基于水體環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的石化企業(yè)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源評(píng)估方法

楊洋洋

(中國(guó)石化安全工程研究院，山東青島 266071)

基于水體環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的石化企業(yè)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源評(píng)估方法

楊洋洋

(中國(guó)石化安全工程研究院，山東青島266071)

在風(fēng)險(xiǎn)源評(píng)估現(xiàn)狀分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)數(shù)量、事故應(yīng)急能力和水體環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)受體敏感性等因素，建立了基于水體環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的石化企業(yè)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源評(píng)估方法，將風(fēng)險(xiǎn)源等級(jí)劃分為4個(gè)級(jí)別，并提出了環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防控的對(duì)策和建議。

水體環(huán)境風(fēng)險(xiǎn) 環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源 評(píng)估

近年來(lái)，石油石化企業(yè)因事故造成水環(huán)境污染的情況時(shí)有發(fā)生。石化企業(yè)突發(fā)水環(huán)境污染事件的共同原因是事故應(yīng)急處置過(guò)程中產(chǎn)生的大量事故排水(主要包括泄漏物料、事故消防水以及可能的受污染雨水等)超出企業(yè)事故排水儲(chǔ)存、處置能力，部分水溢出廠界進(jìn)入外界敏感水體，造成水體污染。石化企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模大，內(nèi)部風(fēng)險(xiǎn)源數(shù)量眾多，由于涉及環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)種類(lèi)、數(shù)量等不同，各風(fēng)險(xiǎn)源風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)也不盡相同，客觀上要求企業(yè)應(yīng)根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)源風(fēng)險(xiǎn)水平采取不同管理措施。

1 環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源評(píng)估研究現(xiàn)狀

目前，在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)層面明確提出了石化企業(yè)內(nèi)部單元和危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源的概念。根據(jù)GB18218-2009《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源辨識(shí)》，單元是指“一個(gè)(套)生產(chǎn)裝置、設(shè)施或場(chǎng)所，或同屬一個(gè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單位的且邊緣距離小于500 m的幾個(gè)(套)生產(chǎn)裝置、設(shè)施或場(chǎng)所”，危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源指“長(zhǎng)期地或臨時(shí)地生產(chǎn)、加工、使用或儲(chǔ)存危險(xiǎn)化學(xué)品，且危險(xiǎn)化學(xué)品的數(shù)量等于或超過(guò)臨界量的單元”。從環(huán)境保護(hù)的角度來(lái)看，危險(xiǎn)源僅考慮危險(xiǎn)化學(xué)品數(shù)量和臨界量的關(guān)系，未考慮事故可能對(duì)外界環(huán)境造成的影響，不能全面反映各單元環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。2011年發(fā)布的《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源分級(jí)方法》(國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局令第40號(hào))，在考慮廠外暴露人員等因素基礎(chǔ)上將危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源進(jìn)一步分為4級(jí)，但仍未充分考慮可能對(duì)廠外河流、湖泊等環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)受體的影響。國(guó)家環(huán)保部2014年發(fā)布的《企業(yè)突發(fā)環(huán)境事件風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指南(試行)》提出的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)單元概念，沿用了安全上關(guān)于單元的定義，同時(shí)參照GB18218-2009、美國(guó)環(huán)保局頒布的《化學(xué)品事故防范法規(guī)》、歐盟頒布的《塞維索指令》和加拿大的《環(huán)境應(yīng)急管理?xiàng)l例》等從環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的角度提出了《突發(fā)環(huán)境事件風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)及臨界量清單》，并定期更新，該指南更側(cè)重于對(duì)企業(yè)整體環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估。

在文獻(xiàn)研究方面，魏科技等[1]提出環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源是指可能引起環(huán)境污染事故發(fā)生，從而對(duì)環(huán)境或生態(tài)系統(tǒng)或其組分產(chǎn)生不利作用的部分，并按環(huán)境受體、危害物質(zhì)狀態(tài)和傳播方式分別對(duì)風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行分類(lèi)，明確了風(fēng)險(xiǎn)源和外環(huán)境的關(guān)系，但未進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)源評(píng)估研究。趙肖等[2]綜合考慮危險(xiǎn)物質(zhì)特性、遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律及環(huán)境危害特性等因素建立了環(huán)境后果評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，構(gòu)建以環(huán)境后果綜合評(píng)價(jià)為基礎(chǔ)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源分級(jí)模型。該模型考慮了水體、大氣和土壤等環(huán)境因素，但未考慮風(fēng)險(xiǎn)源事故后對(duì)外環(huán)境造成影響的可能性，且定量評(píng)估需要收集的信息量較大大，需借助Matlab軟件進(jìn)行過(guò)程計(jì)算，不利于企業(yè)人員開(kāi)展風(fēng)險(xiǎn)源評(píng)估工作。

