工作場所風險評估方法

基于风险分析的工作场所职业危害评价技术

技术领域

[0001] 本发明属预防医学职业卫生与职业病控制技术及化工安全健康风险管理科学技 术领域，特别是提出一种基于风险分析的工作场所职业危害评价技术，主要应用于工作场 所职业病危害预评价、职业病危害控制效果评价、职业病危害现状评价等。

背景技术

[0002] 目前国际上健康风险分析技术已有30多年的发展历史，不同国家对职业健康风 险评估的基本理论相似。欧洲的一些国家和美国、澳大利亚、新加坡等国相继针对工作场 所的职业危害问题，对于职业暴露健康评价使用最广泛的为半定量的评估方法，建立了有 关工作场所的风险评价和管理方面的应用指南，形成了工作场所风险评价与管理的系统模 式。

[0003] 工作场所职业暴露健康风险评估在我国尚属新课题，我国目前的工作场所职业危 害评价技术还局限于类比法、检查表法等定性分析技术，目前缺乏科学、实用、可行的风险 评估方法，对工作场所有害化学物质职业暴露情况下的职业健康进行风险分析；未制定建 设项目职业病危害的分类标准，尚未形成防护措施 与工作场所风险等级相配套风险管理模 式；缺乏急性职业中毒风险评价及慢性职业危害风险评价的系统的定量的评价技术等。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一套基于风险分析的工作场所职业危害评价技术。具体技术 方案如下：

[0005] 一种基于风险分析的工作场所职业危害评价系统，首先采用的化学物质职业暴露 风险分级方法，根据评估的风险等级采用ALARP准则决定是否采用定量风险分析技术，高 风险等级具急性中毒危害特点，采用有毒气体急性中毒事故风险分析技术；高风险等级具 致癌风险，采用基于蒙特卡洛模拟剂量反应模型的定量风险分析技术。步骤如下：

[0006] 1、化学物质职业暴露风险分级方法；

[0007] 2、高风险等级具急性中毒危害特点，采用有毒气体急性中毒事故风险分析技术；

[0008] 3、高风险等级具致癌风险，采用基于蒙特卡洛模拟剂量反应模型的定量风险分析 技术。

[0009] 所述化学物质职业暴露风险分级方法步骤如下：

[0010] 1)化学物质暴露危害等级评估：

[0011] 依据有毒作用影响/危害分类结果划分危害等级或依据急性毒性划分危害等级；

[0012] 2)化学物质暴露等级评估：

[0013] 根据确定使用的暴露因素确定暴露指数EI ；

[0014] 3)风险等级的确定：

[0015] 通过公式仍成=计算风险等级；

[0016] 4)评价风险：①得到风险等级后，必须决定风险是否能被接受，哪些风险应该优先考虑，来确定风险优先权，针对性的提出风险控制措施，从而更加有效地进行风险管理的 研究及实施；②对建设项目的职业病危害进行分类；③根据风险等级采用ALARP准则确定 是否需要采用定量风险分析技术，高风险等级要根据其危害的特点继续下一步定量风险分 析。

[0017] 根据评估的风险等级高风险等级且以急性中毒为主要危害特点，继续采用有毒气 体急性中毒事故风险分析技术，所述有毒气体急性中毒事故风险分析技术步骤如下：

[0018] 1)毒性评价指标的确定

[0019] (1)急性暴露指导水平AEGL ：确定急性中毒区域；

[0020] (2)应急响应计划指南ERPGs ：确定疏散区域指导；

[0021] (3)生命和健康的急性危险IDLH ：确定呼吸防护区域；

[0022] (4)急性中毒致死浓度：确定最危险区域；

[0023] 2)应用AL0HA软件数值模拟进行急性中毒事故的暴露即扩散浓度分析；

[0024] 3)急性中毒事故风险定量分析

[0025] (1)个人风险计算

[0026] 个人风险采用事故泄漏概率和造成有毒气体等急性中毒死亡概率的耦合计算急 性中毒事故风险概率。

[0027] 个人风险=泄漏事故概率X中毒死亡概率

[0028] (2)社会风险计算

[0029] 社会风险是指事故中死亡人数等于N或大于N的事故发生概率总和；表示社会风 险的方法是采用F-N曲线，描述事故发生概率与事故造成的人员致死数间的相互关系；社 会风险：在许多国家，社会风险可接受水平的F/N曲线可用下面的通式表示：

C

[0030] 1—40) <丁

x

[0031] 式中n是曲线的斜率；C是决定曲线位置的常数。

[0032] (3)风险可接受水平的确定

[0033] 采用英国HSE应用ALARP准则得到的个人风险标准，见图1 ；社会风险采用丹麦、 荷兰社会风险可接受水平的F/N曲线。

[0034] 根据评估的风险等级高风险等级且以致癌风险为主要危害特点，继续采用基于蒙 特卡洛模拟剂量反应模型的定量风险分析技术，所述基于蒙特卡洛模拟剂量反应模型的定 量风险分析技术方法如下：

[0035] 1)收集数据资料并进行分析

[0036] 2)以多阶模型作为剂量-反应模型

[0037] 根据毒理学知识以及国内外流行病学调查资料，确定内暴露剂量与致癌概率间的 函数关系，建立致癌物暴露的剂量_反应模型；我们可以得到暴露人员的致癌风险为

[0038] Pr(d) = P0+(l-P0)F(d)

[0039] 其中，F (d)为剂量反应函数，表示有害物质的内剂量与肿瘤发展间的关系，可能是 值在0到1之间的任意单增函数，F(0) = 0。P0是暴露剂量为0时的背景反应值。

[0040] 3)暴露剂量的确定

[0041] 根据工作环境浓度监测值获取外暴露剂量；根据毒理学知识以及流行病学调查资料，利用PBPK模型和确定的剂量_反应数学模型拟合，确定暴露剂量与内剂量间的函数关 系；采用水晶球软件进行内暴露量蒙特卡洛模拟；

