RICHTLIJN PROBITFUNCTIES

Transcriptie

1 RICHTLIJN PROBITFUNCTIES RICHTLIJN OVER HET GEBRUIK VAN PROBITFUNCTIES IN DE KWANTITATIEVE RISICOANALYSE Versie /03/2011 Vlaamse overheid Departement LNE Afdeling Milieu-, Natuur- en Energiebeleid Dienst Veiligheidsrapportering

2 Inhoudstafel I. INLEIDING... 3 II. TOEPASSINGSGEBIED... 4 III. PROBITFUNCTIES VOOR TOXICITEIT... 5 III.1. Inleiding... 5 III.2. Probitfunctie voor met naam genoemde toxische stoffen... 5 III.3. Bepalen van de probitfunctie van een toxische stof niet vermeld in deel III III.4. Probitfunctie voor een mengsel van toxische stoffen... 8 IV. PROBITFUNCTIE VOOR WARMTESTRALING... 9 IV.1. Inleiding... 9 IV.2. Probitfunctie... 9 V. PROBITFUNCTIE VOOR OVERDRUK...10 V.1. Inleiding V.2. Probitfunctie Tabellen TABEL 1: PROBITFUNCTIES VAN MET NAAM GENOEMDE TOXISCHE STOFFEN... 6 Richtlijn Probitfuncties versie /03/2011 2/10

3 I. Inleiding In het Vlaamse externe mensveiligheidsbeleid worden de risico s waaraan de mens in de omgeving van een Seveso-inrichting blootgesteld worden als gevolg van de aanwezigheid van gevaarlijke stoffen op het terrein van die Seveso-inrichting, kwantitatief bepaald en getoetst aan risicocriteria. Bij een zwaar ongeval worden deze gevaarlijke stoffen vrijgezet, en geven ze, afhankelijk van hun gevaarseigenschappen, aanleiding tot toxische effecten, warmtestralingseffecten of overdrukeffecten. Algemeen bestaat de risicoberekening uit een schadeberekening (kans dat de mens schade ondervindt door het optredende effect) gecombineerd met een waarschijnlijkheidsberekening (kans dat het effect zich kan voordoen). Aan de schadeberekening gaat een effectberekening vooraf. Voor het bepalen van de kans op schade aan mensen wordt gebruik gemaakt van zogenaamde probitfuncties (probit = probability unit). Deze functies leggen een verband tussen de effecten van een zwaar ongeval (bv. toxische belasting, warmtestraling, drukgolven) en de (kans op) schade die een persoon daarvan kan ondervinden. Algemeen is dit verband logaritmisch uit te drukken volgens: Pr = a + b.ln(c) met Pr de probitwaarde, a en b constanten die afhangen van het bestudeerde effect, het schadebeeld en/of de betrokken stoffen, en c een parameter die de intensiteit van het effect weergeeft. Tussen de probitwaarde Pr en de kans op schade bestaat een functioneel verband. In veiligheidsrapportage wordt als schadebeeld de letaliteit (sterfte) gehanteerd, m.a.w. de doding van mensen. Een kans van 1% op doding komt overeen met een probitwaarde van 2,67. Onderhavige richtlijn geeft voor elk van de 3 effectentypes (zijnde toxische belasting, warmtestraling en overdruk) de te gebruiken probitfuncties voor doding van mensen. Richtlijn Probitfuncties versie /03/2011 3/10

4 II. Toepassingsgebied Deze richtlijn dient toegepast in elk (veiligheids)document waarin kansen op doding van mensen door blootstelling aan toxische stoffen, aan warmtestraling of aan overdruk (als gevolg van een zwaar ongeval) worden berekend. In het bijzonder, doch niet uitsluitend, gaat het om de berekeningen in omgevingsveiligheidsrapporten, in veiligheidsnota s, in ruimtelijke veiligheidsrapporten, in Samenwerkingsakkoord-veiligheidsrapporten, en in veiligheidsstudies. Richtlijn Probitfuncties versie /03/2011 4/10

