污染評價論文:工業(yè)污染的評價與比較概述
時間:2022-02-20 05:10:36
導(dǎo)語:污染評價論文:工業(yè)污染的評價與比較概述一文來源于網(wǎng)友上傳,不代表本站觀點,若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師,歡迎參考。

本文作者:孫鑫寧平唐曉龍易紅宏周連碧張旭工作單位:昆明理工大學(xué)
在過去的三十多年中,我國經(jīng)濟發(fā)展模式屬于粗獷型,工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展主要依靠物質(zhì)、資源的投入。為獲取物質(zhì)、原料和資源,在開采、洗(分選)選和冶煉過程必然產(chǎn)生大量的工業(yè)固體廢物〔13〕。我國一般大中型露天礦山年剝離量都在數(shù)百萬噸以上;地下坑采每年也要產(chǎn)生數(shù)十萬噸以上的廢石;在選礦作業(yè)中每選出1噸精礦,平均要產(chǎn)出幾噸或幾十噸的尾礦;每冶煉出1噸金屬平均還要產(chǎn)生出數(shù)噸的冶煉渣。第一次污染源普查結(jié)果表明,2007年我國工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量38.52億t,貯存量15.99億t,貯存率為41.5%,工業(yè)固體廢物的大量產(chǎn)生與堆放,造成土地浪費、資源浪費并帶來潛在的環(huán)境風(fēng)險〔14〕。其中包括水污染風(fēng)險、大氣污染風(fēng)險、土壤污染風(fēng)險及生態(tài)污染風(fēng)險。對于這些大宗工業(yè)固體廢物的尾礦庫(渣場),目前國內(nèi)主要關(guān)注其安全性評價,如:尹光志等對尾礦庫的安全性、穩(wěn)定性進行了大量評價研究〔15-17〕,但是尚未有一套完整評價體系來評價其環(huán)境風(fēng)險。環(huán)境風(fēng)險評價的方法比較繁多,使用較多的有生命周期評價法、安全檢查表評價法、概率風(fēng)險評價法、模糊邏輯評價法、層次分析法、統(tǒng)計分析法、公式評價法、圖形疊加法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評價法、事故致因突變模型評價法等。根據(jù)各方法特性和大宗工業(yè)固體廢物污染源環(huán)境風(fēng)險評價的技術(shù)需求,本文總結(jié)對比了主要的五種風(fēng)險評價方法。生命周期評價法(LifeCycleAssessment,LCA)生命周期評價法,簡稱LCA,是一種評價潛在環(huán)境影響以及貫穿產(chǎn)品整個生命周期所用的資源,如原料的獲取、產(chǎn)品的生產(chǎn)、產(chǎn)品的銷售以及廢物管理階段的方法。LCA起源于1969年美國中西部研究所受可口可樂委托,對飲料容器從原材料采掘到廢棄物最終處理的全過程進行的跟蹤與定量分析。20世紀90年代,LCA受到了廣泛的關(guān)注。由于它的迅速發(fā)展以及各國對該方法的需求,誕生LCA國際標準,這也標志著LCA發(fā)展成為一套成熟、穩(wěn)定的評價方法。各國也通過一系列的指導(dǎo)方針和教學(xué)材料為LCA國際標準的一致性和規(guī)范性進行了補充完善,其中包括聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署、國際環(huán)境毒理學(xué)和化學(xué)學(xué)會以及LCA歐洲委員會編寫的生命周期倡議書和生命周期數(shù)據(jù)系統(tǒng)〔18〕。LCA通常有四個步驟:目的與范圍的確定、清單分析、影響評價和結(jié)果解釋,其中影響評價是評價的重點。