风险识别的七种方法

核心提示风险识别的七种常用武器 2008-12-29 14:18|来源:《中国民用航空》航采网|字号:大 中 小|视力保护色 : 《中国民用航空》航采网讯(供稿单位:国航股份成都维修基地党群工作部宣传室 通讯员:易春霞 作者:陈义怀) 风险管理是民

风险识别的七种常用武器

2008-12-29 14:18|来源:《中国民用航空》航采网|字号:大 中 小|视力保护色

: 《中国民用航空》航采网讯(供稿单位:国航股份成都维修基地党群工作部宣传室 通讯员:易春霞 作者:陈义怀)

风险管理是民航安全管理系统(SMS )的核心内容,它主要包括风险识别、风险评估和风险控制三个部分。其中风险识别是风险管理的前期基础性工作,是风险评估的重要依据。风险识别的准确性和可靠性如何,直接关系到风险评估的质量,也必然影响风险控制的手段和措施。怎样全面准确地识别出一个系统或一项作业的风险,必须依赖于有效的方法。本文主要介绍了在风险识别中常用的七种武器,涵盖了入门和专业两个级别,基本上能满足各种风险识别的需要。

武器之一:「作业分析与流程图」(The Operations Analysis and Flow Diagram) 作业分析(OA )要求编写一份逐项的事件序列或是一个图表(如流程图),来描述一项工作的主要事件。这种方法要求将一项工作按时间顺序分解成具有较强相关性的N 个片断,每个片断应是一个最小的相对独立的事件单位,此处称之为“事件元”。作业分析可以是一份按时间序列排列的表格,更常用的是我们所熟悉的流程图。

作业分析是一种也比较容易掌握的基础性工具,可用于所有的风险识别。使用这种方法的关键和要点在于:要尽可能详细地罗列一项工作的所有重要细节。 评价

重要性:☆☆☆☆☆

难易程度:☆☆

推荐指数:☆☆☆☆☆

杀伤力:☆☆☆☆

附:流程图符号范例

符号 意义 实例

开始 接受工作 开始行程 打开检查清单

过程 规划任务 起动车辆 检查清单上的第一步骤

决策点(或) 是/否 赞成/反对 通过/失败

分叉/分开(且) 车辆与供给物品就位 放开离合器并且踩油门 移动操纵杆并同时观察 飞行控制装置

结束 期终报告 抵达目的地 飞机通过接受

武器之二:「危险因素分析」(The Preliminary Hazard Analysis)

危险因素分析,简称PHA 。它以作业分析或流程图为基础,运用直觉、经验、参考数据或标准等,对每一个事件元进行风险分析,并进行对应的记录。PHA 有助于克服在传统直觉式风险管理中,立即集中焦点于作业的某一方面风险的强烈倾向,而这通常导致忽略隐藏在作业其它方面某些更严重的问题。当风险水平较低或为例行性的作业时,P HA 通常可以担负全部危险因素确认的工作。在风险较高的作业中,PHA 藉由呈现全面的

风险问题,为后续的危险因素分析找出重点以及排出优先级。

PHA容易使用,并且花费时间较少,但它的有效性也依赖于具有实际经验的作业人员的专业知识、技术,以及可供参考的法令、标准、技术文件等数据群。通常它一般只能进行广泛但并不深入的风险识别,在风险较高且较复杂的作业中,还需要后续的更有效和更有针对性工具进行专门的分析。

评价

重要性:☆☆☆☆

难易程度:☆☆

推荐指数:☆☆☆☆

杀伤力:☆☆☆☆

PHA 示例:

搬动一件沉重装备

作业:将一件3吨重的机器从一栋大楼移到另一栋起点:该机器是位于A 栋大楼的原始位置上终点:该机器是位于B 栋大楼的新位置上

事件元 危险因素或状况

抬高机器以容许叉车定位 机器由于不平衡而翻覆机器由于叉车失常而翻覆由于叉车失常或是不当的位置(人或叉车),而使机器掉落在人或装备上。机器撞到高处的障碍物机器在提升过程中损毁

将叉车定位 叉车撞到机器叉车撞到该处的其它物品

提升机器 机器撞到头上高处的障碍物由于机械故障而致提升失败(伤害到机器、其它事物或是人员)机器由于不平衡而翻覆

搬动机器到卡车处 操作员错误而引起装载不稳定由于路面不平等造成装载物移动 放置机器到卡车上 捆绑不当而产生不稳定卡车装载过重,或是不当的装载分配 驾驶卡车到B 栋大楼 搬运中发生汽车意外事故驾驶技术不良产生不稳定由于路面状况而不稳定

