一种确定化工园区环境健康风险防护距离的方法技术领域
本发明属于环境科学与环境健康风险领域，提供一种确定化工园区环境健康
风险防护距离的方法，更具体的说是一种综合考虑了环境空气质量、环境风险、
人体健康风险因素的确定化工园区防护距离的方法。
背景技术
化工企业生产过程中通过无组织和有组织的方式排放大气污染物，对企业周
边环境造成污染，对周边人群造成健康风险；同时，化工企业涉及有毒有害和易
燃易爆物质的生产、使用、贮运，运行期间发生的突发性事件或事故可能引起有
毒有害、易燃易爆等物质泄漏，对人身安全与环境造成影响和损害。
为了防止化工企业对周边人群造成不利影响，通常在化工企业周边设置一定
的防护距离。目前有三种防护距离，分别是卫生防护距离、大气环境防护距离、
安全防护距离。
卫生防护距离：在正常生产条件下，无组织排放的有害气体(大气污染物)
自生产单元(生产区、车间或工段)边界，到居住区满足《环境空气质量标准》
(GB3095-2012)与《工业企业设计卫生标准》(TJ36-79)规定的居住区容许浓
度限值所需的最小距离。
大气环境防护距离：根据《环境影响评价技术导则大气环境》(HJ2.2-2008)
规定,为保护人群健康，减少正常排放条件下大气污染物对居住区的环境影响，
在项目厂界以外设置的环境防护距离。在大气环境防护距离内不应有长期居住的
人群。
安全防护距离属于安全评价范畴，是以防范和减少危险化学品事故情况下大
规模人员死亡(包括本企业、周围企业、居住区等人员)为目标的，由安全生产
监督管理部门承担监管职责。
以上三种防护距离中，卫生防护距离和大气环境防护距离具有类似的作用，
都是以减少正常排放条件下无组织排放大气污染物对居住区人群健康的影响为
目标的，由卫生部门、环保部门等分别在职业卫生评价、环境影响评价以及日常
监管中承担监管职责。
卫生防护距离和大气环境防护距离是保障化工企业(园区)周边居民的健康
的一道重要防线，其设置的合理科学与否直接关系到人民群众的健康权益。而目
前卫生防护距离和大气环境防护距离的确定方法及应用存在较大局限性。
一是目前卫生防护距离和大气环境防护距离虽然都是保护人体健康，但2种
距离的计算方法不同、计算结果存在较大差距，甚至出现矛盾，给实际操作及管
理部门带来较大不便。
二是两种方法都没有真正以保障人体健康为根本。卫生防护距离和大气环境
防护距离都是以达到《环境空气质量标准》(GB3095-2012)与《工业企业设计卫
生标准》(TJ36-79)为基准的，这2个标准一方面所涵盖的污染物种类有限，另
一方面标准值的科学性、可用性有待商榷。化工企业排放的污染物达几十种，而
《环境空气质量标准》(GB3095-2012)仅有8种常规污染物和7种特征污染物，
同时，GB3095-2012的制定考虑了中国经济社会发展阶段，标准值与世界卫生组
织(WHO)的《空气质量准则》(2005年全球更新版)仍有一定差距；《工业企业
设计卫生标准》(TJ36-79)虽然规定了居住区大气中有害物质最高容许浓度(34
项污染物)，但该标准规定的是容许浓度的最高值，不是长期接触浓度的容许值，
同时，TJ36-79已被2010年8月实施的《工业企业设计卫生标准》(GBZ1-2010)
所替代，而GBZ1-2010标准取消了居住区大气中有害物质最高容许浓度(34项
污染物)，因此TJ36-79中居住区大气中有害物质最高容许浓度已不可作为相关
工作的依据。
三是卫生防护距离和大气环境防护距都是针对某个企业甚至某个装置设置
的，而目前我国化工企业都是园区化管理，多个企业排放的污染物存在浓度叠加
效应，而目前的方法并未考虑此问题，导致所设置的防护距离小于实际需要的防
护距离。
四是这两中方法都考虑的是企业正常工况下的防护距离，而未考虑事故状态
下应有的环境风险防护距离。
发明内容
