化工園區重點液態環境風險源監控布點研究

李霽，劉征濤 ，李捍東，劉秀華，和笑天，李騰

1.北京師范大學水科學研究院，北京 100875

2.環境基準與風險評估國家重點實驗室，中國環境科學研究院，北京 100012

近年來，環境污染事件頻發，嚴重威脅了人民生命和國家財產安全，已引起世界各國的廣泛關注［1-3］。化工園區是一類特殊的化學工業生產場所，其通過各種途徑排放的污染物以及事故泄漏的污染物將直接或間接影響周邊的生態環境［4-5］。因此，對化工園區可能造成重大環境污染事件的環境風險源進行有效地監控和管理，是遏制環境污染事故發生，保護生態環境安全的重要措施之一。

環境風險源是指可能引起環境污染事故發生，從而對環境或生態系統或其組分產生不利作用的部分。根據涉及的有毒有害物狀態的不同，環境風險源可分為氣態風險源、液態風險源和固態風險源［6］。目前，我國在環境風險源監控方面的研究尚處于起步階段，相關研究多集中在安監部門的重大危險源監控與環保部門的突發性環境污染事故應急監測［7-10］。在環境風險源方面，研究主要集中在環境風險源的識別、分類［6］，監控技術規范的設計［11］和監控平臺的構建等方面［12］，對環境風險源具體的監控布點方面缺乏系統的探討。筆者以化工園區重點液態環境風險源為研究對象，建立了從源到周邊敏感環境受體全區域監控布點方法，以期為化工園區重點液態環境風險源的有效監控，環境風險源管理與重大環境污染事故防范提供技術支撐。

1 監控布點原則

化工園區內涉及的環境風險源眾多，種類復雜，如果對每個環境風險源都實施從源到敏感環境受體全方位的監控，將消耗大量的人力、財力和物力。考慮到我國當前的經濟技術水平和環境管理水平，筆者借鑒流域水質目標管理中“分區、分類、分級、分期”管理的理念［13-16］，根據化工園區重點液態環境風險源的特點，按照“分區、分類、分級”的總原則實施化工園區重點液態環境風險源的監控，即針對不同類型、不同級別的環境風險源，對其監控布點的區域、采樣的頻次和監控指標等的要求不同。圖1是重點液態環境風險源監控總體原則框架，其中“分區”是指液態環境風險源監控區域的劃分;“分類”是指液態環境風險源分類和敏感環境受體(水環境受體)分類;“分級”是指液態環境風險源分級。

圖1 重點液態環境風險源監控總體原則框架Fig.1 The principle of major liquid environmental risk sources monitoring

1.1 分區(監控區域的劃分)

為了使獲得的重點液態環境風險源監控信息具備完整性，重點液態環境風險源的監控區域不僅包括重點液態環境風險源本身，還應涵蓋其可能的影響區域。根據監控期間關注點不同，液態環境風險源的影響區域劃分(表1)可分為重點液態環境風險源本體、事故緩沖區和周邊敏感環境受體(水環境受體)。

對化工園區而言，重點液態環境風險源本體是指重點液態環境風險源涉及的有毒有害物具體的生產、加工、搬運、使用或貯存單元，一般位于企業內部區域，對該區域應重點關注影響事故發生的參數。事故緩沖區為重點液態環境風險源涉及的有毒有害物可能的排放或泄漏通道，連接位于企業內部區域的液態環境風險源本體和位于園區外部區域的周邊敏感環境受體(水環境受體)，對該區域應重點關注估算事故影響范圍和程度的指標，便于一旦發生事故時可及時采取有效控制措施，避免造成進一步的環境污染。周邊敏感環境受體是指液態環境風險源發生環境污染事故時直接或間接受其影響的敏感保護對象，一般包括大氣環境受體、水環境受體和土壤環境受體。本研究中敏感環境受體僅考慮受重點液態環境風險源影響最密切、最直接的水環境受體。對該區域的監控應重點關注表征生態環境安全的指標。

表1 重點液態環境風險源監控區域劃分Table 1 Monitoring regions of major liquid environmental risk sources