从卡车搬下机器 分析同「搬动机器到卡车处」

放置机器于B 栋大楼的新位置 分析同「提升机器」,但焦点集中在搁放机器。

武器之三:「假设状况」法(The “What If”Tool )

假设状况法就是依据作业分析的结果,直观形象地假设事件元可能发生的危险因素及后果。它是风险确认工具中最有效力的方法之一,尤其对于掌握有关失败模式的危险因素数据特别有效。假设状况法的典型使用情况,是在作业分析与PHA 之后作为第一项使用工具。例如,PHA 揭露某一方面的危险因素,而它需要进一步地探讨,深入探讨该方面因素的最佳单一工具可能就是假设状况法。使用者可集中于某个关切的危险点,然后使用假设状况法去实际地挖掘出危险因素。

运用「假设状况」法分析,可以辅以情境思考加以扩展,以便进一步探讨作业中的

危险因素。为使用情境思考,可发展一些简短的情境,而它们可反应作业中多重危险因素复合影响下的最坏可能结果。在撰写情景时,一般以遵循以下原则:

? 简洁清楚,不拘泥于词句及文法

? 包括人员、机器、环境条件、管理等要素

? 鼓励想象力与直觉

? 将情境延伸至最坏可能结果

评价:

重要性:☆☆☆☆☆

难易程度:☆☆

推荐指数:☆☆☆☆☆

杀伤力:☆☆☆☆☆

「假设状况」法示例:

场面:描绘一组三名操作员工,非正式地利用假设状况法,以讨论一项将多吨重的机器,从一个地点搬到另一个地点的任务。其中部份讨论情况如下:

甲:假如机器翻倒并且掉落而打断其后方墙壁内的电线,情况将如何?乙:假如它打到位于西边墙上的焊接管,情况将如何呢?(乙将甲假设的情况进一步延伸,从原先所提出的危险因素中再产生另一个变形。)丙:假如底板因为重量集中在叉车底部而破裂,情况将如何?甲:假如机器上用以提升的端点,被叉车损坏,情况将如何?乙:假如电线、气压管或其它机器附件没有正确归位,情况将如何?丙:假如关闭/开启标示,没有正确运用于机器所需的电源上,则情况将如何? 等等?.

附注:在工作底稿上掌握每一种假设状况相当重要。当可能的情况基本穷尽,则将危险因素归纳为几个相似类别。上例中所列者,可以分别归类如下:类别1:机器掉落的危险因素。类别2:重量所导致的失常。类别3:机器关闭与启用的危险因素。而后这些相关类别的危险因素,再进行作业风险管理程序的其余五步骤的处理。

武器之四:「因果法」(THE Cause and Effect Tool)

因果法又称鱼骨图(The fishbone tool),是一种较严谨、详细的风险识别工具。因果法的特别优势在于它起源于质量管理,很多员工曾受过训练。因为广泛使用,因此只需很少或不需训练就可以将它运用在侦测风险的问题上。

使用者可依据所欲分析的作业或任务的特殊性质,而加以剪裁基本骨架。可将一个正面或负面结果的方块,放置在图形的右方。然后利用图形架构,加入各种引发因素而完成本图形。然后利用基本主线的旁系分支,可将其它危险因素加入到图形中。因果图是一种非常有效的团队型危险因素确认工具,因此应该尽可能地在团队方式下使用。 由于该方法在全面质量管理中曾广泛使用,并为大家所熟悉,兹不举例。

评价:

重要性:☆☆☆☆

难易程度:☆☆

推荐指数:☆☆☆☆

杀伤力:☆☆☆☆

武器之五:工作危险因素分析(The Job Hazard Analysis)

工作危险因素分析(JHA )的目的,在于详细检视某单项工作的各种安全风险。 JHA的最佳完成方式是使用一份如图所示的表格,将某项工作分解成若干工作步骤。某些工具诸如情境法以及假设状况法,有助于确认工作人员或系统的潜在危险因素。工作危险因素分析表可由风险管理专业人员完成,也可由经过培训的其它人员完成,但关键是实际从事该工作的人员必须参与,以保证分析的可靠性。

