城市企业环境风险源分级方法与应用研究

袁鹏，许伟宁，王业耀 ，彭剑峰，宋永会*

1.环境基准与风险评估国家重点实验室，中国环境科学研究院，北京 100012

2.中国环境科学研究院城市水环境科技创新基地，北京 100012

3.中国环境监测总站，北京 100012

随着我国城镇化进程的快速推进，我国城市生态环境也正面临严峻挑战。大气与水环境污染加剧，城市经济开发区和化工园区占地过大，工业企业环境风险隐患突出等问题已成为制约城镇化发展的关键因素。以长三角城市群为代表，城市环境风险特征可以总结为:1)城市区域高风险行业、企业数目大，石化、化工等高风险产业比例高，涉及的有毒、有害等环境风险物质种类多、用量大;2)高风险化工园区分布广，部分老工业基地产业、能源结构不尽合理，工艺老化等问题日益突出，造成各种结构性、生产性环境风险隐患多，环境事故频发;3)城市人口高度密集，城郊化工园区、化工企业与人群居住区混杂，具有事故放大性特征。

城市环境安全研究与城市脆弱性分析逐渐引起了各界的关注［1-2］。开展城市企业环境风险源分级管理、完善城市环境应急管理体系是保障城市环境安全的重要内容。近年来，一些学者或从微观层面开展了化工园区环境风险源分析［3-4］，或从宏观层面开展了区域环境风险研究［5-6］，但从中观层面的研究较少。笔者从中观层面，建立了城市企业环境风险源分级方法，并开展了案例研究，旨在为城市环境风险防控提供参考。

1 环境风险源分级方法

环境风险系统由风险源、初级控制机制、次级控制机制和风险受体4 个部分组成，环境风险系统由这些要素相互联系、相互作用，在一定条件下形成区域环境风险［7］。Zeng W.H.等［8］在开展环境污染事故风险预测评估模式研究时，提出了环境风险系统的逻辑结构，即环境风险源、控制机制、风险场及其之间的关联。借鉴区域环境风险系统理论，在城市区域环境风险源分级时应考虑3 个主要因素，即:风险源固有属性、风险释放与控制水平、环境风险受体敏感性，并对风险源分级的3 个要素建立分级指标、指标量化表达式与分级表征方法。

1.1 风险源固有属性分析

风险源的固有属性是其本质特征，尽管突发环境事件有各种各样的表现形式，但从本质上讲，之所以能造成环境危害后果，都可归结为存在有毒有害物质和有毒有害物质失控导致的泄漏、释放。因此，风险源属性主要是对化学物质的危险性进行分析。

具有有毒、有害、易燃、易爆等特性，在意外释放条件下可能对场外公众或环境造成伤害、损害、污染的化学物质均可以定义为环境风险物质。环境污染事件危害的程度与环境风险物质的理化性质、危险性和物质数量的多少密切相关。生产使用环境风险物质的企业，尤其是化工、石化企业，原料及其产品大多数为有毒和易燃易爆的化学品，如苯、甲苯、氨、氯等，潜在风险性高［9-10］。企业生产或使用的环境风险物质的性质和数量是风险源识别的基础。国内外环境风险源识别与管理也主要依据物质清单，已提出包括极危险物质清单、危险物质清单、管制物质清单、我国的危险源辨识清单等，并规定了不同物质的临界限量［11-12］。

但不同清单中物质选择依据和临界限量计算没有统一的标准，物质种类及其临界限量值差异很大，难以直接作为我国风险源的识别依据。因此，在考虑环境风险物质固有危险属性基础上，也充分考虑了该种类环境风险物质在我国生产、使用和流通中的量，并与国内外现有的相关标准相衔接，优先选择历史环境污染事件中出现过的污染物质。参考美国国家环境保护局(US EPA)确定极危险物质(EHS)临界量限值的方法［13］，确定了238 种(类)环境风险物质及其临界限量［14］。

判断企业生产原料、产品、中间产品、副产品、催化剂、辅助生产物料是否涉及环境风险物质，可通过所涉及环境风险物质在厂界内的最大存在总量与其临界限量(表1)的比值进行计算:

式中:Q 为环境风险物质数量与其临界限量的比值;w1，w2，，wn为每种环境风险物质的最大存在总量，t;W1，W2，，Wn为每种环境风险物质的临界限量，t。

按照危害的程度，将Q 值划分为1≤Q ＜10，10≤Q ＜100，Q≥100 3 个等级。

表1 部分环境风险物质清单Table 1 List of environmental risk substances and threshold quantities

