区域环境风险评估指数法与网格法对比分析

赵银玲 王冠 任万辉 牛晓巍

（1. 沈阳经济技术开发区开发集团有限公司，辽宁沈阳 110027；2. 辽宁天益达环境工程技术有限公司，辽宁沈阳110166；3. 辽宁省沈阳生态环境监测中心，辽宁沈阳 110167；4. 沈阳大学，辽宁沈阳 110044）

1 引言

“十三五”期间，加强区域风险评估成为生态环境保护主要任务之一，提出了选择典型区域试点开展区域突发环境事件风险评估，作为区域行业准入、产业结构调整依据。随着《行政区域突发环境事件风险评估推荐方法》［1］和《建设项目环境风险评价技术导则》［2］等方法与技术导则的发布，我国环境风险研究工作从局部点源环境风险评估深入区域性环境风险评估领域，环境风险评估技术方法也由定性转向定量研究［3-4］。

在区域环境风险评估工作中，科学构建环境风险评估指标体系并赋予合理的权重对准确计算区域环境风险等级至关重要。目前开展的环境风险评估工作中，研究者运用层次分析法构建环境风险源、环境风险受体和环境风险防控与应急能力指标评价体系［5］，采用GIS 技术划分评估单元，结合环境风险特征构建评估体系［6］计算区域环境风险等级，取得了一定成果，但采用2 种方法对比分析同一区域环境风险等级的案例鲜有研究。本文以北方某沿海城市为例，通过资料收集、子区域划分、环境风险源识别、环境风险受体识别和区域突发环境事件应急能力及防治措施调查等，参考《行政区域突发环境事件风险评估推荐方法》中区域环境风险指数计算法（以下简称“指数法”）与网格化环境风险分析法（以下简称“网格法”）对比分析区域环境风险结果，说明2 种方法的差异及适用性。

2 数据与方法

2.1 案例区域概况

H 市位于辽宁省西南沿海，是国内第九大港口城市，新兴工业聚集区和石油原料仓储及管道运输工业企业发展迅速，下辖4 个区、2 个市，总面积5 415.7 km2，人口231.4 万人。东部为山地，中部为丘陵，西部为平原，属大陆性暖温带季风气候，境内河网较密集，地表水系发达，非金属矿产菱镁矿资源丰富。

2.2 评估方法

2.2.1 指数法

构建以区域环境风险源环境风险强度、区域环境风险受体脆弱性和区域环境风险应急能力及防控措施3 方面为主的指标体系，计算水、大气环境和综合环境风险指数。

（1）评估指标体系构建。将区域环境风险评估体系划分为4 级，一级为评估总目标，二级为区域环境风险准则，三级为区域环境风险分类指标，四级为区域环境风险具体指标。一级包括区域环境风险综合评估指数1 个指标；二级包括区域环境风险源环境风险强度指数等3 个指标；三级包括区域环境风险源危害性等6 个指标；四级包括具体区域单位面积内存在环境风险的工业企业数量等11 个环境风险源强度指标，区域内重要地表水水体水质类别7 个区域环境风险受体环境风险脆弱性指标，区域内水、气环境监测预警能力8 个区域环境风险应急能力及防控措施指标，见表1。

表1 指数法评价指标体系

（2）环境风险等级划分依据。按照区域现场调查及资料收集结果，对照《区域环境风险指数法评价指标体系表》计算区域环境风险评估结果，根据结果数值大小不同划分“高风险、较高风险、中风险、低风险”4 级，见表2。

表2 指数法环境风险等级划分

区域环境风险评估计算公式如下：

式中，R 为水、大气、综合环境风险计算结果；S 为水、大气、综合环境风险源强评估结果；V 为水、大气、综合环境环境风险受体脆弱性评估结果；M 为水、大气、综合环境风险应急能力及防控措施评估结果。

（3）子区域划分。按照评估区域H 市下级行政区域边界划分6 个评估子区域，即1 区、2 区、3 区、4区、5 市、6 市。

2.2.2 网格法

基于GIS 软件将评估区域划分等面积子网格，评估每个网格环境风险强度及环境风险受体脆弱性，计算得出区域环境风险结果。

（1）环境风险场强度计算。以每个网格中心点为计算点，建立网格内全部风险源环境风险物质的危害性和排放量与网格中心点距离的函数，分别计算水、大气环境风险强度值：

式中，Ex，y为某划分网格水环境风险计算结果；Qi为某风险源环境风险物质最大贮存量与临界量比值；Px，y为突发环境风险在某网格内出现的概率，本评估计算取10－6/a；li为划分网格中心点与网格内某风险源的距离，km；n 为网格内风险源数量，个。

式中，Ex，y为某划分网格大气风险计算结果；μi为某风险源突发环境事件强度影响网格内区域环境强度系数；Qi为某风险源环境风险物质最大贮存量与临界量比值；Px，y为突发环境风险在某网格内出现的概率，本评估计算取10－5/a；n 为网格内风险源数量，个。

为便于各个网格环境风险强度的比较，本评估对各个网格的环境风险强度进行了标准化处理。

（2）环境风险受体脆弱性计算。水环境风险受体脆弱性根据区域生态红线敏感程度、水环境功能区类别和地表水环境功能及保护目标情况进行计算；大气环境风险受体脆弱性按照某网格人口分布、数量及距离进行计算。

