基于事故数据分析推导的全国及化工行业可接受风险标准基准值研究*
2017-04-16谭钦文段正肖刘倩男
谭钦文,段正肖,董 勇,杜 姗,刘倩男
(1.西南科技大学 环境与资源学院,四川 绵阳 621010; 2.西南科技大学非煤矿山安全技术四川省高等学校重点实验室,四川 绵阳 621010)
0 引言
从2014年国安监出台的《危险化学品生产、储存装置个人可接受风险标准和社会可接受风险标准(试行)》(下文简称《标准(试行)》)开始,虽然官方制定和公布的可接受风险标准极少,但近几年来可接受风险等字眼越来越多地出现在标准规范里,且正逐渐进入公众视野中。
国外从上世纪六十年代就开始了可接受风险标准研究,经多年发展,已在核电、山坡住宅、边坡、石化及道路交通等行业领域取得了很多成果[1]。目前国内可接受风险标准的研究在大坝[2]、公共场所[3]、石化[4]、建筑工程[5]、滑坡[6]、特种设备[7]等行业领域也取得了一些进展,但是大部分领域的研究仍然较少。此外,由于当前我国基础数据还不够完善,在一定程度上制约了该领域的发展。《标准(试行)》中,通过标准基准值乘以相应的风险控制系数得到了可接受风险标准值。其中,基准值选取分年龄段死亡率最低值,即第6次人口普查数据下,10~20岁之间青少年平均死亡率3.64×10-4/a。该方法在基础数据有限的条件下创新性的解决了标准基准值的确定问题。但仍然存在一些问题需要印证。如其数据时间跨度太短且数据稍旧;平均死亡率考虑了生产和生活中的各种死亡情况,对行业风险事件的可接受情况是否具备较高的针对性;将其应用于对生产活动中风险事件的可接受程度进行分析时,其主体对象的选取代表性还不够强等。
可接受风险标准用于表达人们在一定时期下对风险的看法,标准的制定只有在真实的历史数据且数据的合理选择使用条件下才能适合于本国国情及行业行情,使其被绝大多数人所接受。这也是该领域研究初期的基本内涵之一。标准过“严”会加重社会负担,过“松”则不利于安全生产形势的发展[8]。鉴于此,笔者基于可接受风险标准理论,通过搜集、分析及估算全国及化工行业最近10 a的基础事故数据,利用AIR法和FN曲线法,对全国及化工行业生产过程中的可接受风险标准基准值进行探索。该基准值将从个人和社会2个层面,死亡、受伤和职业病3个方面,严格、通用及宽松3个程度对生产过程中的风险可接受性进行表征。以期对该领域研究的相关方面进行印证和完善,帮助我国开展风险管理和风险决策。
1 标准的制定方法及数据搜集对象的确定
1.1 AIR法与FN曲线法
AIR法与FN曲线法作为国内外个人及社会可接受风险标准研究的常用方法,运用较为成熟。本文将基于其运算思想开展研究。
AIR指的是1个人1 a内从事本职工作的死亡次数,反映平均个人风险。
(1)
式中:I为AIR值,即所研究行业的平均个人风险;F为AFR值,即所研究行业的员工死亡率,F=N/T,T和N分别为从业人员总人数和从业人员死亡数;φ=tw/ta,其为从业人员每年工作时间占总时间的比例,tw和ta分别为从业人员每年的实际工作时间和总时间,按每年365 d,52 w,每天工作8 h计算,可得tw=2 080 h,ta=8 760 h。
FN曲线是表示能够引起大于等于N人死亡的事故累积频率(F)的曲线图。
Pf(x)=1-FN(x)≤C/xn
(2)
计算社会可接受风险标准时可采用国内外常用的“近似替代法”(数学推导见文献[1]),即以个人风险可接受标准近似代替对应FN曲线的C值(与截点有关),通过n值(与斜率有关)的选取可直接绘制出FN曲线。n通常取值为1或2,分别寓意着中立型风险和厌恶型风险。考虑到我国的安全形势,此处可取n=2。
1.2 数据搜集对象的确定
通过上文AIR及FN曲线法的论述,即可确定数据搜集对象应为:全国年末人口数及化工行业从业人数、全国及化工行业事故死亡、受伤及职业病人数。进而求取全国/化工行业的事故死亡、受伤及职业病率。
2 历史数据的搜集整理及估算
2.1 全国年末人口数及化工行业从业人数
