楊洋洋

(中國石化安全工程研究院，山東青島 266071)

基于水體環(huán)境風險的石化企業(yè)環(huán)境風險源評估方法

楊洋洋

(中國石化安全工程研究院，山東青島266071)

在風險源評估現(xiàn)狀分析的基礎上，結(jié)合環(huán)境風險物質(zhì)數(shù)量、事故應急能力和水體環(huán)境風險受體敏感性等因素，建立了基于水體環(huán)境風險的石化企業(yè)環(huán)境風險源評估方法，將風險源等級劃分為4個級別，并提出了環(huán)境風險防控的對策和建議。

水體環(huán)境風險 環(huán)境風險源 評估

近年來，石油石化企業(yè)因事故造成水環(huán)境污染的情況時有發(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急處置過程中產(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)事故排水儲存、處置能力，部分水溢出廠界進入外界敏感水體，造成水體污染。石化企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模大，內(nèi)部風險源數(shù)量眾多，由于涉及環(huán)境風險物質(zhì)種類、數(shù)量等不同，各風險源風險等級也不盡相同，客觀上要求企業(yè)應根據(jù)風險源風險水平采取不同管理措施。

1 環(huán)境風險源評估研究現(xiàn)狀

目前，在國家標準層面明確提出了石化企業(yè)內(nèi)部單元和危險化學品重大危險源的概念。根據(jù)GB18218-2009《危險化學品重大危險源辨識》，單元是指“一個(套)生產(chǎn)裝置、設施或場所，或同屬一個生產(chǎn)經(jīng)營單位的且邊緣距離小于500 m的幾個(套)生產(chǎn)裝置、設施或場所”，危險化學品重大危險源指“長期地或臨時地生產(chǎn)、加工、使用或儲存危險化學品，且危險化學品的數(shù)量等于或超過臨界量的單元”。從環(huán)境保護的角度來看，危險源僅考慮危險化學品數(shù)量和臨界量的關系，未考慮事故可能對外界環(huán)境造成的影響，不能全面反映各單元環(huán)境風險等級。2011年發(fā)布的《危險化學品重大危險源分級方法》(國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局令第40號)，在考慮廠外暴露人員等因素基礎上將危險化學品重大危險源進一步分為4級，但仍未充分考慮可能對廠外河流、湖泊等環(huán)境風險受體的影響。國家環(huán)保部2014年發(fā)布的《企業(yè)突發(fā)環(huán)境事件風險評估指南(試行)》提出的環(huán)境風險單元概念，沿用了安全上關于單元的定義，同時參照GB18218-2009、美國環(huán)保局頒布的《化學品事故防范法規(guī)》、歐盟頒布的《塞維索指令》和加拿大的《環(huán)境應急管理條例》等從環(huán)境風險的角度提出了《突發(fā)環(huán)境事件風險物質(zhì)及臨界量清單》，并定期更新，該指南更側(cè)重于對企業(yè)整體環(huán)境風險進行評估。

在文獻研究方面，魏科技等[1]提出環(huán)境風險源是指可能引起環(huán)境污染事故發(fā)生，從而對環(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)和傳播方式分別對風險源進行分類，明確了風險源和外環(huán)境的關系，但未進行風險源評估研究。趙肖等[2]綜合考慮危險物質(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)境后果評價指標體系，構(gòu)建以環(huán)境后果綜合評價為基礎的環(huán)境風險源分級模型。該模型考慮了水體、大氣和土壤等環(huán)境因素，但未考慮風險源事故后對外環(huán)境造成影響的可能性，且定量評估需要收集的信息量較大大，需借助Matlab軟件進行過程計算，不利于企業(yè)人員開展風險源評估工作。

2 風險源評估流程

針對目前環(huán)境風險源評估存在的問題，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)有相關標準、指南為基礎，綜合考慮企業(yè)對風險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)境風險的石化企業(yè)環(huán)境風險源等級評估方法，指導企業(yè)開展風險源等級評估，明確風險防控重點，并通過提前采取針對性防控措施，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)境風險的石化企業(yè)環(huán)境風險源評估流程如圖1所示。首先進行環(huán)境風險源識別；然后計算風險源涉及的環(huán)境風險物質(zhì)數(shù)量與臨界量比值Q，當Q<1時，直接評估為一般風險源；當Q≥1時，進行事故應急能力評估和水環(huán)境受體敏感性判別，綜合上述兩個因素后將風險源劃分為一級、二級、三級重大風險源，其中一級重大風險源風險等級最高。

圖1 基于水體環(huán)境風險的石化企業(yè)環(huán)境風險源評估流程

3 風險源識別

風險源識別的原則為：長期或臨時生產(chǎn)、加工、使用或儲存環(huán)境風險物質(zhì)的一個(套)生產(chǎn)裝置、設施或場所或同屬一個企業(yè)且邊緣距離小于500 m的幾個(套)生產(chǎn)裝置、設施或場所。

4 環(huán)境風險物質(zhì)數(shù)量與臨界量比值Q計算

首先，依據(jù)《企業(yè)突發(fā)環(huán)境事件風險評估指南(試行)》附錄B—突發(fā)環(huán)境事件風險物質(zhì)及臨界量清單進行環(huán)境風險物質(zhì)識別，識別范圍包括風險源涉及的生產(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，針對識別出的環(huán)境風險物質(zhì)，計算其最大存在量與臨界量的比值Q，過程如下。

a)當風險源只涉及一種環(huán)境風險物質(zhì)時，該物質(zhì)的總數(shù)量與其臨界量比值即為Q。

b)當風險源存在多種環(huán)境風險物質(zhì)時，則按下式計算物質(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)境風險物質(zhì)的最大存在量，t；