[0042] 4)致癌风险的计算

[0043] 将暴露水平的数据代入建立的剂量_反应模型中进行风险计算；

[0044] 采用水晶球软件进行致癌风险值的蒙特卡洛模拟；

[0045] 5)风险可接受水平的确定

[0046] 得到的致癌风险值采用个人风险标准进行风险可接受水平的确定。

[0047] 对具体方法详细说明如下

[0048] 一、化学物质职业暴露风险分级方法

[0049] 1、化学物质暴露危害等级（Hazard Rating HR)评估

[0050] 确定危害等级综合考虑国外危害等级划分的原则：综合考虑化学物质固有的毒 性、致癌、致突变和致畸等特性，还根据化学物质的急性毒性、刺激性、腐蚀性等及粉尘的特 性等造成的后果等指标划分危害等级。结合我国国情将职业健康监护与职业流行病学资料 中化学物质产生的明确健康效应、健康损害的可逆性等列入危害分级内容，并参考我国颁 布的《高毒物品目录》作为确定危害等级的分级依据之一。见表1-1、表1-2。

[0051] 表1-1依据有毒作用影响/危害分类结果划分危害等级

[0052]

[0054] *G1 ：确认人类致癌物；G2A ：可能人类致癌物；G2B ：可疑人类致癌物；G3 ：对人及动物致癌性证据不足；G4 ：未列为人类致癌物。

[0055] 表1-2依据急性毒性划分危害等级

[0056]

[0057] *LD50为半数致死量，LC50为半数致死浓度。

[0058] 实际应用中可能会出现依据表1、表2划分的危害等级不同，为确保劳动者的职业 健康与安全，应选择高级别等级进行风险等级评估。

[0059] 2、化学物质暴露等级（Exposure Rating ER)评估

[0060] 暴露等级评估主要依据蒸气压、粉尘颗粒（动力学直径）、嗅阈、暴露的浓度和暴 露时间、暴露量、暴露途径、各项职业危害控制措施等暴露因素。职业危害控制措施主要包 括卫生工程防护措施、职业卫生管理措施和操作规程、应急救援预案、健康监护策略、职业 卫生培训等方面。

[0061] 根据确定使用的暴露因素确定暴露指数EI。见表1-4。

[0062] 表1-4暴露因素和指数划分

[0063]

[0064]

[0065] *0T-0dour threshold气体的嗅阈（mg/m3) ；E为每周工作时间暴露量；M为类比监 测或实际监测暴露量。

[0066] 3、风险等级的确定

[0067] 通过公式历成计算风险等级。

[0068] 依据风险指数列出风险矩阵，将风险划分为5个等级，即可忽略风险、低风险、中 等风险、高风险、极高风险。

[0069] 4、评价风险

[0070] (1)得到风险等级后，必须决定风险是否能被接受，哪些风险应该优先考虑，来确 定风险优先权，针对性的提出风险控制措施，从而更加有效地进行风险管理的研究及实施。 对风险优先处理参见下表。

[0071] 表1-6风险优先处理表

[0072]

[0073] (2)对建设项目的职业病危害进行分类

[0074] 在建设项目职业病评价工作中根据风险评估得出的综合结论进行分类，原则见下表。

[0075] 表1-7建设项目职业病危害分类原则表

[0076]

[0077] *任何工艺、原料等发生变化，均需要立即重新进行风险评价。

[0078] (3)高风险等级应进一步进行定量风险分析，以科学指导进行风险管理。

[0079] 二、有毒气体急性中毒事故风险分析技术

[0080] 1、中毒伤害范围的确定准则_毒性评价指标的确定

[0081] (1)急性暴露指导水平AEGL ：确定急性中毒区域

[0082] (2)应急响应计划指南ERPGs ：确定疏散区域指导[0083] (3)生命和健康的急性危险IDLH ：确定呼吸防护区域

[0084] (4)急性中毒致死浓度：确定最危险区域

[0085] 2、应用AL0HA软件数值模拟进行急性中毒事故的暴露即扩散浓度分析

[0086] 3、急性中毒事故风险定量分析

[0087] 以个人风险和社会风险两种形式对急性中毒事故带来的风险进行分析。

[0088] (1)个人风险计算

[0089] 个人风险采用事故泄漏概率和造成有毒气体等急性中毒死亡概率的耦合计算急 性中毒事故风险概率。

[0090] 个人风险=泄漏事故概率X中毒死亡概率

[0091] (2)社会风险计算

[0092] 社会风险是指事故中死亡人数等于N或大于N的事故发生概率总和。表示社会风 险的方法是采用F-N曲线，描述事故发生概率与事故造成的人员致死数间的相互关系。

[0093] (3)风险可接受水平的确定

[0094] 采用英国HSE应用ALARP (合理可接受水平）准则得到的个人风险标准如图1所 示：

[0095] 社会风险：在许多国家，社会风险可接受水平的F/N曲线可用下面的通式表示：

C

[0096] l-i^(x) <—-

[0097] 式中n是曲线的斜率；C是决定曲线位置的常数。下表是一些国家及地区社会风 险可接受水平的n和C的值。

[0098] 表2-5 —些国家及地区可接受水平的n和C值

[0099]

国家或地区 n C 应用.英国（HSE) 1 10-2 危险设施香港（中国） 1 10"3 危险设施荷j 2 10"3 危险设施丹麦 2 10"2 危险设施

[0100] 三、基于蒙特卡洛模拟剂量反应模型的定量风险分析技术

[0101] 1、收集数据资料并进行分析

[0102] 某种化学毒物代谢动力学特性、毒理学作用，长期动物致癌实验数据、职业暴露人 群的流行病学调查数据等相关资料。

[0103] 2、剂量-反应评价

[0104] 以多阶模型作为剂量-反应模型；根据毒理学知识以及国内外流行病学调查资 料，确定内暴露剂量与致癌概率间的函数关系，建立致癌物暴露的剂量-反应模型；

[0105] 设d是出生理药代动力学模型得到的暴露剂量D下的人体内剂量。如果人群患癌 症的背景值（即，没有职业暴露情况下人类患癌症的概率）独立于剂量，我们可以得到暴露 人员的致癌风险为

