突发环境事件风险源识别与监控技术创新进展——(Ⅰ)环境风险源识别技术与应用

宋永会，袁鹏，彭剑峰，韩璐, 张茉莉

1.环境基准与风险评估国家重点实验室，中国环境科学研究院，北京　100012

2.中国环境科学研究院城市水环境科技创新基地，北京　100012

突发环境事件风险源识别与监控技术创新进展
——(Ⅰ)环境风险源识别技术与应用

宋永会1,2，袁鹏1,2，彭剑峰1,2，韩璐1，2, 张茉莉1，2

1.环境基准与风险评估国家重点实验室，中国环境科学研究院，北京100012

2.中国环境科学研究院城市水环境科技创新基地，北京100012

摘要：环境风险防控与环境风险源管理是我国当前环境管理的重要工作之一。为了防控重大环境污染事件，实现环境风险源有序管理、科学决策，开展了重大环境污染事件风险源识别监控与管理技术的研发创新。借鉴国外环境风险源管理经验，遵循环境风险源“分类、分级、分区”管理原则，研发了环境风险源分类、识别与定量分级方法，实现了典型化工园区、特大城市及全国尺度的环境风险源分级，初步提出了全国石化化工行业重点风险企业名单。开发了环境风险源综合管理系统，以期为重点风险源监管、环境风险防控提供技术支持。

关键词：环境风险源；识别；分级；风险源管理

Technological Innovation Progress of Risk Sources Identification

and Monitoring of Sudden Environmental Pollution Accidents:

1环境风险源识别与管理技术需求

近年来，我国突发环境事件呈现高发态势，1993—2012年的20年间我国累计报告各类突发环境事件28 000余例[1-2]。自2005年松花江特大水污染事件后，国家高度重视突发环境事件的风险防范与管理，2006年起开展了全国化工石化建设项目环境风险排查、全国重点行业企业环境风险及化学品检查、沿海地区陆源溢油污染风险防范检查、全国环境安全百日大检查等系列工作，环境风险防控成为我国当前环境保护的重要战略任务。

突发环境污染事件具有随机性、复杂性、高强度、高风险的特点，如何对可能发生的重大污染事件进行有效预防、预测和预警，在污染事件发生前后赢取主动、管理有序、决策科学是亟待解决的问题。在此背景下，2007年国家高技术研究发展计划(863计划)在资源环境技术领域启动了“重大环境污染事件应急技术系统研究开发与应用示范”研究项目，从突发环境事件的前、中、后期开展系统的技术研究，包括事故前的环境风险源识别、事件模拟与预警，事故中的应急决策与指挥，事故后的快速处理处置技术、环境修复技术等，并选择典型行业、重要区域、重要的环境敏感目标进行应急技术综合应用示范。

从源头规避突发重大环境污染事件的发生，是防范环境风险的最有效途径。因此，对可能导致突发环境事件的环境风险源(以下简称“风险源”)进行科学识别、分类分级有效管理是源头防范的关键，符合当前环境风险防范的迫切需求。结合国家需求，基于课题研究成果，笔者以建立国家、城市区域、化工园区多尺度环境风险源识别与分级方法展开论述，探讨方法应用与风险源监督管理问题，以进一步构建我国高效的环境风险源管理体系。

2国外风险源识别、分级内容与特点

(1) 美国企业环境风险分级管理

注：左栏为相关法律，右栏为相应的法规。图1　美国环境风险与应急管理法律、法规Fig.1　The laws and regulations for risk and emergency management of the United States of America

美国从20世纪70年代开始进行环境风险防范与应急管理的相关研究，目前已经形成较为完善的环境风险管理法律、法规与标准体系(图1)。1990年，美国《空气清洁法修正案(CAAA)》要求对使用、贮存有毒有害物质的风险源设施实施风险管理计划，对有毒物质的事故排放进行风险评估并建立应急响应。美国国家环境保护局(US EPA)随后颁布了《化学品事故防范法规》，该法规是美国第一部为预防可能危害公众与环境的化学品事故制订的联邦法规。法规中列出了77种有毒物质和63种易燃物质的控制清单与临界量值，要求生产、使用、贮存清单所涉及物质并超过临界量标准的企业必须提交并实施风险管理计划(risk management plan, RMP)。

依据风险分析、辨识情况，选择合适的模型对风险源导致事故发生的可能性和严重程度进行定性和定量评价，并基于风险源可能导致的事故后果，将企业风险划分为3个等级，从一级到三级风险水平依次增高。一级——最坏情况条件下，安全距离内无公众受体并且在过去的5年内没有引起场外环境不良后果的事故发生；二级——不是一级也不适合三级的企业；三级——符合美国职业安全与健康部(OSHA)的过程安全管理标准(PSM)或为指定10类高风险行业之一的企业。10类高风险行业包括纸浆造纸厂、石化炼油厂、石油化工制造业、氯碱制造业、所有其他基本无机化工生产、循环原油和中间体制造、所有其他基本有机化工生产、塑料和树脂材料制造、氮肥制造业、农药及其他农业化学品制造业。按照企业风险分级结果，详细规定了不同风险水平的企业制订、提交、修改及更新风险管理计划的具体要求[3]。

