馮麗華

(忻州市環(huán)境保護(hù)研究所，山西 忻州 034000)

引 言

石化企業(yè)的產(chǎn)品是許多產(chǎn)業(yè)原料的來源，屬于基礎(chǔ)型產(chǎn)業(yè)。然而，近幾十年來，石化企業(yè)在發(fā)展過程中也帶來一些環(huán)境問題，還存在著一些潛在危害，極大地傷害了人民的生命財產(chǎn)安全和生存環(huán)境[1]。環(huán)境影響評價就是分析建設(shè)項目可能對環(huán)境產(chǎn)生的影響，包括對水體、大氣環(huán)境、土壤等影響的分析、預(yù)測和評估，并根據(jù)項目的具體實際情況，提出預(yù)防或者減輕不良環(huán)境影響的對策和措施，以促進(jìn)人與環(huán)境更好的相處。石化企業(yè)儲罐作為儲存原料、中間品、成品等的主要容器，一旦發(fā)生泄漏，極易引發(fā)火災(zāi)、爆炸、中毒等災(zāi)難性事故，且泄漏的有毒有害物質(zhì)還會污染周圍的大氣和水體環(huán)境，因此通過對罐區(qū)風(fēng)險物質(zhì)及環(huán)境風(fēng)險的識別，分析罐區(qū)存在的環(huán)境風(fēng)險對環(huán)境的影響，具有極強(qiáng)的現(xiàn)實意義[2]。

1 某石化企業(yè)罐區(qū)概況及其廠址周圍環(huán)境概況

1.1 罐區(qū)概況

該石化企業(yè)位于某化工園區(qū)內(nèi)，主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)是石油煉制。廠區(qū)主要以外購的重質(zhì)原料和外購的蠟油為原料，生產(chǎn)裝置內(nèi)的原料、輔料等的量遠(yuǎn)小于儲罐中物質(zhì)的儲量。罐區(qū)是石化企業(yè)重要的組成部分，根據(jù)企業(yè)實際情況調(diào)查可知，廠區(qū)共分為芳烴罐區(qū)、輕油罐區(qū)等六個罐區(qū)，各類型號、不同形狀共計53個儲罐，排布在廠區(qū)的不同位置。各罐區(qū)儲存的物料不同，同一罐區(qū)儲存物料也不同。物料主要有苯、C6、液化氣、丙烯等，屬于易燃易爆、有毒有害物質(zhì)，對人和環(huán)境具有潛在的傷害。

1.2 石化企業(yè)周圍環(huán)境概況

該石化企業(yè)所在地區(qū)，交通相對便利。廠區(qū)所在地向相對平坦，地面沒有較大起伏，地理位置優(yōu)越。開發(fā)區(qū)氣候?qū)倥瘻貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，四季分明，年平均降水量603.8 mm；年平均蒸發(fā)量為2 029.9 mm；年均相對濕度為63%；全年主導(dǎo)風(fēng)向SSE，頻率為8.9%，年平均風(fēng)速3.1 m/s。地勢南高北低，地形自然坡降在0.03%～0.06%，該地形排水條件差，雨季容易積水。

廠區(qū)緊鄰某河，位于某河向北50 m處。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研可知，正常運行時僅產(chǎn)生30 m3/d廢水，經(jīng)處理后綜合利用，不排放。一旦發(fā)生泄漏，則會排入某河。區(qū)域淺層地下水埋深較淺，在3.5 m～24 m。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，從地下水環(huán)境的角度來看，項目區(qū)處于不敏感區(qū)。

1.3 主要環(huán)境敏感保護(hù)目標(biāo)

項目周圍敏感目標(biāo)分布在廠區(qū)的西側(cè)和西南側(cè)。廠區(qū)遠(yuǎn)離水源保護(hù)地，對地下水資源影響較??；周圍內(nèi)沒有生態(tài)環(huán)境、土壤環(huán)境保護(hù)目標(biāo)；最近的村莊距離該廠區(qū)的距離是1 490 m，處于正南方位；廠區(qū)不再生態(tài)保護(hù)紅線之內(nèi)，地理環(huán)境不敏感。廠址周圍3 km內(nèi)無自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)和文物古跡單位。