[0106] Pr(d) = P0+(l-P0)F(d)

[0107] 其中，F(d)为剂量反应函数，表示有害物质的内剂量与肿瘤发展间的关系，可能是

9值在0到1之间的任意单增函数，F(0) = 0。P0是暴露剂量为0时的背景反应值。

[0108] 3、暴露剂量的确定

[0109] 根据工作环境浓度监测值获取外暴露剂量；

[0110] 根据毒理学知识以及流行病学调查资料，利用PBPK模型和确定的剂量_反应数学 模型拟合，确定暴露剂量与内剂量间的函数关系；

[0111] 采用水晶球软件进行内暴露量蒙特卡洛模拟。

[0112] 4、致癌风险的计算

[0113] 将暴露水平的数据代入建立的剂量_反应模型中进行风险计算；

[0114] 采用水晶球软件进行致癌风险值的蒙特卡洛模拟。

[0115] 5、风险可接受水平的确定

[0116] 得到的致癌风险值采用个人风险标准进行风险可接受水平的确定。即英国HSE应 用ALARP(合理可接受水平）准则得到的个人风险标准：

[0117] 本研究建立的基于职业健康风险分析理论的工作场所职业危害评价技术，首次完 整地提出了工作场所职业健康风险分析的方法，确定了工作场所职业健康风险分析的一般 程序，建立了工作场所职业健康风险分析技术体系。该项目的总体科学技术水平已经到达 国际先进水平。

[0118] 本研究与国内外同类技术的比较表述如下：

[0119]

[0120]

附图说明

[0121] 图1 ：英国HSE应用ALARP准则确定的个人风险；

[0122] 图2 ：工作场所职业危害评价内容及评价方法实施步骤图；

[0123] 图3 ：化学物质职业暴露风险等级分析实施技术路线图；

[0124] 图4 ：有毒气体急性中毒事故风险分析实施技术路线图；

[0125] 图5 ：氯甲酸酯生产工艺流程图；

[0126] 图6 ：基于蒙特卡洛模拟及剂量反应模型的定量风险分析实施技术路线图；

[0127] 图7 ：涂料生产工艺流程图。

具体实施方式

[0128] 本项基于风险分析的工作场所职业危害评价技术，主要在工作场所职业病危害预 评价、职业病危害控制效果评价、职业病危害现状评价等职业卫生技术服务工作中进行应 用和实施。

[0129] 工作场所职业危害评价内容及评价方法实施步骤见图2。

[0130] 一、化学物质职业暴露风险分级方法实施的程序

[0131] 化学物质职业暴露风险等级分析实施技术路线见图3。

[0132] 1.应用实例

[0133] 1. 1某高性能锦纶6新建项目职业病危害预评价

[0134] 1.1.1项目概况

[0135] 某工程拟建设两条100吨/日高性能锦纶6切片生产线，主要以己内酰胺为原料， 以苯甲酸、二氧化钛、液氨等为辅助原料生产高性能锦纶6切片。主装置包括熔融、辅助原 料配制、聚合、铸带和切粒、萃取、连续干燥、切片包装输送等系统。主厂房内拟设计一套氨 分解装置，氨分解生产的氢气用于空压站氮气的纯化。液氨设计年用量为22. 4吨，液氨钢 瓶拟单独存放于主厂房外的小室内，储存量8个钢瓶。锦纶6切片生产线拟设操作工128 人，作业工人主要进行己内酰胺及辅助原料的投料、成品的包装及搬运、装置现场的巡检等 作业。

[0136] 职业病危害控制措施：主工艺拟选采取密闭化及DCS系统自动化控制；拟将液氨 钢瓶单独布置在主厂房外的小室内；在己内酰胺固体熔融工序拟设计局部通风排毒设施； 在聚合工序的铸带头及聚合物冷却板处拟设置单体抽吸装置。该工程在防毒措施上的设计 也存在不完善之处。氨分解装置拟布置在主厂房内，未考虑隔离布置；氨分解装置车间及液 氨钢瓶存放室未设计事故通风设施、事故喷淋设施以及有毒气体自动报警装置等。存在己 内酰胺、苯甲酸等刺激性化学物质的工作场所，未设计洗眼器等职业病危害防护设施。

[0137] 1. 1. 2职业病危害因素识别

[0147] (3)风险等级

[0148] 表1-3有害化学物质暴露可致职业病危害的风险等级

[0149]

[0150] 1. 1. 4职业病危害类别判定及分析

[0151] 依据《建设项目职业病危害分类管理办法》，氨为可能产生严重职业病危害的因 素；氨属高毒物品，使用的液氨在泄漏情况下存在急性中毒的风险；氨的分解装置设置于

[0138] 通过对生产工艺流程、原辅料等进行的工程分析，识别该锦纶6切片工程项目存 在或产生的职业病危害因素己内酰胺、氨、联苯、苯甲酸、二氧化钛粉尘等。依据《建设项目 职业病危害分类管理办法》，氨为可能产生严重职业病危害的因素。

[0139] 1.1.3化学物质职业暴露健康风险分析

[0140] 采用化学物质职业暴露健康风险分级方法对该建设项目的己内酰胺、氨、联苯、苯 甲酸、二氧化钛粉尘等主要职业病危害因素进行职业病危害风险分析。

[0141] (1)有害化学物质危害等级

[0142] 表1-1有害化学物质危害等级

[0143]