1.2 分類

環境風險源的分類方式有很多種，包括基于環境受體的分類方法、基于物質狀態的分類方法、基于事故傳播途徑的分類方法等［6］。針對化工園區，為了便于重點液態環境風險源的監控研究，筆者根據液態環境風險源涉及的場所、設備、設施等(合稱單元)的不同，將化工園區重點液態環境風險源(固定源)分為幾類:有毒有害物生產場所(生產場所)，有毒有害物庫區(庫區)，有毒有害物儲罐區(儲罐)及有毒有害物輸送管道和有毒有害物質污水排放口或儲存池。在監控布點時，為便于借鑒現行的環境監測技術規范，根據水體類型不同，將化工園區重點液態環境風險源周邊的敏感環境受體(水環境受體)劃分為地表水、地下水和近岸海域。

1.3 分級

根據環境風險源發生事故的概率和事故后果不同，環境風險源可分為一般環境風險源和重大環境風險源［17］。重大環境風險源又可分為四級，具體分級標準詳見文獻［17］。

依據環境風險源的劃分標準，將液態環境風險源劃分為一般液態環境風險源和重點液態環境風險源。重點液態環境風險源根據其發生事故的概率和事故后果劃分為一級重點液態環境風險源、二級重點液態環境風險源、三級重點液態環境風險源和四級重點液態環境風險源。發生事故的概率和事故后果的順序為一級重點液態環境風險源＞二級重點液態環境風險源＞三級重點液態環境風險源＞四級重點液態環境風險源。

1.4 重點液態環境風險源監控布點原則

科學布點是重點液態環境風險源監控的基礎。為了保證重點液態環境風險源監控的科學性、系統性、可靠性、代表性和可比性，及時、準確、可靠、全面地反映環境風險源的狀況，同時兼顧監控費用的合理性，重點液態環境風險源監控布點應遵循以下原則:1)監控點位的選擇以液態環境風險源識別、分類和分級為基礎，不同級別、類型的風險源在布點范圍和方法上應區別對待;2)監控點位的布設應盡可能涵蓋整個重點液態環境風險源主要的影響區域，包括液態環境風險源本體、事故緩沖區和周邊敏感環境受體(水環境受體);3)盡可能以最少的斷面(點位)獲取足夠的有代表性的數據，同時需要考慮采樣的可行性和方便性;4)重點液態環境風險源監控布點應以現有重大危險源監測布點和現行環境監測布點為基礎，使重點液態環境風險源的監控與現有危險源監測體系和環境監測體系相適應、相融合。

2 化工園區重點液態環境風險源監控布點方法

根據重點液態環境風險源的布點原則，對化工園區不同類型的重點液態環境風險源進行分類、分級、分區域的布點。

2.1 不同級別重點液態環境風險源監控布點的一般要求

不同級別的重點液態環境風險源監測布點區域應有所區別:一級重點液態環境風險源，監控布點區域為從重點液態環境風險源本體到周邊敏感環境受體的全部監控區域;二級重點液態環境風險源，監控布點區域為重點液態環境風險源本體和事故緩沖區;三級、四級重點液態環境風險源，監控布點區域為重點液態環境風險源本體及位于企業內部區域的事故緩沖區(表2)。

表2 不同級別重點液態環境風險源監測點位的一般要求Table 2 General requirements on monitoring regions for the different grades of major liquid environmental risk sources

對于二級、三級、四級重點液態環境風險源，當其上一級監控區域的監控數出現明顯異常時，其監控區域應擴展至下一級。即當二級液態環境風險源企業外部事故緩沖區監控數據出現異常，應將敏感環境受體(水環境受體)納入到二級液態環境風險源的監控區域中;當三級、四級液態環境風險源企業內部事故緩沖區監控數據出現異常，應同時監控企業外部事故緩沖區，依次類推。

2.2 重點液態環境風險源監控布點方法

2.2.1 本體布點

環境風險源本體監控即在具體源布點，監測可能影響環境風險源安全狀態的工藝參數和環境參數。該區域采樣點位的布設與生產工藝、生產設備、物料特性和存儲單元等有關，應根據實際情況布點。

2.2.2 事故緩沖區布點

2.2.2.1 企業內部事故緩沖區布點

該區域采樣點的布設與生產工藝和排水管網設置情況有關，通常選擇在企業的污水排放口，車間或工段的排放口以及有關工序或設備的排水點。具體監測點位設置在管道的中央，水質混合均勻處。