LCA對產(chǎn)品整個生命周期的評價是其他評價方法所不能達到的,其范圍廣泛的特點有利于避免問題的轉(zhuǎn)化,例如在生命周期中相的轉(zhuǎn)化、區(qū)域的轉(zhuǎn)化以及環(huán)境問題的轉(zhuǎn)化。目前市場上有許多可用于LCA的軟件,如Gabi等。在歐洲委員會(EC)網(wǎng)站中也能下載一些關(guān)于LCA的注冊軟件、工具和數(shù)據(jù),這些軟件能滿足不同決策者的需求特點,而且還考慮到了數(shù)據(jù)清單計算的合理性。還可以運用LCA進行評價的經(jīng)典的例子作為評價工具,如Nielsen等對固廢填埋場的評價,Doka建立的廢物處理、售后服務(wù)生命周期清單(LCI),Hellweg等對生態(tài)廢物的評價,還有各類焚燒工藝的評價〔18〕。在選礦過程和尾礦中,LCA的應(yīng)用開始于20世紀90年代中后期,最初關(guān)注于完成金屬生產(chǎn)過程的生命周期清單(lifecycleinventories,LCI),以便支持消費品的選擇和設(shè)計的LCA。之后LCA的運用擴展到公司的項目及加工方法的選擇。盡管LCI、LCA的相關(guān)方法有一定的限制性,但在礦業(yè)—礦物可持續(xù)發(fā)展的項目(theMining,MineralsandSus-tainableDevelopment)中,LCA還是被認為是一種在行業(yè)決策中提供環(huán)境風(fēng)險評價的有用方法〔19〕。該方法的運用需要建立生命周期清單(LCI),即大量采集可信的數(shù)據(jù)。然而尾礦成分極易變化〔20〕,不易采集到可信數(shù)據(jù),而且目前我國尾礦和選礦行業(yè)生命周期清單數(shù)據(jù)較少,故不宜采用此方法評價大宗工業(yè)固體廢物污染源(尾礦庫、渣場)環(huán)境風(fēng)險。
安全檢查表評價法(SafetyCheckList,SCL)安全檢查表評價法,簡稱SCL,是由一些有經(jīng)驗,且對工藝過程、機械設(shè)備和作業(yè)情況熟悉的人員,事先通過對檢查對象共同進行詳細分析、充分討論,把檢查對象加以分解,將大系統(tǒng)分割成若干小的子系統(tǒng),以提問或打分的形式列出檢查項目和檢查要點并編制成表,以便之后進行檢查和評審〔21〕。安全檢查表產(chǎn)生于20世紀30年代工業(yè)迅速發(fā)展時期。當時,由于安全系統(tǒng)工程尚未出現(xiàn),安全工作者為解決生產(chǎn)中遇到的日益增多的事故,運用系統(tǒng)工程的手段編制了一種檢驗系統(tǒng)安全與否的表格。系統(tǒng)工程廣泛應(yīng)用以后,安全檢查表的編制逐步走向理論階段,使得安全檢查表的編制越來越科學(xué)、全面和完善。目前SCL已被國內(nèi)外廣泛采用,并擴展到各個領(lǐng)域。例如:SCL在鐵路勞動安全管理上的應(yīng)用〔22〕,SCL在港口工程危險源辨識中的應(yīng)用〔23〕以及2009年世界衛(wèi)生組織運用SCL對外科手術(shù)中的存在風(fēng)險進行了評價,并取得了較好的效果,避免了許多風(fēng)險隱患〔24〕等。使用安全檢查表法進行施工危險源辨識,可以突出重點、避免遺漏,便于發(fā)現(xiàn)和查明危險和隱患,便于存檔。有利于落實安全生產(chǎn)責(zé)任制,并可作為安全檢查人員履行職責(zé)的憑據(jù)。安全檢查表檢查的重點在裝置設(shè)備狀態(tài),設(shè)備建、構(gòu)筑物的安全距離等,著重調(diào)查當前狀況,缺乏對裝置及設(shè)備過去的了解。針對此問題,韓其俊對安全檢查表法進行了改進,加入了歷史資料查閱及調(diào)查提綱,解決了缺乏對裝置、設(shè)備過去的了解,也為之后的安全檢查表的發(fā)展提供了幫助〔25〕。