为解决现有技术方法的不足，本发明提供一种确定化工园区环境健康风险防
护距离的方法，更具体的说是一种综合考虑了环境空气质量、环境风险、人体健
康风险因素的确定化工园区防护距离的方法。
本发明所采用的技术方案：一种确定化工园区环境健康风险防护距离的方
法，包括步骤：
(1)进行化工园区中所有化工企业的大气污染源清单、环境风险源清单调
查；
(2)建立环境健康风险可接受度指标体系，包含环境空气质量、环境风险
可接受度、人体健康风险可接受度三个一级指标，每一个一级指标包含若干二级
指标；
(3)采用步骤(1)确定的大气污染源清单，进行环境空气质量模拟分析，
并根据(2)建立的指标体系进行环境空气指标等级范围分析；
(4)采用步骤(1)确定的环境风险源清单，进行环境风险分析，并根据(2)
建立的指标体系进行环境风险可接受度指标等级范围分析；
(5)根据步骤(1)确定的大气污染源清单及步骤(3)的环境空气质量模
拟结果，进行人体健康风险评估，并根据(2)建立的指标体系进行人体健康风
险可接受度指标等级范围分析；
(6)根据步骤(3)、(4)、(5)中环境空气质量、环境风险可接受度、人体
健康风险可接受度三个一级指标等级范围的计算分析结果，依据(2)建立的综
合指标体系，综合分析化工园区的环境健康风险可接受度指标等级范围，并据此
分层次给出防护距离、以及不同防护距离的环境风险管理对策。
在步骤(1)中，
采用物料衡算和调查监测相结合的方法确定化工园区内企业大气污染源、环
境风险源的清单。对化工园区内的化工企业生产工艺进行全流程工艺分析，采用
物料衡算法和类比分析法，定量分析各个有组织排放源和无组织排放源有毒空气
污染物的排放规律，建立大气污染物的排放清单以及环境风险源的清单。同时可
以在分析计算的基础上，采用现场调查监测分析的方法，对工艺流程中的有组织
源和无组织源进行调查监测，对计算分析的大气污染物排放清单、环境风险源进
行校核。
在步骤(2)中，
从化工园区周边环境空气质量状况、环境风险可接受度、人体健康风险可接
受度三个方面建立环境健康风险防护距离指标体系，定义为“环境健康风险可接
受度指标”。
一级指标有3个：环境空气质量状况、环境风险可接受度、人体健康风险可
接受度。
环境空气质量状况的二级指标为环境空气常规污染物和特征污染物的浓度，
常规污染物可选择SO2、NO2、PM10等作为评价指标；特征污染物的选择从化工园
区排放的主要特征污染物以及污染物的评价标准两方面考虑，可以选择苯、甲苯、
二甲苯、非甲烷总烃作等为评价指标。
环境风险可接受度的二级指标选择半致死浓度(LC50)和立即威胁生命和健
康浓度(IDLH)2个指标。半致死浓度(LC50)是指在动物急性毒性试验中，使
受试动物半数死亡的毒物浓度。立即威胁生命和健康浓度(IDLH)是指有害环境
中空气污染物浓度达到某种危险水平(可致命、可永久损害健康或可使人立即丧
失逃生能力)时的浓度。
人体健康风险的可接受度的二级指标为非致癌污染物的非致癌风险指数和
致癌污染物的致癌风险指数。
以上“环境健康风险可接受度指标”、一级指标、二级指标均分为“高”、“中”、
“低”三个级别。只有当一级指标中的所有二级指标均达到“高”时，其对应的
一级指标判定为“高”；当所有二级指标均为“中”、或部分为“中”部分为“高”
时，其对应的一级指标判定为“中”；只要二级指标中有一个指标为“低”时，
则其对应的一级指标判定为“低”。同理，当所有一级指标均达到“高”时，则
判定“环境健康风险可接受度指标”为“高”；当所有一级指标均为“中”、或部
分为“中”部分为“高”时，则判定“环境健康风险可接受度指标”为“中”；
只要一级指标中有一个指标为“低”时，则“环境健康风险可接受度指标”判定
为“低”。
上述所述的“高”、“中”、“低”可根据现有的标准或指标数据作为标准，或
根据需要定义具体的标准数据。
