CIRIA C736-事故污染预防与控制系统评述

黄 辉,潘文斌,边归国,王 翔

(1.福州大学环境与资源学院，福州 350100；2.福建省生态环境厅，福州 350003)

引 言

国内关于事故污水预防与控制仍然处在初步阶段，大部分企业对于突发环境事故预防与控制体系的建设流于形式，并未达到要求，所起到的作用也大打折扣。我国关于企业突发环境事件预防和控制的主要规范为《事故状态下水体污染的预防与控制技术要求》(Q/SY1190-2013)，该技术规范由中国石油天然气集团公司于2013年7月发布，主要适用于中国石油天然气集团公司所属石油化工行业、石油库和石油储备库的水体污染与预防控制。而对于其他行业国家并未出版相关规范对其进行指导，非石油化工行业但涉及危险化学品储存的企业大多参照该规范对预防与控制系统进行建设，没有统一的规范和标准，导致各企业对于污水预防与控制系统的建设五花八门。我国关于污染防控的相关法律由《水污染防治法》，其中也明确要求对可能发生水污染事故的企业事业单位，应当制定有关水污染事故的应急方案，做好应急准备，但是目前相关法律中也没有对突发环境事故预防与控制体系各设施容积等做出进一步规范。我国对于事故污水预防与控制的技术规范和法规法律方面存在明显不足，需抓紧制定相关技术规范和法律文件[1-2]。

建筑业研究和信息协会(CIRIA)成立于1960年，是一个中立、独立、非营利的机构，将具有共同利益的组织联系起来，并推进一系列有助于改善行业的合作活动。CIRIA C736[3]最初由CIRIA于1997年以R164《防止工业事故造成水污染的围堵系统设计》出版，2014年，C736取代了R164。最初的CIRIA R164(Mason等人，1997年)主要是为新建筑而编写的。但是，许多原则已应用于现有场地并取得良好效果。2014年，Ian Walton对R164进行了修订和更新，以应对法规、施工设计和实践的变化，以及从已发生的事件或未遂事件中吸取的经验教训。

CIRIA C736旨在帮助工业和商业设施的所有者和经营者识别和管理与储存可能易燃/自燃或对环境有害的物质相关的风险。它适用于控制各种可能污染土地和水的污染物，也适用于小型商业场所(可能包含单个储罐)，大型化工或石化场所等各种可能存在污染风险的场所。它提倡采用基于风险的方法来管理物料的存储。但是，重要的是要确保所使用的风险评估方法适用于场地或设施运行的监管制度，并且在某些情况下，必须遵守有关控制的法定要求，而不管风险如何，都必须遵守这些要求(例如“污染控制(储油)(英格兰)规例”(OSR)2001)，同时还提供了有关检查、维护、扩建或现有控制系统升级的指导。

本文通过对CIRIA C736进行简要介绍，使国内相关行业人员对国外关于事故污水预防与控制技术规范和法规法律方面有初步了解。

1 防控系统的等级及类型简介

CIRIA C736主要涉及处理储罐或容器(一级防控)故障和其储存物燃烧的潜在后果。提供二级防控以防止泄漏的物料、消防水量、降雨径流等进入环境中，对土壤及地下水造成污染。在储存易燃物料的地方，通常不可能在初级控制的局部提供足够的二级防控，以满足事故期间可能排放的消防污水和含有污染物的冷却水。如果二级防控被消防和冷却水淹没或失效，三级防控将提供进一步的保护。与中国石油天然气集团公司发布的《事故状态下水体污染的预防与控制技术要求》(Q/SY1190-2013)中规定三级预防与防控系统相比，Q/SY1190-2013中明确规定石化企业必须设置事故应急池，事故应急池在其三级防控系统中至关重要，而CIRIA C736中的三级防控系统并没有事故应急池这一概念，更注重的是一级和二级防空系统设施的构建。一级、二级和三级防控更详细的描述见表1。

表1 防控等级说明Tab.1 Description of prevention and control levels

防控系统可大致分为就地防控系统(如围堰)、远程防控系统或组合防控系统(就地和远程组合)。本文将对其进行描述及分析三种防控系统之间的差异、它们可能适用的情况以及它们能够提供的保护。

