基于水体环境风险的石化企业环境风险源评估方法

杨洋洋

(中国石化安全工程研究院，山东青岛 266071)

基于水体环境风险的石化企业环境风险源评估方法

杨洋洋

(中国石化安全工程研究院，山东青岛266071)

在风险源评估现状分析的基础上，结合环境风险物质数量、事故应急能力和水体环境风险受体敏感性等因素，建立了基于水体环境风险的石化企业环境风险源评估方法，将风险源等级划分为4个级别，并提出了环境风险防控的对策和建议。

水体环境风险 环境风险源 评估

近年来，石油石化企业因事故造成水环境污染的情况时有发生。石化企业突发水环境污染事件的共同原因是事故应急处置过程中产生的大量事故排水(主要包括泄漏物料、事故消防水以及可能的受污染雨水等)超出企业事故排水储存、处置能力，部分水溢出厂界进入外界敏感水体，造成水体污染。石化企业生产规模大，内部风险源数量众多，由于涉及环境风险物质种类、数量等不同，各风险源风险等级也不尽相同，客观上要求企业应根据风险源风险水平采取不同管理措施。

1 环境风险源评估研究现状

目前，在国家标准层面明确提出了石化企业内部单元和危险化学品重大危险源的概念。根据GB18218-2009《危险化学品重大危险源辨识》，单元是指“一个(套)生产装置、设施或场所，或同属一个生产经营单位的且边缘距离小于500 m的几个(套)生产装置、设施或场所”，危险化学品重大危险源指“长期地或临时地生产、加工、使用或储存危险化学品，且危险化学品的数量等于或超过临界量的单元”。从环境保护的角度来看，危险源仅考虑危险化学品数量和临界量的关系，未考虑事故可能对外界环境造成的影响，不能全面反映各单元环境风险等级。2011年发布的《危险化学品重大危险源分级方法》(国家安全生产监督管理总局令第40号)，在考虑厂外暴露人员等因素基础上将危险化学品重大危险源进一步分为4级，但仍未充分考虑可能对厂外河流、湖泊等环境风险受体的影响。国家环保部2014年发布的《企业突发环境事件风险评估指南(试行)》提出的环境风险单元概念，沿用了安全上关于单元的定义，同时参照GB18218-2009、美国环保局颁布的《化学品事故防范法规》、欧盟颁布的《塞维索指令》和加拿大的《环境应急管理条例》等从环境风险的角度提出了《突发环境事件风险物质及临界量清单》，并定期更新，该指南更侧重于对企业整体环境风险进行评估。

在文献研究方面，魏科技等[1]提出环境风险源是指可能引起环境污染事故发生，从而对环境或生态系统或其组分产生不利作用的部分，并按环境受体、危害物质状态和传播方式分别对风险源进行分类，明确了风险源和外环境的关系，但未进行风险源评估研究。赵肖等[2]综合考虑危险物质特性、迁移转化规律及环境危害特性等因素建立了环境后果评价指标体系，构建以环境后果综合评价为基础的环境风险源分级模型。该模型考虑了水体、大气和土壤等环境因素，但未考虑风险源事故后对外环境造成影响的可能性，且定量评估需要收集的信息量较大大，需借助Matlab软件进行过程计算，不利于企业人员开展风险源评估工作。

2 风险源评估流程

针对目前环境风险源评估存在的问题，结合近年石化企业突发水环境污染事故原因分析，本文以现有相关标准、指南为基础，综合考虑企业对风险源事故状况下防控水平以及周边水体环境受体敏感性，建立基于水体环境风险的石化企业环境风险源等级评估方法，指导企业开展风险源等级评估，明确风险防控重点，并通过提前采取针对性防控措施，最大程度地避免由于事故排水外溢造成的突发水体环境污染事件的发生。

基于水体环境风险的石化企业环境风险源评估流程如图1所示。首先进行环境风险源识别；然后计算风险源涉及的环境风险物质数量与临界量比值Q，当Q<1时，直接评估为一般风险源；当Q≥1时，进行事故应急能力评估和水环境受体敏感性判别，综合上述两个因素后将风险源划分为一级、二级、三级重大风险源，其中一级重大风险源风险等级最高。

图1 基于水体环境风险的石化企业环境风险源评估流程

3 风险源识别

风险源识别的原则为：长期或临时生产、加工、使用或储存环境风险物质的一个(套)生产装置、设施或场所或同属一个企业且边缘距离小于500 m的几个(套)生产装置、设施或场所。

4 环境风险物质数量与临界量比值Q计算

首先，依据《企业突发环境事件风险评估指南(试行)》附录B—突发环境事件风险物质及临界量清单进行环境风险物质识别，识别范围包括风险源涉及的生产原料、燃料、产品、中间产品、副产品、催化剂、辅助生产原料、“三废”污染物等。

其次，针对识别出的环境风险物质，计算其最大存在量与临界量的比值Q，过程如下。

a)当风险源只涉及一种环境风险物质时，该物质的总数量与其临界量比值即为Q。

b)当风险源存在多种环境风险物质时，则按下式计算物质数量与其临界量比值Q：

Q=q1/Q1+q2/Q2+…+qn/Qn

式中：q1,q2, …,qn——每种环境风险物质的最大存在量，t；

Q1,Q2,…,Qn——每种环境风险物质的临界量，t。

当Q<1时，风险源直接评为一般风险源。

按Q≥1时，风险源评为重大风险源，并且继续进行事故应急能力评估和水环境受体敏感性判别，评估其环境风险等级。

5 事故应急能力评估

石化企业内部不同风险源由于生产规模、消防要求以及所处区域位置不同，事故状况下可能产生的事故排水量差别较大，对企业风险防控和应急能力要求也不一样。进行事故应急能力评估，主要内容是通过定量计算风险源事故状况下最大物料泄漏量、消防水量、可能的雨水量等指标，评估企业现有防控设施对不同风险源事故状况下事故排水的应急处置能力，从而确定能否将事故排水有效控制在厂界范围内。

