吸入性毒物泄散事故危害性分析与应急预案集成研究

摘要

本文是国家“十五”科技攻关项目“城市公共安全综合试点研究”及“小城镇基础设施工程防灾减灾关键技术研究”的后续研究内容,通过综合运用毒理学、事故灾害学、信息技术等多学科的理论与技术,针对吸入性毒物构建了应急暴露限值体系及泄漏扩散事故危害模型,研究了吸入性毒物泄散事故应急预案体系场内、外应急的关键技术,同时进行GIS二次开发,实现危害模型与GIS的无缝集成,并研制了吸入性毒物泄散事故应急预案实时生成系统。论文完成的主要工作包括：
　　 (1)从毒性侵入途径的角度定义了吸入性毒物(TIH),并延伸该定义范畴,引入了遇水反应产生吸入性毒物物质(TIHWRM)以及化学战剂(CWA),在此基础上结合我国具体国情,构建了优先TIH数据库,为应急预案的制定与实施提供数据支持。
　　 (2)提出了可应用于应急情境时高浓度下短时间内针对绝大多数人群适用的应急暴露限值(EEL),研究了各国及不同组织机构的应急暴露限值的特征、异同、程序等内容,确立了应急暴露限值的层级、等级与接触时间,建立了优先吸入性毒物应急暴露限值体系,为安全规划、安全评价、环境影响评价、土地规划等提供参考标准,弥补我国在此领域的空白。
　　 (3)根据吸入性毒物的效应模式,以应急暴露限值体系作为毒性危害准则,界定出危害区域,利用MATLAB的COM组件生成器将M文件编译生成独立的COM对象,封装至Visual Basic中,实现VB与泄漏扩散事故危害模型之间的无缝集成。
　　 (4)研究了吸入性毒物泄散事故应急预案体系场内应急、场外应急的关键技术,明确应急预案的衔接主体、内容,构建事故初期应急的理论与方法,探讨了场内外现场指挥权归属等微观层面问题,确立吸入性毒物应急预案实时生成的框架体系。
　　 (5)以Visual Basic为开发环境,基于组件式地理信息系统Mapobjects和数据库访问技术,封装MATLAB以模拟泄漏扩散事故,泄漏扩散事故危害模型与GIS无缝集成,开发实现了吸入性毒物泄散事故应急预案实时生成系统。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.1.1 有毒气体扩散事故

1.1.2 研究意义和价值

1.2 国内外研究现状及发展趋势

1.2.1 泄漏扩散模型

1.2.2 毒性危害准则

1.2.3 应急预案

1.2.4 发展趋势及存在问题

1.3 本文的研究思路及主要内容

第二章 吸入性毒物危害特性研究

2.1 有毒物质

2.1.1 有毒物质及其状态

2.1.2 毒物侵入机体的途径

2.1.3 影响毒物危害性的因素

2.1.4 毒性评价指标及分级

2.2 吸入性毒物

2.2.1 吸入性毒物定义

2.2.2 呼吸(系统)毒理

2.2.3 吸入性毒物危害

2.2.4 吸入性毒物的扩展

2.3 遇水反应产生吸入性毒物物质

2.3.1 遇水反应物质

2.3.2 遇水反应产生吸入性毒物的物质

2.3.3 TIH释放速率

2.3.4 REACTPOOL模型

2.4 化学战剂攻击

2.4.1 特点、分类及施毒手段

2.4.2 攻击指标

2.4.3 侦检

2.4.4 除污

2.5 优先吸入性毒物数据库构建

2.5.1 优先吸入性毒物数据库构建原则

2.5.2 优先吸入性毒物数据库构建项目

2.5.3 优先吸入性毒物数据库构成

2.6 本章小结

第三章 应急暴露限值体系的构建

3.1 常用应急毒性危害准则

3.1.1 剂量反应关系

3.1.2 浓度时间关系

3.1.3 概率函数法

3.1.4 阈限值－职业暴露限值

3.2 应急暴露限值

3.2.1 应急暴露限值概要

3.2.2 应急暴露限值比较研究

3.2.3 应急暴露限值层级研究

3.2.4 研究结果

3.3 应急暴露限值体系构建

3.3.1 我国暴露限值体系现状

3.3.2 我国应急暴露限值体系构建

3.3.3 优先TIH应急暴露限值体系

3.4 本章小结

第四章 吸入性毒物泄散事故危害模型

4.1 泄漏源

4.1.1 灾难性泄漏

4.1.2 气体泄漏模型

4.1.3 液体泄漏源模型

4.1.4 两相泄漏源模型

4.1.5 应用分析

4.2 初步扩散

4.2.1 液体蒸发与扩散

4.2.2 气体喷射扩散

4.2.3 绝热扩散

4.2.4 应用分析

4.3 大气扩散

4.3.1 非重气云扩散模型

4.3.2 重气云扩散模型

4.3.3 应用分析

4.4 效应模式及危害区域界定

4.5 泄散事故危害模型VB无缝集成实现

4.5.1 泄散事故危害模型的MATLAB实现

4.5.2 MATLAB与VB混合编程

4.5.3 MATLAB与VB无缝集成实现

4.6 本章小结

第五章 吸入性毒物泄散事故实时应急预案研究

5.1 危险化学品应急预案体系

5.1.1 应急预案体系

5.1.2 国家突发公共事件总体应急预案解析

5.1.3 应急预案体系存在问题解析

5.2 吸入性毒物泄散事故应急预案体系关键技术研究

5.2.1 场内应急

5.2.2 场外应急

5.3 实时应急预案研究

5.3.1 实时应急预案基础

5.3.2 实时应急预案GIS实现

5.3.3 实时应急预案技术支持

5.4 本章小结

第六章 吸入性毒物泄散事故应急预案实时生成系统的开发

6.1. 系统封装

6.1.1 MapObjects嵌入VB

6.1.2 VB封装MATLAB

6.1.3 VB历问数据库

6.1.4 系统开发技术环境

6.2 数据库构建

6.2.1 空间数据库

6.2.2 非空间数据库

6.3 系统功能架构与主界面设计

6.3.1 系统功能架构

6.3.2 系统主界面设计

6.4 系统功能实现

6.4.1 地理信息系统模块

6.4.2 数据库管理模块

6.4.3 事故应急响应模块

6.4.4 文件管理模块

6.5 本章小结

第七章 结论与展望

7.1 本文工作总结

7.2 进一步的研究展望

参考文献

致谢

攻读博士学位期间论文及科研情况