JHA与前述的PHA 有相似之处,但它增加了识别出危险因素后推荐采取的运行或程序,基本涵盖了风险管理的完整过程,在理想状况下就等于是风险管理。对于涉及显著风险的所有工作,完成深度危险因素评估并有从事该工作的人员参与,这种观念就是实现作业风险管理的一个理想模式。

评价:

重要性:☆☆☆☆

难易程度:☆☆☆

推荐指数:☆☆☆☆

杀伤力:☆☆☆☆

示例:

工作危险因素分析表

工作或作业名称 工作场所名称 JHA编号

基本工作步骤(按先后顺序) 潜在危险因素 推荐的行动或程序 武器之六:界面分析(THE Interface Analysis)

界面分析的目的,在于发现作业或系统中不同的活动要素间的潜在危险连接点或接触界面。界面分析的设计,是藉由集中焦点于作业中不同要素的界面上,从而揭露潜在的危险因素,而这是其它任何方法所难以发现的。

在任何一个作业或系统中,一般都包含人、机、料、法、环五个要素,即便五个要素本身都没有问题,但是风险可能出现五个要素的接触界面上。以人与机器为例,人员的资质符合要求,机器设备状态良好,但是人在操作使用机器时,却可能发生机器伤害人或人损伤机器的风险,这个风险的产生主要是由于人机界面的双向吻合上存在问题。比如,人员不按规程操作,机器本身的设计在安全性上可能有某些缺陷等等,都可能造成事故的发生。

如果一个系统或一项作业各界面的自洽性(self-consistent )良好,那么出现风险的概率就很低,但这往往是一种理想状态,大量的风险恰恰就在各界面之间产生。因此界面分析是风险识别中十分重要和不可忽视一种工具,它能帮助我们发现常规风险之

外的隐藏较深的潜在风险。

界面分析主要应该考虑界面之间的潜在互动及信息传递。要确保系统或作业周期所有阶段的互动都纳入考虑,必须建立一份良好的作业分析。

评价:

重要性:☆☆☆☆

难易程度:☆☆

推荐指数:☆☆☆☆

杀伤力:☆☆☆☆

武器之七:故障树分析(The Fault Tree Analysis)

故障树分析(FTA) 是一种专业水平的危险因素确认工具,该技术由美国贝尔电报公司的电话实验室于1962年开发。它采用逻辑的方法,形象地进行危险的分析工作,特点是直观、明了,思路清晰,逻辑性强,可以做定性分析,也可以做定量分析,体现了以系统工程方法研究安全问题的系统性、准确性和预测性,它是安全系统工程的主要分析方法之一。该方法采用图形演绎,从顶事件(TOP Event)开始,由上而下逐步分析,直到基本事件(故障树的底事件)为止。FTA 是少数几种只要拥有必要的数据资源,即可支持量化分析的危险因素确认工具之一,用此方法计算事故发生概率,一般先理清故障树的结构,再求出故障树的最小割集,最后由容斥法公式近似求得。所谓割集, 也叫做截集或截止集,它是导致顶事件发生的基本事件的集合,也就是说故障树中一组基本事件的发生,能够造成顶事件的发生,这组基本事件就叫割集,引起顶事件发生的基本事件的最低限度的集合叫最小割集。由于此方法涉及到集合与概率分析等专业的数学工具,具体分析请参阅相关的专业著作,此不详述。

以下事例是某型发动机冷车起动困难的简单的故障树分析:

故障树分析的常用符号及意义:

(以下所列仅是故障树分析中的常用符号,如需进一步了解,请参阅国家标准GB T 4888-1985 故障树名词术语和符号)

常用事件符号:

常用逻辑符号

运用故障树识别风险,一般应遵循以下原则:

1. 熟悉系统:要详细了解系统状态及各种参数,绘出工艺流程图或布置图。

2. 调查事故:收集事故案例,进行事故统计,设想给定系统可能发生的事故。

3. 确定顶上事件:要分析的对象即为顶上事件。对所调查的事故进行全面分析,从中找出后果严重且较易发生的事故作为顶上事件。

4. 确定目标值:根据经验教训和事故案例,经统计分析后,求解事故发生的概率(频率) ,以此作为要控制的事故目标值。

5. 调查原因事件:调查与事故有关的所有原因事件和各种因素。

6. 画出故障树:从顶上事件起,逐级找出直接原因的事件,直至所要分析的深度,按其逻辑关系,画出故障树。

7. 分析:按故障树结构进行简化,确定各基本事件的结构重要度。

8. 事故发生概率:确定所有事故发生概率,标在故障树上,并进而求出顶上事件(事故) 的发生概率。

9. 比较:比较分可维修系统和不可维修系统进行讨论,前者要进行对比,后者求出顶上事件发生概率即可。

以上9个步骤,在分析时可视具体问题灵活掌握,如果故障树规模很大,可借助计算机进行。目前我国故障树分析一般都考虑到第7步进行定性分析为止,也能取得较好效果。

评价:

重要性:☆☆☆☆☆

难易程度:☆☆☆☆

推荐指数:☆☆☆☆

杀伤力:☆☆☆☆☆

上述七种武器,如刀枪剑戟,各有所长各有所重。针对不同的风险识别对象,可灵活运用,或专取一种,或几种组合,主要应考虑其有效性和员工的接受性,最终目的是准确地识别出所有可能的有价值的风险,为后续的风险评估和风险控制提供可靠的依据。

地质环境风险评价

液压系统故障诊断技术

军事交通学院 王海兰 齐继东 王富强

摘 要:介绍液压系统故障主观诊断技术、数学模型诊断技术和智能诊断技术, 以及各种具体故障诊断方法的特点及应用, 指出专家系统与神经网络的有机结合成为智能故障诊断技术的发展方向。 关键词:液压系统; 故障诊断; 信号处理与建模; 专家系统; 神经网络

Abstract:This paper covers subjective diagnosi s technology, mathematical model diagnosis technology and intelligent diag -nosis technology. Various diagnosis methods and their application in hydraulic systems are discussed. It i s concluded that fu ture in telligent diagnosis technology is combining of expert system, neural network and information technology. Keywords:

hydraulic system; fault diagnosis; signal processing and modeling; e xpert syste m; neural

network

液压设备的自动化程度越高、功能越多、结构越复杂, 发生故障的几率随之增多, 故障造成的危害和损失也越加严重。由于液压系统各元件在封闭的油路内工作, 液压装置的损坏与失效, 往往发生在内部, 隐蔽性强。故障的症状与原因之间存在着重叠与交叉, 因果关系复杂, 再加上在运行过程中随机性因素的影响, 能够正确而果断地判断出发生故障的部位, 迅速排除故障尤为重要。

(泵源、控制传动部分或执行器部分) 。增加参数检测点, 如可在泵出口、执行元件进出口安装双球阀三通,

缩小故障发生区域。

1 液压故障的主观诊断技术

液压系统的故障有压力不足、流量不足、爬行、发热、噪声、振动、泄漏等。所谓主观诊断法, 是指依靠简单的诊断仪器, 凭借个人的实践经验, 分析判断故障产生的原因和部位。常用的方法有:

四觉诊断法 检修人员运用触觉、视觉、听觉和嗅觉来分析判断系统故障。

逻辑分析法(见图1) 根据液压系统的基本原理, 进行逻辑分析, 减少怀疑对象, 逐渐逼近, 找出故障发生部位。

参数测量法 通过测得液压系统回路中所需任意点处工作参数, 将其与系统工作的正常值比较判断, 可进行在线监测、定量预报和诊断潜在故障。图2所示为一种简单实用的检测回路[3]。检测回路与被检测回路并联, 在被测点设置如图2所示的双球阀三通接头, 用于对系统进行不拆卸检测。不需任何传感器, 可同时检测系统中的压力、流量、温度3个参数, 并立即诊断出故障所在的大致范围

5图1 故障逻辑分析基本步骤

此外, 还有故障树分析、方框图分析、鱼刺分析法等, 主观诊断法方便快捷, 但由于人的感觉不同、判断能力和实践经验有差异, 对客观情况的分析也不同, 所以一般只用于对故障进行简单的定性。

2 液压故障的数学模型诊断技术

数学模型诊断技术, 首先用一定的数学手段描述系统某些可测量特征量在幅值、相位、频率及相关性上与故障源之间的联系, 然后通过测量、分析、处理这些信号来判断故障源部位。这种方法实质上是以传感器技术和动态测试技术为手段, 以信号处理和建模处理为基础的诊断技术。主要有:

)