在步骤(3)中，根据步骤(1)中调查的化工园区大气污染源清单，采用空
气质量模型CALPUFF模拟化工园区排放的各种污染物对周边区域环境空气质量
的影响，绘制各种污染物浓度等值线图，分别给出每一种污染物浓度(二级指标)
达到“高”、“中”、“低”的等值线。综合所有空气污染物“高”、“中”、“低”的
等值线，按照步骤(2)确定的原则，采用叠图法绘制环境空气质量状况指标(一
级指标)达到“高”、“中”、“低”的等值线。
在步骤(4)中，环境风险评价主要考虑2种情况，一是火灾事故次生污染
物(如CO、SO2等)的环境风险，二是有毒有害物质泄漏(如苯、硫化氢等)的
环境风险。采用《建设项目环境风险评价技术导则》(HJ/T169-2004)推荐的多
烟团模式分析预测有毒有害物质在大气中的扩散，重点分析在典型环境风险事故
情况下，释放到大气的每一种有毒有害物质影响浓度(二级指标)在最不利气象
条件下达到“高”、“中”、“低”的等值线。综合所有有毒有害物质浓度(二级指
标)“高”、“中”、“低”的等值线，按照步骤(2)确定的原则，采用叠图法绘制
环境风险可接受度指标(一级指标)达到“高”、“中”、“低”的等值线。
在步骤(5)中，根据步骤(2)中大气污染模拟结果，获得大气污染物的年
均浓度等值线分布图。通过这些浓度分布图可以直观的看出污染物高浓度分布
区、低浓度分布区，并可以获得不同位置人群对有毒空气污染物的长期暴露平均
水平。采用人体健康风险评价的四步法(包括危害识别、剂量-反应评估、暴露
评价和风险表征)进行有毒空气污染物的人体健康风险评价，风险表征主要分为
非致癌风险和致癌风险。绘制非致癌风险和致癌风险(二级指标)到达“高”、
“中”、“低”的等值线，按照步骤(2)确定的原则，采用叠图法绘制人体健康
风险可接受度指标(一级指标)达到“高”、“中”、“低”的等值线。
在步骤(6)中，根据步骤(3)、(4)、(5)的计算分析结果，依据步骤(2)
建立的综合指标体系，综合环境空气质量状况、环境风险可接受度、人体健康风
险可接受度三个一级指标达到“高”、“中”、“低”的等值线，采用叠图法绘制“环
境健康风险可接受度指标”达到“高”、“中”、“低”的等值线，并据此分层次给
出化工园区的环境健康风险防护距离，针对不同层次环境健康风险防护距离的特
点，提出不同的环境健康风险管理、防控要求。
本发明同现有技术相比，具有以下优点：
(1)该方法计算具有较强的综合性、全面性：综合考虑了环境空气质量、
环境风险、人体健康风险3大方面的因素，计算出防护距离，既考虑了企业的正
常工况，也考虑了事故状态；既考虑了环境空气质量达标，也考虑了人体健康风
险。在计算分析、使用该防护距离进行环境管理方面提供较大的便利性。
(2)通过建立完善、全面的指标体系，可以分层次计算出防护距离，针对
不同层次防护距离提出不同等级的环境风险管理对策措施，有利于该防护距离的
实施，也有利于周边群众健康保护。
(3)既可以计算单个化工企业的防护距离，又可以计算整个化工园区的防
护距离，更具有实用性。
附图说明
图1流程图；
图2实施例1环境空气质量(一级指标)指标等级范围图；
图3环境风险可接受度(一级指标)指标等级范围图；
图4人体健康风险可接受度(一级指标)指标等级范围图；
图5环境健康风险可接受度分区图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。
实施例1：某化工园区环境健康风险防护距离的确定
(1)进行化工园区中所有化工企业的大气污染源、环境风险源调查；
采用物料衡算和调查监测相结合的方法确定化工园区内企业大气污染源、环
境风险源的清单。
经调查，化工园区内有组织废气污染源涉及7家企业，共计33个有组织排
放源。无组织废气污染源涉及17家企业，共计40个无组织面源。排放的主要大
