化工园区重点液态环境风险源监控布点研究

李霁，刘征涛 ，李捍东，刘秀华，和笑天，李腾

1.北京师范大学水科学研究院，北京 100875

2.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

近年来，环境污染事件频发，严重威胁了人民生命和国家财产安全，已引起世界各国的广泛关注［1-3］。化工园区是一类特殊的化学工业生产场所，其通过各种途径排放的污染物以及事故泄漏的污染物将直接或间接影响周边的生态环境［4-5］。因此，对化工园区可能造成重大环境污染事件的环境风险源进行有效地监控和管理，是遏制环境污染事故发生，保护生态环境安全的重要措施之一。

环境风险源是指可能引起环境污染事故发生，从而对环境或生态系统或其组分产生不利作用的部分。根据涉及的有毒有害物状态的不同，环境风险源可分为气态风险源、液态风险源和固态风险源［6］。目前，我国在环境风险源监控方面的研究尚处于起步阶段，相关研究多集中在安监部门的重大危险源监控与环保部门的突发性环境污染事故应急监测［7-10］。在环境风险源方面，研究主要集中在环境风险源的识别、分类［6］，监控技术规范的设计［11］和监控平台的构建等方面［12］，对环境风险源具体的监控布点方面缺乏系统的探讨。笔者以化工园区重点液态环境风险源为研究对象，建立了从源到周边敏感环境受体全区域监控布点方法，以期为化工园区重点液态环境风险源的有效监控，环境风险源管理与重大环境污染事故防范提供技术支撑。

1 监控布点原则

化工园区内涉及的环境风险源众多，种类复杂，如果对每个环境风险源都实施从源到敏感环境受体全方位的监控，将消耗大量的人力、财力和物力。考虑到我国当前的经济技术水平和环境管理水平，笔者借鉴流域水质目标管理中“分区、分类、分级、分期”管理的理念［13-16］，根据化工园区重点液态环境风险源的特点，按照“分区、分类、分级”的总原则实施化工园区重点液态环境风险源的监控，即针对不同类型、不同级别的环境风险源，对其监控布点的区域、采样的频次和监控指标等的要求不同。图1是重点液态环境风险源监控总体原则框架，其中“分区”是指液态环境风险源监控区域的划分;“分类”是指液态环境风险源分类和敏感环境受体(水环境受体)分类;“分级”是指液态环境风险源分级。

图1 重点液态环境风险源监控总体原则框架Fig.1 The principle of major liquid environmental risk sources monitoring

1.1 分区(监控区域的划分)

为了使获得的重点液态环境风险源监控信息具备完整性，重点液态环境风险源的监控区域不仅包括重点液态环境风险源本身，还应涵盖其可能的影响区域。根据监控期间关注点不同，液态环境风险源的影响区域划分(表1)可分为重点液态环境风险源本体、事故缓冲区和周边敏感环境受体(水环境受体)。

对化工园区而言，重点液态环境风险源本体是指重点液态环境风险源涉及的有毒有害物具体的生产、加工、搬运、使用或贮存单元，一般位于企业内部区域，对该区域应重点关注影响事故发生的参数。事故缓冲区为重点液态环境风险源涉及的有毒有害物可能的排放或泄漏通道，连接位于企业内部区域的液态环境风险源本体和位于园区外部区域的周边敏感环境受体(水环境受体)，对该区域应重点关注估算事故影响范围和程度的指标，便于一旦发生事故时可及时采取有效控制措施，避免造成进一步的环境污染。周边敏感环境受体是指液态环境风险源发生环境污染事故时直接或间接受其影响的敏感保护对象，一般包括大气环境受体、水环境受体和土壤环境受体。本研究中敏感环境受体仅考虑受重点液态环境风险源影响最密切、最直接的水环境受体。对该区域的监控应重点关注表征生态环境安全的指标。

表1 重点液态环境风险源监控区域划分Table 1 Monitoring regions of major liquid environmental risk sources