2.2.2.2 企業外部事故緩沖區布點

若排水管道通向污水集中處理設施，應對未處理的進水和處理后的出水分別監測;若通過排水渠道直接排入地表水系，應在排入地表水系前的排水渠道布點。

2.2.3 敏感環境受體(水環境受體)布點

2.2.3.1 地表水監控

若重點液態環境風險源附近存在地表水環境受體，或重點液態環境風險源所在企業污水最終排入地表水，應在排放口或可能泄入區上下游的對照斷面和控制斷面設置監控點，有條件的園區和企業還可在消減斷面布點。河段監控點位可結合已有的地表水環境監測點位布設，避免重復監控。具體采樣位置應根據當地水流條件和排放口或可能泄入區位置而定。離線監控的點位布設依據HJ/T 91—2002《地表水和污水監測技術規范》［18］，在線監控的點位布設依據《地表水自動監測技術規范》(征求意見稿)［19］。

2.2.3.2 地下水監控

地下水為選測項目，有條件的園區，可以根據實際情況監測園區周邊的地下水。監測點位盡量結合已有的地下水監測點位，避免重復。布點方法依據HJ/T 164—2004《地下水環境監測技術規范》［20］。

2.2.3.3 近岸海域監控

若重點液態環境風險源臨近海域或重點液態環境風險源所在企業污水最終排入海域，則應監控附近海域。近岸海域監控站位應設在污水匯入區域，一般采用網格法布點，兼顧海洋水團、水系鋒面，重要漁場、養殖場，主要航線，海灣，入海河口，環境功能區、重點風景區、自然保護區、廢棄物傾倒區以及敏感環境區等具有典型性、代表性的海域，必要時可增加站位密度，盡可能沿用歷史監測站位。具體布點方法依據 GB 17378—2007《海洋監測規范》［21］。

3 某化工園區重點液態環境風險源監控布點

3.1 基本情況

某化工園區地處經濟發達的長江三角洲區域內，依托長江深水岸線而建，規劃面積45 km2，是一家以發展石油化工、有機化工為主的化學工業園。該園區現有企業35家，包括石油與天然氣化工、有機化工、高分子材料、生命醫藥等領域。園區企業廢水經園區污水處理廠統一處理，達標后排入附近河道。

3.2 重點液態環境風險源監控布點

該化工園區共識別出重點液態環境風險源11個，均為罐區(儲罐)類環境風險源，其中一級環境風險源2個，二級環境風險源1個，三級環境風險源6個，四級環境風險源2個。液態環境風險源涉及的源物質包括甲苯、二甲苯、甲醇等易燃、易爆、有毒有害物。

在對該化工園區重點液態環境風險源資料調研、實地考察和分類分級的基礎上，根據“分區、分類、分級”監控的原則，對該化工園區重點液態環境風險源監控點位進行布設(圖2)。重點液態環境風險源本體設置了11個監控點位，該區域主要監控可能影響環境風險源安全狀態的工藝參數和環境參數。由于儲罐類型和監控指標的不同，具體監控儀器和設備的設置方法只能根據實際情況具體分析，可參考AQ 3036—2010《危險化學品重大危險源罐區現場安全監控裝備設置規范》［22］。事故緩沖區設置了監控點位12個，包括重點液態環境風險源所在企業的總排水口10個，以及園區污水處理廠的進水和總排水口。周邊敏感環境受體(地表水)監控斷面2個，分別位于園區污水總排放口上游500 m和下游100 m。

圖2 某化工園區重點液態環境風險源監控點位分布Fig.2 Monitoring sites distribution of major liquid environmental risk sources of chemical industry parks

4 結語

對重大環境風險源實施有效監控是將重大環境污染事件遏制在孕育期，是有效預防污染事故和減少環境危害的重要措施之一。對環境風險源進行科學監控是從源頭規避重大環境污染事故發生的有效途徑，監控布點是其中的一項關鍵技術。筆者在對液態環境風險源進行分類、分級和監控區域劃分的基礎上，借鑒流域水質目標管理的理念，提出了“分區、分類、分級”的化工園區重點液態環境風險源監控布點方法，并實際用于某化工園區。

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