US EPA应急管理办公室(Office of Emergency Response)通过现场检查与监督来执行企业RMP，此外，US EPA还发布了一系列相关技术文件，包括《化学品事故防范风险管理计划综合指导》、《化学品仓库风险管理计划指导》[4]、《场外后果分析风险管理计划指南》[5]等。自1999年实施RMP，在规定时间内，全美约有15 000家企业列入风险管理计划范畴。

(2) 欧盟塞维索指令

20世纪70年代，欧洲发生了一些重大事故，尤其是1976年6月意大利塞维索发生的化学污染事故，促使欧盟(原欧共体)在1982年出台了《工业活动中重大事故危险法令》(82501EEC)，即《塞维索指令Ⅰ》，该指令旨在预防重大事故对人和环境的影响。随着《全球化学品统一分类和标签制度》的建立与完善，欧盟在2012年发布了《塞维索指令Ⅲ》(201218EU)[6]，对企业实行3个级别的控制。

意大利以《塞维索指令Ⅲ》为基础对风险企业进行分级，依据企业涉及的危险工业类型、工艺过程目录以及危险物质数量，将企业分为非危险级、危险级和非常危险级风险源，进一步量化企业事故对城镇居民、农业生产、工业生产可能造成的影响，以此判断风险源风险大小。

(3) 德国清单法

德国联邦环境局采用清单法对工业设施的安全性进行检查和评级，旨在降低企业的风险，对水资源环境进行全面的保护。与我国安全与环境跨部门监管相比，德国企业安全生产和环境风险管理均由德国联邦环境局统一负责，因此为企业内部安全与环境事故的风险控制和统筹管理提供了条件。清单法以对企业的综合评价为基础，其评价步骤包括：划分工艺单元，对风险物质进行评价，计算水环境风险指数；对储罐设备、防外溢保险设备、管道、物质的储存情况、防火设施和方案、密封系统、废水设施等不同的工艺单元进行检查和评价，得出企业的平均风险值，进而计算企业的真实风险值，将企业水环境风险划分为3个级别。

从美欧国家环境风险源管理经验来看，风险源识别以化学物质类别与数量为依据，分级指标易操作，监管对象范围清晰明确，具备严格的法律法规制度，从而保障了企业环境风险管理的有效性，为我国环境风险源识别分级技术方法与监管提供了借鉴。

3环境风险源识别与分级技术方法研发与创新

3.1内涵与特点

我国环境风险源识别与分级管理强调以防范突发环境污染事件、保障公众与环境安全为目标，遵循风险源“分类、分级、分区”管理原则。分类是指明确风险类型和高风险行业、企业，有针对性地建立风险防控方案；分级是指划分企业风险等级，对不同级别企业实施不同管理策略与管理要求；分区是指划分高环境风险区域，有针对性地制订政策、优化资源配置。风险源管理技术体系包括方法建立、管理策略提出、数据库构建等。其技术体系框架见图2。

3.2环境风险源分类

突发环境事件风险系统包括风险源、风险释放与传播过程、风险控制过程、环境风险受体[7]，研究环境风险系统组成及其之间的关联，是建立风险源识别与分级方法的理论基础。同时，对历史突发环境事件分析也是科学识别环境风险源、制订风险防控措施的重要依据[8-9]。突发环境事件案例特征分析包括风险源类型，污染物，事件发生、发展趋势，事件级别、类型、原因，环境危害等要素。

图2　环境风险源管理技术体系框架Fig.2　The technical framework of environmental risk source management system

综合考虑源的状态、类型，以及风险受体差异因素，构建了基于物质状态、事故传播途径、环境受体、饮用水源地、活动性差异以及综合分类的6种环境风险源分类方法[10]。

3.3环境风险源识别

环境风险源识别以环境风险物质为核心。环境风险物质定义为具有有毒、有害、易燃、易爆等特性，在意外释放条件下可能对场外公众或环境造成伤害、损害、污染的化学物质[11]。环境污染事件风险的大小与环境风险物质的理化性质、危险性和数量的多少密切相关，以环境风险物质清单识别企业环境风险，依据明确、易操作[12]。环境风险物质的选择以国内外已有物质清单及突发环境事件案例中出现的污染物为基础进行筛选，遵循“伤害等值”的原则，确定环境风险物质的临界量，建立了238种优先控制的环境风险物质清单，通过清单比对，对风险源进行识别[11]。

3.4环境风险源分级方法

环境风险源定量分级以事故全过程模拟评估为理念，综合考虑事故源头、传播作用过程与环境敏感受体的交互关系，基于事故源强分析、事故扩散过程模拟、事故危害损失评估、概率计算以及综合风险值计算展开。危害范围模拟应用了不同类型源强、传播扩散模型，危害损失评估包括对人群、社会、经济及生态环境等4个方面[13-14]，在评估人群危害时侧重事故强度与持续性、污染物特性及人群分布的关系，评估社会损失时侧重事件造成的社会影响，分别计算环境风险源对人群、社会、经济、生态环境的危害指数，通过加权得到环境风险源综合评价指数，依据综合评价指数对环境风险源进行分级表征。针对化工园区、饮用水源地、移动风险源的环境风险特征、风险传播过程及环境受体差异，分析了典型环境污染事件作用过程及用户需求，形成了针对不同对象的环境风险分级技术方法[15-19]。

