化工园区有毒有害气体环境风险预警体系建设探讨——以镇江某化工园区为例

轩辕寒玉，黄德友，唐旭博

（北京首创大气环境科技股份有限公司，北京 102600）

随着国办发〔2014〕9 号《国务院办公厅关于推进城区老工业区搬迁改造的指导意见》文件关于“退城进园”政策的实施，国内化工园区的规范化运作越来越成熟完备。据中国石油和化学工业联合会统计，截至2020 年底，全国重点化工园区或以石油和化工为主导产业的工业园区共有616 家，其中国家级化工园区（包括经济技术开发区、高新区等）48 家。目前全国已形成石油和化学工业超大型园区17 家（产值超过千亿）；大型园区35 家（产值在500 亿～1 000 亿），中型园区219 家（产值在100 亿～500 亿），小型园区345 家（产值小于100 亿）[1]。化工园区产业链长、三废污染关联衍生，由于危化品、有毒有害物质大量集聚，存在各种跑冒滴漏隐患。因此，加强园区风险管控的规范化和科学化势在必行。为如何有效改善化工园区有毒有害气体突发环境事件的应急处置能力，降低由于异味扰民造成的环保投诉等问题，地方各级环保部门在化工园区认定的基础上先后开始推进化工园区有毒有害气体环境风险预警体系建设工作[2−4]。

本文总结了镇江某化工园区环境风险预警体系建设实际案例，并在调研国内化工园区先进经验基础上，结合当前国家政策标准要求，探讨化工园区有毒有害气体环境风险预警体系建设内容和思路，为后期化工园区有毒有害气体突发事件预警及应急防控建设工作提供借鉴和参考。

1 国内园区现状

1.1 国内政策现状

生态环境部关于《2019 年全国环境监理工作要点》指出：积极推进化工园区有毒有害气体环境风险预警体系建设工作。2019 年2 月，江苏省政府办公厅公布《关于江苏省化工园区（集中区）环境治理工程的实施意见》指出：在园区内、园区边界、重点企业厂界、周边环境敏感目标处，全面建成园区大气预防预警监控点，实现非甲烷总烃、特征污染物及其他无机有毒有害气体在线监控的要求。

1.2 国内园区现状

随着社会对化工园区环境风险问题的日益重视，各省市陆续开始化工园区环境风险预警体系建设，截至目前大多数化工园区已完成风险单元监测预警及固定源污染实时监测，但多数园区在扩散途径站（区界）、环境敏感点站、移动监控系统等硬件设施方面建设相对缺失，且其软件平台功能不完善，未能实现设备常规运维、监测数据分析、超标预警响应机制及安全制度机制等有机结合[5−7]。究其原因，相较于水及固体废弃物，大气污染监测治理在政策及技术标准层面存在起步晚，发展不完善等问题；总结过去几年大气污染防治发展现状，存在“头疼医头、脚疼医脚”，没有成熟的商业模式可借鉴，无法形成系统的大气污染综合防治体系，难以在根本上解决问题，相对于水及固体废弃物其监管难度相对较大。

镇江某项目作为国内大气监控预警体系第一个PPP 项目，是对行业模式的探索，达到了预期效果，并得到了业内广泛关注。其前期设计结合园区实际情况，引进国内、外先进监测技术、设备，建立起涵盖监控预警溯源、辅助管理及污染治理的闭环式综合服务体系，有效促进园区企业治理减排，大大降低异味污染投诉信访，明显加强管理部门监管力度。

2 有毒有害气体环境风险预警体系建设探讨

2.1 案例简介

本文选取江苏镇江某化工园区并结合国内其他园区经验进行探讨。该化工园区现有入园企业60 余家，其中涉及精细化工企业40 余家。园区主导产业主要分为高端精细化工、功能性新材料两大领域。

有毒有害气体环境风险预警体系建设项目依托该化工园区，通过借鉴污水、固废等环保项目监管及治理经验，以PPP 模式加以实施。2019 年该项目被江苏省财政厅列为“大气污染综合防治领域的政府和社会资本合作经验借鉴案例”，向全省推广；同年12 月，该项目被生态环境部列为“工业园区环境污染第三方治理典型案例”，并入选国家发改委、生态环境部“环境污染第三方治理园区（第二批）”名单。