有毒化学物质 危害等级划分依据 危害等级 LD50/LC50 毒性及腐蚀性等 HR己内酰胺 LD50： 1155mg/Kg (大鼠经口） IARC分级：4 3苯甲酸 LD50： 2530mg/Kg (大鼠经口） 刺激性 2氨 LC50: 1390mg/L (大鼠吸入，4h) 高毒物质 5二氧化钛粉尘 一 无职业流行病学资料 2

[0144] (2)有害化学物质暴露等级

[0145] 表1-2有害化学物质暴露等级

[0146]

隨主厂房内，设备管道内大量的氨存在泄漏并可能会造成主厂房的作业人员发生急性中毒的 可能；液氨分解工艺及相应的防护设施均未考虑设计，职业卫生管理、应急救援措施等也存 在不足与缺陷。通过风险评估分析液氨可能造成职业病危害在高风险等级，己内酰胺的风 险指数处于中等偏高的水平。通过综合分析与评价，确定该工程项目职业病危害类别为职 业病危害严重建设项目。

[0152] 这个案例在建设项目职业病危害预评价工作中最为常见，主要特点是识别存在有

氨等严重职业病危害的因素，经综合分析后确定职业病危害类别为职业病危害严重建设项 目。

[0153] 1. 2某供热锅炉新建项目职业病危害预评价

[0154] 1.2. 1项目概况

[0155] 某建设项目为供热锅炉新建工程，拟建设二台29丽锅炉和三台58丽锅炉。五台 锅炉日产灰渣374t/d。该工程拟采用工艺较为成熟、可靠性强的链条炉。连续运行，主要生 产过程密闭、机械化，自动操作方式。装置主要包括运煤系统、燃烧系统、热力系统。五台锅 炉日耗煤1170t/d，每炉每小时耗煤10t/h。生产人员实行“四班三运转”工作制，劳动定员 设计为78人。司炉工每班10人，现场巡检累计2h/班。运煤除灰工每班2人，现场巡检及 必要操作累计lh/班。

[0156] 职业病危害防护措施：工艺设备密闭化、机械化，锅炉密闭、负压运行并自动控制。 拟采用湿式除尘，拟设控制室，作业工人现场巡检，不设固定操作岗位。脱硫除尘器拟室外 布置，脱硫剂液碱贮罐储存，密闭自动添加，燃烧烟气除尘脱硫后高空排放。

[0157] 1. 2. 2职业病危害因素识别

[0158] 通过综合分析，识别该建设项目生产过程中可能存在的煤尘、矽尘（粉煤灰尘）； 有毒烟气（一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物）等主要职业病危害因素。其中一氧化碳、二氧 化氮等列入《高毒物品目录》。粉煤灰尘通常为含游离二氧化硅10%以上粉尘，属于矽尘， 依据49号令《建设项目职业病危害分类管理办法》有关规定，一氧化碳、二氧化氮、矽尘为 可能产生严重职业病危害的因素。

[0159] 1.2.3化学物质职业暴露健康风险分析

[0160] 采用化学物质职业暴露健康风险分级方法对该建设项目的煤尘、矽尘（粉煤灰 尘），有毒烟气（一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物）等主要职业病危害因素进行职业病危害风 险分析。

[0161] (1)有害化学物质危害等级

[0162] 表2-1有害化学物质危害等级

[0163]

[0164] (2)有害化学物质暴露等级[0165] 表2-2有害化学物质暴露等级

[0166]

[0167] 注：0T为化学物质的嗅阈；E为周暴露量；0EL为我国职业接触限值

[0168] (3)风险等级

[0169] 表2-3有害化学物质暴露可致职业病危害的风险等级

[0170]

有害化学物质名称 风险指数 风险等级一氧化碳 2.66 中等风险二氧化氮 2.66 中等风险二氧化硫 1.91 低风险煤尘 2.05 低风险 3.04 中等风险

[0171] 1. 2. 4职业病危害类别判定及分析

[0172] 该建设项目锅炉密闭并负压运行，拟采用DCS系统自动控制，烟气拟经脱硫处理 达标后经密闭管道100米高空排放，发生大量烟气泄漏一氧化碳、二氧化氮的可能性极低； 作业工人主要在控制室监控，对锅炉仅作巡检，对有毒烟气的暴露水平较低；目前关于供暖 燃煤锅炉烟气造成作业人员急性中毒的事故报道罕见；锅炉除灰渣过程拟采用湿式作业， 对灰渣的装卸及运输拟采用密闭方式；作业工人主要巡检及在铲车密闭操作室内操作，对 粉煤灰尘的暴露水平较低。

[0173] 虽然依据《建设项目职业病危害分类管理办法》有关规定，一氧化碳、二氧化氮、矽 尘为可能产生严重职业病危害的因素。但通过综合风险评估得出一氧化碳、二氧化氮、粉煤 灰尘存在职业病危害的风险均在中等风险水平。因此综合分析确定该建设项目职业病危害类别为职业病危害一般建设项目。

[0174] 这个案例的主要特点是识别存在有一氧化碳、氮氧化物、矽尘等严重职业病危害 的因素，经综合分析后确定职业病危害类别为职业病危害一般建设项目。

[0175] 1. 3某溴化苯乙烯新建项目职业病危害预评价

[0176] 1.3. 1工程分析

[0177] 某溴素生产厂拟建设百吨级溴化苯乙烯项目。工程拟建设一个溴化苯乙烯车间以 及配套的循环水系统、冷冻水系统等辅助设施。生产规模设计为溴化苯乙烯150吨/年。 生产工艺主要包括原料预处理、溴化、中和、洗涤、结晶、分离、干燥、粉碎、包装等工序。生产 原料主要包括聚苯乙烯、氯化溴、二氯乙烷、三氯化锑、氢氧化钠等。生产班制采用四班两运 转，每班工作12小时。劳动定员17人，包括溴化工、洗涤结晶工、分离干燥工、包装工等，作 业方式主要为巡检以及入料和出料的辅助操作。