当前数据条件下,全国年末人口数可通过查找《中国统计年鉴》(以下简称《年鉴》)得出。而在化工行业从业人数的选取时,由于《2014年化工行业风险分析报告》中将化工行业的分析对象限制为“化学原料及化学制品制造业(26)”,而该行业从业人数亦能在《年鉴》中获得,故本文将其从业人数作为化工行业从业人数。其中,2006—2011年化工行业从业人数来源于对应年份《年鉴》中按行业分规模以上工业企业主要指标中的化学原料及化学制品制造业的全部从业人员年平均人数,2014年数据通过该年《年鉴》中行业人均主营业务收入及行业主营业务收入换算而来(人均主营业务收入=主营业务收入/平均用工人数)。2013年数据来源于《中国工业统计年鉴2014》中的规模以上工业企业主要经济指标(大、中、小类行业)。2012年数据通过2011年及2013年通过算术平均求得。最终数据见表7。
2.2 全国及化工行业事故死亡人数
全国事故死亡数据来源于安监总局事故通报(表7)。化工行业事故死亡数据考虑到数据的获得条件,选取化工及危化品事故死亡人数作为化工行业事故死亡人数。通过安监总局及中国化学品协会发布的相关信息中搜集整理得到了表1数据,其中2011年数据通过2010年及2012年的数据进行算术平均后保留到整数求得。但是,上述数据是针对化工和危化品生产经营企业作出的统计,并未完全囊括危险化学品6大环节中发生的事故死亡人数,即并未完全囊括化工行业的事故死亡人数。为了保证研究科学性,暂不能作为笔者的研究数据。
目前对危险化学品事故的统计分析多集中在危险化学品生产、储存、运输、经营、使用和废弃处置中一、两个环节,并且集中在运输环节的最多[9]。只有部分研究涉及危险化学品产业链各个环节事故统计分析的研究,如于水军[10]等根据2005年的147起危险化学品事故按照事故发生的环节和事故物理表象进行了统计分析,但1 a的事故样本数据太少,无法反映出事故的特点和规律。相比于于水军等,赵来军[9]等从事故发生时间、发生地点、产业链各环节等方面对3 a(2005—2008年)来1 565起危险化学品事故进行了综合分析研究。此外,李健[11]对“十二五”(2011—2015)期间危化品6大环节事故进行了统计分析。为了能有效利用国安监公布的数据,笔者将除了运输环节外的事故数据等效为“化工及危化品生产经营单位”发生的事故数据。即假设除了运输环节,其他5个环节的事故均在危化品生产经营企业中发生。通过研究分析赵来军、李健等人的研究数据后发现,除运输环节外,其他5个环节的事故死亡人数占比较为接近,分别为0.785 7和0.747 6。所以,笔者选取0.7为5大环节的占比以此推导得到了化工及危险化学品事故死亡人数作为本研究的化工行业死亡人数,数据汇总如表1。
表1 化工行业事故死亡人数
2.3 全国及化工行业事故受伤人数
尽管我国生产安全事故统计指标中设计了死亡、重伤和轻伤指标,然而,国家层面的统计数据只有死亡相关统计数据,重伤数据极少,轻伤统计数据更是没有,统计数据出现/倒挂现象,难以了解和掌握事故全貌[12]。调研发现,相比于国安监统计的数据,冯长根、李生才[13]等人在《安全与环境学报》中的统计数据虽然存在很大差异。但我们可以将其统计资料看做是对我国全国事故情况的一个统计抽样,对积累安全生产基础数据和了解生产安全事故发生趋势有很大的帮助[14]。因此,笔者对冯长根等人2006—2015年历年每双月的统计资料(近60余篇)进行搜集汇总后对其伤亡比例进行研究(如表2),发现我国现阶段已上报的事故中,其伤亡比例是不科学的,这意味着事故受伤数据的上报仍然存在瞒报现象,即相比于人员死亡,人员受伤在上报时通常是重伤化轻伤,轻伤化无伤,以此来逃避或减轻处罚,已上报的受伤数据可信度很低。该观点与其他研究者保持一致。
表2 冯长根等人关于2006—2015年事故伤亡情况的统计
基于此,在没有完整的全国事故受伤数据的情况下,为了研究的科学性放弃了《安全与环境学报》中的受伤数据。决定通过我国现阶段生产安全事故伤亡比例,以已有的历年死亡数据来推导相关年份的受伤数据,这样将减少瞒报等情况对数据的影响。
2.3.1全国事故伤亡比例及受伤人数
对于我国生产安全事故伤亡比例中国安全生产科学研究院的周建新[12]等人认为,由于英国、丹麦、日本和美国4个发达国家工伤事故统计系统比较完善,数据可信度比较高,而从我国家统计数据中无法直接得到伤亡比率值,因此其通过对比分析,给出了我国生产安全事故死亡人数与受伤人数的比值为373∶1。并认为,我国有关研究结果与此相差较大,究其原因,抛开统计指标和统计范围差别因素的影响,是由于对受伤事故的不重视而瞒报或未上报所致。综合考虑,选取了周建新等人的比例(即373∶1)作为我国生产安全事故的伤亡比例。将其与全国生产安全事故死亡人数进行运算后即可得到全国生产安全事故受伤人数(见表7)。