该项目在设计初期即注重加强园区环境污染的规划论证，通过强化废气污染事件的监测预警及应急处置能力，实时跟踪园区环境质量，路径趋势及污染溯源，可快速预警，及时防范环境突发事件。项目通过“点、线、面、域”四级预警监测体系建设和园区环境风险物质存档建库，实现了环境风险物质产生、迁徙、扩散及时空分布的稳态模拟，确保了重大风险源的精准预防、规范处置和有效处理；为园区应急处置、指挥调度提供了可靠的平台依托，从而实现“第一时间发现、第一时间预警、第一时间响应”等功能。

2.2 整体建设思路

2.2.1 设计原则 本项目本着“统一规划、统一标准、急行先用、分布实施”原则，力求做好系统规划和顶层设计。平台架构搭建具备可扩展性，为系统后续升级预留了充足空间。避免重复建设和资源浪费。

2.2.2 技术路线 在充分利用并积极整合本园区内企业现有监测设施和设备基础上，优化完善镇江某化工园区大气监控系统布局，构建统一、完善、精准的大气环境风险因子预警站网。

整合企业危险源、企业及周边风险点、企业及周边敏感区域等监测数据信息，借鉴虚拟现实、三维空间 GIS 技术、物联网技术、智能语音识别技术为代表的新一代信息技术，并融合预警响应、超标响应、应急响应机制等，建立化工园区有毒有害气体环境风险预警管理平台，通过前端实时监测仪器数据传输，平台可实时监控园区或企业大气污染物排放数据动态，并通过阈值设定，可实现预警及超标报警，利用平台溯源功能快速锁定排放区域或位置，依据设定等级启动相应响应机制，利用平台指挥调度功能快速处理突发事件，做到事前及时响应，事后信息发布留档。实现园区大气污染防治“实时监控、预防预警、应急响应、辅助决策、指挥调度、信息发布”等能力，见图1。

图1 化工园区有毒有害气体环境风险预警体系构建思路

3 实施步骤

3.1 摸排园区企业污染源现状

根据国家对于化工园区相应监管要求以及镇江环境应急管理部门实际需要，参考环评等基础资料，结合园区及企业规划面积及规划范围，针对镇江某化工园区内所有企业生产工艺、潜在泄漏点以及目前环境监测现状，摸清园区内企业基本情况，开展污染物排放信息调查。

通过全面梳理化工园区内企业生产涉及的原料、辅料、中间产品、产品和燃料及运输过程管理等因素，识别园区潜在的突发环境事件高风险排气物质，研究特殊风险物质类型以及时空分布规律。结合园区规划环境影响报告，企业环境影响报告、第三方有组织无组织检测报告以及现场调研，确定污染物排放位置及企业排放因子，建立园区特征因子库。

3.2 园区环境风险评估和有毒有害气体监测因子确定

环境风险评估目的在于在全面排查园区气体排放物质、排放量、排放特性基础上，识别出园区大气特征污染物、高风险特征污染物及排放扩散特征，并通过风险识别和影响范围模拟分析提供对应的控制风险区、范围，同时根据国家公布的有毒有害大气污染物名录、园区内企业生产工艺及企业排放因子，确定镇江某化工园区有毒有害气体环境风险预警体系监测因子，如氨类、醇类及苯系物等，为系统“靶向溯源、精准预警”以及突发事件响应提供针对性应急处置方案。

3.3 监测预警点位布设

依据《有毒有害气体环境风险预警体系建设技术导则（征求意见稿）》预警站点包括以下分类：风险单元站、污染源监测站、厂界站、扩散途径站、环境敏感点站、移动站等。

（1）以捕捉到最大污染特征为原则，在所有主要的风险单元处设置预警监测站点。

（2）结合风向和占地面积，在厂界附近的点、线段设置预警监测站点。

（3）扩散途径站依据园区风玫瑰图建设在园区主导风向的上下风向，环境敏感点站设置在环境敏感点主导上风向。预警监测站点的实际布设位置应考虑局地风向、周边环境、预警时效、控制范围、主要道路情况等因素。

（4）选择风险单元、厂界、化工园区边界、扩散途径、环境敏感点及其他关注各点位开展移动监测巡检，并在发生突发环境事件时开展溯源监测和应急监测。

3.4 仪器配备及软件平台配置

为实现园区监测预警全覆盖目标，该园区项目建设包括风险单元、污染源、厂界、区界及敏感点在线监测设施，移动监测设施，第三方检测实验室，监控平台以及应急预警响应机制建设。

