1. 引言
随着社会经济的快速发展,区域工业化、城市化进程的加快,我国突发性环境污染事故已进入了高发期 [1] [2] 。2010年2月环境保护部开展全国重点行业企业环境风险及化学品检查工作,结果表明企业和地方政府环境安全意识比较淡薄,普遍缺乏全过程环境应急管理理念,石油化工企业集聚区是我国突发性环境污染事件的重灾区。2010年12月,环境保护部召开全国环境应急管理工作会议,指出我国环境安全形势日趋严峻,呈现出布局性环境风险十分突出,事件总量居高不下、类型多、发生区域广,事件诱因复杂、预警防范难、自然灾害及安全事故引发的次生环境事故加大等三大特征。落实科学发展观、建设生态文明型社会,做好新形势下的环境保护工作,必须解决环境风险问题,尤其是突发性环境污染事件的环境风险,切实保障人民群众生命健康和生态安全。
根据天津滨海新区发展规划,确定了“一城双港、九区支撑、龙头带动”的总体发展战略,并按照“中服务、南重化、北旅游、西高新”的产业发展格局,将滨海新区划分为滨海新区核心区、南部石化生态片区、北部宜居旅游片区、西部临空高新片区四个次区域。南部石化产业区规划以南港工业区为核心,将承担天津市及天津滨海新区现状石化产业转移及未来石化产业发展的任务,重点发展石化、冶金等临港重化产业。南港工业区正处于工业化快速发展的阶段,并将装备制造、石油化工等作为重点发展产业,势必带来相应的环境风险问题。由于特殊的地理位置和地形气象气候条件,天津滨海新区南港工业区地处河、海、陆交界地带,是生态环境极为敏感和脆弱的地带,大规模的经济建设将面临着较大的环境风险:环境风险源的类型和数量不断增加,导致环境风险源的集聚程度越来越高。因此,本文选择天津滨海新区南港工业区作为研究载体,将环境风险因素纳入到南港工业区经济和社会发展的综合决策之中,为南港工业区建设“环境友好、生态安全”的综合防灾体系提供科学依据。
2. 区域环境污染事件发生机制分析
环境风险是环境污染事件发生及造成损失的可能性或不确定性,是技术系统中的风险因子作用于受体,并对受体造成一定程度的损害 [3] 。因此,环境污染事件发生必须具备三个条件:诱发环境风险的因子,既风险源;环境风险因子形成危害的条件,既风险源控制机制;环境污染的受体,既风险因子影响范围内存在的人、有价值物体、自然环境等环境保护目标。风险源、控制机制、受体之间相互作用、相互影响、相互联系,形成了一个具有一定结构、功能、特征的复杂的环境风险体系。环境污染事件的发生是环境风险系统的各部分依次发生作用的结果。大体包含三个基本过程 [4] :① 风险因子释放过程,即环境风险源的形成及环境风险因子的释放;② 风险因子转运过程,即环境风险因子在环境空间中经一系列过程形成特定的时空分布格局;③ 风险受体暴露及受损过程,即环境空间中的风险因子损害某种风险受体,风险最终成为真正危害的过程。
风险系统与风险过程的关系如图1所示。
从环境风险发生过程来看,环境风险系统内各个要素相互作用、相互联系,形成了复杂的关联。这种关联的复杂性不仅表现在内容上,它们还可以是物质、能量或信息的关联,也就是说各要素之间关联的形成是多样的 [5] [6] 。图2描述了环境风险系统内各要素之间的复杂关联关系。
环境风险的形成由系统各个要素共同作用才能发生,而各要素又分别受多种因素的影响,形成了环境风险系统内各因素间复杂的因果表达关系。
3. 天津滨海新区南港工业区环境风险识别分析
区域风险源最主要的环境风险要素依次为危险化学品本身的物质危险性(毒性、易燃易爆性),硬件因素(储存情况)和泄漏危险性(泄漏量)。因此,参考国内外历史数据统计,从不同行业类型特征识别筛选主要风险评价因子和可能事故类型。
根据《重大危险源辨识》(GB18218-2000)、《危险化学品重大危险源辨识GB18218-2009》、《生产过程危害和有害因素分类与代码》(GB/T13816-1992)和《常用危险化学品的分类及标志》(GB13690-1992)等标准,环境风险源主要为可能引发突发性环境污染事故的危险化学品或重大环境基础设施。风险识别范围包括生产设施风险识别和生产过程所涉及的物质风险识别。生产设施风险识别范围:主要生产装置、贮运系统、公用工程系统、工程环保设施及辅助生产设施等;以上系统中存在大量的易燃易爆和有毒有害的物质,这些物质一旦发生泄露,与空气混合后会形成爆炸物,遇火源即发生火灾爆炸,或泄露扩散至周围环境,引起环境质量的恶化,危害人员健康。
区域环境风险,从危害角度可分为 [7] :火灾,以热辐射对人造成伤害和对财产造成损失;爆炸,以冲击波和抛射物对人造成伤害和对财产造成损失;有毒物质泄漏,通过摄入对人造成伤害,天津滨海新区南港工业区主要环境风险事故类型见表1。
环境污染事故一旦发生,其危险物质将通过大气、水体、土壤、地下水等介质进入周围环境,对环境造成影响和危害 [8] 。几种主要的转移和影响途径见表2。
天津滨海新区南港工业区规划范围约200 km2,以发展石油化工、冶金装备制造为主导,以承接重大产业项目为重点,以与产业发展相适应的港口物流业为支撑,建成综合性、一体化的现代工业港区。预计到2020年南港工业区建设两套1500吨核心炼化及相关乙稀装置,发展各类原材料共享的石化下游产业,建设石油储备基地,形成大型石化产业集群,是滨海新区工业经济超快速发展的时期,大乙烯、大炼油、大化工项目将集中上马。依据我国国民经济行业分类及相关事故统计分析,天津滨海新区南港工业区主要发展的工业行业类别中环境风险识别见表3。
4. 天津滨海新区南港工业区环境污染事故分析
综合以上对于环境风险源的识别分析,环境风险事故从危害角度可分为三大类别:火灾,以热辐射对人造成伤害和对财产造成损失;爆炸,以冲击波、抛射物对人造成伤害和对财产造成损失;有毒有害