2 石化企業(yè)罐區(qū)風(fēng)險識別與源項分析

罐區(qū)是整個石化企業(yè)正常運行重要一環(huán)。環(huán)境風(fēng)險識別，是利用事故發(fā)生的原因和結(jié)果進(jìn)行分析，在復(fù)雜的環(huán)境下篩選出需要的風(fēng)險因素，了解其在事故風(fēng)險中的詳細(xì)信息。石化企業(yè)罐區(qū)一旦發(fā)生事故，會對企業(yè)周邊環(huán)境造成傷害，因此，通過一定的手段(篩選、監(jiān)控、診斷等)，對該區(qū)域的環(huán)境風(fēng)險進(jìn)行識別，然后來確定風(fēng)險因子和風(fēng)險類別，意義重大。

2.1 罐區(qū)物質(zhì)風(fēng)險識別

根據(jù)《建設(shè)項目環(huán)境風(fēng)險評價技術(shù)導(dǎo)則》(HJ/T 169-2004)的規(guī)定以及物質(zhì)的危險性識別內(nèi)涵，罐區(qū)危險物質(zhì)及其特性為：1) 該石化企業(yè)罐區(qū)儲存物中，都屬于易燃的液體或氣體，燃燒不充分產(chǎn)生次生污染物CO，是污染大氣環(huán)境的六大因子之一；2) 罐區(qū)中苯的毒性最強(qiáng)，也是一種致癌物質(zhì)；3) 罐區(qū)中除柴油火災(zāi)級別為丙級，其余均為甲級；4) 罐區(qū)中尤其液化氣、丙烯屬于極易燃的氣體；5) 罐區(qū)中柴油的儲量最大，其次是汽油的儲量。

根據(jù)罐區(qū)風(fēng)險因素的識別和比較，確定的重點防范對象一是含易燃易爆物質(zhì)的儲罐泄漏后，遇明火引起的火災(zāi)、爆炸事故；二是毒性相對較大的儲罐泄漏引起的環(huán)境影響。

2.2 罐區(qū)主要事故風(fēng)險識別

重大危險源是以功能單元為單位的。根據(jù)《建設(shè)項目環(huán)境風(fēng)險評價技術(shù)導(dǎo)則》(HJ/T169-2004)，依據(jù)物質(zhì)的危險特性及其存儲數(shù)量，同時參考得出的該企業(yè)各個罐區(qū)的重大危險源辨識表可知，液化烴罐區(qū)的計算值最大，屬于罐區(qū)的重大危險源。

儲罐在石化企業(yè)中，作為儲存物質(zhì)的媒介，隨著時間的增長，可能存在潛在的危險事故。具體如下。1) 儲罐泄漏。石化罐區(qū)的儲罐長期暴露在環(huán)境中，在內(nèi)部儲存物質(zhì)流動、腐蝕及外部環(huán)境風(fēng)吹日曬、雨打下，會引起儲罐泄漏。2) 中毒或窒息。罐區(qū)儲存苯、甲苯、二甲苯、甲醇等物料毒性較高，在接收設(shè)備、閥門、法蘭、墊片等密封不嚴(yán)下會發(fā)生泄漏，導(dǎo)致工作人員呼吸吸入、經(jīng)皮吸收而中毒的危險。3) 火災(zāi)爆炸。罐區(qū)的儲罐等長期露天放置，若當(dāng)儲罐不慎破裂后，易燃性質(zhì)的液體蒸氣或者易燃的氣體遇明火(火花)會發(fā)生火災(zāi)或者爆炸。4) 儲罐爆炸。儲罐在使用過程中存在超壓爆炸危險等，都會對周圍的建筑物和人造成一定的傷害，同時，對周圍環(huán)境造成一定的影響。