1.2 分类

环境风险源的分类方式有很多种，包括基于环境受体的分类方法、基于物质状态的分类方法、基于事故传播途径的分类方法等［6］。针对化工园区，为了便于重点液态环境风险源的监控研究，笔者根据液态环境风险源涉及的场所、设备、设施等(合称单元)的不同，将化工园区重点液态环境风险源(固定源)分为几类:有毒有害物生产场所(生产场所)，有毒有害物库区(库区)，有毒有害物储罐区(储罐)及有毒有害物输送管道和有毒有害物质污水排放口或储存池。在监控布点时，为便于借鉴现行的环境监测技术规范，根据水体类型不同，将化工园区重点液态环境风险源周边的敏感环境受体(水环境受体)划分为地表水、地下水和近岸海域。

1.3 分级

根据环境风险源发生事故的概率和事故后果不同，环境风险源可分为一般环境风险源和重大环境风险源［17］。重大环境风险源又可分为四级，具体分级标准详见文献［17］。

依据环境风险源的划分标准，将液态环境风险源划分为一般液态环境风险源和重点液态环境风险源。重点液态环境风险源根据其发生事故的概率和事故后果划分为一级重点液态环境风险源、二级重点液态环境风险源、三级重点液态环境风险源和四级重点液态环境风险源。发生事故的概率和事故后果的顺序为一级重点液态环境风险源＞二级重点液态环境风险源＞三级重点液态环境风险源＞四级重点液态环境风险源。

1.4 重点液态环境风险源监控布点原则

科学布点是重点液态环境风险源监控的基础。为了保证重点液态环境风险源监控的科学性、系统性、可靠性、代表性和可比性，及时、准确、可靠、全面地反映环境风险源的状况，同时兼顾监控费用的合理性，重点液态环境风险源监控布点应遵循以下原则:1)监控点位的选择以液态环境风险源识别、分类和分级为基础，不同级别、类型的风险源在布点范围和方法上应区别对待;2)监控点位的布设应尽可能涵盖整个重点液态环境风险源主要的影响区域，包括液态环境风险源本体、事故缓冲区和周边敏感环境受体(水环境受体);3)尽可能以最少的断面(点位)获取足够的有代表性的数据，同时需要考虑采样的可行性和方便性;4)重点液态环境风险源监控布点应以现有重大危险源监测布点和现行环境监测布点为基础，使重点液态环境风险源的监控与现有危险源监测体系和环境监测体系相适应、相融合。

2 化工园区重点液态环境风险源监控布点方法

根据重点液态环境风险源的布点原则，对化工园区不同类型的重点液态环境风险源进行分类、分级、分区域的布点。

2.1 不同级别重点液态环境风险源监控布点的一般要求

不同级别的重点液态环境风险源监测布点区域应有所区别:一级重点液态环境风险源，监控布点区域为从重点液态环境风险源本体到周边敏感环境受体的全部监控区域;二级重点液态环境风险源，监控布点区域为重点液态环境风险源本体和事故缓冲区;三级、四级重点液态环境风险源，监控布点区域为重点液态环境风险源本体及位于企业内部区域的事故缓冲区(表2)。

表2 不同级别重点液态环境风险源监测点位的一般要求Table 2 General requirements on monitoring regions for the different grades of major liquid environmental risk sources

对于二级、三级、四级重点液态环境风险源，当其上一级监控区域的监控数出现明显异常时，其监控区域应扩展至下一级。即当二级液态环境风险源企业外部事故缓冲区监控数据出现异常，应将敏感环境受体(水环境受体)纳入到二级液态环境风险源的监控区域中;当三级、四级液态环境风险源企业内部事故缓冲区监控数据出现异常，应同时监控企业外部事故缓冲区，依次类推。

2.2 重点液态环境风险源监控布点方法

2.2.1 本体布点

环境风险源本体监控即在具体源布点，监测可能影响环境风险源安全状态的工艺参数和环境参数。该区域采样点位的布设与生产工艺、生产设备、物料特性和存储单元等有关，应根据实际情况布点。