[0178] 职业病危害防护措施：工艺过程密闭并自动控制，作业工人主要巡检及投料等。生 产车间拟采用机械通风并利用自然通风，以及时排出空气中的有害物质；反应过程产生的 氯化氢气体降温吸收后回用，尾气高空排放。

[0179] 1. 3. 2职业病危害因素识别

[0180] 通过综合分析识别该工程项目可能产生或存在职业病危害因素主要为氯化溴、聚 苯乙烯、二氯乙烷、三氯化锑、氢氧化钠、氯化氢、盐酸等。其中锑化合物已列入《高毒物品目 录》，依据《建设项目职业病危害分类管理办法》，三氯化锑为可能产生严重职业病危害的因

o

[0181] 1.3.3化学物质职业暴露健康风险分析

[0182] 采用化学物质职业暴露健康风险分级方法对该建设项目的氯化溴、二氯乙烷、三 氯化锑、氢氧化钠、氯化氢及盐酸等主要职业病危害因素进行职业病危害风险分析。

[0183] (1)有害化学物质危害等级

[0184] 表3-1有害化学物质危害等级

[0185]

[0186] (2)有害化学物质暴露等级

[0187] 表3-2有害化学物质暴露等级

[0188]

[0190] (3)风险等级

[0191] 表3-3有害化学物质暴露可致职业病危害的风险等级

[0192]

[0193] 1. 3. 4职业病危害类别判定及分析

[0194] 该工程项目拟使用的氯化溴未列入我国的高毒物品目录，但属A级无机剧毒化学 物质；氯化溴作为主要原料用量较大，氯化溴常温下即可分解出氯、溴，如大量泄漏存在发 生急性中毒的可能性；工作场所空气中同时存在氯化溴、氯、溴、氯化氢等有毒气体，其健康 危害存在相加作用；三氯化锑、二氯乙烷等的风险指数均处于中等偏高的水平；卫生防护 工程措施中有毒气体的自动报警装置及事故通风设施存在设计缺陷等。通过综合分析，确 定该工程项目职业病危害类别为职业病危害严重建设项目。

[0195] 这个案例在建设项目职业病危害预评价工作中也较为典型，主要特点是识别存在 的氯化溴未列入严重职业病危害的因素，但由于其固有危害的特殊性，其危害程度很高，并 且其职业病危害防护措施存在不足。经综合分析后确定职业病危害类别为职业病危害严重 建设项目。随着新工艺、新材料的使用，此类问题可能会更多的涉及。

[0196] 二、有毒气体职业中毒事故风险分析技术实施的程序

[0197] 对于突发急性中毒事故的风险分析技术进行了综合研究，阐述了以突发急性中毒 事故模拟为基础的定量风险分析技术，为急性中毒事故风险分析事故规律和有效预测提供了科学的方法。对事故造成的毒气扩散浓度通过数学模型及工程计算、AL0HA软件模拟等 多种方法，以毒气事故性扩散的动态过程为基础展开暴露评价，强调了基于现场模拟的风 险分析方法，同时从应急等级、急性中毒、呼吸防护等角度讨论采用ERPG、AEGL、IDLH浓度 阈值作为毒性评价指标的确定思路，并在最后以风险概率评价的结果为基础对应急管理展 开讨论。

[0198] 有毒气体急性中毒事故风险分析实施技术路线见图4所示。

[0199] 应用案例：某氯甲酸酯生产工艺过程急性中毒事故模拟与风险评估

[0200] 氯甲酸酯类产品是医药、农药中间体、有机过氧化物、PVC等塑料引发剂的主要原 料，在氯甲酸酯的生产工艺过程中需要使用大量的液氯、一氧化碳、光气。如发生泄漏事故 可造成有毒气体大量扩散，在事故状态下，极易造成人员急性中毒，甚至死亡。

[0201] 我们在对某精细化工企业进行建设项目职业病危害预评价过程中，针对氯甲酸酯 工艺过程液氯、一氧化碳、光气等有毒气体泄漏可能造成急性中毒的职业病危害特点，我们 采用有毒气体职业中毒事故风险分析技术，并在风险场模拟技术方面，应用适用于突发事 故下应急决策的AL0HA计算机软件，对泄漏事故情况下可能发生的有毒气体突发事件进行 以数值模拟为基础的全过程风险评估。通过气体扩散理论和计算机数值模拟技术对职业病 危害事故进行风险评估，确定建设项目急性中毒职业病危害事故的可能性和危害程度等， 以指导企业按照评估结果制定突发急性中毒事件的应急预警范围，进行突发有毒气体重大 及公共卫生事件的风险预警，并针对性提出急性中毒预防控制措施，对企业的应急救援管 理提供科学依据，指导企业的应急救援。

[0202] 1对象与方法

[0203] 1. 1生产工艺简述

[0204] 氯甲酸酯类产品是医药、农药中间体、有机过氧化物、PVC等塑料引发剂的主要原 料，在氯甲酸酯的生产工艺过程中需要使用大量的液氯、一氧化碳、光气。如发生泄漏事故 可造成有毒气体大量扩散，在事故状态下，极易造成人员急性中毒，甚至死亡。

[0205] 氯甲酸酯产品生产工艺使用的原辅料主要有焦炭、液氯、氢氧化钠、多种原料醇 等。焦炭与氧气在一氧化碳发生炉内产生纯度99%—氧化碳并贮存于气柜中，一氧化碳与 氯气经计量在光气合成器内径活性炭催化生成气态光气，气态光气冷凝为液态光气进入液 态光气贮槽，液态光气用压缩氮气压入液化气化器进行气化后计量后进入光气塔，在塔内 与异辛醇进行反应，生成氯甲酸酯，同时产生氯化氢气体，将氯化氢气体脱出后即为产品， 氯化氢气体经水吸收后制成盐酸。作业工人在隔离的操作室内进行操作，由自动控制系统 控制。氯甲酸酯生产工艺流程见图5所示。