2.3 石化企業(yè)風(fēng)險事故統(tǒng)計分析

據(jù)美國J&H Marsh & Mc Lennan咨詢公司統(tǒng)計，在1987年開始的20年～25年間，在95個國家登記的化學(xué)品事故中，液體化學(xué)品最易發(fā)生事故，其次是液化氣；一般在罐區(qū)發(fā)生特大型危險事故的可能性最大，概率為16.1%；事故發(fā)生原因多為機(jī)械故障和碰撞事故，且人為因素較大。世界石油化工企業(yè)特大型事故按裝置分布，如圖1所示[3]。

圖1 世界石油化工企業(yè)特大型事故按裝置分布

根據(jù)我國相關(guān)數(shù)據(jù)資料統(tǒng)計顯示，在我國罐區(qū)發(fā)生事故的主要原因是違章操作和誤操作，且二者是人為因素引起的，因此我國石化行業(yè)的重大事故的發(fā)生，人為原因占絕大部分。同時，根據(jù)趙淑莉[4]等人的統(tǒng)計研究發(fā)現(xiàn)，因泄漏造成的污染，是我國石化行業(yè)罐區(qū)環(huán)境污染事件起因中的重要因素。其中，又以儲罐或者儲罐閥門泄漏，儲罐設(shè)計不合理，罐體剛度達(dá)不到要求等因素為主。因此，在風(fēng)險管理過程中，應(yīng)注重工作人員的管理和培訓(xùn)。

2.4 罐區(qū)主要環(huán)境風(fēng)險事故源的確定

事故樹分析法是主要環(huán)境風(fēng)險事故源的確定的主要方法[5]。對事故樹進(jìn)行分析，求解事故樹的最小割集和最小徑集，判斷基本事件對頂上事件的影響程度。最小割集越多，危險程度和發(fā)生事故的可能性就越大。最小徑集越多，危險程度越低，發(fā)生事故的可能性就越小。根據(jù)分析可知，罐區(qū)的風(fēng)險性較大，且事件“油氣濃度達(dá)到爆炸下限”的結(jié)構(gòu)重要度最大，其是罐區(qū)主要環(huán)境風(fēng)險最主要的事故源，同時泄漏事故中閥門管線泄漏是主要原因。根據(jù)本文選取的石化企業(yè)，與液體物質(zhì)相比，儲量較大的液化氣作為爆炸事故的風(fēng)險源；罐區(qū)內(nèi)苯的毒性最大，事中毒事件的風(fēng)險源；汽油的火災(zāi)危險級別屬于甲B類，因此選取汽油儲罐發(fā)生火災(zāi)最為火災(zāi)事故的風(fēng)險源。

罐區(qū)在事故狀態(tài)下，會對大氣和水環(huán)境造成影響。對于大氣環(huán)境的影響，自環(huán)境影響評價在全世界普遍開展以來，較常用的是高斯擴(kuò)散模型對污染物泄漏、次生污染物CO的濃度及分布進(jìn)行預(yù)測及分析。結(jié)合該企業(yè)罐區(qū)風(fēng)險及罐區(qū)所處位置環(huán)境的特點，本文采用高斯煙團(tuán)模型對泄露的物質(zhì)濃度擴(kuò)散進(jìn)行預(yù)測，據(jù)預(yù)測半致死濃度出現(xiàn)的最遠(yuǎn)距離為33.6 m，100 m為致死濃度范圍，半致死百分率人口數(shù)為25人。遇明火引發(fā)的火災(zāi)由于不完全燃燒，將產(chǎn)生次生污染物CO。根據(jù)預(yù)測半致死濃度出現(xiàn)的最遠(yuǎn)距離為198.1 m，200 m為致死濃度范圍，半致死百分率人口數(shù)為75人。本次事故排放預(yù)測歷時確定為汽油持續(xù)燃燒6 h，風(fēng)速條件按靜風(fēng)、小風(fēng)、有風(fēng)時取樣，CO的IDLH濃度最大范圍為距源下風(fēng)向約291 m處，CO的最大落地濃度出現(xiàn)在100 m之內(nèi)。同時，經(jīng)過對企業(yè)周圍環(huán)境調(diào)查，周圍居民點距罐區(qū)有1 500 m以上，故火災(zāi)時只需引導(dǎo)200 m范圍內(nèi)本公司職工需要疏散撤離，因為火災(zāi)次生CO半致死濃度和應(yīng)急撤離半徑范圍內(nèi)無居民。同時，因廠區(qū)屬于工業(yè)園區(qū)，周圍1 000 m內(nèi)沒有敏感目標(biāo)，因此只應(yīng)將廠區(qū)內(nèi)的工作人員及時疏散。