1.2 风险释放与控制技术水平

风险释放过程与控制评估分为风险源生产工艺过程与风险控制技术水平评估两方面。指标选取原则遵循指标确定的通用原则，即:科学性原则、可操作性原则、相对完备性原则、相对独立性原则与针对性原则［15-16］，同时考虑数据的可获得性，建立风险源生产工艺过程和风险控制技术水平(M)评估指标体系(表2)。

风险源生产工艺过程和风险控制技术水平评估指标以定性指标为主，指标量化采用分值法，按照每个评估指标实际情况分为4 级，分别赋值为10.0、7.5、5.0、2.5，赋值越高，表明其工艺风险越大、环境风险控制技术水平越低。

表2 风险源生产工艺过程与风险控制技术水平评估指标Table 2 Index system of assessment for process and risk control level

行业类别评估指标量化，对GB/T 4754—2011《国民经济行业分类与代码》中的开采业和制造业两大类行业进行赋值。根据历史突发环境事件分析，对高风险行业进行划分排序。生产工艺过程主要考虑工艺单元是否涉及危险化工工艺及高温、高压反应。对于具有多个独立生产工艺过程的企业，每个单元的生产工艺过程可能不同，在具体评估时，应按照每个风险单元进行评估，计算该风险单元的平均值，再对所有风险单元得分进行平均计算，得到该企业生产工艺过程指标分值(表3)。

表3 风险源生产工艺过程风险评估指标量化与赋值Table 3 Quantification of the evaluate indices of the process risk

风险防范措施等各风险控制技术水平评估指标量化与赋值见表4。对于具有多个风险单元的企业，在评估其风险防范措施、生产安全控制时，其处理方式先按照每个风险生产工艺过程(单元)进行评估，计算该风险单元的平均值，再对所有风险单元得分进行平均计算，得到该企业风险防范措施、生产安全控制指标分值。

表4 风险控制技术水平评估指标量化与赋值Table 4 Quantification for the evaluate indices of risk control technical levels

当风险源行业类别、生产工艺过程、风险防范措施、生产安全控制、应急预案、废水排放去向、废水废气处理7 个指标分值确定后，由于每个指标对风险源生产工艺过程和风险控制技术水平的贡献值并不相同，还需确定每个评估指标的权重。采用专家打分与层次分析法(AHP)确定的各评估指标的权重见表5。

表5 评估指标权重Table 5 Weights of evaluation index system

风险源生产工艺过程与风险控制技术水平(M)计算公式为:

式中:K 为各风险因子计算分值;W 为各因子权重;i为风险因子个数。

按照M 的计算得分划分为M≤4，4 ＜M≤6，6 ＜M≤8，8 ＜M≤10;分值越高，表示其生产工艺过程风险越高、风险控制技术水平越差。

1.3 环境风险受体敏感性评估

环境风险受体是突发环境事件风险系统组成的必要要素，环境风险受体敏感性决定了发生突发环境事件后，可能造成的环境危害影响大小。在对环境风险受体要素的分析中，除了要考虑突发事件对人群、饮用水源地、生态系统、社会经济损失的危害和影响外，同时要考虑风险源所处位置的自然灾害诱发因素。

依据《建设项目环境影响评价分类管理名录》［17］中对“环境敏感区”的规定及分类，可将环境保护目标分为大气环境保护目标和水环境保护目标两类。大气环境风险受体主要为人群，可按风险源周边人口数量进行指标量化;水环境风险受体按照保护目标的敏感性进行级别划分。自然灾害诱发因素主要考虑洪水、台风影响。按照大气环境保护目标人口数量和水环境保护目标敏感性，将风险源周边的环境保护目标情况划分为3 个情景(表6)。

表6 风险源周边环境风险受体情况划分Table 6 Scenarios of different environmental receptors surrounding the risk sources

1.4 风险源分级矩阵

量化评估指标后，研究确定风险源的分级依据。风险源的分级表征可采用2 种方式:1)风险源的风险值大小;2)矩阵评估方法［18］。研究对风险源等级的划分，需统筹考虑环境风险物质数量与临界限量比值、生产工艺过程与风险控制技术水平、环境风险受体的敏感性三方面因素，采用风险值计算方法很难反映单因素在分级评估中的影响，因此，建立风险源分级矩阵模型(表7)。