压和电流容易检测, 而且故障多样, 成因复杂。随着计算机技术的发展, 故障诊断技术与之相结合, 人工智能诊断技术应运而生。其本质特点是模拟人脑的机能, 有效地获取、传递、处理、再生和利用故障信息, 运用大量独特的专家经验和诊断策略, 成功地识别和预测诊断对象的状态。人工智能是智能诊断技术的核心, 为液压系统故障诊断向智能化方向发展提供新的技术手段与理论方法, 目前研究最活跃的2个分支是专家系统和神经网络。311 液压故障诊断专家系统

用专家系统诊断液压系统故障的一般过程是通

图2 参数测量检测回路

1、2. 截止球阀 3、8. 软管 4. 压力表5. 流量计 6. 温度计 7. 溢流阀

过用户接口将故障现象输入计算机, 由计算机根据输入的故障现象及知识库中的知识, 按推理机中存放的推理方法, 推理出故障原因并报告用户, 提出维修和预防措施。

(1) 知识库

知识库是故障诊断专家系统的基础, 如何建立有效的知识库是诊断系统的重要环节, 知识库的模型不仅要符合专家诊断推理的思维, 同时还要具备不断自我充实的能力, 以提高专家系统的性能。

知识库中存放各种故障现象、引起故障的原因及原因和现象间的关系, 知识包括领域专家的启发性知识和液压系统的结构原理性知识。前者源于领域专家在长期实践中的知识积累, 后者来自于对液压系统结构、原理和性能的深层次研究。通过对液压系统结构、功能和故障机理特征的分析可将其各部分的隶属关系描述成一种树状结构, 如系统级、子系统级、部件级和元件级等若干层次。

(2) 推理机

推理机是专家系统的核心, 实际上是计算机的控制模块, 根据输入的设备症状, 利用知识库中存贮的专家知识, 按一定的推理策略解决诊断问题。通常采用的推理策略有正向推理、反向推理、正反向混合推理; 常用的知识表达方式有产生式规则、框架、谓词逻辑等。

文献[2]以QLY-16T 型轮胎式起重机为例, 用产生式规则来表达与存贮知识, 知识库中的知识用GCLisp 语言汇编, 通过规则的递归调用及与用户的交互, 采用反向推理与启发式推理相结合的方法进行推断, 形成了液压系统故障诊断的专家系统软件, 达到模仿人类专家诊断故障的目的。

在液压故障模糊推理诊断过程中, 一般坚持以

铁谱记录诊断法 分析铁粉图谱, 根据铁粉记录上的磨损粉末、大小和颜色等方面信息, 可以准确得到液压系统的磨损与腐蚀的程度和部位。为经济起见, 往往采用简便方法监测油液中所含污染颗粒的数量, 仅在发现有异常情况时再对设备特定部位取样, 用铁谱记录分析技术查明异常部位和原因。

信号时) 频域诊断技术 采用信号时频分布分析技术, 从信号的时间) 频率获得诊断对象特征信息, 而且基于时变信号的分析技术更适合于实际应用。目前较为流行Wigner 分布、小波分析等方法对非平稳信号的特征信息抽取具有独特优点。随机信号频率响应法 在液压伺服控制信号上施加微弱的白噪声, 通过测量控制系统响应特性并且与初始值(正常值) 的传递特性比较, 确定系统状态以及发生异常的原因与部位。因为附加信号很微弱, 所以可在生产设备运行中在线诊断, 关键是附加的随机信号不能影响系统控制精度, 又要激励出系统特性, 对机械系统、电气系统可以很容易地分开诊断。根据各部分实际响应曲线与正常曲线的比较分析, 推断异常部位和异常原因。

文献[4]为一典型液压轧钢机系统, 通过对系统叠加随机信号, 得出正常状态下伺服阀系统频率响应和异常状态(如内部滤芯堵塞) 下的响应曲线, 分析得到液压系统对应部件的状态。

3 液压故障的智能诊断技术

液压系统的压力和流量显然不象电气系统的电

下原则:分层分段诊断, 逐步深入原则、假设与验证相结合原则、综合评判原则、获取信息原则、通过对外在性能的考证来判断系统内部结构的劣化原则、对比判别确定原则、找出最严重的故障点原则等。