5.1 汇水区划分

根据事故污水排放系统及厂区地势走向，按照减少事故状况下汇水面积、实现清污分流的原则，划分汇水区。

5.2 最大物料泄漏量(V1)

识别汇水区内各风险源事故状态下最大可能物料泄漏量V1，一般选择容积最大的装置或储罐。

5.3 消防用水量(V2)

按式(1)计算火灾延续时间内，事故发生区域范围内发生火灾区域的消防用水量V2。

V2=∑Q消·t消

(1)

式中：Q消——发生事故的罐区或装置区同时使用的消防设施消防用水流量，m3/h；

t消——不同消防设施的火灾延续时间，h。

根据GB50160-2008《石油化工企业设计防火规范》，不同类别系统消防设施的火灾延续时间应不小于下列规定：工艺装置火灾延续供水时间不应小于3 h；辅助生产设施的火灾延续供水时间不宜小于2 h；可燃液体、液化烃的装卸栈台火灾延续供水时间不宜小于3 h；可燃液体储罐消防冷却用水的延续时间：直径大于20 m的固定顶罐和直径大于20 m浮盘用易熔材料制作的内浮顶罐应为6 h，其他储罐可为4 h；液化烃罐区的消防用水延续时间按6 h计算。

5.4 事故排水转输量(V3)

计算风险源发生事故时可以转输到其他储存或处理设施的事故排水量V3，取决于事故状况下可利用的转输泵及相关转输管线的能力。

5.5 事故时降雨量(V4)

考虑事故状况下发生降雨的可能，因此，需要计算可能进入事故风险源所在汇水区的雨水量，按式(2)进行计算：

V4=10q·F·t消

(2)

式中：q——降雨强度，过去5～10年最大日平均时降雨量，mm/h；

F——必须进入事故排水收集系统的汇水区面积，104m2。

5.6 生产废水量(V5)

计算发生事故时仍必须进入事故风险源所在汇水区的生产废水量V5。

5.7 事故排水储存能力(V6)

确定企业事故排水储存能力，包括事故状况下可用于事故排水储存的事故池、事故罐等设施有效容积，如发生事故的风险源为罐区，则还应包括罐区防火堤的有效容积。

5.8 事故应急能力评估

根据企业事故排水储存能力V6和转输能力V3，结合各风险源事故状态下最大物料泄漏量V1、消防用水量V2、事故时降雨量V4以及必须进入该汇水区的生产废水量V5，评估企业对不同风险源产生的事故排水处置能力，分为I级、II级和III级，其中I级水平最高，具体过程如下：①若V6+V3≥V1+V2+V4+V5，即企业事故排水储存、转输能力能满足风险源事故状况下产生的泄漏物料、受污染消防水以及可能的降雨储存、转输要求，则事故应急能力评为I级，表明可以有效避免事故排水溢出厂界；②若V1+V2+V5≤V6+V3

6 水环境受体敏感性判别

根据环境风险受体的重要性和敏感程度，由高到低将企业周边的水环境风险受体分为类型1、类型2和类型3三类，分别以E1、E2和E3表示，具体如表1所示。如果企业周边存在多种类型的水环境风险受体，则按照重要性和敏感度高的类型计。

7 风险源等级评估

对于Q≥1的重大风险源，根据事故应急能力水平和水体环境受体敏感性评估环境风险源等级，具体划分如表2所示。

8 环境风险源管理

开展环境风险源评估，确定风险源环境风险等级，目的是帮助企业明确风险防控重点，并通过提前采取针对性管理措施，降低突发水环境事故发生概率和环境危害。因此，在环境风险源评估基础上，应从以下几方面开展环境风险防控工作。

a)各类突发环境事件多为安全生产事故次生，因此保障企业的安全平稳运行，加强装置开、停工管理，避免生产安全事故的发生，才能从根本上杜绝突发环境事件的发生。

b)结合企业污水、雨水排放系统，通过增设污水切换、收集、转输等设施，合理缩小事故状况下汇水区面积，减少事故状况下进入该区域的生产污水和降雨量，从而降低企业事故排水储存、处置压力。

c)加强风险防控和应急设施隐患排查和治理。对于一级重大风险源，应列为企业和二级单位日常排查和监控重点；对于二级重大风险源，应列为二级单位日常排查和监控重点；对于三级重大风险源和一般风险源，车间应按要求加强日常排查。对于排查出的环境安全隐患，应按隐患可能造成环境危害大小分级治理，消除突发环境事件发生条件。

表1 企业周边水环境风险受体情况划分

d)企业应制定公司层面的水体专项预案，并针对一级重大风险源和二级重大风险源制定“一源一案”。加强日常防水体污染应急演练，同时在雨季来临前开展演练，提高事故状况下应急处置能力。

e)即便在最不利的情况下，也应利用厂界围墙等设施进行事故水封堵。经政府同意后，也可以利用周边泄洪沟、池塘等环境通道等进行事故排水的封堵和收集，避免事故排水进入外界敏感水体造成水环境污染。

[1] 魏科技,宋永会,彭剑峰,等.环境风险源及其分类方法研究[J].安全与环境学报2010,10(1):85-89.

[2] 赵肖,郭振仁.基于环境后果评价的环境风险源分级模型研究[J].安全与环境学报,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

杨洋洋,工程师，2012年毕业于浙江大学化学工程专业，目前主要从事环境风险评估及相关研究工作。