Q1,Q2,…,Qn——每種環(huán)境風險物質(zhì)的臨界量，t。

當Q<1時，風險源直接評為一般風險源。

按Q≥1時，風險源評為重大風險源，并且繼續(xù)進行事故應急能力評估和水環(huán)境受體敏感性判別，評估其環(huán)境風險等級。

5 事故應急能力評估

石化企業(yè)內(nèi)部不同風險源由于生產(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，對企業(yè)風險防控和應急能力要求也不一樣。進行事故應急能力評估，主要內(nèi)容是通過定量計算風險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，評估企業(yè)現(xiàn)有防控設施對不同風險源事故狀況下事故排水的應急處置能力，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)地勢走向，按照減少事故狀況下匯水面積、實現(xiàn)清污分流的原則，劃分匯水區(qū)。

5.2 最大物料泄漏量(V1)

識別匯水區(qū)內(nèi)各風險源事故狀態(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罐。

5.3 消防用水量(V2)

按式(1)計算火災延續(xù)時間內(nèi)，事故發(fā)生區(qū)域范圍內(nèi)發(fā)生火災區(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)同時使用的消防設施消防用水流量，m3/h；

t消——不同消防設施的火災延續(xù)時間，h。

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

5.4 事故排水轉(zhuǎn)輸量(V3)

計算風險源發(fā)生事故時可以轉(zhuǎn)輸?shù)狡渌麅Υ婊蛱幚碓O施的事故排水量V3，取決于事故狀況下可利用的轉(zhuǎn)輸泵及相關轉(zhuǎn)輸管線的能力。

5.5 事故時降雨量(V4)

考慮事故狀況下發(fā)生降雨的可能，因此，需要計算可能進入事故風險源所在匯水區(qū)的雨水量，按式(2)進行計算：

V4=10q·F·t消

(2)

式中：q——降雨強度，過去5～10年最大日平均時降雨量，mm/h；

F——必須進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)

計算發(fā)生事故時仍必須進入事故風險源所在匯水區(qū)的生產(chǎn)廢水量V5。

5.7 事故排水儲存能力(V6)

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

5.8 事故應急能力評估

根據(jù)企業(yè)事故排水儲存能力V6和轉(zhuǎn)輸能力V3，結(jié)合各風險源事故狀態(tài)下最大物料泄漏量V1、消防用水量V2、事故時降雨量V4以及必須進入該匯水區(qū)的生產(chǎn)廢水量V5，評估企業(yè)對不同風險源產(chǎn)生的事故排水處置能力，分為I級、II級和III級，其中I級水平最高，具體過程如下：①若V6+V3≥V1+V2+V4+V5，即企業(yè)事故排水儲存、轉(zhuǎn)輸能力能滿足風險源事故狀況下產(chǎn)生的泄漏物料、受污染消防水以及可能的降雨儲存、轉(zhuǎn)輸要求，則事故應急能力評為I級，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)境風險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)境風險受體分為類型1、類型2和類型3三類，分別以E1、E2和E3表示，具體如表1所示。如果企業(yè)周邊存在多種類型的水環(huán)境風險受體，則按照重要性和敏感度高的類型計。

7 風險源等級評估

對于Q≥1的重大風險源，根據(jù)事故應急能力水平和水體環(huán)境受體敏感性評估環(huán)境風險源等級，具體劃分如表2所示。

8 環(huán)境風險源管理

開展環(huán)境風險源評估，確定風險源環(huán)境風險等級，目的是幫助企業(yè)明確風險防控重點，并通過提前采取針對性管理措施，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)境風險源評估基礎上，應從以下幾方面開展環(huán)境風險防控工作。

a)各類突發(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)運行，加強裝置開、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)，通過增設污水切換、收集、轉(zhuǎn)輸?shù)仍O施，合理縮小事故狀況下匯水區(qū)面積，減少事故狀況下進入該區(qū)域的生產(chǎn)污水和降雨量，從而降低企業(yè)事故排水儲存、處置壓力。

c)加強風險防控和應急設施隱患排查和治理。對于一級重大風險源，應列為企業(yè)和二級單位日常排查和監(jiān)控重點；對于二級重大風險源，應列為二級單位日常排查和監(jiān)控重點；對于三級重大風險源和一般風險源，車間應按要求加強日常排查。對于排查出的環(huán)境安全隱患，應按隱患可能造成環(huán)境危害大小分級治理，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)境風險受體情況劃分

d)企業(yè)應制定公司層面的水體專項預案，并針對一級重大風險源和二級重大風險源制定“一源一案”。加強日常防水體污染應急演練，同時在雨季來臨前開展演練，提高事故狀況下應急處置能力。

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

[1] 魏科技,宋永會,彭劍峰,等.環(huán)境風險源及其分類方法研究[J].安全與環(huán)境學報2010,10(1):85-89.

[2] 趙肖,郭振仁.基于環(huán)境后果評價的環(huán)境風險源分級模型研究[J].安全與環(huán)境學報,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)于浙江大學化學工程專業(yè)，目前主要從事環(huán)境風險評估及相關研究工作。