SCL主要適用于現(xiàn)場安全檢查人員,側(cè)重于安全評價,缺少對環(huán)境風(fēng)險的評價。為了使評價工作得到關(guān)于系統(tǒng)安全程度方面量的概念,開發(fā)了許多行之有效的評價計值方法。根據(jù)評價計值方法的不同,安全檢查表評價法又分為逐項賦值法、加權(quán)平均法、單項定性加權(quán)記分法以及單項否定計分法。由于大宗工業(yè)固體廢物污染源(尾礦庫、渣場)環(huán)境風(fēng)險評價體系研究需要一定的定量化指標,而此方法雖然加入了一些有效的評價記值方法,但無法進行真正意義上定量化,故不宜采用此方法進行風(fēng)險評價。2.3概率風(fēng)險評價法(ProbabilisticRiskAssess-ment,PRA)概率風(fēng)險評價,簡稱PRA,是以某種傷亡事故或財產(chǎn)損失事故的發(fā)生概率為基礎(chǔ)進行的系統(tǒng)風(fēng)險評價方法。在20世紀70年代,美國原子能委員會(AEC)應(yīng)用事件樹和故障樹相結(jié)合的分析技術(shù)首次成功地對核電站的風(fēng)險進行了綜合的評價,并以定量的方式給出了核電站的安全風(fēng)險后,美國核管理委員會(NRC)開始使用PRA來支持其管理過程,從此PRA得到了廣泛的運用。在“挑戰(zhàn)者”事件之后,美國航空航天局(NASA)制定了更嚴格的安全和質(zhì)量保證大綱,采用概率評價方法對航天任務(wù)進行評價〔26〕,并開發(fā)了一套完整的PRA程序?qū)教祜w機的飛行任務(wù)進行評價。歐空局(ESA)的安全評價也從以定性為主轉(zhuǎn)向定量評價,并開發(fā)了自己的風(fēng)險評價程序〔27〕。一般地,PRA由以下幾個步驟構(gòu)成〔28〕:1)研究熟悉系統(tǒng);2)分析初始事件;3)事件鏈分析;4)初始事件和中間事件概率的評估;5)后果分析;6)風(fēng)險排序和管理。PRA不僅是一個風(fēng)險評估方法,而且可以作為一個風(fēng)險管理技術(shù)。在實際應(yīng)用中,該法在美國和大多數(shù)的歐洲國家獲得了顯著的效果〔29-30〕。因為PRA耗費人力、物力和時間,它最適合以下幾種系統(tǒng)的風(fēng)險評價〔31〕:l)一次事故也不允許發(fā)生的系統(tǒng),如洲際導(dǎo)彈、核電站等;2)其安全性受到世人矚目的系統(tǒng),如宇宙航行、海洋開發(fā)工程等;3)一旦發(fā)生事故會造成多人傷亡或嚴重環(huán)境污染的系統(tǒng),如民航飛機、海洋石油平臺、石油化工和化工裝置等。由于環(huán)境污染具有潛伏性,污染不一定能瞬時表現(xiàn)出來,加之環(huán)境污染還具有持久性,無法判斷其污染時間,故難以統(tǒng)計其概率,而且目前對于尾礦庫、渣場的環(huán)境風(fēng)險研究數(shù)據(jù)、資料較少,使得運用PRA評價大宗工業(yè)固體廢物污染源(尾礦庫、渣場)的環(huán)境風(fēng)險不具說服力,具有較大的主觀性。故不適用于大宗工業(yè)固體廢物污染源(尾礦庫、渣場)的環(huán)境風(fēng)險評價。模糊邏輯評價法(FuzzyLogicAssessment,F(xiàn)LA)模糊邏輯評價法,簡稱FLA,是隨著模糊數(shù)學(xué)的迅速發(fā)展而出現(xiàn)的一種全新的基于模糊集理論的評價方法。模糊集理論用于環(huán)境風(fēng)險評價是環(huán)境評價領(lǐng)域的重大變革。如Anile等〔32〕基于模糊邏輯開發(fā)了一種適用于在社會經(jīng)濟的環(huán)境等多種因素作用下對江河使用的影響評價。