化工園區企業環境風險分級管理研究

郭麗娟，袁鵬，宋永會*，王力，彭劍峰，許偉寧

1.山東科技大學化學與環境工程學院，山東 青島 266510

2.中國環境科學研究院城市水環境研究室，北京 100012

化工企業在生產、貯運過程中，大多數都涉及使用危險化學品，并且其生產工藝一般都在高溫高壓條件下進行，生產介質具有易燃易爆、有毒有害、強腐蝕等特性，因此，化工企業一旦出現事故，危害后果的影響范圍大，且難于補救和預測。近年來，由多個化工項目組成的化工園區正以極快的速度建設發展，且化工園區一般都處于城市、鄉鎮附近，因此化工行業的風險直接關系著周邊城市和村鎮等敏感點的環境安全［1-2］。為了降低化工園區的環境風險，防止重大環境污染事故的發生，研究建立化工園區的環境風險管理體系，提高其環境應急和風險防范能力是化工園區綜合管理的重要內容。

風險管理是近年來才發展起來的一種管理方法，其意義在于已知某種危險的存在而研究相關的管理、控制措施，提高人們應對突發事件的能力［3］。1983年美國國家科學院在《聯邦政府的風險評價管理》中，將風險管理定義為依據風險評價的結果，結合各種經濟、社會及其他有關因素對風險進行管理決策并采取相應控制措施的過程［4］。該定義認為風險管理就是一種決策和控制風險的過程。為了防止重大化學品污染事故發生和減輕事故環境危害后果，美國就化學品事故預防、環境風險管理、環境應急管理出臺了一系列法律、法規，形成了較完善的環境風險管理體系［5］。目前我國的研究主要集中在環境風險評價上，對環境風險管理沒有明確的法規條例。筆者在借鑒美國國家環境保護局(US EPA)頒布的化學品事故防范法規與風險管理計劃(RMP)［6］及環境風險場外后果分析方法的基礎上，將US EPA的企業風險分級管理應用于我國的化工園區環境風險管理中，提出了化工園區環境風險管理框架與分級管理方案，以期為我國工業區域的環境風險管理提供科學依據。

1 化工園區環境風險管理框架

環境風險管理(ERM)是根據環境風險評價(ERA)的結果，按照恰當的法規條例和可接受的損害水平，在綜合考慮社會經濟和政治因素的前提下，進行政策分析，決定適當的管理措施并付諸實施，以降低或消除事故風險度，保護人群健康與生態系統的安全［7］。

US EPA將環境風險管理的基本內容分為項目風險水平等級劃分，5年事故歷史，場外危害后果分析，風險管理體系及應急反應等部分。筆者參考國內外其他學者［8-14］的研究方法提出的化工園區風險管理的基本框架見圖1。在確定園區的管理對象范圍基礎上，基于企業環境風險源與周邊環境敏感受體2個方面的風險分析與評價結果，確定企業風險等級，進而制定不同的風險管理計劃。

圖1 化工園區環境風險管理框架Fig.1 Environmental risk management framework of Chemical Industry Parks

2 化工園區環境風險管理體系

2.1 環境風險管理對象的確定

US EPA為了便于對工業企業進行風險管理，針對風險源的識別，頒布了一份風險物質清單及其臨界量值［15］，并規定凡是含有該類物質并超過臨界量的企業均作為管理對象。對化工園區的眾多企業，先按照法規確定環境風險管理的重點對象，再調查被篩選企業的環境風險源及周邊的環境敏感點(如河流、居住區、學校等)。

2.2 環境風險評價

風險評價為風險管理決策提供量化數據，通過定量化的風險評價，風險管理者可以明確管理對象和管理的優先順序。通過風險事故后果的計算，初步確定風險事故影響范圍和程度，在此基礎上采取合適的減緩措施，降低風險度或消除事故。因此，環境風險評價是風險管理決策的基礎，并最終為風險管理服務。

2.2.1 風險識別

識別的范圍界定為企業生產、貯運和控制過程所涉及的原料、輔料、中間產品和最終產品等化學物質及相應的生產、貯運、控制系統，識別的風險主要是火災、爆炸、有毒有害物質泄漏等。

2.2.2 源項分析

用定性或定量分析方法對風險識別中已識別的主要危險源進行分析、篩選，以確定最大可信災害事故，并對最大可信災害事故確定事故源項，包括事故所致的泄漏狀況(破損面積、泄漏時間、泄漏量等)，泄漏物質的相態、向環境的轉移方式、可能造成的災害類型等。

