袁鵬，許偉寧，王業(yè)耀 ，彭劍峰，宋永會*

1.環(huán)境基準(zhǔn)與風(fēng)險(xiǎn)評估國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國環(huán)境科學(xué)研究院，北京 100012

2.中國環(huán)境科學(xué)研究院城市水環(huán)境科技創(chuàng)新基地，北京 100012

3.中國環(huán)境監(jiān)測總站，北京 100012

隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程的快速推進(jìn)，我國城市生態(tài)環(huán)境也正面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。大氣與水環(huán)境污染加劇，城市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)和化工園區(qū)占地過大，工業(yè)企業(yè)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)隱患突出等問題已成為制約城鎮(zhèn)化發(fā)展的關(guān)鍵因素。以長三角城市群為代表，城市環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)特征可以總結(jié)為:1)城市區(qū)域高風(fēng)險(xiǎn)行業(yè)、企業(yè)數(shù)目大，石化、化工等高風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)業(yè)比例高，涉及的有毒、有害等環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)種類多、用量大;2)高風(fēng)險(xiǎn)化工園區(qū)分布廣，部分老工業(yè)基地產(chǎn)業(yè)、能源結(jié)構(gòu)不盡合理，工藝?yán)匣葐栴}日益突出，造成各種結(jié)構(gòu)性、生產(chǎn)性環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)隱患多，環(huán)境事故頻發(fā);3)城市人口高度密集，城郊化工園區(qū)、化工企業(yè)與人群居住區(qū)混雜，具有事故放大性特征。

城市環(huán)境安全研究與城市脆弱性分析逐漸引起了各界的關(guān)注［1-2］。開展城市企業(yè)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源分級管理、完善城市環(huán)境應(yīng)急管理體系是保障城市環(huán)境安全的重要內(nèi)容。近年來，一些學(xué)者或從微觀層面開展了化工園區(qū)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源分析［3-4］，或從宏觀層面開展了區(qū)域環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)研究［5-6］，但從中觀層面的研究較少。筆者從中觀層面，建立了城市企業(yè)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源分級方法，并開展了案例研究，旨在為城市環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防控提供參考。

1 環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源分級方法

環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)由風(fēng)險(xiǎn)源、初級控制機(jī)制、次級控制機(jī)制和風(fēng)險(xiǎn)受體4 個(gè)部分組成，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)由這些要素相互聯(lián)系、相互作用，在一定條件下形成區(qū)域環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)［7］。Zeng W.H.等［8］在開展環(huán)境污染事故風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測評估模式研究時(shí)，提出了環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)，即環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源、控制機(jī)制、風(fēng)險(xiǎn)場及其之間的關(guān)聯(lián)。借鑒區(qū)域環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)理論，在城市區(qū)域環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源分級時(shí)應(yīng)考慮3 個(gè)主要因素，即:風(fēng)險(xiǎn)源固有屬性、風(fēng)險(xiǎn)釋放與控制水平、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)受體敏感性，并對風(fēng)險(xiǎn)源分級的3 個(gè)要素建立分級指標(biāo)、指標(biāo)量化表達(dá)式與分級表征方法。

1.1 風(fēng)險(xiǎn)源固有屬性分析

風(fēng)險(xiǎn)源的固有屬性是其本質(zhì)特征，盡管突發(fā)環(huán)境事件有各種各樣的表現(xiàn)形式，但從本質(zhì)上講，之所以能造成環(huán)境危害后果，都可歸結(jié)為存在有毒有害物質(zhì)和有毒有害物質(zhì)失控導(dǎo)致的泄漏、釋放。因此，風(fēng)險(xiǎn)源屬性主要是對化學(xué)物質(zhì)的危險(xiǎn)性進(jìn)行分析。