2 風(fēng)險(xiǎn)源評(píng)估流程

針對(duì)目前環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源評(píng)估存在的問(wèn)題，結(jié)合近年石化企業(yè)突發(fā)水環(huán)境污染事故原因分析，本文以現(xiàn)有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、指南為基礎(chǔ)，綜合考慮企業(yè)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)源事故狀況下防控水平以及周邊水體環(huán)境受體敏感性，建立基于水體環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的石化企業(yè)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源等級(jí)評(píng)估方法，指導(dǎo)企業(yè)開(kāi)展風(fēng)險(xiǎn)源等級(jí)評(píng)估，明確風(fēng)險(xiǎn)防控重點(diǎn)，并通過(guò)提前采取針對(duì)性防控措施，最大程度地避免由于事故排水外溢造成的突發(fā)水體環(huán)境污染事件的發(fā)生。

基于水體環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的石化企業(yè)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源評(píng)估流程如圖1所示。首先進(jìn)行環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源識(shí)別；然后計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)源涉及的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)數(shù)量與臨界量比值Q，當(dāng)Q<1時(shí)，直接評(píng)估為一般風(fēng)險(xiǎn)源；當(dāng)Q≥1時(shí)，進(jìn)行事故應(yīng)急能力評(píng)估和水環(huán)境受體敏感性判別，綜合上述兩個(gè)因素后將風(fēng)險(xiǎn)源劃分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)重大風(fēng)險(xiǎn)源，其中一級(jí)重大風(fēng)險(xiǎn)源風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)最高。

圖1 基于水體環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的石化企業(yè)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源評(píng)估流程

3 風(fēng)險(xiǎn)源識(shí)別

風(fēng)險(xiǎn)源識(shí)別的原則為：長(zhǎng)期或臨時(shí)生產(chǎn)、加工、使用或儲(chǔ)存環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)的一個(gè)(套)生產(chǎn)裝置、設(shè)施或場(chǎng)所或同屬一個(gè)企業(yè)且邊緣距離小于500 m的幾個(gè)(套)生產(chǎn)裝置、設(shè)施或場(chǎng)所。

4 環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)數(shù)量與臨界量比值Q計(jì)算

首先，依據(jù)《企業(yè)突發(fā)環(huán)境事件風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指南(試行)》附錄B—突發(fā)環(huán)境事件風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)及臨界量清單進(jìn)行環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)識(shí)別，識(shí)別范圍包括風(fēng)險(xiǎn)源涉及的生產(chǎn)原料、燃料、產(chǎn)品、中間產(chǎn)品、副產(chǎn)品、催化劑、輔助生產(chǎn)原料、“三廢”污染物等。

其次，針對(duì)識(shí)別出的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)，計(jì)算其最大存在量與臨界量的比值Q，過(guò)程如下。

a)當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)源只涉及一種環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)時(shí)，該物質(zhì)的總數(shù)量與其臨界量比值即為Q。

b)當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)源存在多種環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)時(shí)，則按下式計(jì)算物質(zhì)數(shù)量與其臨界量比值Q：

Q=q1/Q1+q2/Q2+…+qn/Qn

式中：q1,q2, …,qn——每種環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)的最大存在量，t；

Q1,Q2,…,Qn——每種環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)的臨界量，t。

當(dāng)Q<1時(shí)，風(fēng)險(xiǎn)源直接評(píng)為一般風(fēng)險(xiǎn)源。

按Q≥1時(shí)，風(fēng)險(xiǎn)源評(píng)為重大風(fēng)險(xiǎn)源，并且繼續(xù)進(jìn)行事故應(yīng)急能力評(píng)估和水環(huán)境受體敏感性判別，評(píng)估其環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

5 事故應(yīng)急能力評(píng)估

石化企業(yè)內(nèi)部不同風(fēng)險(xiǎn)源由于生產(chǎn)規(guī)模、消防要求以及所處區(qū)域位置不同，事故狀況下可能產(chǎn)生的事故排水量差別較大，對(duì)企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)防控和應(yīng)急能力要求也不一樣。進(jìn)行事故應(yīng)急能力評(píng)估，主要內(nèi)容是通過(guò)定量計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)源事故狀況下最大物料泄漏量、消防水量、可能的雨水量等指標(biāo)，評(píng)估企業(yè)現(xiàn)有防控設(shè)施對(duì)不同風(fēng)險(xiǎn)源事故狀況下事故排水的應(yīng)急處置能力，從而確定能否將事故排水有效控制在廠界范圍內(nèi)。

