒性差異在 1.118.1，而體內(nèi)毒性差異在1.213.0，這些結(jié)果表明，手性有機(jī)磷農(nóng)藥的環(huán)境行為和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估應(yīng)該在單一對(duì)映體層面進(jìn)行6，建議在確定農(nóng)藥類風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)的臨界量時(shí)，能夠充分考慮這一因素。在“指南”中，劇毒化學(xué)物質(zhì)的臨界量為 5t，有毒化學(xué)物質(zhì)的臨界量為 50t。還指出劇毒化學(xué)物質(zhì)是根據(jù)化學(xué)品毒性鑒定技術(shù)規(guī)范附錄 1-C“急性毒性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)”鑒定為劇毒的物質(zhì)，有毒化學(xué)物質(zhì)是根據(jù)“急性毒性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)”鑒定為高毒、中等毒或低毒的化學(xué)物質(zhì)，但具體執(zhí)行起來可

14、操作性較差?！爸改稀敝校?guī)定了 CODcr 濃度10000mg/L 的有機(jī)廢液（廢液有機(jī)物濃度在 1%以上）和 NH3-N 濃度2000mg/L 的廢液（廢液的氨氮濃度在 0.2%以上） 的臨界量，一般垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的量都比較大，但其量處于動(dòng)態(tài)的運(yùn)行變化之中， 建議可以不計(jì)算它的 Q 值。在化學(xué)上常把密度大于 5g/cm3 的金屬稱為重金屬，其中，對(duì)人體危害最大的有鉛（Pb）、汞（Hg）、鉻（Cr）、砷（As，又稱類金屬）、鎘（Cd）等。這些重金屬在水中不能被分解，與水中的其他毒素結(jié)合生成毒性更大的有機(jī)物，在生物體內(nèi)累積。其他對(duì)人體有危害的還有：鈷（Co）、銅（Cu）、鉬（Mo）、釩（V）、

15、銻（Sb）、錳（Mn）、錫（Sn）、鎳（Ni）、鉈（Tl）等。有些重金屬的有機(jī)態(tài)比無機(jī)態(tài)毒性更大，如汞和錫，而砷的有機(jī)態(tài)卻比無機(jī)態(tài)的毒性來的小。在“指南”中列入了 Cu、Mo、V、Sb、Mn、Tl 及其化合物的臨界量（以金屬離子計(jì)）均為 0.25t，而對(duì)其他重金屬則是指的特定的元素或化合物，如汞的臨界量為 0.5t，氯化汞、氯化銨汞、硝酸汞、乙酸汞、氧化汞、溴化亞汞、乙酸苯汞、硝酸苯汞的臨界量均為 0.25t，但甲基汞、乙基汞、硫酸汞等卻查不到其臨界量， 這些汞的化合物毒性也是比較大的，建議對(duì)于汞、鎘、鉻、鎳、鈷、砷均可統(tǒng)一為以金屬離子計(jì)或金屬元素計(jì)，這樣包括的面會(huì)更廣一些，也更便于對(duì)企業(yè)的風(fēng)

16、險(xiǎn)物質(zhì)進(jìn)行評(píng)估。有機(jī)錫的毒性遠(yuǎn)超過無機(jī)錫，“指南”中僅列了二丁基二（十二酸）錫的臨界量為 0.5t，二丁基氧化錫和三苯基氫氧化錫的臨界量為 0.25t，除此之外，還會(huì)有一些其它的有毒有機(jī)錫化合物，建議對(duì)有機(jī)錫統(tǒng)一確定一個(gè)臨界量比較合適。聚氨酯的原料甲苯二異氰酸酯（Toluene Diisocyanate，TDI）主要有兩種異構(gòu)體：甲苯-2，4-二異氰酸酯和甲苯-2，6-二異氰酸酯，“指南”中，這兩種異構(gòu)體的臨界量均為 5t；另外又出現(xiàn)“甲苯二異氰酸酯”的臨界量為 2.5t，不太好理解這里所指的“甲苯二異氰酸酯”與上述兩種異構(gòu)體有什么區(qū)別，具體評(píng)價(jià)時(shí)，究竟該選用哪個(gè)臨界量？企業(yè)所用的多亞甲基多苯

17、基異氰酸酯又該如何確定臨界量， 建議可采用二苯基亞甲基二異氰酸酯（MDI）的臨界量 0.5t。到目前為止，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)自然界中存在和實(shí)驗(yàn)室合成的物質(zhì)超過 3000 萬種，并且化學(xué)家還在不斷地發(fā)現(xiàn)更多的新物質(zhì)。盡管“指南”中已經(jīng)列出了 310 種化學(xué)物質(zhì)的臨界量，這在化學(xué)世界中僅僅占很小的比例，難免對(duì)風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)會(huì)有所遺漏！但若針對(duì)不斷出現(xiàn)的數(shù)以這么多的化學(xué)物質(zhì)分別定出臨界量，那又將會(huì)是件十分繁瑣的工作，也沒有這個(gè)必要。建議處于試行期的“指南”，突發(fā)環(huán)境事件風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)的臨界量能在各部門的使用之中能不斷充實(shí)，日臻完善。【相關(guān)文獻(xiàn)】1石硯秀，李琴，潘旸，等.環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與安全評(píng)價(jià)危險(xiǎn)源辨識(shí)的異同J.環(huán)境保護(hù)科學(xué)， 2009，35（2）：9