专利名称：一种陆地石油开采生态风险识别及风险值的计算方法
技术领域：
本发明涉及环境科学和生态风险评价领域，更具体的说是一种石油开采污染物生 态风险评价的方法。
背景技术：
生态风险(Ecological Risk)是指一个种群、生态系统或整个景观的正常功能受 外界胁迫，从而在目前和将来减少该系统内部某些要素或其本身的健康、生产力、遗传结 构、经济价值和美学价值的可能性。美国EPA对生态风险评价进行了定义，为“对由于一种 或多种应力(物理、化学和生物应力等)接触的结果而发生的或正在发生的负面生态影响 概率的评估过程”。按照这个定义，风险评价结果的计算方法为风险发生的可能性或概率与 风险一旦发生所产生后果的乘积。经广泛检索中国、美国等专利机构，目前均未发现针对石油开采过程的生态风险 评价方法的专利。检索到的相关专利包括一种用于环境风险评价的改造型事故树分析方 法、一种工业园区环境风险识别方法、城市系统的生态风险评价方法、一种确定区域生态风 险预警的方法、水体中农药的生态风险识别方法、环境风险源识别与综合研判方法。公开 号为CN101477643A的中国专利(一种环境风险评价的改进型事故树分析法)提出设置隶 属度的方法引入事故树分析放，并采用加权评价方法有下一层事件隶属度算得上一层时间 隶属度，克服原有事故分析法进行环境风险评价时的“非此即彼”缺陷，使得环境风险评价 结论更加科学合理。公开号为CN101136090A的中国专利(一种工业园区环境风险识别的 方法)公开了一种利用环境风险识别指标体系和环境风险综合指数的工业园区环境风险 识别方法。该发明通过识别工业区园区内的重点风险源，确定工业园区优先管理的风险事 件，可合理管理重点环境风险源，但是尚未推广到石油开采区。申请公布号为CN101777145A 的中国专利(环境风险源识别与综合研判方法)公开了通过信息手段解决环境风险源识 别和综合研判方法，为构建区域环境应急体系提供了基础数据库和软件体系。申请公布 号为CN101777171A的中国专利(城市系统的生态风险评价方法)，公开了 III级多介质 逸度/等量浓度模型，并甄选了模型参数，根据模型参数的预测值获得了城市生态风险 的预测值。此外，还检索到专利号位72M522的美国专利(Apparatus and method for determing a level of confidence in a risk assessment and/or determing a level of acceptability of an event occuring)针对风险评价过程中的置信水平和事件可接受 程度提出了一套确定方法。以上检索到的专利与环境风险评价、风险评价相关，尚未涉及到 石油开采区的生态风险评价方法。本发明提出的石油开采污染物的生态风险是在石油开采污染物的污染谱识别的 基础上，通过污染物暴露区生态系统特征和生态效应等相关信息的采集与分析，筛选出石 油开采污染物的特征污染物和生态风险敏感受体，遴选出生态风险敏感受体变化的表征指 标，建立特征污染物浓度与生态风险敏感受体表征指标之间的接触暴露关系、方式以及接 触暴露的程度和范围表达关系，确定风险受体潜在的暴露途径、强度及其可能产生的不利影响，并对石油开采污染区域生态潜在受损程度进行定量化表达。石油开采污染物的生态风险评价对于提高国家石油开采与生态环境保护协调发展的能力和水平，支撑国家环境保 护事业发展具有重大的科学意义和应用价值。
发明内容
本发明要解决的技术问题是建立起陆地石油开采生态风险识别及风险值计算的 方法，借鉴区域生态风险的实际发生中的问题，综合运用调查数据分析，考虑石油开采特征 污染物、受体敏感性的表征指标，基于联合概率分布函数二重积分方法识别区域生态风险 状况，为石油开采的环境风险防范提供支撑。本发明解其技术问题所采用的技术方案是本发明的原理石油开采过程中产生的污染物对生态系统的危害主要由三个方面 决定暴露，即陆地水土环境中石油开采特征污染物的浓度分布；敏感，即生态受体表征指 标对不同石油开采特征污染物浓度的响应；效应，即生态受体表征对石油开采特征污染物 的可观察的反应。陆地石油开采生态风险识别是根据石油开采特征污染物和敏感受体两个 表征指标的二元概率密度函数的二重积分计算所得的暴露浓度超过生物半致死浓度的概 率。本发明的技术方案如下陆地石油开采污染物生态风险识别方法及计算，其包括以下步骤(1)采集陆地石油开采区水、土样进行分析，确定样品中存在的石油开采污染物的 种类；(2)测定样品的BTEX、多环芳烃含量，根据实际污染物测试数据已经美国EPA的 EC0T0X、TOXNET等相关的毒性数据，用SCRAM*评分模式得到按优先程度由高到低的分类排 列，确立石油开采特征污染物；(3) SCRAM 评分模式化学品评分排序模式(Chemical Scoring and Ranking Assessment Model)，通过化学物质的持久性、生物累积性、毒性以及不确定性来计算化学 物质的分值Fcomp = Fchem (化学物质)+Func (不确定性)。