5 III. Probitfuncties voor toxiciteit III.1. INLEIDING Toxische stoffen kunnen op verschillende manieren door het menselijk lichaam worden opgenomen. In het kader van de externe mensveiligheid is voornamelijk de opname via de ademhaling (inhalatie) van belang, m.a.w. het inademen van toxische gassen of toxische dampen. De doding van een mens door inhalatie van een toxische stof is afhankelijk van de stof, van de concentratie waaraan de mens wordt blootgesteld, en van de tijdsduur van de blootstelling. De probitfunctie voor blootstelling aan een toxische stof heeft volgende vorm: Pr = a + b.ln(c n.t) met: Pr de probitwaarde behorende bij de sterftekans, a, b en n stofafhankelijke probitconstanten, C de concentratie waaraan de mens wordt blootgesteld, in mg/m³ (evt. ppm) t de blootstellingstijd in minuten In veiligheidsrapportage wordt de blootstellingstijd aan toxische stoffen typisch gelijkgesteld aan 30 minuten. Onderhavige richtlijn geeft de probitfunctie voor doding van mensen door inhalatie van een toxische stof. Een eerste deel (zie deel III.2III.2) geeft de toxiciteitsprobitfunctie voor een lijst van met naam genoemde toxische stoffen. Een tweede deel (zie deel III.3III.3) beschrijft de methode die moet gebruikt worden voor het afleiden van een toxiciteitsprobitfunctie voor een toxische stof die niet in de lijst van deel III.2 staat. Een derde deel (zie deel III.4) geeft de methode voor het afleiden van de probitfunctie voor een mengsel van toxische stoffen. III.2. PROBITFUNCTIE VOOR MET NAAM GENOEMDE TOXISCHE STOFFEN De hiernavolgende tabel lijst de probitconstanten a, b en n op van een aantal gevaarlijke stoffen die toxisch zijn voor inhalatie. Aan de basis van deze lijst liggen de resultaten van een aantal studies die in opdracht van de dienst Veiligheidsrapportering werden uitgevoerd 1,2,3,4. 1 TWOL-project Bepaling van voor de mens toepasbare toxiciteitsgegevens bij inhalatie van gevaarlijke stoffen in het kader van de veiligheidsrapportering, 1998, uitgevoerd door VITO 2 een herevaluatie van de toxiciteitsprobitfunctie van waterstofchloride, 2000, uitgevoerd door VITO 3 TWOL-project Het opstellen van toxiciteitsprobitfuncties ten behoeve van het opstellen van veiligheidsrapporten, 2005, uitgevoerd door VITO 4 TWOL-project Opstellen van toxiciteitsprobitfuncties voor preparaten van gevaarlijke stoffen, 2009, uitgevoerd door VITO Richtlijn Probitfuncties versie /03/2011 5/10

6 Ter informatie wordt in de tabel telkens ook de uit de probitfunctie afgeleide concentratie weergegeven waarbij een letaliteit van 1% (LC01) respectievelijk 50% (LC50) van de blootgestelden optreedt bij een blootstellingstijd van 30 minuten. De in de tabel genoteerde waarden gelden voor een concentratie uitgedrukt in mg/m³ en een blootstellingstijd uitgedrukt in minuten. Tabel 1: Probitfuncties van met naam genoemde toxische stoffen LC01 LC50 gevaarlijke stof CAS-nr a b n (mg/nm³) (mg/nm³) acetylfuraan , acroleïne , acrylnitril ,27 0,86 1, allylalcohol , allylchloride ,20 1,82 1, ammoniak ,70 1, aniline , arsine ,20 1,61 1, benzalchloride , benzeen ,00 5, benzotrichloride , broom , chloor ,31 0, chloorcyaan , chloortrifluoride ,26 1,92 1, o-cresol , crotonaldehyde ,83 1,72 1, diboraan ,44 0,7 2, epichloorhydrine ,28 2,38 0, ethyleendibromide ,30 1,73 1, ethyleenimine ,60 1,77 1, ethyleenoxide , fenol , fluor , formaldehyde ,53 1, fosfine ,06 1,63 1, fosforoxychloride , fosgeen ,60 4, furfural , germaanhydride , glutaraldehyde , hexamethyleen diisocynaat , hydrazine ,02 2,48 0, koolmonoxide ,90 1,43 1, koolstofdisulfide ,44 2,33 0, methylbromide ,42 5, nitrobenzeen , Richtlijn Probitfuncties versie /03/2011 6/10