2.3.2化工行业事故伤亡比例及受伤人数
为了探究化工行业伤亡比例,笔者对已有相关成果进行了搜集整理后发现,国内尚无专门的化工行业的伤亡比例研究,但有危险化学品事故的相关伤亡数据,此外,为与死亡数据对应,笔者采用危化品事故伤亡比例来代替化工行业事故伤亡比例。为了较为全面的估计伤亡比例,以上文一样,笔者调研分析了涉及危化品6大环节的事故研究文献。对其中的数据通过整理分析形成表3。
表3 危险化学品6大环节事故伤亡比
调研发现,于水军、李健及李海江[15]等人的研究数据得出的伤亡比例较为接近,其年度总伤亡比分别为3.405,3.281及3.153。出于保守考虑,笔者将化工行业伤亡比选取为3∶1。将其与化工行业事故死亡人数进行运算后即可得到化工行业事故受伤人数(见表7)。
2.4 全国及化工行业职业病发病情况
2.4.1全国职业病发病情况
通过搜集整理中国卫生统计年鉴及卫生部相关通报,得到全国(行业)职业病发病情况。由于2015年数据尚未公开,笔者限于条件无法获得,故通过对前9 a数据进行回归分析得到2015年全国职业病数据(见表7)。
2.4.2化工行业职业病发病情况
现有条件下,为了获得化工行业的职业病数据,调研了全国上百个省、市、地区的相关职业病发病情况的论文和历年卫生部关于全国职业病发病情况的通报作为抽样数据(表4~5),通过对样本数据进行筛选分析求取化工行业职业病占全国的比值。以此与各年全国职业病数据进行换算以便到对应年份的化工行业职业病数据。
表4是历年卫生部关于职业病发病情况通报的部分内容,占比数据为除去煤炭、有色金属、冶金、铁道行业等职业病高发行业外的其他行业数据(及化工数据包含起其中)。显然,化工行业每年的职业病发病占比必将小于表4中对应年份的比值。所以,笔者选取表4中比值的最小值视为近年来化工行业职业病发病全国占比的最大值,即Hmax=26.47%,并选取表5中的最小数据1%作为最小值Hmin=1%。将表中大于Hmax以及小于Hmin的数据进行剔除,视为本次抽样调查的异常数据(无效数据)。
表4 2006—2015化工行业全国职业病最大占比
注:以上研究的时间跨度为2000—2014年,研究人员限于篇幅不以列出,在此一并表示感谢。
在剔除了无效数据后笔者分析发现,占比在5%~15%的样本在此次抽样中的密度较大(51.72%),故将其视为此次抽样的有效样本并对其对应数据进行算术平均,得到了化工行业在全国的职业病占比为6.999%,即7%。这与2010年12月至2011年2月,北京义联劳动法援助与研究中心在全国范围内开展调研后形成的职业病调研报告中化工行业占比为6.30%的比例差距不大。所以,化工行业职业病占比选取为7%并以此推导得到其历年职业病发病情况(见表7)。
表6 不同数据范围的样本密度情况
2.5 相关数据汇总
通过对历史数据的大量调研,丰富了全国及化工行业的事故基础统计数据,现将上文数据汇总见表7。
表7 2006—2015年全国及化工行业数据汇总
3 可接受风险标准基准值研究
标准基准值对标准的制定起着至关重要的作用,部分研究甚至直接将基准值作为最终的标准值。考虑到标准在实际应用中的适应性和科学性,与大部分学者的观点保持一致,即认为基准值只有经过适当处理方能作为标准最终值。
3.1 基于AIR的个人可接受风险标准基准值计算
借鉴AIR值的运算思想及上文事故数据,分别计算死亡、受伤及职业病的平均个人风险AIFR,AIIR及AIOR值作为死亡、受伤及职业病个人可接受风险标准基准值。计算发现,全国标准中,受伤风险可接受标准量级仅为10-1。由于数据条件,本文将轻伤及重伤一起并入受伤考虑,但作为受伤标准的话,10-1显然太过宽松了。故将受伤标准在现有受伤标准的基础上浮动2个量级,即与化工行业的受伤标准处于同一个量级,且位于全国死亡标准与职业病标准之间,见表8。此外,此处也说明了我国实际事故受伤人数是较多的,以我国真实受伤情况来制定的标准较为宽松,不利于我国安全生产形式改善,但标准过于严格必然不被公众所接受,且会加重社会负担。
从表8可以看出:就通用标准而言,化工标准从严到松分别是死亡标准、受伤标准和职业病标准,且前者要严于后两者一个量级,后两者处于同一个量级;全国标准从严到松分别是职业病标准、死亡标准及受伤标准,三者分别相差一个量级;对于死亡、受伤及职业病标准来说,全国标准要比化工标准严格。同时,死亡标准基准值与《标准(试行)》中的同处于10-4量级。印证了其可行性,同时也证明了本研究的合理性。