气污染物有14项，其中常规污染物4项：SO2、NO2、NOX、PM10，特征污染物10
项：苯、甲苯、二甲苯、氨气、硫化氢、非甲烷总烃、甲醇、HCl、TVOC、CS2。
有组织废气污染源排放清单包括：排放源的位置坐标、高度(m)、内径(m)、
烟气量(m3/h)、出口温度(k)、出口速度(m/s)等参数，以及所有污染物的排放
速率(g/s)。
无组织废气污染源排放清单包括：无组织排放区的位置坐标、面积(m2)、
高度(m)、排放速率(g/s/m2)。
环境风险源清单调查结果如下：
a)各企业在生产、储运过程中涉及原油、柴油、石脑油、苯、硫化氢等易
燃易爆、有毒有害的危险化学品。
b)各企业原油储罐、燃料油储罐、石脑油储罐、苯储罐等大型罐体，常减
压、硫回收、加氢、重整等高温高压且存在有毒有害物质的生产装置。
(2)建立一套包含环境空气质量、环境风险、人体健康风险的环境健康风险可
接受度综合指标体系，见表1，指标体系说明如下：
a)环境空气质量指标说明
常规因子选择SO2、NO2作为评价指标，浓度达到《环境空气质量标准》二级
标准的指标级别为“中”，达到一级标准(其中NO2为二级标准的50％)的指标级
别为“高”；特征因子的选择从化工园区的主要特征污染物以及污染物的评价标
准两方面考虑，选择非甲烷总烃作为评价指标，小于最高容许浓度(小时值)的
指标级别为“中”，小于最高容许浓度(小时值)50％的指标级别为“高”。
b)环境风险可接受度指标说明
本次环境风险评价选择LC50和IDLH两个浓度限值作为环境风险评价标准。
通过各类环境风险事故预测分析，有毒有害空气污染物最大落地浓度大于LC50
和IDLH的区域，指标级别为“低”；最大落地浓度大于0.5倍IDLH、小于等于
IDLH的区域，指标级别为“中”；最大落地浓度小于等于0.5倍IDLH浓度的区
域，环境风险事故对该范围影响相对较小，指标级别为“高”。
c)人体健康风险指标说明
以美国EPA的相关规定为基础，对于非致癌污染物，以非致癌风险指数1限
值，非致癌风险指数大于1时指标级别为“低”，非致癌风险指数小于等于1时
指标级别为“中”，非致癌风险指数小于或等于0.5时指标级别为“高”；对于致
癌污染物，致癌风险指数大于1×10-4时认为是不可接受的，指标级别为“低”；
致癌风险指数在1×10-6—1×10-4时指标级别为“中”，小于1×10-6的指标级别为
“高”。
表1环境健康风险可接受度指标体系
注：半致死浓度(LC50)是指在动物急性毒性试验中，使受试动物半数死亡的毒物浓度。立
即威胁生命和健康浓度(IDLH)是指有害环境中空气污染物浓度达到某种危险水平(可致
命、可永久损害健康或可使人立即丧失逃生能力)时的浓度。
(3)进行环境空气质量模拟分析，并采用指标体系对模拟结果进行分析；
根据步骤(1)中调查的化工园区大气污染源清单，采用空气质量模型
CALPUFF模拟化工园区排放的各种污染物对周边区域环境空气质量的影响，绘制
各种污染物浓度等值线图，分别给出每一种污染物浓度(二级指标)达到“高”、
“中”、“低”的等值线。综合所有空气污染物“高”、“中”、“低”的等值线，按
照步骤(2)确定的原则，采用叠图法绘制环境空气质量状况指标(一级指标)
达到“高”、“中”、“低”的等值线。见图2。
从图2中可以看出，化工园区周边环境空气质量指标为低的区域为距离化
工园区东南侧约500m范围；而环境空气质量指标为中的区域主要分布在化工园
区东南侧500m-3000m；指标为“中”的等值线以外的区域环境空气质量指标为
“高”。
(4)进行环境风险分析；
环境风险评价主要考虑2种情况，一是火灾事故次生污染物(如CO、SO2等)
的环境风险，二是有毒有害物质泄漏(如苯、硫化氢等)的环境风险。原油储罐
火灾爆炸事故后，分别考虑罐顶火灾和池火灾两种事故,采用《建设项目环境风