[0206] 1. 2基于事故模拟的急性中毒风险分析方法

[0207] 我们采用有毒气体职业中毒事故风险分析技术，应用AL0HA软件以实施快速数值 模拟；采用的应急救援ERPG等标准作为毒性评价指标；以个人风险和社会风险两种形式对 急性中毒事故带来的健康风险进行描述。

[0208] 2 结果

[0209] 2. 1突发泄漏事故造成急性中毒后果的数值模拟分析

[0210] 通过工艺流程分析，一氧化碳主要存在于一氧化碳造气装置、气柜、其他相关设备 及输送管道等；氯主要存在于液氯气化装置、氯气缓冲罐、其他相关设备及输送管道等；一氧化碳与氯气反应生成的光气主要存在于反应器、缓冲罐、光化塔、其他相关设备及输送管 道等。在一氧化碳造气、液氯气化、光气造气、氯代酯及特种氯代酯等生产单元中，一氧化 碳、氯、光气等有毒气体在输送至下游工序等工艺过程中可能发生泄漏等事故，如发生泄漏 事故可造成有毒气体大量扩散，在事故状态下，存在接触有毒气体的可能，极易造成人员急 性中毒，甚至死亡。

[0211] 我们对液氯、一氧化碳、光气等急性中毒事故后果分别进行了模拟分析，因文章篇 幅所限，本文只给出光气泄漏事故后果模拟结果。

[0212] 2. 1. 1光气泄漏事故后果模拟

[0213] (1)模拟泄漏事故场景

[0214] 根据该建设项目提供技术资料已知：光气缓冲罐及部分输送管道露天布置；缓冲 罐 1. 2m X 2. 5m。

[0215] 模拟泄漏事故场景：光气缓冲罐完全破裂；光气输送管道内径发生完全破裂及发 生管道内径的20%不完全破裂泄漏。

[0216] 模拟泄漏事故发生时的气象条件：环境温度为20°C，风速为4. lm/s，湿度63%，风 速测量点高度10m高处，云层覆盖度3，大气稳定度B，逆温层不存在。

[0217] (2)泄漏事故扩散模拟结果

[0218] 根据光气泄漏后扩散影响区域AL0HA模拟事故场景结果选取影响人数最多的方 向，结合厂区总平面布置图，可以得到事故应急范围区域、急性中毒后果最严重的区域、应 采取呼吸防护的区域、应急疏散的区域等。

[0219] 光气泄漏后扩散影响区域AL0HA模拟事故场景结果汇总，见下表。

[0220] 表2-1光气泄漏扩散危害区域模拟结果

[0221]

[0222] 2. 2急性中毒事故风险概率分析

[0223] 2. 2. 1风险可接受水平的确定

[0224] 我国未制定风险的可接受标准，我们采用以下标准确定风险可接受水平。

[0225] (1)个人风险：采用英国HSE应用ALARP (合理可接受水平)准则得到的个人风险 标准。

[0226] (2)社会风险：在许多国家，社会风险可接受水平的F/N曲线可用下面的通式表 示：

[0227]

[0228] 式中n是曲线的斜率；C是决定曲线位置的常数。下表是一些国家及地区社会风 险可接受水平的n和C的值。

[0229] 表2-2 —些国家及地区可接受水平的n和C值[0230]

[0231]

[0232]

[0233]

[0234]

2. 2. 2各种有毒气体模拟事故后果风险概率 (3)光气急性中毒事故风险概率 表2-3光气泄漏事故后果个人风险

[0235] 将表中计算得出的光气泄漏事故的个人风险与英国的HSE标准进行比较，光气泄 漏事故的个人风险处于10_3和10_6之间的个人风险可接受区域。因此光气泄漏事故时的个 人风险是合理可接受范围。

[0236]

[0237]

[0238]

[0239]

[0240]

[0241]

即中毒死亡概率为4.21%。 个人风险计算 PR = 4. 21% X 1(T2 = 4. 21 X 1(T4 下面为在90ppm光气浓度下暴露5min的社会风险 表2-4光气泄漏事故F-N数据

[0242] 通过绘制F-N曲线将光气泄漏事故的社会风险与英国、丹麦、荷兰的危险设施社 会风险标准进行比较，光气泄漏事故的社会风险高于荷兰的危险设施可接受社会风险标 准，但仍低于英国和丹麦的可接受社会风险标准。因此在英国和丹麦的危险设施可接受社 会风险标准下，光气泄漏事故的社会风险处于可接受水平；在荷兰的危险设施可接受社会 风险标准下，光气泄漏事故的社会风险是不可接受的。

[0243] (4)急性中毒事故风险评估

[0244] 将定量个人风险和社会风险的计算结果以及F-N曲线与其他国家的标准进行比较，液氯、光气、一氧化碳发生泄漏事故后果的个人风险均处于可接受水平。氯气、光气发生 泄漏事故后果的社会风险低于英国和丹麦的可接受社会风险标准，高于荷兰的危险设施可 接受社会风险标准。通过对各类事故F-N曲线比较可以看出，光气的社会风险最大，氯气次 之，CO最小。

[0245] 通过以上急性中毒事故风险评估，氯气、光气泄漏事故造成的风险低于英国及丹 麦的社会风险标准，处于风险的可接受范围内；但由于高于荷兰的社会风险标准，根据风险 管理理论，应提高预防控制措施等级，光气的社会风险最高，提示在防控措施等级上设定为 最高级，通过设计实施有效的工程技术控制对策及加强各项应急管理等措施来降低风险水 平，预防和控制事故泄漏造成的突发急性中毒事件。