具有有毒、有害、易燃、易爆等特性，在意外釋放條件下可能對場外公眾或環(huán)境造成傷害、損害、污染的化學(xué)物質(zhì)均可以定義為環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)。環(huán)境污染事件危害的程度與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)的理化性質(zhì)、危險(xiǎn)性和物質(zhì)數(shù)量的多少密切相關(guān)。生產(chǎn)使用環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)的企業(yè)，尤其是化工、石化企業(yè)，原料及其產(chǎn)品大多數(shù)為有毒和易燃易爆的化學(xué)品，如苯、甲苯、氨、氯等，潛在風(fēng)險(xiǎn)性高［9-10］。企業(yè)生產(chǎn)或使用的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)的性質(zhì)和數(shù)量是風(fēng)險(xiǎn)源識別的基礎(chǔ)。國內(nèi)外環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源識別與管理也主要依據(jù)物質(zhì)清單，已提出包括極危險(xiǎn)物質(zhì)清單、危險(xiǎn)物質(zhì)清單、管制物質(zhì)清單、我國的危險(xiǎn)源辨識清單等，并規(guī)定了不同物質(zhì)的臨界限量［11-12］。

但不同清單中物質(zhì)選擇依據(jù)和臨界限量計(jì)算沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，物質(zhì)種類及其臨界限量值差異很大，難以直接作為我國風(fēng)險(xiǎn)源的識別依據(jù)。因此，在考慮環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)固有危險(xiǎn)屬性基礎(chǔ)上，也充分考慮了該種類環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)在我國生產(chǎn)、使用和流通中的量，并與國內(nèi)外現(xiàn)有的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相銜接，優(yōu)先選擇歷史環(huán)境污染事件中出現(xiàn)過的污染物質(zhì)。參考美國國家環(huán)境保護(hù)局(US EPA)確定極危險(xiǎn)物質(zhì)(EHS)臨界量限值的方法［13］，確定了238 種(類)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)及其臨界限量［14］。

判斷企業(yè)生產(chǎn)原料、產(chǎn)品、中間產(chǎn)品、副產(chǎn)品、催化劑、輔助生產(chǎn)物料是否涉及環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)，可通過所涉及環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)在廠界內(nèi)的最大存在總量與其臨界限量(表1)的比值進(jìn)行計(jì)算:

式中:Q 為環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)數(shù)量與其臨界限量的比值;w1，w2，，wn為每種環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)的最大存在總量，t;W1，W2，，Wn為每種環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)的臨界限量，t。

按照危害的程度，將Q 值劃分為1≤Q ＜10，10≤Q ＜100，Q≥100 3 個(gè)等級。

表1 部分環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)清單Table 1 List of environmental risk substances and threshold quantities

1.2 風(fēng)險(xiǎn)釋放與控制技術(shù)水平

風(fēng)險(xiǎn)釋放過程與控制評估分為風(fēng)險(xiǎn)源生產(chǎn)工藝過程與風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)水平評估兩方面。指標(biāo)選取原則遵循指標(biāo)確定的通用原則，即:科學(xué)性原則、可操作性原則、相對完備性原則、相對獨(dú)立性原則與針對性原則［15-16］，同時(shí)考慮數(shù)據(jù)的可獲得性，建立風(fēng)險(xiǎn)源生產(chǎn)工藝過程和風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)水平(M)評估指標(biāo)體系(表2)。

風(fēng)險(xiǎn)源生產(chǎn)工藝過程和風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)水平評估指標(biāo)以定性指標(biāo)為主，指標(biāo)量化采用分值法，按照每個(gè)評估指標(biāo)實(shí)際情況分為4 級，分別賦值為10.0、7.5、5.0、2.5，賦值越高，表明其工藝風(fēng)險(xiǎn)越大、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)水平越低。

表2 風(fēng)險(xiǎn)源生產(chǎn)工藝過程與風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)水平評估指標(biāo)Table 2 Index system of assessment for process and risk control level

行業(yè)類別評估指標(biāo)量化，對GB/T 4754—2011《國民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類與代碼》中的開采業(yè)和制造業(yè)兩大類行業(yè)進(jìn)行賦值。根據(jù)歷史突發(fā)環(huán)境事件分析，對高風(fēng)險(xiǎn)行業(yè)進(jìn)行劃分排序。生產(chǎn)工藝過程主要考慮工藝單元是否涉及危險(xiǎn)化工工藝及高溫、高壓反應(yīng)。對于具有多個(gè)獨(dú)立生產(chǎn)工藝過程的企業(yè)，每個(gè)單元的生產(chǎn)工藝過程可能不同，在具體評估時(shí)，應(yīng)按照每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)單元進(jìn)行評估，計(jì)算該風(fēng)險(xiǎn)單元的平均值，再對所有風(fēng)險(xiǎn)單元得分進(jìn)行平均計(jì)算，得到該企業(yè)生產(chǎn)工藝過程指標(biāo)分值(表3)。