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Table 1. Type of environmental risk accidents
表1. 环境风险事故类型分析
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Table 2. Transfer of hazardous materials and its influence path
表2. 危险物质转移和影响途径
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Table 3. Environmental risk identification of the main industrial of Nangang industrial park
表3. 天津滨海新区南港工业区主要产业环境风险识别
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Figure 1. The process of environmental risk
图1. 环境风险发生过程
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Figure 2. Relationships between components of environmental risk system
图2. 环境风险系统内各组成部分之间的关系
物质泄漏,通过摄入对人造成伤害和对生态系统造成损伤。根据规划产业定位,风险主要来自于分布在区域内的各生产装置系统、储存系统、道路和港口运输系统中,存在的大量易燃易爆和有毒有害的物质,这些物质一旦发生泄漏,会不同程度的扩散至周围环境,同时与空气混合后可能形成爆炸物,遇火源即发生火灾爆炸;另外,环保基础设施以及企业污染物处理装置运行故障,造成废水、工艺废气等污染物大量异常排放,会引起环境质量的恶化,危害人员健康。
1) 生产运营过程中有毒有害物质泄漏
南港工业区围绕石油化工、海洋化工、一碳化工、能源综合利用重点建设2套千万吨级大炼油、2~3套百万吨级乙烯,以及百万吨级聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、对苯二甲酸、二甲醚等大型石化项目,由于其生产运营过程中大量有毒有害及易燃易爆物质,将会造成苯、硫化氢、氨、乙烯等物质的泄漏,从而通过大气扩散而影响/损害附近区域的生态环境。
2) 危险品储运事故引发的环境风险
南港工业区港口(天津港南港区)物流中心面积达12 km2,设置石油、成品油、航空煤油、乙烯、二氯乙烷、环氧乙烷、环氧丙烷、溶剂油、苯乙烯、苯/甲苯/二甲苯储罐,总储存量达200万立方米以上;南港工业区石油化工区大型石化企业正常生产运营过程中相应石油化学品的储存量较大,且对运输补给量的需要增加。大量油品的储存与运输会引发火灾/爆炸事件,更有甚者,火灾往往会引发各贮罐之间的连锁反应恶性事故。同时,针对服务型滨海的策略要求,增强新区的服务辐射能力,高速物流中天津港、公路交通,尤其是危险化学品的运输加大,带来综合交通体系压力的同时,势必提升区域危险品运输风险水平。
3) 港口溢油事故引发的环境风险
据不完全统计,天津港1998年至2015年发生各类溢油事故约100起,尽管迄今为止还未发生过万吨以上的特大船舶溢油事故,但随着天津港吞吐量的增加、过往船只数量的增加,发生特大溢油事故险情也相应加大,将会对港区及周边区域生态环境造成很大影响。
4) 环保基础设施运行事故引发的环境风险
南港工业区将形成大型石化项目群,由于企业生产运营规模较大,水处理、大气污染治理等基础设施的运转不良将会使大量污染物在瞬间释放,从而影响区域的生态环境和人体健康。
5. 天津滨海新区南港工业区环境风险管理
根据区域环境风险管理“预防为主,过程管理”的原则,南港工业区环境风险监控体系的定位应提升至日常安全生产监控和应急现场监测相结合的全过程管理体系 [9] [10] 。通过搭建以天津滨海新区南港工业区环境监测预警中心、企业监测部门或资质化运营机构组成的多级立体滨南港工业区应急监测网络,对南港工业区石油化工区和化工码头等重点区域,危化品生产、运输、储存、经营、使用等重点企业优先实现风险源连续监控。实现环境污染事故应急监测、污染物判别、事故跟踪、信息发布等功能。依据有关部门整合监测信息资源,依托天津市及滨海新区应急指挥信息平台及相关网络,逐步健全南港工业区危险化学品应急救援信息管理系统(见图3),为突发环境事故的初步响应和后续决策提供科学的信息和及时迅速的预警。
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Figure 3. Information management system for hazardous chemical materials emergency rescue of Nangang industrial park
图3. 南港工业区危险化学品应急救援信息管理系统
6. 结论
在调查天津滨海新区南港工业区环境风险现状基础上,结合南港工业区产业布局,开展了系统的南港工业区环境风险识别。针对主要环境污染事件风险源识别、影响预测和风险源的控制与管理等薄弱环节,基于安全系统工程的分析和事故致因理论,进行系统的天津滨海新区南港工业区风险源识别工作,确定了环境风险可能引发的环境污染事故类型。从风险源的防护及风险受体的保护两个角度提出天津滨海新区南港工业区区域环境风险应急管理体系。