浅谈半导体企业之环境风险评估及风险防范措施

【摘要】人类社会一路从原始社会走来，经历了渔猎采集时代、农业文明时代以及如今的以信息为主导的工业文明时代，现代生活已经越来越离不开半导体，半导体已成为人类文明社会的必需品。同时，半导体行业也已经成为国家产业结构调整中鼓励类产业。而在半导体的生产过程中，需要使用不同种类各种形态及特性的化学品，其中不乏AsH3、PH3、Cl2等剧毒化学品，如何确保半导体生产企业在使用、储存、供应以及处置化学品过程中有效管理，从而使其风险得到有效控制，避免海力士半导体火灾、高雄气爆、812天津爆炸等事故发生，本文将着重从探索风险分析方法，评估半导体企业的环境风险等级，据此提出相应的风险防范措施，使半导体企业能不断符合更新的国内及国际法律法规，为不断发展的半导体生产企业的发展及持续经营开辟一条安全而畅通的道路。

【关键字】半导体、风险、应急、预防

1半导体企业环境风险评估方法探索

半导体产品制造的过程中涉及氯气、砷化氢等有毒有害的化学品和多种酸碱类腐蚀品，存在着环境污染、健康危害等风险隐患，因此对半导体工厂生产运营进行风险评价显得尤为重要。风险评价常见的的方法有ETA（事件树分析）、FTA（故障树分析）、FMEA（故障模型与影响分析）等，本文将根据环境保护部办公厅新出台的《企业突发环境事件风险评估指南（试行）》（环办[2014]34号），以下简称《指南》，对半导体企业的环境风险进行分析，进而提出对半导体企业环境风险管控的建议，控制半导体企业所带来的环境风险。

1.1 半导体企业环境风险评估

通过矩阵法对企业突发环境事件风险（以下简称环境风险）等级进行划分。

1.1.1 环境风险物质数量与临界量比值（Q）

半导体企业在生产的过程中会用到许多的气體化学品作为制程或者辅助制程使用。半导体企业所涉及的环境风险物质主要包括：生产原料、燃料、“三废”污染物、辅助生产原料，目前主流产品为经过简单电路测试的8英寸或12英寸晶圆，在此过程中没有中间产品及副产品。

因此半导体企业在计算环境风险物质数量与临界值比值时，主要计算危险类原辅材料在厂区内的最大储存量加上在线量与相对应的物质的临界量的比值，一般半导体企业所使用的原辅材料中，涉及《指南》附录B所列突发环境事件风险物质清单的主要为： 氯气、氢气、磷化氢、氨、丙酮、硅烷、异丙醇、磷酸、硝酸、氟化氢等，这些原物料多通过气体钢瓶或者化学品桶方式储存，但是一般均为一用一备，储存量不大，因此，一般半导体企业的Q值计算为<1或者1≤Q<10。

1.1.2 生产工艺与环境风险控制水平（M）

根据《指南》要求，M的确定方法为采用评分法对企业生产工艺、安全生产控制、环境风险防控措施、环评及批复落实情况、废水排放去向等指标进行评估汇总，确定企业生产工艺与环境风险控制水平。因此，对半导体企业的分析得到的评估指标及分值估分为27分。

由此也可得出半导体生产企业的工艺与环境风险控制水平值（M）的风险控制水平处于《指南》中所列的M2（25≤M<45）水平。主要为

（1） 生产工艺

半导体工厂在生产工艺方面会用到许多易燃易爆的化学品，如IPA，丙酮等，以及输送这些化学品的压力管道，以及在辅助设施所用到的天然气管道、压缩空气等。因此，工艺部分分值得分主要集中在“其他高温或高压、涉及易燃易爆等物质的工艺过程”，扣分值为20分。

（2） 安全生产管理

半导体生产大多为2000年后建立起来，其在建厂初期关于安全评价等做的还是较为正规，从起初的安全预评价到验收评价以及目前正在推行的现状评价，以及作为高资产保护的企业，消防方面的验收也均按照要求完成；另外，目前大部分半导体企业已经完成安全生产标准化（二级），因此，对于安全控制方面，半导体企业一般均能达成《指南》中所罗列的要求，因此安全生产管理并未有扣分分值。

（3） 环境风险防范控制与应急措施

半导体企业在截流措施、事故排水收集措施、清净下水系统防控措施、事故排水收集措施、雨排水系统防控措施、生产废水处理系统防控措施、毒性气体泄漏紧急处置装置、毒性气体泄漏监控预警措施以及环评及批复的其他风险防控措施落实情况等能按照《指南》中要求进行，因此此部分也未有扣分项。