(3) 专家系统的实现

根据知识库模型和知识推断处理方法, 专家系统的实现主要由图3

所示的几个模块组成。

专家系统和人工神经网络作为人工智能诊断的2个分支, 其应用前景十分广阔。专家系统可以有效地模拟人类专家的逻辑思维, 利用专家经验和启发式经验; 人工神经网络能有效地模拟人的形象思维, 从历史事件中总结过滤, 尤其是那些难以描述的类型与故障信号之间的逻辑关系。2类诊断方法各有侧重, 当要求快速诊断时, 往往采用经验性较强的形象思维方式, 但对于重要设备和精密仪器, 还是要通过症状和故障之间的逻辑关系的分析和运算最终给出严密、准确的解。

4 结束语

目前大多凭经验管理的液压设备都已过渡到以预防性为主的维护管理, 这是提高劳动生产率、提

图3 液压系统故障诊断专家系统结构图

高设备使用效率的重要途径, 因此就必须要求在生产实践中研究与应用多种液压系统的诊断技术。对于今后越来越复杂的液压系统的故障诊断, 最佳途径是将专家系统与神经网络有机地结合起来, 作为智能诊断的发展方向, 同时融入先进的现代信息技术, 如多媒体技术、interne t 技术、信息融合技术、智能传感器技术等, 提高控制系统的开放性、容错性和实用性, 应用前景十分广阔。

参 考 文 献

1 石红1液压设备故障诊断技术的研究1液压与气动, 2000(2)

2 祝海林1人工智能在液压系统故障诊断中的应用1液压与气动, 1995(5)

3 乔文刚1液压系统故障诊断的实用方法探析1液压与气动, 1999(1)

4 陈章位1液压设备状态监测和故障诊断技术1液压与气动, 1995(2)

5 张荣沂1液压系统故障诊断专家系统1工程机械, 2002(7)

6 湛从昌1液压系统故障的模糊诊断方法1液压与气动, 1994(6)

312 液压故障诊断神经网络系统

然而专家系统在发展中会遇到知识获取/瓶颈0问题, 知识库过于庞大和非结构性、求解方法单一等困难, 使其支持能力受限。而人工神经网络为液压系统的智能诊断开辟了新的空间。人工神经网络是利用神经网络具有的容错能力、学习功能、联想记忆功能、分布式并行信息处理功能等, 较好地解决了传统方法在知识表达、获取和并行推理等问题上的/瓶颈0问题, 特别是它不需要进行树搜索, 使系统开发周期大大减少而提高求解效率。基于神经网络系统的诊断基本原则是:把领域专家的经验输入网络, 通过对故障实例和诊断经验的训练学习, 依据一定的训练算法, 使网络的实际输出在某种数学意义下是理想输出的最佳接近, 对应于特定的输入征兆, 产生一故障输出模式, 可以模仿人类专家的直觉、联想、记忆等能力, 能较好地解决知识不完全性或不确定情况下的故障诊断问题。

文献[2]以轴向柱塞泵外壳的振动加速度信号为依据, 采用3层神经网络, 运用BP 训练算法(通过误差反向传播修正权重, 使网络的实际输出与期望输出之差的平方和达到极小) , 用C 语言在微机上建立了泵的故障信号采集、预处理及神经网络的故障诊断框架。经实际检验, 证明了神经网络诊断法的有效性。

5作 者:王海兰

地 址:天津军事交通学院机电控制工程教研室邮 编:300161收稿日期:2004-04-01

)

一、垃圾填埋的地质环境风险评价发展简况

地质环境风险评价属于环境风险评价的组成部分。环境风险评价兴起于20世纪70年代几个工业发达国家,尤以美国在这方面的研究独领风骚。在20多年中,就环境风险评价技术发展而言,大体上经历了三个时期:20世纪70年代至80年代初,风险评价处于萌芽阶段,风险评价内涵不甚明确,仅仅采取毒性鉴定的方法;20世纪80年代中,美国国家科学院(NAS)提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,剂量一效应关系评价,暴露评价和风险表征,由此,风险评价的基本框架已经形成。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。目前国外环境风险评价主要包括人体健康风险评价和环境风险评价两方面。相对来说,人体健康风险评价的方法基本定型,环境风险评价正处在总结、完善阶段。国外对垃圾填埋处置的地质环境风险评价已零星可见,但国内对城市垃圾填埋处置地质环境风险评价方法的研究成果,至今还没有见到。