[0246] 3结论与讨论

[0247] 液氯、一氧化碳、光气等毒气泄漏有不可控制的特点，对人类的生命健康危害巨 大，事故可能波及面较大，故目前毒气泄漏事故造成的急性中毒事件的预防和控制特别受 到重视。应对突发性的毒气泄漏事故，预防和控制重大急性中毒事件的发生，必须加强对毒 气的生产、加工、储存、运输和使用过程中的风险管理，而最有效的风险管理策略之一就是 进行定量风险分析。

[0248] 我们通过采用AL0HA软件进行急性中毒数值模拟进行暴露评价，实现快速计算毒 气扩散状态，能够迅速确定事件场景下急性中毒的范围和等级；利用软件在对事故进行预 测时计算方法和过程简便，所需要的原始数据较少，并且预测精度较高；对于风险的表征， 在暴露评价和剂量_反应评价得到风险概率和风险后果的基础上对个人风险及社会风险 进行计算，可以用于应急管理；在应急管理方面，结合厂区的总平面布置，以现有的广泛应 用的各类急性中毒阈限值等为标准，动态模拟分析事故现场相应区域的划分及区域内风险 水平的分布情况，确定现场及附近的危险区域、涉及的人群和相应的风险，从而有针对性的 采取应急救援措施，预防和控制重大急性中毒事件的发生；在应急救援预案的制定上，结合 急性中毒标准而划分的不同危险区域与该区域内的风险值，同时考虑事故现场的毒气暴露 水平与人群分布情况，制定具有针对性的应急方案。对企业的应急救援管理提供科学依据， 指导企业的应急救援，为应急管理提供技术支持。

[0249] 基于突发急性中毒事故模拟的风险评估技术通过实例应用取得了比较好的评估 结果，适用于我们在职业病危害评价工作中进行急性中毒健康风险评估，为评价工作有效 预测并分析急性中毒事故风险及事故规律提供了科学的方法。

[0250] 三、基于蒙特卡洛模拟及剂量反应模型的定量风险分析技术实施方式

[0251] 基于蒙特卡洛模拟及剂量反应模型的定量风险分析实施技术路线见图6所示。

[0252] 苯职业暴露案例分析

[0253] 1、评价对象的选择

[0254] 为阐述该项技术的具体实施步骤，以下为苯职业暴露案例分析。应用的案例为某 涂料化工有限公司涂料生产项目，工艺过程不含原料生产，仅为制漆工艺过程，采用日本的 制漆生产技术，建成后形成年产10000吨涂料的生产能力。

[0255] (1)建设项目简介

[0256] 该建设项目内容主要包括涂料车间、辅助厂房、原料库、成品库、综合办公楼等，总 建筑面积约12000m2。投资总额为1000万美元，职业卫生防护设施投资主要包括工业通风、除尘设施，现场应急救援设施等的建设。

[0257] 涂料车间厂房为三层钢框架结构，建筑面积9335. lm2，每层层高4. 5m,厂房设置4 个疏散出入口，4部钢筋混凝土疏散楼梯，设置消火栓及自动喷淋灭火系统。原料库及成品 库采取单层框架结构，层高6m，建筑面积分别为499m2、519m2，设置自动喷淋灭火系统，并设 置2个疏散口。

[0258] (2)生产过程使用的原辅料

[0259] 该建设项目根据市场的需求进行间歇性批量生产，生产的产品有水性涂料及溶剂 型涂料，在涂料生产过程中使用的原辅料主要为树脂、溶剂（工业纯水、有机溶剂）、颜料及 填充剂等。

[0260] 使用的树脂种类主要包括醇酸树脂、丙烯酸树脂、氨基树脂、环氧树脂等。树脂为 涂料的固化剂，该建设项目使用日本进口树脂半成品，其中含有甲苯、二甲苯等有机溶剂。

[0261] 目前使用的有机溶剂依其使用量主要有芳香族混合溶剂、二甲苯、甲苯、乙二醇单 丁醚、甲醇、甲基异丁基酮等。有机溶剂主要用做涂料的溶剂和稀释剂，根据不同的产品种 类、不同溶剂的沸点、同时考虑季节等因素而使用不同的有机溶剂，如丙酮、丁酮、乙酸乙 酯、乙酸丁酯等。

[0262] (3)生产工艺

[0263] 该建设项目涂料车间生产水性及溶剂型两种性质的涂料。这两种涂料生产工艺的 生产过程基本相同，其产品均需经配料、研磨、调漆、粗滤、过滤、灌装等工序，其生产过程基 本密闭。主要生产工艺简述如下：

[0264] 该建设项目产品生产采用间歇式生产方式，在涂料车间三层配料工段先将树脂、 颜料、水（或溶剂）按产品的不同配方定量加入到配料罐或移动槽中，然后经密闭管道自流 进入车间二层的分散机后用变速搅拌机进行予分散以混合均勻，颜料在密闭的研磨机进行 研磨，待研磨至检测漆浆的细度合格后打入调漆罐中，加入树脂和水（或溶剂）调整粘度， 再根据不同品种的需要加入色浆和各种助剂，搅拌均勻后经检验合格后自流至车间一层灌 装工段，经过滤器过滤后计量、灌装、包装入库出售。整个生产过程基本不产生废水，产生的 少量废渣交环保公司进行处理。涂料生产工艺流程如图7所示。

[0265] 2、风险辨识

[0266] (1)职业危害因素

[0267] 该建设项目使用有机溶剂作为涂料的稀释剂或溶剂，种类较多，主要有芳香族混 合溶剂、二甲苯、甲苯、乙二醇单丁醚、甲醇、甲基异丁基酮、丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯 等（后四种有机溶剂目前未使用）。该建设项目有机溶剂虽不使用苯，但在甲苯、二甲苯、芳 香族混合溶剂等有机溶剂中仍存在少量的苯；另外树脂半成品中也有一定量的有机溶剂。