2.2.3 后果計算

根據源項分析得到的最大可信災害事故，采用合適的方法，確定事故的危害程度及危害范圍。根據US EPA指南，可以自由地使用大氣擴散模型、火災爆炸模型或計算方法。對于有毒氣體擴散，通常使用重氣模型、多煙團模型［16-17］。對于易燃物質的最壞情況分析，推薦使用蒸氣云擴散模型，后果分析中可以使用TNT當量模型〔即估算易燃物質產生的爆炸影響與等量的高爆炸物三硝基甲苯(TNT)相比的模型〕。對于這些模型，US EPA都是假設氣體釋放時間為10 min。相對這些復雜的模型，US EPA還推薦了一個簡單的計算模型，即環境風險場外后果計算軟件RMP*Comp Ver 1.07［18］，可以利用計算機直接計算出風險物質一旦發生事故后的安全許可范圍，即安全距離。

2.3 環境風險等級劃分

依據風險分析、辨識情況，選擇合適的模型對風險源導致事故發生的可能性和嚴重程度進行定性和定量評價，并基于風險源可能導致的事故后果對企業風險進行3個等級的劃分，從一級到三級風險等級依次提高。US EPA采用的分級標準如圖2所示。一級:在最壞情況條件下，安全距離內無公眾受體并且在過去的5年內沒有引起場外后果的事故發生;二級:不是一級也不適合三級的企業;三級:不符合一級項目，但符合美國職業安全與健康部(OSHA)的過程安全管理標準(PSM)或為指定10類行業(紙漿造紙廠、石化煉油廠、石油化工制造業、氯堿制造業、所有其他基本無機化工生產、循環原油和中間體制造、所有其他基本有機化工生產、塑料和樹脂材料制造、氮肥制造業、農藥及其他農業化學品制造業)之一的企業。

2.4 環境風險分級管理計劃

風險管理體系是在政府指導和監督下，以企業為主導形成的風險防范、減緩、預警和救援等管理措施的有機體系。為了降低管理成本，提高效率，環境風險分級管理的思想被逐漸認可。對不同風險級別的風險源，采取不同的管理辦法。表1是3個風險級別的企業對應的具體管理要求。

圖2 風險水平等級劃分流程Fig.2 Risk level classification scheme

表1 企業不同風險水平等級的風險管理對策Table 1 Risk management measures of different levels

2.4.1 一級風險企業管理

對于風險水平為一級的企業，根據風險評價分析結果，可證明暫不需要采取防范措施。但是，當企業內工藝過程發生改變、居民區發展進入安全防護距離內，則需重新評估其級別。

2.4.2 二級風險企業管理

二級風險企業應主要做好企業內部的風險管理工作。結合企業的生產、工藝、設備、安全等工作，將環境風險管理細化為日常管理規范，融入日常管理的各環節之中。

(1)風險物質信息上報制度

了解風險物質的性質(毒性、允許暴露限值、腐蝕性、化學穩定性、可預見發生的危害影響以及泄漏應急處置等)、生產或儲存場所的位置，一旦發生異常及時上報。

(2)定期進行風險審查

技術部門提供方框流程圖或簡化工藝流程圖，管理部門定期對存在風險的單元進行安全審查，包括設備是否正常啟動、運轉，儲罐溫度、壓力是否在安全上下限等。

(3)生產設施維護

制定定期的預防性保養計劃，定期維修保養，并將日常維修保養落實到個人，并保存記錄。嚴禁設備帶故障進行，一旦出現事故，及時調查和處理。

(4)職工教育培訓

針對人為操作失誤引起的事故比例居高不下的情況［19］，強化企業職工教育培訓與管理，提高員工安全生產技能。對于新進企業的操作人員，培訓包括設備操作規定、緊急行動，以及避免接觸化學品的預防措施、暴露的控制措施等安全工作慣例。

2.4.3 三級風險企業管理

對于三級風險企業管理，除了要滿足二級企業的管理要求，還需要從社會層面構建風險減緩措施，主要措施包括:

(1)環境受體調查

排查企業周邊的環境敏感點，一旦發生重大事故，及時開展救援行動。必要的時候，對事故影響區域內的人員采取搬遷等隔離措施。

(2)制定完善應急預案

完善的事故應急預案可以確保在事故發生時有序的處理事故、減少人員傷亡和財產損失。事故應急預案應包括應急組織及職責;應急設施、設備與器材;應急通訊聯絡;事故后果評價;應急監測;應急安全、保衛;應急醫學救援;應急撤離措施;應急報告;應急演習等。政府部門應給予監督和一定的物資支持。