（3）网格环境风险结果计算。分别计算水环境风险值、大气环境风险值，并取水、大气环境风险最高值作为该网格最终环境风险结果，计算公式为：

式中，Rx，y为某网格风险计算结果；Vx，y为某网格风险受体脆弱性评估结果。

按照计算结果数据值大小将全部网格环境风险划分为高风险、较高风险、中风险、低风险4 个等级，见表3。

表3 网格法环境风险等级划分

（4）网格划分。按照5 km×5 km 划分网格，将H市全区域划分为169 个计算网格。

3 结果与分析

3.1 水环境风险评估结果

指数法计算得出H 市子区域水环境风险低风险等级为1 区、2 区、4 区；中风险等级为3 区、6 市；较高风险等级为5 市。

网格法计算得出H 市93＃，94＃，103＃，104＃网格为较高风险等级，区域面积100 km2，占H 市总面积1.8%，主要分布在3 区、5 市；18＃，19＃，26＃，27＃，28＃，30＃，31＃，40＃，41＃，77＃网格为中风险等级，区域面积合计250 km2，占H 市总面积4.6%，主要分布在1 区、2区、4 区、5 市；其他网格均为低风险等级，区域面积5 065.7 km2，占H 市总面积93.6%。

网格法计算得出H 市大面积区域呈低风险等级，指数法计算得出低风险等级区域面积合计568.79 km2，占H 市总面积10.5%，2 种方法计算结果差异较大。2 种计算结果差异较大的原因是指数法计算时子区域按照行政区域划分，尺度较大，且计算考虑区域环境风险防控与应急能力；网格法计算区域较子区域范围更小，主要考虑风险源及风险受体敏感性，计算结果针对单个网格区域，更为精准。较高风险等级网格法计算结果较指数法计算结果增加3 区，主要原因为3 区中93＃，94＃网格区域存在多个集中式饮用水水源保护区，网格法计算环境风险脆弱性只考虑了城镇集中式饮用水水源保护区数量，未考虑城镇集中式饮用水水源保护区应急能力及防控措施等指标。

3.2 大气环境风险评估结果

指数法计算得出H 市各子区域大气环境风险均为低风险等级。

网格法计算得出H 市27＃网格为高风险等级；31＃，32＃网格为中风险等级；其他网格均为低风险等级。

网格法计算得出27＃，31＃，32＃网格呈中等以上风险等级，主要原因是这3 个网格区域存在H 市重大环境风险源，该网格风险源强度值高，在单个网格尺度计算环境风险评估结果较高，但将3 个网格环境风险强度放在子区域考虑，指数法计算27＃网格所在子区域和31＃，32＃网格所在子区域均呈低风险等级。2 种方法因考虑区域面积不同且指数法考虑了子区域人均GDP 值等环境风险恢复指标，造成大气环境风险计算结果区域尺度差异较大。

3.3 综合环境风险评估结果

指数法计算得出H 市子区域大气环境风险低风险等级包括2 区、4 区、6 市；中风险等级包括1区、3 区、5 市。

网格法计算得出H 市27＃网格为高风险等级；93＃，94＃，103＃，104＃网格为较高风险等级；18＃，19＃，26＃，28＃，31＃，32＃，39＃，40＃网格为中风险等级；其他网格均为低风险等级。

指数法环境风险源强度计算过程中，除考虑H市工业企业环境风险源强度外，还全面调查了区域道路运输危险化学品数量，H 市中3 区和5 市分别建有2 个国际海运码头，码头原油及石油化工产品装卸量较大，道路移动运输环境风险较高。网格法取同网格水环境、大气环境风险最高值作为该网格综合环境风险评估结果，没有考虑道路移动运输危险品环境风险强度，造成93＃，94＃，103＃，104＃网格计算结果与所在3 区和5 市环境等级不同。1 区存在1个大型化工企业，生产过程使用环境风险物质数量巨大，水环境、大气环境环境风险物质数量与临界量比值较高，27＃网格呈高风险等级，与指数法计算结果1 区中等风险等级存在较大差异，主要原因是指数法计算充分考虑了1 区较健全的行政区域环境应急能力。网格法计算18＃，19＃，26＃，28＃，31＃，32＃，39＃，40＃网格中风险等级均集中在27＃高风险等级网格周边，中风险等级结果主要是大型化工企业环境风险强度较大造成的。

4 结论

指数法计算区域环境风险等级较网格法在充分考虑了环境风险源强度及环境风险受体脆弱性基础上，综合考虑了区域环境风险防治与应急能力，在大尺度环境风险评估工作中，结果更能客观、准确反映区域环境风险实际情况；网格法在计算较小尺度环境风险工作中较指数法更能直观反映区域环境风险强度特点，特别是因重大环境风险源影响整个网格区域环境风险结果计算中，对存在重大、较大环境风险区域的识别有较高的辨识度。本文以H 市为例，对比分析了指数法和网格法计算区域水环境、大气环境和综合环境风险结果的差异及原因，得出在大尺度区域环境风险评估工作中指数法计算结果更能准确反映区域环境风险特征，在小尺度区域环境风险计算上首选网格法。