7 LC01 LC50 gevaarlijke stof CAS-nr a b n (mg/nm³) (mg/nm³) stikstofdioxide ,65 1, stifkstofmonoxide , tetrachloormethaan ,90 0,71 2, tetraethyllood , tetrafluorsilaan , tolueen-(2,4 of 2,6)- diisocyanaat ,14 2, waterstofchloride , waterstofcyanide ,5 6, waterstoffluoride ,40 1 1, waterstofselenide ,52 1,23 1, waterstofsulfide ,92 3,01 1, Zwaveldioxide (*) ,62 0,45 4, Zwaveltrioxide ,62 1,74 1, (*) Tot 01/01/2012 mag voor zwaveldioxide ook de probitfunctie Pr=-27,9+1,14.ln(C 3,7.t) gebruikt worden, voor zover het niet gaat om een OVR-procedure waarvan de aanmelding officieel is ingediend na 22/04/2010, of om een veiligheidsnota. III.3. BEPALEN VAN DE PROBITFUNCTIE VAN EEN TOXISCHE STOF NIET VERMELD IN DEEL III.2 Als in de berekeningen in een veiligheidsdocument een toxische stof wordt gebruikt die niet voorkomt in de tabel uit deel III.2, dan dient de methodiek van het [Groene Boek] 5 toegepast te worden voor het afleiden van een toxiciteitsprobitfunctie voor deze stof. De deskundige die de probitfunctie afleidt, brengt de dienst Veiligheidsrapportering daarvan onmiddellijk op de hoogte. De deskundige bezorgt de dienst Veiligheidsrapportering de basisgegevens die hij gebruikt heeft om de probitfunctie af te leiden, alsook de afgeleide probitconstanten a, b en n. De dienst Veiligheidsrapportering geeft al dan niet zijn akkoord over het gebruik van de afgeleide probitfunctie. Het akkoord van de dienst Veiligheidsrapportering betekent enkel dat de deskundige de afgeleide probitfunctie alleen in het betreffende veiligheidsdocument mag gebruiken, het houdt geen waardeoordeel in wat betreft de kwaliteit van de afgeleide probitfunctie. De dienst Veiligheidsrapportering kan naderhand beslissen om voor de bewuste toxische stof een definitieve toxiciteitsprobitfunctie te laten opstellen. 5 [Groene Boek]: Publicatiereeks Gevaarlijke Stoffen nr. 1, [PGS1], Methoden voor het bepalen van mogelijke schade aan mensen en goederen door het vrijkomen van gevaarlijke stoffen, Deel 4 Schade door acute intoxicatie. Richtlijn Probitfuncties versie /03/2011 7/10

8 III.4. PROBITFUNCTIE VOOR EEN MENGSEL VAN TOXISCHE STOFFEN Voor toxische mengsels bestaande uit twee of meer (zeer) toxische componenten, wordt de probitfunctie berekend met behulp van het rekenblad vr_mengprobit_rekenblad1.xlsx (voor probitfuncties met de concentratie in mg/nm³) of het rekenblad vr_mengprobit_rekenblad2.xlsx (voor probitfuncties met de concentratie in ppm). Beide rekenbladen zijn beschikbaar op de webstek van de dienst Veiligheidsrapportering 6. De gehanteerde rekenmethodiek is ontwikkeld door de VITO in het kader van de uitvoering van het TWOL-project Opstellen van toxiciteitsprobitfuncties voor preparaten van gevaarlijke stoffen. De methodiek bepaalt de probitfunctie van het mengsel uitgaande van de toxiciteitsprobitfuncties van de samenstellende componenten (uit Tabel 1 van deel III.2) en de procentuele aanwezigheid van elke component in het mengsel. De methodiek gaat uit van de aanname dat de probitfunctie van de samenstellende componenten voldoet aan de voorwaarde b*n=2. Dit is momenteel nog niet zo voor alle toxiciteitsprobitfuncties (zie Tabel 1 van deel III.2). Probitfuncties die niet aan deze voorwaarde voldoen worden daarom door het rekenblad eerst herschaald (b *n =2). Meer achtergrondinformatie over de berekeningsmethodiek vindt u in het document vr_mengprobit_methodiek.pdf, eveneens beschikbaar op de webstek van de dienst Veiligheidsrapportering 7. 6 Richtlijnenboek voor Veiligheidsrapportages: 7 Richtlijnenboek voor Veiligheidsrapportages: Richtlijn Probitfuncties versie /03/2011 8/10