（4） 雨排水、清净下水、生产废水排放去向

半导体企业一般处于工业区，企业雨排水、清净下水、生产废水排放去向去向一般为“进入城市污水处理厂或工业废水集中处理厂（如工业园区的废水处理厂）”，因此，此处扣分分值为7分。

1.1.3 环境风险敏感性（E）

半导体企业大多都位于工业园区或经济技术开发区内，如中芯国际上海有限公司、华虹宏力位于张江高科技产业园区、上海新进位于漕河泾技术开发区等，但也有些受限于工业区本身所处的位置有特殊性，因此不可避免有出现企业雨水排口、清净下水排口、污水排口下游10公里范围内有有一些环境风险受体，因此，可以将半导体厂的环境风险受体主要划分为类型1（E1）及类型3（E3）两大类。

1.2 半导体企业风险等级划分及风险级别表征

根据以上对半导体生产企业Q、M、E的分析可以得出，半导体企业风险控制在Q<1或1≤Q<10的类型 1（E1）较大环境风险或类型 3（E3）一般环境风险。

表2 半导体企业环境分线分级表

2 半导体企业环境风险控制及预防方法

2.1半导体企业环境风险防范措施

从前面的分析可以得知，半导体企业主要的风险源为品种繁多的化学品，以及受规划选址的客观因素，不可避免有出现企业雨水排口、清净下水排口、污水排口下游10公里范围内有有一些环境风险受体，乡镇及以上城镇饮用水水源（地表水或地下水）保护区；自来水厂取水口等，因此本文将着重从化学品风险管理及敏感位置的环境风险防范入手，提出环境风险防范措施。

（1）厂区平面布置及建筑安全防范措施

目前一般企业均处于工业区，但是也会有周边分布敏感目标的情况，因此厂区设计总平面布置图时，应严格按照设计规范要求，对于不同因化学品带来的火灾危险性类别的防火间距要求设置项目各生产装置及仓库的各类设备、建构筑物之间的防火间距。厂区的消防车道按照《建筑设计防火规范》的要求设置。化学品仓库，各类物品根据不同属性、进行相容性分析后分区、少量储存。

在建筑安全方面，项目各类建构筑物和设备均按照规范对于相应火灾危险性等级的要求设置相应的耐火等级，对于存在爆炸危险的生产或储存场所，相应的建构筑物和设备应符合有关防爆要求，包括泄压、防静电、防火花等要求；在环境污染防治方面，储存化学品的仓库地面需进行防腐防渗处理，铺设环氧地坪，防止污水影响地下水及土壤。

（2）化学品运输风险防范措施

所有化学品运输均应委托有资质的运输公司运输，配备道路运输企业专用车辆，并配置车载卫星定位系统，以及安全防护、环境保护和消防等设施、设备；同一车辆不运输互为禁忌的物料，装卸、搬运化学危险品严禁碰、撞、击、拖拉、倾倒和滚动；向外省市购买易燃易爆、强腐蚀性化学品时，提前24小时向公安部门或者海事部门申报危险化学品品名和数量、运输起讫地、运输路线和时间等情况；按照地区公安部门确定的危险化学品运输车辆能够通行的区域、道路和时间运输。

（3）危险化学品储存风险防范措施

化学危险品的储存需要严格按照《危险化学品安全管理条例》和《常用化学危险品贮存通则》（GB15603-1995）的规定设计，不同特性的化学品物质独立房间，分类存放，其中气体化学品宜采用中央供应系统，气体钢瓶和化学品储存于独立的化学品储存仓库，并通过提高缩短储存周期减少危害物品的储存量；对各类易燃易爆有毒物质严格控制最大贮存量；每个房间都设置漏液收集槽，可以通过泵抽到废水处理系统中，避免化学品泄漏时溢出到其他区域；在气体房及气体供应（储存）柜内安装危险化学品侦测及报警装置，当泄漏浓度超过限值，会自动报警，切断气源，并自动启动水喷淋及排风装置，泄漏物料经过洗涤塔处理后，经由废气排气筒集中排放。

（4）生产操作风险防范措施

根据杜邦公司事故主因结构理论，经杜邦公司统计，绝大多数生产过程中即人员的意外、伤害及事故都是由不安全行为造成的，而非设备或环境引起。96%的事故是由人的不安全行为引起的，因此，对于人员意识的提升及技能的培训尤为重要。应对新职工进厂或更换工种前，需进行安全教育和安全技术教育，经考核后上岗操作；对老员工定期进行安全生产操作规程和各项安全生产的规章制度的培训，强化安全意识；操作前员工按规定穿好防护用品，上班前不喝酒，不做可能对本职工作造成影响的事；上岗前对本岗的机械、电气等设备及压力表、温度计等各种仪表仪器进行检查，如有问题必须及时汇报，做好记录；按照整理整顿要求，做好生产区域6S，对各种消防器材禁止随便动用，存放地点周围不堆放任何东西物品；严格执行交接班制度和设备保养工作，下班前对本岗位的电源等各种设备进行检查，如有异常情况，交班时向接班人员交代清楚，防止事故的发生。