险评价技术导则》(HJ/T169-2004)推荐公式计算CO和SO2的排放源强,重点关
注风速1.5m/s(不利扩散风速)、F稳定度和风速4.5m/s(多年平均风速)、D
稳定度下事故对环境的影响分析。有毒有害物质重点考虑苯和H2S泄漏的影响，
根据物质储存量和在线量的大小，将6000m3苯储罐入口管线全断裂和炼化硫回
收装置H2S管线破裂作为典型事故进行预测。
采用《建设项目环境风险评价技术导则》(HJ/T169-2004)推荐的多烟团模
式分析预测有毒有害物质在大气中的扩散，重点分析在典型环境风险事故情况
下，释放到大气的每一种有毒有害物质影响浓度(二级指标)在最不利气象条件
下达到“高”、“中”、“低”的等值线。综合所有有毒有害物质浓度(二级指标)
“高”、“中”、“低”的等值线，按照步骤(2)确定的原则，采用叠图法绘制环
境风险可接受度指标(一级指标)达到“高”、“中”、“低”的等值线。见图3。
根据环境风险预测，环境风险可接受度为低的区域主要为化工园区东南边界
外300m以内，环境风险可接受度为中的区域主要为化工园区东南边界外300m—
1000m范围。指标为“中”的等值线以外区域的环境风险可接受度为“高”。
(5)进行人体健康风险评估；
根据步骤(2)中大气污染模拟结果，获得大气污染物的年均浓度等值线分
布图。通过这些浓度分布图可以获得不同位置人群对有毒空气污染物的长期暴露
平均水平。采用人体健康风险评价的四步法(包括危害识别、剂量-反应评估、
暴露评价和风险表征)进行有毒空气污染物的人体健康风险评价，风险表征主要
分为非致癌风险和致癌风险。绘制非致癌风险和致癌风险(二级指标)到达“高”、
“中”、“低”的等值线，按照步骤(2)确定的原则，采用叠图法绘制人体健康
风险可接受度指标(一级指标)达到“高”、“中”、“低”的等值线。见图4。
根据人体健康风险预测，人体健康风险可接受度为低的区域主要在化工园区
范围以内；人体健康风险可接受度为中的区域主要分布在化工园区东南边界外
1000m范围。指标为“中”的等值线以外区域的人体健康风险可接受度为“高”。
(6)根据(3)、(4)、(5)的计算分析结果，依据(2)建立的综合指标体系，
分层次计算分析化工园区的环境健康风险防护距离。
根据环境健康风险综合评价指标体系，综合环境空气质量、环境风险可接受
度、人体健康风险可接受度3个一级指标评价成果，对化工园区周边区域环境健
康风险进行综合评价，结果见图5。
由图5可以看出，环境健康风险可接受度为“低”的区域主要在化工园区东
南部紧邻区域，面积约为1.1km2(边界距离化工园区边界约500m)。该区域环境
空气质量指标为“低”，环境风险可接受度指标为“低”或“中”，人体健康风险
可接受度指标为“中”。
环境健康风险可接受度为“中”的区域主要在化工园区东南部，面积约为
7.8km2(边界距离化工园区边界约500m至3km)。该区域环境空气质量指标为
“中”，环境风险可接受度指标为“中”或“高”，人体健康风险可接受度指标为
“中”或“高”。
指标为“中”的等值线以外区域，环境空气质量、环境风险可接受度、人体
健康风险可接受度3个指标均为“高”，因此，该区域环境健康风险可接受度为
“高”。
环境管理对策措施：分层次设施设置环境健康风险防护距离
根据环境健康风险可接受度综合评价，化工园区对周边区域的影响主要集中
在石化园区东南部，建议分层次设施设置环境健康风险防护距离，包括控制带和
限制带：
控制带：即环境健康风险可接受度为“低”的区域，范围为石化园区东南部
边界外500m以内，该区域不应有居民、学校等敏感目标，建议建设绿化隔离带；
限制带：即环境健康风险可接受度为“中”的区域，范围为石化园区东南部
500m至3km范围，该区内应禁止新建居住区、学校等环境敏感目标、逐步减小
人口密度。