9 IV. Probitfunctie voor warmtestraling IV.1. INLEIDING Warmtestraling ontstaat bij brand. De schade aan mensen door warmtestraling is relatief goed gekend. De in veiligheidsrapportage te gebruiken probitfunctie is afgeleid voor koolwaterstofbranden, op basis van de ervaring opgedaan met reële branden, en op basis van laboratoriumexperimenten. De probitrelatie werd afgeleid voor directe blootstelling aan de huid, er werd geen rekening gehouden met de beschermende invloed van kleding of met andere afscherming. IV.2. PROBITFUNCTIE De probitfunctie voor doding van mensen door warmtestraling luidt 8 : Pr = -36,38 + 2,56.ln(Q 4/3.t) met: Pr de probitwaarde behorende bij de sterftekans, Q de warmteflux in W/m² gedurende de tijd t, t de blootstellingstijd in seconden. Om rekening te houden met het vluchtgedrag van mensen, wordt in veiligheidsrapportage gerekend met een maximale blootstellingsduur van 20 seconden. Bij deze blootstellingsduur geeft een warmteflux van 9,8 kw/m² (afgerond 10 kw/m²) een sterftekans van 1% (Pr = 2,67). 8 [PGS1], Publicatiereeks Gevaarlijke Stoffen nr. 1, Methoden voor het bepalen van mogelijke schade aan mensen en goederen door het vrijkomen van gevaarlijke stoffen, Deel 1A Effecten van brand op personen. Richtlijn Probitfuncties versie /03/2011 9/10

10 V. Probitfunctie voor overdruk V.1. INLEIDING Overdrukeffecten ontstaan als gevolg van een explosie. Het menselijk lichaam is goed bestand tegen de directe impact van een drukgolf. De doding van een mens door overdruk wordt dan ook voornamelijk bepaald door de indirecte gevolgen van de drukgolf, m.n. door de impact van weggeslingerde brokstukken of door het feit dat hij tegen een obstakel geworpen wordt. De in veiligheidsdocumenten te gebruiken probitfunctie voor overdrukeffecten is gebaseerd op de doding van mensen door weggeslingerde glasscherven bij breuk van glasramen in gebouwen. Dit fenomeen treedt op bij de lagere overdrukken. Het overlijden ten gevolge van de directe impact van de drukgolf of ten gevolge van het meegesleurd worden en tegen een obstakel botsen, treedt alleen op bij hoge overdrukken. Dergelijke hoge overdrukken komen enkel zeer dicht bij het explosiecentrum voor, en zijn dus minder relevant voor de externe mensveiligheid. V.2. PROBITFUNCTIE Voor doding van mensen door overdrukeffecten wordt volgende probitfunctie gehanteerd 9 : Pr = -8,23 + 1,31 ln(p) met: Pr de probitwaarde behorende bij de stertekans, p de piekoverdrukverdruk van de drukgolf in Pa. De overdruk waarbij 1% van de blootgestelden overlijdt (Pr = 2,67) door impact van weggeslingerde glasscherven bedraagt (afgerond) 4000 Pa (of 40 mbar). 9 Richtlijn Evaluatie Veiligheidsrapportering, Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap, Departement Leefmilieu en Infrastructuur (AMINAL), 1993 Richtlijn Probitfuncties versie /03/ /10