表3 風(fēng)險(xiǎn)源生產(chǎn)工藝過程風(fēng)險(xiǎn)評估指標(biāo)量化與賦值Table 3 Quantification of the evaluate indices of the process risk

風(fēng)險(xiǎn)防范措施等各風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)水平評估指標(biāo)量化與賦值見表4。對于具有多個(gè)風(fēng)險(xiǎn)單元的企業(yè)，在評估其風(fēng)險(xiǎn)防范措施、生產(chǎn)安全控制時(shí)，其處理方式先按照每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)生產(chǎn)工藝過程(單元)進(jìn)行評估，計(jì)算該風(fēng)險(xiǎn)單元的平均值，再對所有風(fēng)險(xiǎn)單元得分進(jìn)行平均計(jì)算，得到該企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)防范措施、生產(chǎn)安全控制指標(biāo)分值。

表4 風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)水平評估指標(biāo)量化與賦值Table 4 Quantification for the evaluate indices of risk control technical levels

當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)源行業(yè)類別、生產(chǎn)工藝過程、風(fēng)險(xiǎn)防范措施、生產(chǎn)安全控制、應(yīng)急預(yù)案、廢水排放去向、廢水廢氣處理7 個(gè)指標(biāo)分值確定后，由于每個(gè)指標(biāo)對風(fēng)險(xiǎn)源生產(chǎn)工藝過程和風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)水平的貢獻(xiàn)值并不相同，還需確定每個(gè)評估指標(biāo)的權(quán)重。采用專家打分與層次分析法(AHP)確定的各評估指標(biāo)的權(quán)重見表5。

表5 評估指標(biāo)權(quán)重Table 5 Weights of evaluation index system

風(fēng)險(xiǎn)源生產(chǎn)工藝過程與風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)水平(M)計(jì)算公式為:

式中:K 為各風(fēng)險(xiǎn)因子計(jì)算分值;W 為各因子權(quán)重;i為風(fēng)險(xiǎn)因子個(gè)數(shù)。

按照M 的計(jì)算得分劃分為M≤4，4 ＜M≤6，6 ＜M≤8，8 ＜M≤10;分值越高，表示其生產(chǎn)工藝過程風(fēng)險(xiǎn)越高、風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)水平越差。

1.3 環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)受體敏感性評估

環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)受體是突發(fā)環(huán)境事件風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)組成的必要要素，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)受體敏感性決定了發(fā)生突發(fā)環(huán)境事件后，可能造成的環(huán)境危害影響大小。在對環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)受體要素的分析中，除了要考慮突發(fā)事件對人群、飲用水源地、生態(tài)系統(tǒng)、社會經(jīng)濟(jì)損失的危害和影響外，同時(shí)要考慮風(fēng)險(xiǎn)源所處位置的自然災(zāi)害誘發(fā)因素。

依據(jù)《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評價(jià)分類管理名錄》［17］中對“環(huán)境敏感區(qū)”的規(guī)定及分類，可將環(huán)境保護(hù)目標(biāo)分為大氣環(huán)境保護(hù)目標(biāo)和水環(huán)境保護(hù)目標(biāo)兩類。大氣環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)受體主要為人群，可按風(fēng)險(xiǎn)源周邊人口數(shù)量進(jìn)行指標(biāo)量化;水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)受體按照保護(hù)目標(biāo)的敏感性進(jìn)行級別劃分。自然災(zāi)害誘發(fā)因素主要考慮洪水、臺風(fēng)影響。按照大氣環(huán)境保護(hù)目標(biāo)人口數(shù)量和水環(huán)境保護(hù)目標(biāo)敏感性，將風(fēng)險(xiǎn)源周邊的環(huán)境保護(hù)目標(biāo)情況劃分為3 個(gè)情景(表6)。