AndredeSiqueira和Re-natodeMello〔33〕依靠模糊邏輯開發(fā)了一種評價環(huán)境影響的決策方法,此方法用于比較了巴西圣卡塔利娜島高速公路工程的環(huán)境影響評價,并給出了最佳選擇決策。隨著計算機的迅猛發(fā)展,模糊邏輯進行了不斷完善,RobertoPeche〔34-35〕通過計算機軟件對模糊邏輯進行處理,并運用到在環(huán)境風(fēng)險評價中,取得了很好的效果。FLA的最大優(yōu)勢在于它可以體現(xiàn)出人類所具有的處理不精確、不確定和難以定量化的信息的能力。模糊集理論可以通過運用“部分真實”的概念來量化變量的不確定性,依靠隸屬函數(shù)來確定集合中要素的“隸屬度”。與其他方法比較,它的優(yōu)點是:用隸屬函數(shù)描述分界線,使評價結(jié)果接近客觀。尤其是在風(fēng)險性評價系統(tǒng)領(lǐng)域,它體現(xiàn)了模糊性的客觀現(xiàn)實,使得評價中的數(shù)據(jù)易于測取,可以將風(fēng)險評價結(jié)果表述得更易于讓決策者和公眾理解,所以,這種方法對于決策過程也是極為有用的。FLA以一種精確的方式為模型系統(tǒng)或人為判斷產(chǎn)生的不精確、不確定信息的使用提供了新途徑。針對大宗工業(yè)固體廢物污染源(尾礦庫、堆場)環(huán)境風(fēng)險評價指標繁多,且需要諸多專家學(xué)者的經(jīng)驗進行主觀性分析評價,故運用FLA可以讓評價結(jié)果更具合理性、說服性。
近年來,隨著尾礦庫事故的頻發(fā),尤其是大宗工業(yè)固體廢物污染源(尾礦庫、渣場)對環(huán)境造成的危害,造成了許多無法挽回的損失。其影響范圍廣,涉及因素多而復(fù)雜(涉及到土壤、水、大氣、生態(tài)等諸多環(huán)境),不易定量化且因素之間相互制約、相互影響。如:尾礦成分多、易轉(zhuǎn)化;土壤、水等因素相互影響、相互制約;風(fēng)險高且存在隨機性,與時間、雨量、自然災(zāi)害等諸多相關(guān)不確定因素聯(lián)系緊密。針對大宗工業(yè)固體廢物污染源(尾礦庫、渣場)環(huán)境風(fēng)險評價體系研究,從方法學(xué)研究角度而言,大宗工業(yè)固體廢物的尾礦庫安全風(fēng)險評價及相關(guān)單一的土壤風(fēng)險評價、地下水風(fēng)險評價、地表水風(fēng)險評價等研究較多,但將其作為一個整體的環(huán)境風(fēng)險評價體系還尚未有研究。從此目標而言,本文將5種主要的風(fēng)險評價方法對比總結(jié)于表1,以便從中找出適用于大宗工業(yè)固體廢物污染源(尾礦庫、渣場)的環(huán)境風(fēng)險評價方法。雖然FLA體現(xiàn)出人類所具有的處理不精確、不確定和難以定量化的信息的能力,但不能從整體上對大宗工業(yè)固體廢物污染源(尾礦庫、渣場)環(huán)境風(fēng)險評價體系這樣復(fù)雜的系統(tǒng)進行分析,而且缺少隨機性。而對于AHP,雖然能夠從宏觀上對目標系統(tǒng)分層交錯的指標進行評價,得出一個簡單明了的結(jié)論,從而簡化一個復(fù)雜的系統(tǒng),但AHP對模糊性的考慮還需進一步完善。因此,對于構(gòu)建一套大宗工業(yè)固體廢物污染源(尾礦庫、渣場)環(huán)境風(fēng)險評價體系,考慮其復(fù)雜性、不確定性、廣泛性等諸多因素。筆者認為,需要把這兩種評價方法結(jié)合起來,構(gòu)建出一套完整的評價體系。這樣不僅解決了大宗工業(yè)固體廢物污染源(尾礦庫、渣場)復(fù)雜的環(huán)境系統(tǒng)和多種不確定風(fēng)險因素的問題,而且對其無法定量化評價等的問題也能得到較好的解決,從而為決策者提供一套切實可行的大宗工業(yè)固體廢物污染源(尾礦庫、渣場)環(huán)境風(fēng)險評價體系。