二、地质环境危险与风险

(一)地质环境风险一般表达

地质环境风险一般可表述为:地质环境风险是由不幸的地质环境事件发生的可能性P及其发生后将要造成的损害所组成的概念。不幸的地质环境事件发生的可能性称为“风险概率”P(x),也称风险度,这个事件发生后所造成的损失或危害称为“风险后果”D(x),风险则可表征为:

R(x)=P(x)·D(x)

式中,x为一个具体的事件或事故。一般地,一个实际环境事故是由若干独立事件组合起来的,则这个环境事故的风险R(x)为:

城市垃圾地质环境影响调查评价方法

城市垃圾地质环境影响调查评价方法

由此,地质环境风险评价的任务就是:求出其R(x)(即P(x),D(x))。

按照上面两式,分别计算出风险事故发生的概率P(x)、及其可能造成的危害或损失D(x),再计算风险R(x),这是比较经典的基础方法。这是地质环境风险评价的基本思路。

(二)地质环境危险性

地质环境危险性是指地质环境被污染或破坏的可能性,如果能定量表示,即是指上述地质环境风险表达式中的风险概率P(x)。地质环境风险包含了危险性评价。地质环境的危险性评价国内外研究很多,如地质灾害危险性评价,地下水污染的危险性评价等。比较而言,地质环境风险评价工作开展晚,成果也不多。

三、垃圾处置场地质环境风险评价

垃圾处置场地质环境风险评价一般指垃圾场污染地质环境的事故发生的概率与其造成的损失之积。这里的地质环境一般指土壤、地下水。鉴于垃圾淋滤液在土壤中的运移缓慢,影响范围一般不大,造成的损失一般也不大,因此,这里进行的“垃圾处置场地质环境风险评价”重点是污染地下水的风险评价。

四、地质环境风险评价内容与步骤

进行地质环境风险评价内容和关键步骤如下:

(1)危害识别:判断要出什么事故:对于广义的地质环境风险识别来讲,一个垃圾填埋场可能出的事故为填埋气体逃逸进入地层、土壤和地下水,污染空气、地表水、地下水,传播疾病;垃圾淋滤液渗漏进入地层、土壤和地下水,污染土壤、地下水、地表水等。危害识别就是要对这些事故进行逐项分析。

(2)危险评估:分析和计算出事故的可能性有多大:即是对上述可能发生的事故进行可能发生的概率进行分析、计算或评估。

(3)后果评估:评价如事故一旦发生将产生什么后果,即对上述可能发生的事故将造成的后果(环境污染、传播疾病等可能导致的经济损失、健康损失等)进行定性分析和定量评估。

(4)风险检验和分析:指出与风险相关的事有哪些。

(5)风险评判:判断风险的可接受程度,根据各事故概率、其危害后果、人们或其他受体的承受能力进行综合判断,评估人们或其他受体对风险的接受程度。

(6)风险降减:提出回避或降低风险的对策或措施。

五、常用的环境风险评价方法

风险因素因区域开发性质和类型、区域环保目标和标准、环保敏感目标的不同而异,所以各风险因素的评价和综合评价的方法有所不同。总的来说,目前区域环境风险评价的方法还是定性和半定量的,难以完全定量化。综合起来,可归纳为以下几种:

(一)概率设计方案的优化

该方法适用于几个备选方案的比较。把几个方案可能的后果的相对权值一一列出,根据具体要求和实际情况挑选其中一方案付诸实施,并对此方案作失败机率时的可能损失分析。

(二)商值法

商值法也称比率法,是生态风险评价最常用最普通的方法。它要求首先为保护受体设立参照浓度指标,然后与估测的环境浓度相比较。修正的商值法用有害指数Hi表示风险量。Hi≤1时,环境受害概率低;1<Hi<10时,环境可能受影响;Hi≥10时,环境受害概率较大,须做现场评价。

(三)外推法

外推法是健康风险评价中最常用的方法,它根据流行病学或动物毒理学研究资料,外推到环境水平的毒物暴露时生物体(或人体)所受的风险性。

(四)逻辑分析法

将层次分析方法AHP(Analytic Hierarchy Process)和故障树及事故树等逻辑分析方法用于区域环境风险评价中,分析事故源项,求取各风险因素的风险“相对大小”,即衡量对区域综合风险的“贡献”。