(3)公眾參與

所有三級風險企業應告知周圍的社區在企業發生事故時可能造成的環境、健康和安全風險，以及在發生事故時居民應遵循的程序。通過一系列聽證會就應急計劃與公眾進行交流溝通［20］。

(4)開展事故調查，總結經驗教訓

在發達國家，環境和安全管理部門在事故調查中起主導作用，它們通常定期公布調查結果，總結分析事故教訓。我國這方面工作還很薄弱。因此，應進一步明確事故調查程序，加強事故調查過程中安全、環境和消防等部門的聯動。及時總結事故發生的原因和經驗教訓，明確將來如何防止該類事故的發生。

3 案例研究

3.1 園區基本情況

園區位于河南省某市以北20 km黃河北岸，全區面積100 km2，人口10萬，是1982年經國務院批準新建的石化工業區，轄區內擁有年加工原油500×104t的大型石化企業，1998年在該轄區內又投資建起一家大型化纖廠，全區形成了以石化為主導產業的工業體系。

園區內現有石化聚丙烯有限公司、煉化化工廠、化工研究院中試基地等19家企業，生產過程中使用、存貯多種危險化學品，同時園區位置靠近黃河，周邊有較多的居民區，一旦發生事故將導致嚴重的環境影響，急需加強與完善園區環境風險管理方案。

3.2 風險管理對象

按照US EPA風險管理計劃，管理對象限定在具有風險物質并超過臨界量的企業。根據調研和企業填報的資料，篩選確定風險管理的對象主要有以下幾家企業:石化聚丙烯有限責任公司(A1);石化助劑有限公司(A2);石化有限責任公司特種油品廠(A3);工業氣體有限公司(A4);煉化化工有限責任公司(A5);氣體有限公司(A6);中國石油化工某地分公司(A7)。企業環境風險物質及周邊環境保護目標情況見表2。

3.3 風險分析

風險分析主要是為了確定最壞情況下的釋放(通常是最大儲罐所有物質的泄露)，并確定該釋放條件下的安全距離。以石化聚丙烯有限責任公司(A1)為例進行風險分析。最壞情況釋放即300 t丙烯全部泄露。根據US EPA推薦的環境風險評估計算模型——RMP*Comp Ver.1.07，丙烯作為易燃易爆物質，采用蒸氣云爆炸模型。蒸氣云爆炸的損害半徑計算公式:

式中，R為爆炸損害半徑，即爆炸引起各種傷害的距離，m;C為爆炸實驗常數，取值為0.03～0.4 m/J1/3;N為發生系數，即在有限空間內發生的爆炸，取10%;Ee為爆炸總能量，等于燃燒熱與爆炸極限內蒸氣質量的乘積，J。

在空氣溫度為25℃，風速為1.5 m/s，大氣穩定度為F的氣象條件下，經過計算得到的安全距離為1.1 km。依次計算各企業最壞情況釋放下的安全距離見表3。

表2 企業信息一覽表Table 2 Enterprise information

表3 最壞情況釋放時的安全距離Table 3 Safe distance of the worst-case release

3.4 風險等級劃分

根據等級劃分標準，并結合風險企業周邊的環境受體情況，各企業的風險級別如下。

一級:石化有限責任公司特種油品廠(A3)、氣體有限公司(A6)。在最壞情況釋放條件下，只有A3和A6在安全距離內沒有環境受體，對場外不會造成危害影響。

二級:石化助劑有限公司(A2)。即不符合一級和三級標準的企業。

三級:石化聚丙烯有限責任公司(A1)、工業氣體有限公司(A4)、煉化化工有限責任公司(A5)、中國石油化工某地分公司(A7)。通過計算事故條件下的污染物擴散距離，確定這4家企業安全距離內分布有環境受體，且它們分別屬于10類行業中的塑料和樹脂材料制造行業、所有其他基本無機化工生產、所有其他基本有機化工生產和石油化工制造業，符合三級標準。

3.5 風險管理措施

從環境風險分級結果可以看出，在該化工園區的19個企業中，一級風險企業有2個，二級風險企業有1個，三級風險企業有4個。企業風險級別越高，其風險管理的要求也應越嚴格。

