摘要
环境和人类的生存和发展息息相关，随着全球工业化进程进一步的推进，自然环境在人类的盲目生产活动中经常遭到毁灭性的破坏，同时被破坏的环境反过来又会影响人类正常的生产活动。因此，如何有效地检测和控制由人类生产活动引起的环境风险显得尤为重要。本文通过研究信息扩散理论在环境风险评价领域的应用成果，在改进和优化现有的研究成果前提下，同时融入了模糊评判等相关评估理论，建立了一种复合的空间信息扩散法的环境风险评价模型。该模型在现有的基础上引进环境影响因子，修正了由普通的信息扩散模型所引起的不准确性。通过该模型，能提高在环境风险扩散预测和控制领域的准确率，为降低和控制风险后果提供有效的参考。最后通过一个示例，应用本模型进行环境风险分析，证明模型的实用性，并且对比普通的扩散模型更具有优越性。本文所研究的成果对重大工程发生事故和危机后的环境风险评估具有借鉴的意义。
关键词 信息扩散理论；环境；风险评估；空间
中图分类号 X828 文献标识码 A
文章编号 1002-2104(2012)03-0111-07 doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2012.03.019
人类的生产活动随着社会科技技术的不断发展而不断深入到本来就脆弱的生态环境中，对自然界的影响越来越大。同时伴随着一系列具有高风险性的工程建设和运行，其中所造成的不确定的环境风险也对全球生态环境造成不同程度的威胁。这些环境风险造成的环境后果反过来也会影响到人类正常的社会生产活动。因此人类如何对由相关工程项目引发的环境风险进行及时高效的评估、预测和控制，将危机发生率降到最低，势必关系到人类社会在未来是否实现可持续发展。对环境风险的评价，需要运用科学有效的方法，才能准确、及时和高效地控制环境危机，以免其进一步恶化。
1 绪 论
环境风险理论的发展普遍被认为分为三个阶段。第一阶段在20世纪70年代之前，主要是对环境风险的概念和方法的研究。第二阶段在20世纪80年代到90年代，人类在出现了一系列重大的环境灾难后，重新深入考虑和审视环境在人类社会的作用，生态风险成为环境风险研究的一大热门。第三阶段为20世纪90年代开始，全球环境风险成为风险研究的核心，发展中国家的环境风险研究工作也逐渐展开，环境风险研究在各国可持续发展中具有重要的意义。
中国对于环境风险的研究是从20世纪80年代开始的。1986年开始，环境风险评价的概念逐渐引入中国。随着中国经济和科技实力不断的发展，大型工程的复杂程度也越来越高，同时这些工程的建设和运行风险性也变高了，因此需要重视一些大型的、具有很高风险性的工程项目的安全性，如三峡水库、大亚湾核电站、鞍山石油化工等项目，因为这些大型工程大部分处于人口密集、经济发达的地区，一旦发生环境风险危机，需要及时地控制并且掌握危机的动态，以便更好地处理危机。例如，最近的日本福岛核电站在地震后损毁严重，导致严重的核泄漏事故，对全球的生态系统造成了很大的影响，日本本土更是首当其冲。从风险管理的角度来看，在危机发生后，如何更有效的评估危机的严重性以及预测危机的发展方向，以便提前做出妥善的应急安排，以及如何快速确定未知污染源的位置的方法，是本文所要关注和研究的问题。
本文采用一种基于复合型三维空间信息扩散法的环境风险分析评估方法，对简单地基于信息扩散法在二维空间上进行环境风险水平分析的研究成果进行了较大的修正和提升，建立考虑更全面的环境风险评估模型，目标是为了达到更为高效、快捷和准确的环境风险评估预测结果。最后，将本文所建立的模型简单地用于分析和预测某地石油化工区中的企业可能造成的环境风险，并与没有经过修正的模型进行对比，体现本文所建立评估模型的实用性和优越性。
2 文献综述
2.1 环境风险分析理论及方法
早在20世纪50年代，新兴的科学技术在工程领域的大规模应用已经使得各类工程风险层出不穷。1973年，NRC(美国核能管理委员会)首次提出了环境风险的概念，标志着环境风险评价的正式开端。1975年，NRC在没有核电站事故先例的情况下，应用系统安全工程分析方法，形成了《核电站风险报告》。该报告系统地建立了概率风险评价方法，并被以后发生的核电站事故所证实。其后世界银行的环境和科学部很快颁布了有关《控制影响厂外人员和环境的重大危险事故》的导则和指南。在以后，环境风险分析和评估理论不断地发展。
环境风险评价，从广义来说，是对人类活动和各种自然灾害引起的风险进行评估［1］。
环境风险分析评估的方法包括定性和定量两种分析方法。定性方法主要根据经验和直观判断能力，此类方法容易理解，过程简单，由于往往依靠经验，带有局限性，评价结果缺乏可比性。定量方法运用数学模型对一些定量指标进行计算，得出评价结果。目前随着科学的发展，特别是随着系统安全工程科学的发展，出现了多种预测方法，如初步危险分析法、故障树类型和事件树分析方法等。在国内，曹希寿［2］最早提出区域环境风险评价与管理的理念，阐述了开展区域环境风险评价与管理的重要性。一些学者也针对某些具体的问题提出过一些模型和方法，如曾光明［2］在规划环评中环境风险评价方法的探究与实践针对风险不确定性问题提出定量分析的四种方法：传递函数法、数值模拟法、置信区间法和二间矩法。有学者提出应采用模糊数学、灰色系统和可靠性系统工程等理论与方法，并将环境风险数据与计算机仿真有机结合起来。杨晓松、谢波［3］指出针对区域多风险因素应该采取有别于建设项目单风险因素的风险评价程序，提出已经实际应用在区域环境风险综合评价的两个技术方法：综合风险指数法和模糊数学评价法。
2.2 信息扩散理论在风险评价中的应用
传统的信息扩散理论就是为了弥补信息不足而将一个有观测值的样本，变成一个模糊集，也就是将单值样本变成集值样本［4］。收集样本越多，越有助于我们准确地认识客观规律。事实上，需要处理小样本的时候，信息充分是相对的，信息不足是绝对的。利用模糊数学中有关信息扩散的理论，对整个评价区域进行网格化，然后用一个m×n的矩阵式来表示这个二维空间，矩阵中的元素aij代表二维空间中对应的正方形区域的信息。可以将环境风险值的单值信息扩散到整个区域指标论域中的所有点，从而获得较全面的风险分析效果。模糊信息优化处理技术在自然灾害风险系统的风险分析中已得到广泛应用。
2.3 信息扩散理论的优缺点
运用信息扩散法进行环境风险评价这一方法在国内外已经有研究者［4-5］在做这一方面的研究和实践，具有一定的理论和实践基础，并且也取得比较好的效果。这种方法体现了全局思想，一项规划的环境影响评价应当把与规划相关的政策、规划和计划以及相应的项目联系起来，做整体性考虑。依照该方法可以得到区域的环境风险水平规划图，可以为公众提供简单直观的说明，更有利于公众理解和参与到规划的决策中。更重要的是，在决策者进行环境风险管理的时候，该方法简单，快捷和相对有效。
然而，目前在基于信息扩散法的环境风险评价研究成果来看主要从模糊数学角度对风险水平进行扩散，很少或基本没有考虑环境风险中的风险源的污染物的扩散途径和地区里面的不同地理气候环境特点对污染物传播和稀释的影响。实际中环境事故发生时污染物可以从多种途径(如空气、水体等)进行扩散。若将该方法与污染物扩散模式进行联合评价会大大提高该方法的实用性。