表6 風(fēng)險(xiǎn)源周邊環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)受體情況劃分Table 6 Scenarios of different environmental receptors surrounding the risk sources

1.4 風(fēng)險(xiǎn)源分級矩陣

量化評估指標(biāo)后，研究確定風(fēng)險(xiǎn)源的分級依據(jù)。風(fēng)險(xiǎn)源的分級表征可采用2 種方式:1)風(fēng)險(xiǎn)源的風(fēng)險(xiǎn)值大小;2)矩陣評估方法［18］。研究對風(fēng)險(xiǎn)源等級的劃分，需統(tǒng)籌考慮環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)數(shù)量與臨界限量比值、生產(chǎn)工藝過程與風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)水平、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)受體的敏感性三方面因素，采用風(fēng)險(xiǎn)值計(jì)算方法很難反映單因素在分級評估中的影響，因此，建立風(fēng)險(xiǎn)源分級矩陣模型(表7)。

表7 環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源分級矩陣Table 7 Classification matrix for risk sources

風(fēng)險(xiǎn)源分級評估矩陣的縱向判斷標(biāo)準(zhǔn)為環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)數(shù)量與臨界限量之比，橫向判斷標(biāo)準(zhǔn)為風(fēng)險(xiǎn)源生產(chǎn)工藝過程與風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)水平。分3 個(gè)環(huán)境保護(hù)目標(biāo)情景建立分級評估矩陣，將風(fēng)險(xiǎn)源級別分為重大風(fēng)險(xiǎn)、一般風(fēng)險(xiǎn)和低風(fēng)險(xiǎn)。

2 案例應(yīng)用

2.1 研究區(qū)域

選擇上海市為研究區(qū)域。上海市是特大型城市的典型代表，其工業(yè)產(chǎn)業(yè)門類齊全，化工園區(qū)分布廣泛，重點(diǎn)工業(yè)區(qū)域包括吳涇工業(yè)區(qū)、上海化工區(qū)、高橋石化區(qū)、金山工業(yè)區(qū)、金山第二工業(yè)區(qū)、桃浦工業(yè)區(qū)等，結(jié)構(gòu)性和布局性環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)并存，對上海市開展環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源識別與分級對于大型城市的風(fēng)險(xiǎn)防范與管理具有重要意義。

上海市高風(fēng)險(xiǎn)行業(yè)企業(yè)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)信息通過調(diào)查和現(xiàn)場調(diào)研方式獲取。調(diào)查數(shù)據(jù)來源于上海市2010年重點(diǎn)行業(yè)企業(yè)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)及化學(xué)品檢查數(shù)據(jù)，共收集了全市882 家企業(yè)信息，從中選擇60 家重點(diǎn)企業(yè)進(jìn)行了《企業(yè)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查表》填報(bào)、現(xiàn)場調(diào)研與信息核實(shí)。社會統(tǒng)計(jì)資料主要來源于上海市統(tǒng)計(jì)年鑒［19］。

2.2 分級結(jié)果

按照風(fēng)險(xiǎn)源分級指標(biāo)，對上海市各區(qū)縣企業(yè)(882 家)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)水平進(jìn)行分析可知，具有事故應(yīng)急池的企業(yè)為374 家，占42.4%;企業(yè)共有氣體/液體泄漏報(bào)警系統(tǒng)1 294 套，其中金山區(qū)、浦東新區(qū)、青浦區(qū)和奉賢區(qū)整體情況較好;編制了獨(dú)立環(huán)境應(yīng)急預(yù)案的企業(yè)共657 家，占74.5%，其中浦東新區(qū)、奉賢區(qū)、閔行區(qū)整體情況較好。上海市企業(yè)周邊5 km 范圍內(nèi)具有大氣環(huán)境保護(hù)目標(biāo)的企業(yè)共739 家，占83.8%，大氣環(huán)境保護(hù)目標(biāo)主要以居民點(diǎn)為主，其次是學(xué)校、自然村、機(jī)關(guān)和醫(yī)院。企業(yè)下游10 km 范圍內(nèi)具有水環(huán)境保護(hù)目標(biāo)的企業(yè)共36 家，占4.1%。