具有急性毒性的化学物质分值计算式如下Fchem = (BchemXPchem) X 1. 5+AAchem+ATchem+Dchem(1)Func = (BuncXPunc) X 1. 5+AAunc+ATunc+Dunc(2)具有慢性毒性的化学物质分值计算式如下Fchem = (BchemXPchem) X 1. 5+CAchem+CTchem+CHchem+Dchem (3)Func = (BuncXPunc) X 1. 5+AAunc+ATunc+CHunc+Dunc(4)化学物质总分值的计算式如下Fcomp = Fchem+Func(5)上述各式中，F-分值，B-生物累积性得分值，P-持久性得分值，AA-急性水生生物 毒性得分值，AT-急性陆生生物毒性得分值，D-检出率得分值，CA-慢性及亚慢性水生生物 毒性得分值，CT-慢性及亚慢性陆生生物毒性得分值，CH-慢性及亚慢性人类毒性得分值， 1. 5-权重因子，下标chenuunc、comp分别表示化学物质、不确定性、总和。(4)选择Trapp和Matthies模型作为植物生态暴露评价的模型，构建包括控制参数、植物参数和污染物化学特性参数三大类的19种参数，基于模型筛选出敏感受体。(5)确立石油开采污染物的生态敏感物种后，分析污染物和生态敏感物种表征指 标数据测定出物种的半致死浓度值(LC50)。(6)得到关于2个变量的二元概率密度函数.该函数服从二元对数正态分布.通 过二重积分计算暴露浓度超过生物LC50的概率P计算公式为
权利要求
1. 一种陆地石油开采生态风险识别及风险计算方法，其包括以下步骤(1)采集陆地石油开采区水、土样进行分析，确定样品中存在的石油开采污染物的种类；(2)测定样品的BTEX、多环芳烃含量，根据实际污染物测试数据依据美国EPA的 EC0T0X、TOXNET等相关的毒性数据，用SCRAM*评分模式得到按优先程度由高到低的分类排 列，确立石油开采特征污染物；(3)SCRAM评分模式化学品评分排序模式(Chemical Scoring and Ranking Assessment Model)，通过化学物质的持久性、生物累积性、毒性以及不确定性来计算化学 物质的分值Fcomp = Fchem (化学物质)+Func (不确定性)。具有急性毒性的化学物质分值计算式如下Fchem = (BchemXPchem) X 1. 5+AAchem+ATchem+Dchem(1)Func = (BuncXPunc) X 1. 5+AAunc+ATunc+Dunc(2)具有慢性毒性的化学物质分值计算式如下Fchem= (BchemXPchem) X 1. 5+CAchem+CTchem+CHchem+Dchem (3) Func = (BuncXPunc) XL 5+AAunc+ATunc+CHunc+Dunc(4)化学物质总分值的计算式如下Fcomp = Fchem+Func(5)上述各式中，F-分值，B-生物累积性得分值，P-持久性得分值，AA-急性水生生物毒 性得分值，AT-急性陆生生物毒性得分值，D-检出率得分值，CA-慢性及亚慢性水生生物 毒性得分值，CT-慢性及亚慢性陆生生物毒性得分值，CH-慢性及亚慢性人类毒性得分值， 1. 5-权重因子，下标chem、unc、comp分别表示化学物质、不确定性、总和。(4)选择Trapp和Matthies模型作为植物生态暴露评价的模型，构建包括控制参数、植 物参数和污染物化学特性参数三大类的14种参数，基于模型筛选出敏感受体。(5)确立石油开采污染物的生态敏感物种后，分析污染物和生态敏感物种表征指标数 据测定出物种的半致死浓度值(LC50)。(6)得到关于2个变量的二元概率密度函数.该函数服从二元对数正态分布.通过二 重积分计算暴露浓度超过生物LC50的概率P计算公式为 其中，C=[cl，c2，…，Cn]为采样点的暴露浓度，其中Cmax是Cl，c2，…，cn中的最 大值，f(C)为C的概率密度曲线，f(LC50)是LC50的概率密度曲线。(7)计算上述二重积分，获得研究区的石油开采污染物的生态风险值。
全文摘要
本发明公开了一种陆地石油开采生态风险识别及风险值计算的方法，属于生态风险防范领域。其步骤为确定陆地石油开采的特征污染物；筛选生态系统中石油开采污染物的敏感受体，并确立其表征指标；获取石油开采区特征污染物的浓度值及敏感受体的表征指标值的样本数据；根据污染物浓度与植物敏感受体死亡率的对应关系，计算石油开采污染物的生物半致死浓度值；考虑石油开采特征污染物剂量值、受体敏感性的表征指标，基于联合概率分布函数的二重积分方法识别区域生态风险状况。本发明在于识别石油开采生态风险及风险值计算的方法，对于提高国家石油开采与生态环境保护协调发展的能力和水平，支撑环境保护具有重大的科学意义和应用价值。
文档编号G01N33/00GK102062769SQ20101056702
公开日2011年5月18日 申请日期2010年12月1日 优先权日2010年12月1日
发明者吴锋, 岳娜, 战金艳, 林英志, 邓祥征, 马恩君, 黄维 申请人:中国科学院地理科学与资源研究所