(五)统计分析法

收集历史上的有关数据,利用统计分析的方法求取类似事故发生的概率,即“依旧推新”,如事故时天气条件的计算、疾病发生率的估计等多用此方法。

(六)公式评价法

通过对事故的模拟分析,推导或实验得出经验公式,利用公式计算出风险的可能大小,通过进一步实验和观测,对公式逐步修正。如有毒气体的泄漏,利用在类似条件下的大气扩散模式;污染物在水中的泄漏,利用水体迁移扩散模式;人体健康风险也可采用暴露危害计算公式。

(七)模糊数学法

区域环境风险涉及复杂的因果关系,往往用精确的方法难以解决,风险在大与小之间没有明显的界限,模糊数学恰恰能够表达这种差异的中间过渡性,较为客观地刻划出风险的大小,其研究和应用逐步深入。

(八)图形叠加法

单因素环境风险评价结果有时采用图形表示,特别是风险危害后果在用其他方法难以计算时采用图形表达,如有毒危险性气体的泄漏扩散一般绘制浓度等值线图。在风险综合评价时,将各个环境风险因素的分布图进行合理叠加,得到整个研究区域中不同功能区的风险相对大小。

(九)事件树分析(ETA)

事件树分析是从初因事件出发,按照事故发展的时序,分成阶段,对后继事件一步一步地进行分析,每一步都从成功和失败(可能与不可能)两种或多种可能的状态进行考虑(分支),最后直到用水平树状图表示其可能后果的一种分析方法,它可以定性、定量反映整个事故的动态变化过程及其各种状态的发生概率。

针对所选择的不同故障事件作为初因事件,简单的污染源源强分析,可取其事故排放顶事件为事件树的初因事件。ETA可分析得出相应不同的事件链。事故排放故障树分析所确定的能导致向环境排放污染物的各种事件,由于其故障原因和所导致的污染物排放形态各异,使得事故排放的强度有所差别,因此,都应作为源强事件树分析的初因事故。应用ETA,我们可以分析出事故源强及其后继事件与最终结果的概率分布谱。也可用ETA分析污染源事故排放后通过环境介质造成受体安全风险的过程。

(十)故障树评价方法

前面已经介绍,这里不再重复。

值得说明的是,区域内研究的环境风险因素很多,每一种风险都有各自的特点,所以评价时应针对具体的风险问题选择合适的方法。

(十一)主观概率与客观概率法

进行风险分析必须获得关于状态变量的概率分布信息。获得概率的信息一般有两种途径:一是根据大量的试验进行统计计算;二是根据概率的古典定义,将事件集分解成基本事件,用分析的方法进行计算。由于上述两种估计是以客观存在的数据为基础。故称为概率的客观估计、按这种方法得到的概率、称为客观概率。

在实际工作中,有时不能获得充分的信息计算客观概率,但在风险决策分析时,又必须对概率进行估计。此时,只好由决策者或分析人员对事件发生的概率作出主观估计。这种既没有大量的历史数据作依据,又未通过试验或精确计算,主要靠个人主观判断获得的概率称为主观概率。一般情况下,主观概率的定义可以描述为:根据对某事件是否发生及该事件发生可能性大小的个人主观判断。用一个0~1之间的数来描述事件发生的可能性,此数即为主观概率。

主观概率的概率分布与客观概率分布一样,有离散型和连续型两种。对于连续型分布,常见的是正态分布相均匀分布。获取主观概率估计值除了依据分析者的主观判断外,可借助概率转盘法。概率转盘是一种具有黑、白两个扇形的圆盘。圆盘中心有一根可旋转的指针,该指针可任意旋转,可位于转盘内任意扇区内。不同颜色扇区面积大小可根据需要任意调节,如图10-1所示。

图10-1 概率转盘示意图

从上述评价内容和方法来看,垃圾处置场地质环境风险危害识别、风险检验与分析、风险评判、风险降减等相对于危害评估、后果评估来讲都要难。换句话说,处置场环境风险评价的关键在风险的危害、后果的分析与评估上,在相关计算和评估参数的准确求取上。

下面主要通过叙述三个例子,来说明垃圾处置场地下水污染风险的评价。

垃圾处置场污染地下水的风险评价,实际上可以分解为“填埋场垃圾淋滤液渗漏风险”和“淋滤液渗漏后可能穿过地层进入地下水的风险”两个大的方面来评价。下面第二节与第三节以两个实例分别讨论这两方面的内容。第四节则以石家庄滹沱河两侧建设垃圾处置场的地下水污染风险评价为例,综合说明垃圾处置场污染地下水风险评价。

 
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