5.1 匯水區(qū)劃分

根據(jù)事故污水排放系統(tǒng)及廠區(qū)地勢(shì)走向，按照減少事故狀況下匯水面積、實(shí)現(xiàn)清污分流的原則，劃分匯水區(qū)。

5.2 最大物料泄漏量(V1)

識(shí)別匯水區(qū)內(nèi)各風(fēng)險(xiǎn)源事故狀態(tài)下最大可能物料泄漏量V1，一般選擇容積最大的裝置或儲(chǔ)罐。

5.3 消防用水量(V2)

按式(1)計(jì)算火災(zāi)延續(xù)時(shí)間內(nèi)，事故發(fā)生區(qū)域范圍內(nèi)發(fā)生火災(zāi)區(qū)域的消防用水量V2。

V2=∑Q消·t消

(1)

式中：Q消——發(fā)生事故的罐區(qū)或裝置區(qū)同時(shí)使用的消防設(shè)施消防用水流量，m3/h；

t消——不同消防設(shè)施的火災(zāi)延續(xù)時(shí)間，h。

根據(jù)GB50160-2008《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》，不同類(lèi)別系統(tǒng)消防設(shè)施的火災(zāi)延續(xù)時(shí)間應(yīng)不小于下列規(guī)定：工藝裝置火災(zāi)延續(xù)供水時(shí)間不應(yīng)小于3 h；輔助生產(chǎn)設(shè)施的火災(zāi)延續(xù)供水時(shí)間不宜小于2 h；可燃液體、液化烴的裝卸棧臺(tái)火災(zāi)延續(xù)供水時(shí)間不宜小于3 h；可燃液體儲(chǔ)罐消防冷卻用水的延續(xù)時(shí)間：直徑大于20 m的固定頂罐和直徑大于20 m浮盤(pán)用易熔材料制作的內(nèi)浮頂罐應(yīng)為6 h，其他儲(chǔ)罐可為4 h；液化烴罐區(qū)的消防用水延續(xù)時(shí)間按6 h計(jì)算。

5.4 事故排水轉(zhuǎn)輸量(V3)

計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)源發(fā)生事故時(shí)可以轉(zhuǎn)輸?shù)狡渌麅?chǔ)存或處理設(shè)施的事故排水量V3，取決于事故狀況下可利用的轉(zhuǎn)輸泵及相關(guān)轉(zhuǎn)輸管線的能力。

5.5 事故時(shí)降雨量(V4)

考慮事故狀況下發(fā)生降雨的可能，因此，需要計(jì)算可能進(jìn)入事故風(fēng)險(xiǎn)源所在匯水區(qū)的雨水量，按式(2)進(jìn)行計(jì)算：

V4=10q·F·t消

(2)

式中：q——降雨強(qiáng)度，過(guò)去5～10年最大日平均時(shí)降雨量，mm/h；

F——必須進(jìn)入事故排水收集系統(tǒng)的匯水區(qū)面積，104m2。

5.6 生產(chǎn)廢水量(V5)

計(jì)算發(fā)生事故時(shí)仍必須進(jìn)入事故風(fēng)險(xiǎn)源所在匯水區(qū)的生產(chǎn)廢水量V5。

5.7 事故排水儲(chǔ)存能力(V6)

確定企業(yè)事故排水儲(chǔ)存能力，包括事故狀況下可用于事故排水儲(chǔ)存的事故池、事故罐等設(shè)施有效容積，如發(fā)生事故的風(fēng)險(xiǎn)源為罐區(qū)，則還應(yīng)包括罐區(qū)防火堤的有效容積。

5.8 事故應(yīng)急能力評(píng)估

根據(jù)企業(yè)事故排水儲(chǔ)存能力V6和轉(zhuǎn)輸能力V3，結(jié)合各風(fēng)險(xiǎn)源事故狀態(tài)下最大物料泄漏量V1、消防用水量V2、事故時(shí)降雨量V4以及必須進(jìn)入該匯水區(qū)的生產(chǎn)廢水量V5，評(píng)估企業(yè)對(duì)不同風(fēng)險(xiǎn)源產(chǎn)生的事故排水處置能力，分為I級(jí)、II級(jí)和III級(jí)，其中I級(jí)水平最高，具體過(guò)程如下：①若V6+V3≥V1+V2+V4+V5，即企業(yè)事故排水儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)輸能力能滿足風(fēng)險(xiǎn)源事故狀況下產(chǎn)生的泄漏物料、受污染消防水以及可能的降雨儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)輸要求，則事故應(yīng)急能力評(píng)為I級(jí)，表明可以有效避免事故排水溢出廠界；②若V1+V2+V5≤V6+V3

