现场事故风险概率计算(刘茂)

——人员伤害概率
概率变量 5 3.36 3.96 4.33 4.61 4.87 5.13 5.39 5.67 6.04 6.64 0.5 7.58 6 3.45 4.01 4.36 4.64 4.90 5.15 5.41 5.71 6.08 6.75 0.6 7.58 7 8 3.25 3.92 4.29 4.59 4.85 5.10 5.36 5.64 5.99 6.55 0.4 7.51 3.52 3.59 4.05 4.08 4.39 4.42 4.67 4.69 4.92 4.95 5.18 5.20 5.44 5.47 5.74 577 6.13 6.18 6.88 7.05 0.7 0.8 7.65 7.88
化学毒物有各自不同阈值。
4
潜在事故导致伤害概率
——暴露剂量
火灾：V=tq4/3 暴露剂量V 爆炸：V=p0或V=J 中毒：V=Cnt
火灾：暴露剂量V由辐射强度 q和暴露时间t决定；
爆炸：暴露剂量V由爆炸超压 p0或冲量J决定； 中毒：暴露剂量V由浓度C和 暴露时间t决定。
表1 不同毒物的n值
毒物种类 n 毒物种类 n 氨气 2 二氧化氮 2 一氧化碳 1 光气 1 氯气 2 环氧丙烷 2 乙撑氧 1 二氧化硫 1 氯化氢 1 甲苯 2.5
4
潜在事故导致伤害概率
——人员伤害概率
实际计算中，剂量-反应曲线使用不方便，根据曲线建 立一个分析方程是非常必要的。对于单一暴露来说， 概率函数法是最适用的方法，概率变量Y和死亡百分率 P的关系可以用下式表示：
剂量-反应曲线 概率函数法
反 应
8 概 率 变6 量 4 Y 2 对数剂量 0 25 75 100 死亡百分率P/(%)
爆炸
中毒
k1 -37.23 -43.14 -39.83 -77.1 -15.6 -46.1 -39.1 -27.1 35.9 -37.98 -8.29 -6.19 -16.85 -13.79 -19.27 -7.42 -15.67 -6.79
k2 2.56 3.0188 3.0186 6.91 1.93 4.82 4.45 4.26 1.85 3.7 0.92 1.0 2.0 1.4 3.69 0.51 1.0 0.41
4
潜在事故导致伤害概率
潜在事故导致伤害概率分析，即在事故后果 计算或模拟的基础上，确定人员由于暴露而 死亡或伤害的概率。
事故计算 或模拟 距离R 火灾：热辐射强度q 爆炸：爆炸超压p0或冲量J 毒物泄漏：毒物浓度 暴露剂量V 概率变量Y 受伤害概率 （百分数）P 火灾：V=tq4/3 爆炸：V=p0或V=J 中毒：V=Cnt
事故泄漏后，可根据危险物质特性及各类型事故发生的 事件树，分析可能发生的重大事故场景。
3
事故后果计算
应用美国 EPA 化学制品突 发事件和预备办公室推荐的 ALOHA 模 拟 软 件 计 算 各 风 险因素可能的事故后果， ALOHA 软 件 计 算 快 捷 、 准 确，现已得到广泛的应用。 ALOHA中采用的数学模型 有：高斯模型、重气扩散模 型、蒸汽云爆炸、 BLEVE 火 球等成熟的事故后果计算模 型。
2
重大事故类型
中毒事故（重气扩 散、高斯扩散）等
中毒
工业危险源 沸腾液体扩散蒸 气云爆炸（BLEV E）、粉尘爆炸等
火灾
爆炸
Leabharlann Baidu
闪火、池火灾、BLEVE 火球等
2
重大事故类型
立即被点燃 蒸发扩散燃烧爆炸
事故后果
BLEVE、火球 危险物 闪蒸 是 质泄漏 否 是 否
是 否
蒸气云爆炸或闪火
气体泄漏中毒 液体泄漏或池火灾
4
潜在事故导致伤害概率
——概率变量
概率函数法适用于不同的暴露类型的计算。
• 火灾，暴露剂量V基于持续时间和热辐射强度； • 爆炸，暴露剂量V基于爆炸超压或冲击波； • 中毒，暴露剂量V主要基于浓度和暴露时间。
暴露剂量V和概率变量Y之间有如下关系：
Y=k1+k2lnV
式中k1，k2 是两个概率变量系数。对火灾、爆 炸和中毒，相关k1和k2的值如表2所示。
现场事故风险 伤害概率计算
刘 茂 南开大学 城市公共安全中心
2016年9月20日
1
概 述
1. 常见的工业危险源重大事故类型主要
是中毒、火灾和爆炸。
2.重大事故发生带来的危害主要是：中 毒、热辐射伤害和冲击波超压。
3.应用ALOHA等软件计算事故暴露浓
度或剂量值。 4.根据人体致死概率函数法，确定个体 致死概率。
表3 概率 变量 Y和 死亡 概率 P之 间的 换算 关系
0 10 20 30 40 死亡 百分 比 50 60 70 80 90 99
4
潜在事故导致伤害概率
——人员伤害概率
在实际应用中，还可以用下面方程进行概率变 量向百分数的转化：
式中，erf是误差函数。误差函数是高斯分布的 积分，服从下述关系：
4
潜在事故导致伤害概率
事故类型 伤害类型 死亡 一度烧伤 二度烧伤 超压致肺出血致死 超压致鼓膜破裂 冲击波致死 冲击波致伤 抛射物致伤 氨气致死 一氧化碳致死 氯气致死 乙氧致死 氯化氢致死 二氧化氮致死 光气致死 环氧丙烷致死 二氧化硫致死 甲苯致死
——概率变量
概率变量系数
火灾
表2 不同事 故类型 对应的 k1和 k2值
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潜在事故导致伤害概率
伤害概率 0 3.72 4.16 4.48 4.75 5.00 5.25 5.52 5.84 6.28 0.0 7.33 1 2.67 3.77 4.19 4.50 4.77 5.03 5.28 5.55 5.88 6.34 0.1 7.37 2 2.95 3.82 4.23 4.53 4.80 5.05 5.31 5.58 5.92 6.41 0.2 7.41 3 3.12 3.87 4.26 4.56 4.82 5.08 5.33 5.61 5.95 6.48 0.3 7.46 4
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潜在事故导致伤害概率
火球和池火灾的热辐射强度q 值：
——暴露强度阈值
2.0 kW/m2、5.0 kW/m2、和10.0 kW/m2分别为一 度烧伤、二度烧伤和死亡热辐射阈值； 蒸气云爆炸的超压p值：1.0psi、3.5psi、8psi分别为 蒸气云爆炸造成建筑破坏、严重伤害、玻璃震碎的冲击
波超压阈值；
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个人风险计算
个人风险的计算如下：
式中：Pf是事故发生的概率，通常查阅各种数 据库得到；
Pd/f是个人由于事故的发生受到一定伤害的概率 ,即前面讨论的潜在事故导致伤害概率。 个人风险计算是事故风险分析的重要内容。
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个人风险计算
谢谢聆听！ lmsafety@nankai.edu.cn