[0268] (2)苯暴露的健康危害

[0269] 由于主要讨论苯职业暴露引起的致癌风险，因此，仅对工作场所中的苯暴露情况 进行重点分析，不讨论其他有害物质对工人的健康危害。

[0270] 长期接触较低浓度苯可引起慢性中毒。多数患者出现神经系统症状，最常见的是 神经衰弱综合征，表现为头痛、头昏、失眠、记忆力减退等。慢性苯中毒主要损害造血系统。 最早和最常见的血象异常表现是白细胞持续减少，主要是中性粒细胞减少。中度中毒者可 见红细胞计数偏低或减少；重度中毒可发生再生障碍性贫血。苯已确认为人类致癌物，可引起各种类型的白血病。

[0271] 苯在GB5044-85《职业性接触毒物危害程度分级》为I级，属极度危害的化学物质。 现已将苯列入我国卫生部颁布的《高毒物品目录》。在《职业病危害因素分类目录》中苯列 为可能导致苯中毒、苯所致白血病的职业病危害因素。

[0272] (3)暴露途径

[0273] 在涂料生产过程中，调漆罐、砂磨机及配料工序使用设备均设置内置式排风系统， 使设备在微负压状态下密闭生产，但是在正常生产情况下由于配料、调漆等工序某些环节 需要工人辅助操作，且操作时设备呈半敞开状态，不能保证完全密闭，加之有机溶剂的易挥 发性，所以在该建设项目涂料车间工作场所空气中存在一定浓度的苯蒸气。作业工人操作 及巡检每班8小时，接触方式主要为呼吸道吸入及皮肤粘膜接触。

[0274] 苯在生产环境中主要以蒸气形式经呼吸道进入人体，皮肤吸收很少，经消化道吸 收完全，但实际意义不大。

[0275] 3、剂量-反应评价

[0276] (1)生理药代动力学模型

[0277] 吸入苯的PBPK模型包括6个房室：气体交换室（肺）、脂肪、充分灌注室、不充分 灌注室、肝脏和骨髓，不考虑口服和皮肤接触途径。假设只在肝脏和骨髓中发生代谢过程， 代谢速率用Michaelis-Menten方程表示。

[0278] 依据流入各房室的血流速率、化学物在房室内的组织/血分配系数和房室所占有 的组织体积，可建立每一房室化学物浓度变化率的微分方程。

[0279] 表1给出了成人的各项PBPK模型参数值。

[0280] 表1苯的生理毒代动力学模型参数

[0282]续表 6. 1[0283]

[0284](2)剂量_反应模型

[0285] 暴露人员的致癌风险为 [0286]Pr(d) = P0+(l-P0)F(d) [0287] 其中，d是暴露剂量D下的人体内剂量。&是白血病自然发病率。

[0288] 根据致癌风险公式，可以得到

[0289]

[0290]通过收集已发布的国内外流行病学调查资料，根据各调查实例中的苯暴露水平 和白血病发病率数据，拟合出多阶模型中的参数值，进而得到苯职业暴露风险评价的剂 量_反应模型。选用国内外4个流行病学调查实例的流行病学调查数据，进行统计计算得 出上述的F(d)值如下表所示。 [0291] 表2各流行病学调查实例的F(d)值 [0292]

[0293] 利用PBPK模型对各案例暴露人群的内剂量进行模拟，以静脉血中苯浓度来表征 内剂量，模拟结果如下。

[0294] 表3各流行病学调查实例的苯终身平均剂量和内剂量计算结果

[0296] 根据表2和表3中暴露人群的内剂量与白血病发病率间的对应关系，进行数据拟 合，以确定多阶模型中的参数值％。得到内剂量_反应模型为

[0297]F(d) = 1-exp (-a2Xd2)

[0298]其中，a2 = 0. 0000459-0. 0001052，d 为内剂量。

[0299]4、暴露评价

[0300]连续三天对该工作场所涂料生产线的苯环境浓度进行了现场监测，监测结果见下 表。

[0301]表4作业场所的苯浓度值监测结果

[0302]

[0303]对环境监测数据进行统计分析，得到其均值为14.61mg/m3，标准差为15. 42, [0304]表5苯浓度监测值的统计分析结果

[0305]

[0306] 基于Monte Carlo方法的数学模拟对暴露人群内剂量的求解

[0307] 分别根据苯浓度的实测数据，利用PBPK模型对暴露人群的内剂量数据进行模拟。 设定的暴露时间为上午连续4小时(08：30-12:30)，下午连续4小时(13:30-17：30)，步长 为0. 002h。则得到生产线工人的内剂量概率分布结果。[0308] 由实测数据计算得到，工人静脉血苯浓度值的均值为2.01mg/m3，最小值为 0. 18mg/m3，最大值为 9. 32mg/m3。

[0309] 3. 4. 4风险表征

[0310] 将暴露评价中得到的生产车间内苯浓度的实测数据利用PBPK模型对暴露人群的 内剂量数据进行模拟，分别代入已建立的剂量-反应模型中，求解工人在此环境下的致癌 风险值。

[0311] 我国白血病的自然发病率约为3-4/100,000。得到苯职业暴露人群的致癌风险为

[0312] Pr = P0+(I-P0) [l_exp (_a2 X d2)]

[0313]其中，P0 = 3X 1(Γ5-4Χ 1(Γ5，a2 = 0. 0000459-0. 0001052，d 为静脉血中苯浓度。

[0314] 利用Crystal Ball软件，根据得到的内剂量概率分布曲线，对工人的致癌风险进 行MonteCarlo模拟，可以得到工人致癌风险概率分布。

[0315] 基于实测值的工人致癌风险的统计分析结果

[0316]

[0317] 通过模拟结果可知，基于环境苯浓度的实测值得到该车间内工人的致癌风险为 3. 19Χ1(Γ5-8· 605Χ1(Γ3，均值为 6. 118 X 1(Γ4，其中风险值高于 IXliT4 的概率为 62. 10%。