环境风险源矩阵分级方法在简化环境危害后果评估基础上，综合考虑了企业环境风险物质种类与数量、生产工艺特征、环境风险防控技术水平及环境风险受体敏感性等因素，通过指标量化、建立分级矩阵表征风险源等级，将环境风险源划分为重大风险、较大风险和一般风险3个级别，矩阵分级法适用于城市区域及宏观尺度的环境风险源分级。

3.5环境风险源管理系统研发

应用上述风险源分类、识别、分级技术方法，开发了一套基于Web-GIS的风险源管理系统。该系统主要包括风险源信息数据库、环境敏感点管理、分类分级评估与综合管理模块。风险源信息数据库可实现辖区内所有风险源的基本信息管理、与环境敏感点交互查询、对数据的统计分析等；分类分级评估可实现对企业环境风险物质、环境风险受体、防控措施、风险级别的量化计算，显示分级结果及相关专题图(图3)。

图3　环境风险源管理系统展示Fig.3　The screenshots of environmental risk source management software

3.6环境风险源分级方法应用

研发的环境风险源识别与定量分级方法在典型化工园区开展了应用，并提出了分级管理建议[20-21]。针对我国化工企业环境风险底数不清的现状，应用环境风险源矩阵分级方法开展了全国重点行业企业环境风险分级。基于全国重点行业企业环境风险和化学品检查数据，对43 510家企业进行了初步的环境风险分级，结果表明：重大环境风险企业为7 943家，占检查总数的18.2%；较大环境风险企业9 569家，占总数的22.0%；一般环境风险企业25 998家，占总数的59.8%[22]。根据初步确定的全国石化化工行业重点风险企业名单，环境保护部发布了《关于通报全国重点行业企业环境风险及化学品检查情况的函》(环办函〔2012〕563号)，北京、吉林、江苏、重庆等省(市)环保部门已按照初步环境风险企业名单，开展企业环境风险分级管理。

4结论与展望

结合我国环境风险源管理需求和技术现状，研发了环境风险源分类、识别、分级技术方法，并针对典型化工园区、城市区域、全国进行了应用，对我国实施企业环境风险分级管理，遏制我国目前重大环境污染事件频发态势提供了有效的科技支撑。

建立环境风险源防控技术与管理体系是一项系统工作，环境保护部已发布了《企业突发环境事件风险评估指南(试行)》、《企业事业单位突发环境事件应急预案备案管理办法(试行)》、《突发环境事件应急管理办法》等文件。参考国内外环境风险源管理经验，我国应以环境风险源管理技术为基础，进一步从管理体制、机制和法律法规3个方面完善环境风险源管理制度，推动我国环境风险管理从“应急管理”向“预防管理”转变。

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(Ⅰ) Risk Sources Identification Technologies and Applications

SONG Yong-hui1,2, YUAN Peng1,2, PENG Jian-feng1,2, HAN Lu1,2， ZHANG Mo-li1,2

1.State Key Laboratory of Environmental Criteria and Risk Assessment, Chinese Research Academy of Environmental Sciences,

Beijing 100012, China

2.Department of Urban Water Environmental Research, Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012, China

Abstract:Environmental risk prevention and control and environmental risk source management is one of the important tasks of environmental management in China. In order to prevent and control major environmental pollution accidents, and to carry out efficient management of environmental risk sources and make scientific decision, the risk source identification, monitoring and management technologies for major environmental pollution accidents were developed. International experiences on environmental risk source management were summarized. Based on the principle of environmental risk source management “by type, by grade and by region”, the methods for environmental risk source classification, identification and quantitative-grading were developed. The methods could be used for environmental risk source classification on the typical chemical industrial park, mega-city and countrywide scale. A list of national key risk enterprises of petrochemical chemical industry was put forward. The environmental risk source integrated management system was developed, which could provide technical support for the key environmental risk sources supervision and the environmental risk control.

Key words:environmental risk sources; identification; classification; environmental risk management

中图分类号:X507

文章编号:1674-991X(2015)05-0347-06

doi:10.3969j.issn.1674-991X.2015.05.055

作者简介:宋永会(1967—)，男，研究员，博士，主要从事水污染控制与水环境管理技术研究，songyh@craes.org.cn

基金项目:国家高技术发展计划(863计划)项目(2008AA06A404)；国家科技支撑计划项目(2015BAK16B04)

收稿日期:2015-07-29

宋永会，袁鹏，彭剑峰，等.突发环境事件风险源识别与监控技术创新进展：(Ⅰ)环境风险源识别技术与应用[J].环境工程技术学报,2015,5(5):347-352.

SONG Y H, YUAN P, PENG J F, et al.Technological innovation progress of risk sources identification, monitoring and management of sudden environmental pollution accidents：(Ⅰ) risk sources identification technologies and applications[J].Journal of Environmental Engineering Technology,2015,5(5):347-352.