系统选择是设计过程中重要的一步，应该由现场风险等级来决定，也可能受到所需控制的容积的影响。在符合COMAH法规[2]、OSR、EPR及相关法规的范围内的情况下，需要考虑选择合适的防控系统。然而，在缺乏具体制度要求的情况下，CIRIA C736为防止污染而设计和维护控制系统的良好做法提供了参考。遵循这些指导方针将有助于企业明确他们的环境责任，以防止污染和遵守法律。如果系统不适合该场址，那么无论对组件的设计和施工方面多么的谨慎，结果都可能在性能、成本或两方面都得不到理想的效果。

1.1 就地防控系统

围堰是就地防控系统典型的应用，为防止从初级控制中溢出的物料到处扩散提供了一个容器。它们在源头上控制泄露的物料，因此术语称为“就地控制”。储存罐，IBC /桶存储器或用于存储和处理物料的其他区域可以单独或成组被围堰包围，同时围堰也可以建在建筑物内。就地防控系统除了围堰之外，还可采用以下形式，例如：用于储存化学品的仓库，这些仓库可以通过改建或进行局部修改，其结构本身对泄漏物料进行有效的围赌；混凝土墙等。

围堰也可采用线性形式，以防止管道泄漏。对于地下铺设的管道，围堰通常采用有盖渠道或涵洞的形式，但应尽可能避免地下管道。但是，由于这些线性围堰通常只有很小的容量，管道系统的潜在泄漏量可能很大，因此最好将其排到较大的就地或远程二级/三级防控区域。

围堰可用于许多不同的情况，例如，IBC/汽车仓库、小型单罐装置、大型罐区和大型化学加工厂提供就地控制。通常，当用于提供就地控制时，相对于容器的高度，围堰高度往往较低，并且由于消防水喷射的原因，围堰与储罐之间存在较大的间隙。

1.2 远程防控系统

远程防控系统是将溢出的物料保留在一级防控之外的位置。远程防控系统很少在故障源处提供重要的控制措施，因此它们主要依赖于输送系统的能力，通常以不低于一级防控突然(灾难性)失效所产生的潜在流量的速度输送泄漏物料。远程防控系统的一个明显优势：可以设计单个设施来服务于多个一级控制区域。但是，这种“共享”设施的设计必须考虑到存储在现场的物质中最危险的物质，同时还必须考虑到在事故现场发生多起事故时可能残留的物料混合物。

CIRIA C736根据防控系统的容量对二级防控和三级防控进行定义：

二级防控包括储存在一级防控中的物料量，再加上降雨量、冷却水和灭火剂(泡沫)的量，但不一定包括消防用水量。

三级防控不仅包括消防用水量还包括除此之外的其它设施产生的污水，三级防控也是二级防控失效后的一道防御线。

转移到三级防控的过程可以通过排水系统实现(地面上或地面下)，或通过适当分级的硬质地面或地层表面，因此，远程系统最适合建在有坡度的地方，污水在重力的作用下进行运输。但是，如果转移系统必须依靠泵送，则应为二级和三级防控区域提供额外的措施。传输系统的完整性和容量明显影响到远程防控系统提供的保护水平。虽然重力输送系统更可取，因为它是“被动的”，在这种情况下需要地下管道系统，但与地面泵送系统相比，地下管道系统的完整性可能难以监测。

事故罐是提供远程防控的一种方法，由于事故罐的潜在储存深度更大，每立方米储存量的占地面积更小，因此事故罐在污染物的储量上更有优势。此外，通常会给事故罐加盖，这样就可以避免降雨量的累积。事故罐加盖，则可将降雨排除在控制系统容量评估之外，但应考虑事故期间源头的降雨。

1.3 组合式防控系统

组合式防控系统既有就地装置，也有远程装置，其设计目的是将一些泄漏的材料控制在靠近源头的地方，如在就地防控中，通过重力或泵送方式与远程位置的另一个二级防控设施进行连接。

1.4 系统的选择

评估哪种类型的系统在特定情况下是最有效并且最有经济效益，需要考虑各种各样的因素。详见表2。

表2 系统选择Tab.2 System selection

1.5 防控系统的可靠性

防控系统的可靠性也是防控设施设计的一部分。但是，每个系统所提供的环境保护程度取决于其对预期事件响应的可靠性。系统的可靠性水平取决于许多因素，包括：系统的复杂性、系统是否需要干预(手动或自动)、是否易于维护、监控控制状况以及处理故障的难易程度、现场管理。