（5）风险管理防范措施

加强施工监督，确保建设项目基础设施和设备（如管道、阀门等）达到设计规范和质量要求；在项目开工前对操作人员进行岗位培训；建立分级责任管理、巡检制度；在公司最高管理者和当地的政府机构（包括环保局和消防部门）的监督下，建立和运行健康/安全/环境管理系统；制定完整可靠的检修方案，定期对废气和废水管道及设备进行检查和维护，防止有毒有害物質泄漏；将化学品的有关安全卫生资料向职工公开，教育职工识别安全标签，了解安全技术说明书，掌握必要的应急处理方法和自救措施，定期或不定期对职工进行工作场所危险化学品使用安全培训。

（6）环境敏感受体的特殊风险防范措施

如厂区处于水源保护区或者周围有其他环境敏感点，厂区地面冲洗水集中收集经处理后排入市政管网，禁止随地漫流或进入雨水管道；对雨水管网安装截止阀， 当火灾发生时，将立即关闭雨水口截止阀，堵住雨水口，将消防废水用潜污泵从雨水排口蓄水池打入废水缓冲槽，经处理后排入市政管网；集水池、一般工业废物堆放点和危险废物堆放点均应按照相关标准要求进行防渗处理。

2.2半导体企业环境风险事故应急预案

半导体企业应在鉴别环境风险源的基础上应制订相应的应急计划，使各部门在事故发生后能有步骤、 有秩序地采取各项应急救援措施。根据不同的事故风险，制定不同类型的事故应预案。一旦异常情况发生，应根据具体情况采取应急措施，切断泄漏源、火源，控制事故扩大，同时通知中控室、健康中心等，根据事故分级启动相应的应急预案并根据法规，立即上报相关主管部门或客户，就近调拨到专业救援队伍协助处理；事故发生后应立即通知当地环境保护局、自来水公司等市政部门，协同事故救援与监控。

发生泄漏事故时，应采取以下应急措施：（1） 迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，并进行隔离，严格限制出入。（2） 切断火源或者按下紧急停止按钮停止供应源。（3） 紧急应变成员穿戴个人防护用具。（4） 用应急救援泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废水处理系统或者废弃物处理厂商处处理。（5） 对皮肤接触人员应脱去被污染的衣着，用六氟灵、敌腐灵、肥皂水或者清水彻底冲洗皮肤；眼睛接触人员应提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗，就医；吸入人员迅速脱离现场至空气新鲜处，保持呼吸道通畅。

2.3半导体企业环境风险事故区域应急联动

半导体企业多处于工业区，一旦发生事故，若超出本单位处理能力，应及时和当地有关事故应急救援部门及时联系，请求当地社会（地区应急联动中心和工业区应急联动中心）救援中心或人防办组织救援。企业在编制的环境风险应急预案中应确定通知外部单位救援的节点及联络电话，企业的应急预案应该和园区或工业区的应急预案相衔接；同时，在平时应急演练时，也可邀请相关如环保、管委会、安监、消防莅临指导，或者能和消防队等展开消企联合演练，则更能从根本上提高企业与区域的联合应急能力，尽可能善用园区/工业区的各项应急资源。

由此可知，半导体企业的风险主要存在于种类繁多的危险化学品以及火灾隐患，对危险化学品的运输、储存、操作环节加以工程控制，并按照国际认证标准做好防火管控，并且制定火灾、化学品或者气体应急预案，并且定期对人员进行培训及演练，同时与区域应急联动中心或工业区应急联动中心密切配合，才能将环境风险降到最低，促进半导体企业良性有序发展。

参考文献：

【1】 林玉锁.对我国开展环境风险评价的一些看法[J】.环境导报，1993（1）：14·15

【2】 李冰.区域环境风险评价与应急预案编制方法探讨【J】.江苏环境科技，2006（S1）：37_4l

【3】 东风日产，杜邦安全文化培训资料，2012；http：//wenku.baidu.com/view/cb9d3001dd88d0d232d46a0e

作者简介：蔡静莉（1984—）女， 上海人，专业或研究方向：环境工程