3.2 基于FN的社会可接受风险标准基准值计算
基于FN模型的运算思想,在确定了个人可接受风险标准后,即可通过“近似替代法”,分别计算死亡、受伤及职业病的风险频率FFN,FIN,FON值作为我国死亡、受伤及职业病社会可接受风险标准基准值。
同时,为了将风险控制在最经济合理的范围之内且与我国已有标准保持一致,基于HSE(英国健康与安全委员会)的ALARP框架,还需对社会风险可忍受标准基准值(即可忍受线)进行探讨。可容忍线的确定国内外常用的是“浮动法”,其内涵类似于TAW(荷兰水防治咨询委员会)的意愿因子法。即n值不变,C值的选取小于个人可接受风险标准基准值1~2个数量级,考虑到我国实际情况,在此取值为1个数量级。此外,在对社会可接受风险标准进行FN曲线表征时,曲线将在N=1 000处截断,其意味着当存在死亡人数等于或超过1 000人的风险时,原则上不管其发生概率如何,皆不被接受。现将全国及化工行业整套社会可接受风险标准基准值FN模型表征形式中的C,n值取值汇总见表9,限于篇幅,对应的FN曲线笔者不予全部画出,仅绘制通用标准基准值的FN曲线表征图,见图1~6。
表8 个人可接受风险标准基准值的AIR表征(中位数)
表9 基于FN的社会可接受风险标准基准值(中位数)
上表所呈现的社会可接受风险标准中,就通用标准而言,由于社会标准与个人标准之间的运算关系(即上文所述之“近似替代法”),从图1~6可以看出(同一坐标系下,FN曲线与坐标轴所围成的面积越大即FN模型期望值E越大,可认为标准越松),其情况表征与上文个人可接受风险标准相似,但由于ALARP区的存在,社会标准的可接受性更灵活。
图1 化工死亡风险-社会可接受标准基准值的FFN表征Fig.1 Fatality risk-social acceptable standard FFN curve in the chemical industry
图2 化工受伤风险-社会可接受标准基准值的FIN表征Fig.2 Injury Risk -social acceptable standard FIN curve in the chemical industry
图3 化工行业职业病风险-社会可接受标准的FON表征Fig.3 Occupational disease risk-social acceptable standard FON curve in chemical industry
图4 全国死亡风险-社会可接受标准基准值的FFN表征Fig.4 National fatality risk social acceptable standard FFN curve
图5 全国受伤风险-社会可接受标准基准值的FIN表征Fig.5 National injury risk-social acceptable standard FIN curve
图6 全国职业病风险-社会可接受标准基准值的FON表征Fig.6 National occupational risk-social acceptable standard FON curve
4 结论
1)对基础事故数据进行了搜集、整理及估算,并对相关比例因子进行了很有意义的探讨,完善了我国事故基础数据,有利于我国生产安全方面的有关研究(如安全监管、安全政策和法规的制定、事故趋势预测以及安全科学研究等)。
2)基于我国基础事故数据研究得到了全国及化工行业的可接受风险标准基准值。通过将死亡标准基准值与已颁布的标准基准值进行对比后发现两者均处于同一量级(10-4),印证了《标准(试行)》中基准值选取的可行性,同时也在一定程度上证明了本研究的合理性。
3)研究得到的标准基准值从个人和社会2个层面,死亡、受伤和职业病3个方面,严格、通用及宽松3个程度对生产过程中的风险可接受性进行表征。其对了解当前我国风险可接受现状具有重要参考价值,且能在保持标准灵活性的同时更大程度挖掘潜在风险,丰富我国可接受风险标准的内容。
4)研究思路及方法为其他行业的可接受风险标准研究提供了基本范式。
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