6 水環(huán)境受體敏感性判別

根據(jù)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)受體的重要性和敏感程度，由高到低將企業(yè)周邊的水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)受體分為類(lèi)型1、類(lèi)型2和類(lèi)型3三類(lèi)，分別以E1、E2和E3表示，具體如表1所示。如果企業(yè)周邊存在多種類(lèi)型的水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)受體，則按照重要性和敏感度高的類(lèi)型計(jì)。

7 風(fēng)險(xiǎn)源等級(jí)評(píng)估

對(duì)于Q≥1的重大風(fēng)險(xiǎn)源，根據(jù)事故應(yīng)急能力水平和水體環(huán)境受體敏感性評(píng)估環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源等級(jí)，具體劃分如表2所示。

8 環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源管理

開(kāi)展環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源評(píng)估，確定風(fēng)險(xiǎn)源環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，目的是幫助企業(yè)明確風(fēng)險(xiǎn)防控重點(diǎn)，并通過(guò)提前采取針對(duì)性管理措施，降低突發(fā)水環(huán)境事故發(fā)生概率和環(huán)境危害。因此，在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源評(píng)估基礎(chǔ)上，應(yīng)從以下幾方面開(kāi)展環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防控工作。

a)各類(lèi)突發(fā)環(huán)境事件多為安全生產(chǎn)事故次生，因此保障企業(yè)的安全平穩(wěn)運(yùn)行，加強(qiáng)裝置開(kāi)、停工管理，避免生產(chǎn)安全事故的發(fā)生，才能從根本上杜絕突發(fā)環(huán)境事件的發(fā)生。

b)結(jié)合企業(yè)污水、雨水排放系統(tǒng)，通過(guò)增設(shè)污水切換、收集、轉(zhuǎn)輸?shù)仍O(shè)施，合理縮小事故狀況下匯水區(qū)面積，減少事故狀況下進(jìn)入該區(qū)域的生產(chǎn)污水和降雨量，從而降低企業(yè)事故排水儲(chǔ)存、處置壓力。

c)加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)防控和應(yīng)急設(shè)施隱患排查和治理。對(duì)于一級(jí)重大風(fēng)險(xiǎn)源，應(yīng)列為企業(yè)和二級(jí)單位日常排查和監(jiān)控重點(diǎn)；對(duì)于二級(jí)重大風(fēng)險(xiǎn)源，應(yīng)列為二級(jí)單位日常排查和監(jiān)控重點(diǎn)；對(duì)于三級(jí)重大風(fēng)險(xiǎn)源和一般風(fēng)險(xiǎn)源，車(chē)間應(yīng)按要求加強(qiáng)日常排查。對(duì)于排查出的環(huán)境安全隱患，應(yīng)按隱患可能造成環(huán)境危害大小分級(jí)治理，消除突發(fā)環(huán)境事件發(fā)生條件。

表1 企業(yè)周邊水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)受體情況劃分

d)企業(yè)應(yīng)制定公司層面的水體專項(xiàng)預(yù)案，并針對(duì)一級(jí)重大風(fēng)險(xiǎn)源和二級(jí)重大風(fēng)險(xiǎn)源制定“一源一案”。加強(qiáng)日常防水體污染應(yīng)急演練，同時(shí)在雨季來(lái)臨前開(kāi)展演練，提高事故狀況下應(yīng)急處置能力。

e)即便在最不利的情況下，也應(yīng)利用廠界圍墻等設(shè)施進(jìn)行事故水封堵。經(jīng)政府同意后，也可以利用周邊泄洪溝、池塘等環(huán)境通道等進(jìn)行事故排水的封堵和收集，避免事故排水進(jìn)入外界敏感水體造成水環(huán)境污染。

[1] 魏科技,宋永會(huì),彭劍峰,等.環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源及其分類(lèi)方法研究[J].安全與環(huán)境學(xué)報(bào)2010,10(1):85-89.

[2] 趙肖,郭振仁.基于環(huán)境后果評(píng)價(jià)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源分級(jí)模型研究[J].安全與環(huán)境學(xué)報(bào),2010,10(2):105-108.

EnvironmentalRiskAssessmentofRiskSourcesinPetrochemicalEnterprisesBasedonWaterEnvironmentalRisk

Yang Yangyang

(SINOPEC Research Institute of Safety Engineering, Shandong, Qingdao 266071)

Based on situation analysis of risk assessment of risk sources in petrochemical enterprises, new methods is proposed to evaluate water environmental risk of risk sources with the combination of factors of materials risk., emergency response capacity and environmental sensitivity, and countermeasures and suggestions are also put forward for prevention and control of environmental risks.

water environmental risk; environmental risk sources; assessment

2016-06-03

楊洋洋,工程師，2012年畢業(yè)于浙江大學(xué)化學(xué)工程專業(yè)，目前主要從事環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及相關(guān)研究工作。