按照提出的風(fēng)險(xiǎn)源分級方法，共確定了環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源企業(yè)317 家，分級結(jié)果表明，重大風(fēng)險(xiǎn)源151家，一般風(fēng)險(xiǎn)源161 家，低風(fēng)險(xiǎn)源5 家(表8)。重大風(fēng)險(xiǎn)源企業(yè)集中在金山區(qū)、寶山區(qū)，其次是閔行區(qū)、青浦區(qū)、松江區(qū)和奉賢區(qū)。一般風(fēng)險(xiǎn)源企業(yè)主要分布在金山區(qū)和嘉定區(qū)，其次是松江區(qū)。

2.3 風(fēng)險(xiǎn)防控策略

對幾個(gè)重點(diǎn)區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)特征分析可知，金山區(qū)企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)源固有風(fēng)險(xiǎn)較高，整體環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)水平較好，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防控策略應(yīng)以降低固有風(fēng)險(xiǎn)為主。寶山區(qū)位于黃浦江和長江交匯處的入海口，是重要的鋼鐵工業(yè)基地，所有重大風(fēng)險(xiǎn)源周邊環(huán)境保護(hù)目標(biāo)均為情景1，處于環(huán)境受體敏感區(qū)域，企業(yè)整體生產(chǎn)工藝過程與控制技術(shù)水平仍有提高的空間，該區(qū)風(fēng)險(xiǎn)防控應(yīng)以提高企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)控制水平和保護(hù)環(huán)境敏感目標(biāo)為主，應(yīng)制定規(guī)劃逐步開展重大風(fēng)險(xiǎn)企業(yè)的搬遷或控制人口聚集區(qū)發(fā)展。閔行區(qū)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的比例較高，黃浦江縱貫全區(qū)，河網(wǎng)路網(wǎng)復(fù)雜，水環(huán)境保護(hù)目標(biāo)敏感，該區(qū)風(fēng)險(xiǎn)防控應(yīng)以降低企業(yè)固有風(fēng)險(xiǎn)為主，同時(shí)應(yīng)重點(diǎn)防控黃浦江及其支流航行船只及河流附近公路運(yùn)輸車輛的油品和各種危險(xiǎn)化學(xué)品泄漏事故，避免對飲用水源造成污染。

3 結(jié)語

針對當(dāng)前我國城市企業(yè)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源識別方法與標(biāo)準(zhǔn)缺乏的現(xiàn)狀，結(jié)合城市環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防范與管理技術(shù)需求，提出了一套基于環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)數(shù)量與臨界限量比值(Q)、生產(chǎn)工藝過程與風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)水平(M)、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)受體敏感性指標(biāo)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源分級方法。將風(fēng)險(xiǎn)源劃分為重大風(fēng)險(xiǎn)、一般風(fēng)險(xiǎn)和低風(fēng)險(xiǎn)3 個(gè)等級。并以上海市為例，開展了應(yīng)用研究與重點(diǎn)區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)分析，實(shí)現(xiàn)了中觀層面的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源分級，同時(shí)驗(yàn)證了方法的適用性，能夠?yàn)槌鞘协h(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源分級管理提供科學(xué)依據(jù)。

城市突發(fā)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)具有很大的不確定性，城市工業(yè)園區(qū)企業(yè)密集，人口聚集，突發(fā)環(huán)境事件的鏈發(fā)效應(yīng)和危害放大效應(yīng)也是城市應(yīng)急管理需考慮的重要內(nèi)容，距離人口聚集區(qū)較近的重大環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)企業(yè)應(yīng)開展環(huán)境污染事故場景分析，進(jìn)行詳細(xì)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評估，對可能造成重大環(huán)境危害、人群影響的企業(yè)應(yīng)采取必要措施防范風(fēng)險(xiǎn)或逐步搬遷。應(yīng)開展城市環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源分級管理，優(yōu)化城市規(guī)劃布局，完善城市突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急預(yù)案和應(yīng)急保障體系，加強(qiáng)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)信息公開和公眾參與，發(fā)揮公眾和社會力量在城市應(yīng)急管理中的作用。

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