系统可靠性不仅取决于系统的固有特性，还取决于其使用环境。应强调的是，表3简化了复杂的设计过程以及现场可能存在因素或操作的特殊性，从而得出有关相对可靠性的不同结论。

表3 控制系统类型可靠性比较Tab.3 Comparison of reliability of control systems

2 防控系统容量计算

确定防控系统的容量是设计过程中最重要的部分之一，如果一个系统的容量太大，以其他方式投入的资源可能被浪费；而如果一个系统太小，在发生事故时无法提供有效的保护，安装成本也可能被浪费。

CIRIA C736中的方法适用于从仓库储存的IBCS到大型罐区现场的所有类型和尺寸的防控系统。但是，重要的是要注意，对于某些材料的储存，有具体的规定，必须遵守这些规定。

2.1 当前的行业惯例

表4列出了当前英国和欧盟立法及国际指导出版物中估算二级防控容积的方法、法规和指南，及其适用范围和储存的典型物料。

表4 法规、政策、方案和出版物中的二级防控容积要求汇总Tab.4 Summary of secondary containment requirements in regulations,policies,schemes and publications

2.2 防控系统容积评估方法

该方法基于防控系统能够容纳在可信事故期间释放的物料总量，事故发生之前、期间或之后可能积聚在防控系统内的最大降雨量，灭火剂(水和泡沫)，包括冷却水量的原则[4]。防控系统容积估算过程如下图所示。

图 估算控制系统容积过程图Fig. Process for estimating containment capacity

2.2.1 物料量

在确定防控系统容积时，物料量应以可信情景造成的损失为基础来计算事故可能产生的物料量，而这并不一定包括整个现场物料量。估算物料应在设计过程的早期阶段与监管者讨论并达成一致。

2.2.2 降雨量

累积降雨量应以年超出概率(AEP)为10%(十分之一)的事件(风暴)为基础。这通常被称为10年一遇事件。

防控系统的容量应能够容纳在事故发生前(指在定期清除前)或事故发生后(指从一级控制中溢出物料从围堰移除前)落在控制区域内的雨水量，估算降雨深度的首选方法是使用洪水估算手册(FEH)CD-ROM(CEH，2000)中包含的深度-持续时间-频率降雨模型，该模型为给定的持续时间和重复期提供了特定位置的降雨总量。在容量评估中考虑降雨深度时，应注意包括可能排入防控系统(就地、远程或组合)的其它区域。如果降雨或降雨管理可能出现重大问题，则应考虑在控制区域上方设置屋顶。如果控制区域被覆盖或位于建筑物内，那么在确防控系统容量时，考虑累积降雨量就不那么重要了，尽管在事故期间屋顶可能倒塌。

2.2.3 消防水量计算

ISO/TR 26368∶2012给出了有关计算消防和冷却水量方法的现行指南。ISO/TR 26368∶2012提供了与CIRIA C736相一致的降低风险策略的建议，以及评估在事故发生后可能产生的受污染的消防水量的方法。本文仅对这些方法进行简要介绍详见表5，具体内容请参考ISO/TR 26368∶2012，以获得所述方法的详细指导。

表5 方法简介Tab.5 Methods introduction

CIRIA C736对计算消防水量的一些方法的进行了简要介绍，用于估计事故后可能产生的消防用水量。CIRIA C736不可能对特定场址最适合哪种方法给出明确指导，而且每种方法得出结果也不相同。但是，这将为与监管机构和消防救援服务部门的讨论提供一个出发点，从中可以制定可靠的事件响应方案。

3 结 论

通过CIRIA C736简要阐述，可知该规范对于突发环境事故预防与控制系统有一套完善建设体系，同时有相关法律法规对其做出相关要求，双重保障。对于二级防控体系建设也给出具体计算过程，各水量参数计算都比较明确，为企业预防与防控体系建设提供了很好的指导，这是国内目前对于预防与控制体系所缺失的，没有相关技术标准和法规法律作为标准，建议进一步完善相关技术标准和法律法规的建设。