表7 环境风险源分级矩阵Table 7 Classification matrix for risk sources

风险源分级评估矩阵的纵向判断标准为环境风险物质数量与临界限量之比，横向判断标准为风险源生产工艺过程与风险控制技术水平。分3 个环境保护目标情景建立分级评估矩阵，将风险源级别分为重大风险、一般风险和低风险。

2 案例应用

2.1 研究区域

选择上海市为研究区域。上海市是特大型城市的典型代表，其工业产业门类齐全，化工园区分布广泛，重点工业区域包括吴泾工业区、上海化工区、高桥石化区、金山工业区、金山第二工业区、桃浦工业区等，结构性和布局性环境风险并存，对上海市开展环境风险源识别与分级对于大型城市的风险防范与管理具有重要意义。

上海市高风险行业企业环境风险信息通过调查和现场调研方式获取。调查数据来源于上海市2010年重点行业企业环境风险及化学品检查数据，共收集了全市882 家企业信息，从中选择60 家重点企业进行了《企业环境风险调查表》填报、现场调研与信息核实。社会统计资料主要来源于上海市统计年鉴［19］。

2.2 分级结果

按照风险源分级指标，对上海市各区县企业(882 家)环境风险控制技术水平进行分析可知，具有事故应急池的企业为374 家，占42.4%;企业共有气体/液体泄漏报警系统1 294 套，其中金山区、浦东新区、青浦区和奉贤区整体情况较好;编制了独立环境应急预案的企业共657 家，占74.5%，其中浦东新区、奉贤区、闵行区整体情况较好。上海市企业周边5 km 范围内具有大气环境保护目标的企业共739 家，占83.8%，大气环境保护目标主要以居民点为主，其次是学校、自然村、机关和医院。企业下游10 km 范围内具有水环境保护目标的企业共36 家，占4.1%。

按照提出的风险源分级方法，共确定了环境风险源企业317 家，分级结果表明，重大风险源151家，一般风险源161 家，低风险源5 家(表8)。重大风险源企业集中在金山区、宝山区，其次是闵行区、青浦区、松江区和奉贤区。一般风险源企业主要分布在金山区和嘉定区，其次是松江区。

2.3 风险防控策略

对几个重点区域风险特征分析可知，金山区企业风险源固有风险较高，整体环境风险控制技术水平较好，环境风险防控策略应以降低固有风险为主。宝山区位于黄浦江和长江交汇处的入海口，是重要的钢铁工业基地，所有重大风险源周边环境保护目标均为情景1，处于环境受体敏感区域，企业整体生产工艺过程与控制技术水平仍有提高的空间，该区风险防控应以提高企业风险控制水平和保护环境敏感目标为主，应制定规划逐步开展重大风险企业的搬迁或控制人口聚集区发展。闵行区传统产业的比例较高，黄浦江纵贯全区，河网路网复杂，水环境保护目标敏感，该区风险防控应以降低企业固有风险为主，同时应重点防控黄浦江及其支流航行船只及河流附近公路运输车辆的油品和各种危险化学品泄漏事故，避免对饮用水源造成污染。

3 结语

针对当前我国城市企业环境风险源识别方法与标准缺乏的现状，结合城市环境风险防范与管理技术需求，提出了一套基于环境风险物质数量与临界限量比值(Q)、生产工艺过程与风险控制技术水平(M)、环境风险受体敏感性指标的环境风险源分级方法。将风险源划分为重大风险、一般风险和低风险3 个等级。并以上海市为例，开展了应用研究与重点区域风险分析，实现了中观层面的环境风险源分级，同时验证了方法的适用性，能够为城市环境风险源分级管理提供科学依据。

城市突发环境风险具有很大的不确定性，城市工业园区企业密集，人口聚集，突发环境事件的链发效应和危害放大效应也是城市应急管理需考虑的重要内容，距离人口聚集区较近的重大环境风险企业应开展环境污染事故场景分析，进行详细的环境风险评估，对可能造成重大环境危害、人群影响的企业应采取必要措施防范风险或逐步搬迁。应开展城市环境风险源分级管理，优化城市规划布局，完善城市突发环境事件应急预案和应急保障体系，加强环境风险信息公开和公众参与，发挥公众和社会力量在城市应急管理中的作用。

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