3.4.1 风险单元站监控能力建设 排查确定园区企业危险、易泄漏设备装置，以企业为主体安装报警传感器，实时监控，确保泄漏排放第一时间发现、第一时间响应。

3.4.2 污染源监控能力建设 企业污染源监测以监测NMHC 为主要监测因子，园区共计建设75 套，覆盖园区企业大部分排口，监测预警数据实时上传至园区监管平台，可实现企业污染源排放超标报警、排放量计算等功能。

3.4.3 企业、园区边界监控能力建设 企业边界设置51 套NMHC 监测设备，此外园区区界监测建设2 套FTIR 监测仪器，分别在园区上下风向各设置一个点位，此仪器可监测300 余种有机无机物质，基本覆盖园区排放因子，同时在园区周边敏感点位监测布设3 套GC-MS 监测仪器，此仪器可监测117 种物质，结合指纹库，可实现园区污染物排放溯源。

3.4.4 移动自动监测系统建设 配备一辆移动式监测车，配备飞行时间质谱仪器，实现妙级出数，满足园区应急响应、日常巡查等工作需求。

3.4.5 实验室监测能力建设 建设一座常规专项气体检测实验室，实验室配置NMHC 分析仪、GCMS 分析仪以及无机气体分析仪器，并正在申请第三方CMA 资质，以便实现园区监测仪器日常比对、政府应急检测、执法检测以及弥补现场在线监测仪器执法依据不足等需求，从而有效实现质量控制目标。

3.4.6 应急预警响应机制建设 依据实际情况需求，在上述建设基础上建立健全应急响应机制，主要包含：监测预警和超标响应工作机制、信访投诉响应应急机制、异味溯源巡排查机制、监控设备故障响应机制、企业指纹库动态管理机制、三方联动机制等。

3.4.7 预警平台建设 该项目以原有监控平台为基础，通过升级、改造、完善，建立集固定源监测、环境大气监测、视频图像监控、管理应急、信息发布于一体的园区信息化环境监控预警智能平台。

该平台既具备环境安全风险源头预防、预警功能，又具备环境突发事故处置、决策指挥调度等功能，真正做到“平战结合，统筹兼顾”。平台包含基础信息数据库子系统、基础信息采集与更新子系统、三维GIS 平台子系统、“一张图”展示子系统、实时监控子系统、风险预警子系统、应急响应子系统、指挥调度子系统、辅助决策子系统、溯源与模拟分析子系统、运行报告子系统、数据传输子系统、数据分析子系统、信息公开子系统、移动端子等系统。

预警子站可以将采集到的园区大气数据传输至预警平台，依托平台阈值设定，通过数据实时分析，可实现对污染气体的实时预警、超标报警，并依据等级设定启动应急预案。本平台阈值设定经过后期大量数据积累，在掌握园区基本排放数据的基础上，设定为三级阈值，分别为安全阈值（例NMHC 1 mg/m3）、警戒阈值（例NMHC 2 mg/m3）及报警阈值（例NMHC 4 mg/m3）。

该项目依托终端监测数据，建立统计、预测、溯源模型，预判趋势走向；结合园区指纹库及气象数据等，建立污染物转移扩散过程，实现预测预警能力；利用“污染小尺度溯源”技术，对“预测预警、超标报警、信访投诉”等三种事件，结合四级监测网并辅以移动监测数据，实现高效污染溯源，快速应对有毒有害气体环境突发事件，并可与巡查执法系统联动，推动精准执法。

4 结语

（1）通过建设镇江某化工园区有毒有害气体环境风险预警体系使得园区管理者可以及时掌握园区环境污染的发展趋势，实现预警、溯源，高效预防突发性污染事件的发生，园区环境管理工作效率明显提高。预警体系建立后居民因异味投诉从建设前的441 件/a 减少至52 件/a，确保没有再发生一件因有毒有害气体泄漏产生的环境污染等重大环境事故。

（2）园区环境风险预警体系建设应充分调研园区环境业务情况，并有效整合利用。立足园区已有监测、应急、执法系统，实现信息共享交互，联动分析，为今后化工园区实现“水、气、渣”所有废物协同监控、治理奠定基础。