對于一級風險企業A3和A6暫時不需要采取措施。

對于二級風險企業A2應該加強二硫化碳罐區儲存設施的定期維護保養，為防止夏天高溫發生泄漏事故，二硫化碳儲罐用循環水加以冷卻降溫;監管部門應定期對二硫化碳的生產場所和儲罐區進行安全檢查;進一步加強職工教育，使職工了解二硫化碳的風險特性及相關的毒性數據，掌握泄露應急處置方法，操作人員必須經過專門培訓，嚴格遵守操作規程。

對于三級風險企業A1，A4，A5和 A7除了要加強企業內部風險單元的安全檢查外，更為重要的是從社會層面構建風險減緩措施。各企業分別制定企業級應急預案，包括丙烯、異丁烯、乙炔和液氨泄漏事故的專項預案;監管部門應掌握企業周邊的環境敏感點，在事故可能影響區域內，建設大氣環境污染事故風險、水環境事故風險防范安全隔離帶、事故應急池等工程;加強信息公開，組織專業人員對鄰近地區的公眾開展教育、培訓，使公眾對可能發生的環境事故的起因、影響及危害有較為明確的認識，掌握應急避險常識，避免事故狀態下產生恐慌。

4 結語

環境風險防范與管理是我國“十二五”環境保護的重要內容。借鑒US EPA的化學品事故防范風險管理體系與風險分級管理思想，我國開展化工園區環境風險管理應遵循識別與分析企業風險、計算環境影響后果、劃分風險等級、制定分級管理措施的程序。通過對河南省某化工園區案例分析與計算，將園區內企業劃分為3個風險等級水平，進而制定差異化的企業環境風險管理措施，具有可操作性，有利于提高管理效率、降低管理成本。由于國內環境風險管理研究起步較晚，相關的法規與標準體系尚不完善，應深化環境風險管理技術的研究。

［1］黃玲.化學工業區環境風險評價研究及應用［D］.西安:西安建筑科技大學，2008.

［2］林莉，孔慶波.淺析化工企業環境風險評價［J］.環境科學與管理，2008，33(4):188-191.

［3］顧孟迪，雷鵬.風險管理［M］.北京:清華大學出版社，2005.

［4］National Research Council.Risk assessment in federal government managing the process［M］.Washington DC:National Academy Press，1983.

［5］US Environmental Protection Agency.General risk management program guideline［R］.Washington DC:Office of Emergency Response，2004:1-17.

［6］US Environmental Protection Agency.General guidance on risk management programs for chemical accident prevention［R］.Washington DC:Office of Emergency Response，2009:64-68.

［7］王樟生.論環境風險評價與管理［J］.能源與環境，2006(4):30-32.

［8］李其亮，畢軍，楊潔，等.工業園區環境風險管理研究［J］.安全與環境學報，2006，6(2):75-78.

［9］畢軍，楊潔，李其亮.區域環境風險分析和管理［M］.北京:中國環境科學出版社，2006:15-21.

［10］TIMO A，MIKAEL H.The significance of information frameworks in integrated risk assessment and management［J］.Environ Sci ＆Policy，2008，11(1):71-86.

［11］胡二邦.環境風險評價實用技術和方法［M］.北京:中國環境科學出版社，2000.

［12］STEPHEN H.Managing industrial risk:having a tested and proven system to prevent and assess risk［J］.J Hazard Materi，2006，130(2):58-63.

［13］陳興玲.企業環境風險的全過程管理初探［J］.環境監控與預警，2010，2(2):49-53.

［14］李鳳英，畢軍，曲常勝，等.環境風險全過程評估與管理模式研究及應用［J］.中國環境科學，2010，30(6):858-864.

［15］US Environmental Protection Agency.Additionalrisk management program guidance［EB/OL］.(2011-01-29)［2011-03-04］.http://www.epa.gov/emergencies/content/rmp/rmp_guidance.htm#General.

［16］World Bank.Manual of industrial hazard assessment techniques［R］.Washington DC:Office of Environmental and Scientific Affairs，1990.

［17］環境保護部.HJ/T 169—2004 建設項目環境風險評價導則［S］.北京:中國標準出版社，2004.

［18］US Environmental Protection Agency.RMP Offsite consequence analysis guidance［EB/OL］.［2010-10-11］.http://www.epa.gov/emergencies/content/rmp/rmp_comp.htm.

［19］潘旭海，蔣軍成.重大泄漏事故統計分析及事故模式研究［J］.中國職業安全衛生管理體系認證，2001(6):36-38.

［20］路超君，羅宏，呂連宏.化學工業園區環境風險管理中的公眾參與［J］.環境與可持續發展，2010(2):30-32.?