由于各石化企業(yè)罐區(qū)周圍均采取嚴(yán)格的防滲措施和收集系統(tǒng)，所以事故發(fā)生后，對地表水及地下水環(huán)境的影響較小。

3 罐區(qū)環(huán)境風(fēng)險的管理措施及建議

罐區(qū)在石化企業(yè)儲運中具有重要地位。然而，石化企業(yè)罐區(qū)儲罐內(nèi)物料屬于易燃易爆、有毒有害類物質(zhì)，因此罐區(qū)的環(huán)境風(fēng)險在石化企業(yè)中不可忽視[6]。根據(jù)物料性質(zhì)以及事故發(fā)生后的影響程度和范圍，結(jié)合罐區(qū)存在的重大危險源和風(fēng)險類型分析，提出如下罐區(qū)風(fēng)險管理預(yù)防措施與建議。

1) 在建設(shè)初期，儲量較大、含毒性較大的儲罐遠(yuǎn)離居民和辦公場所，提前避免環(huán)境風(fēng)險造成的影響與損失；2) 選擇質(zhì)量好、品質(zhì)高的儲罐，儲罐要合理布局，重大危險源的儲罐要位于下風(fēng)向，避免空氣擴(kuò)散對周圍居民健康的影響；3) 要定期對儲罐、管線、閥門等檢修，及時發(fā)現(xiàn)、解決問題，避免因機(jī)械設(shè)備腐蝕、老化等原因，造成環(huán)境事故；4) 在廠區(qū)樹立起責(zé)任意識，同時及時對廠區(qū)的人員進(jìn)行培訓(xùn)和檢查，要每一個職員盡到一份自己的責(zé)任；5) 為事故發(fā)生后，及時對發(fā)生的事故作出判斷，防治事故蔓延，減少損失，要定期進(jìn)行事故演練；6) 若事故發(fā)生影響不大，及時請廠區(qū)內(nèi)負(fù)責(zé)的專業(yè)人員進(jìn)行補(bǔ)修，反之，要及時報警，并通知廠區(qū)內(nèi)近距離人員撤離。7) 在企業(yè)廠區(qū)內(nèi)地面全部硬化，倒排系統(tǒng)采取嚴(yán)格防滲，減少對水體造成的影響。

4 結(jié)語

綜上所述，罐區(qū)作為石化企業(yè)重要的組成部分，主要儲存生產(chǎn)原料、產(chǎn)品、中間產(chǎn)品等，涉及危險化學(xué)品，具有毒性、易燃易爆的性質(zhì)，且石化罐區(qū)因儲量較大，存放相對集中，因此罐區(qū)的環(huán)境風(fēng)險在石化企業(yè)中不可忽視。為了減少石化企業(yè)罐區(qū)對環(huán)境風(fēng)險的影響，石化企業(yè)應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計規(guī)范和事故發(fā)生后的應(yīng)急方案執(zhí)行，同時在發(fā)生事故后，應(yīng)及時將罐區(qū)附近工作人員撤離，以減少其泄露、火災(zāi)爆炸等事故發(fā)生對生命財產(chǎn)造成的損失。