2.2.2 事故缓冲区布点

2.2.2.1 企业内部事故缓冲区布点

该区域采样点的布设与生产工艺和排水管网设置情况有关，通常选择在企业的污水排放口，车间或工段的排放口以及有关工序或设备的排水点。具体监测点位设置在管道的中央，水质混合均匀处。

2.2.2.2 企业外部事故缓冲区布点

若排水管道通向污水集中处理设施，应对未处理的进水和处理后的出水分别监测;若通过排水渠道直接排入地表水系，应在排入地表水系前的排水渠道布点。

2.2.3 敏感环境受体(水环境受体)布点

2.2.3.1 地表水监控

若重点液态环境风险源附近存在地表水环境受体，或重点液态环境风险源所在企业污水最终排入地表水，应在排放口或可能泄入区上下游的对照断面和控制断面设置监控点，有条件的园区和企业还可在消减断面布点。河段监控点位可结合已有的地表水环境监测点位布设，避免重复监控。具体采样位置应根据当地水流条件和排放口或可能泄入区位置而定。离线监控的点位布设依据HJ/T 91—2002《地表水和污水监测技术规范》［18］，在线监控的点位布设依据《地表水自动监测技术规范》(征求意见稿)［19］。

2.2.3.2 地下水监控

地下水为选测项目，有条件的园区，可以根据实际情况监测园区周边的地下水。监测点位尽量结合已有的地下水监测点位，避免重复。布点方法依据HJ/T 164—2004《地下水环境监测技术规范》［20］。

2.2.3.3 近岸海域监控

若重点液态环境风险源临近海域或重点液态环境风险源所在企业污水最终排入海域，则应监控附近海域。近岸海域监控站位应设在污水汇入区域，一般采用网格法布点，兼顾海洋水团、水系锋面，重要渔场、养殖场，主要航线，海湾，入海河口，环境功能区、重点风景区、自然保护区、废弃物倾倒区以及敏感环境区等具有典型性、代表性的海域，必要时可增加站位密度，尽可能沿用历史监测站位。具体布点方法依据 GB 17378—2007《海洋监测规范》［21］。

3 某化工园区重点液态环境风险源监控布点

3.1 基本情况

某化工园区地处经济发达的长江三角洲区域内，依托长江深水岸线而建，规划面积45 km2，是一家以发展石油化工、有机化工为主的化学工业园。该园区现有企业35家，包括石油与天然气化工、有机化工、高分子材料、生命医药等领域。园区企业废水经园区污水处理厂统一处理，达标后排入附近河道。

3.2 重点液态环境风险源监控布点

该化工园区共识别出重点液态环境风险源11个，均为罐区(储罐)类环境风险源，其中一级环境风险源2个，二级环境风险源1个，三级环境风险源6个，四级环境风险源2个。液态环境风险源涉及的源物质包括甲苯、二甲苯、甲醇等易燃、易爆、有毒有害物。

在对该化工园区重点液态环境风险源资料调研、实地考察和分类分级的基础上，根据“分区、分类、分级”监控的原则，对该化工园区重点液态环境风险源监控点位进行布设(图2)。重点液态环境风险源本体设置了11个监控点位，该区域主要监控可能影响环境风险源安全状态的工艺参数和环境参数。由于储罐类型和监控指标的不同，具体监控仪器和设备的设置方法只能根据实际情况具体分析，可参考AQ 3036—2010《危险化学品重大危险源罐区现场安全监控装备设置规范》［22］。事故缓冲区设置了监控点位12个，包括重点液态环境风险源所在企业的总排水口10个，以及园区污水处理厂的进水和总排水口。周边敏感环境受体(地表水)监控断面2个，分别位于园区污水总排放口上游500 m和下游100 m。

图2 某化工园区重点液态环境风险源监控点位分布Fig.2 Monitoring sites distribution of major liquid environmental risk sources of chemical industry parks

4 结语

对重大环境风险源实施有效监控是将重大环境污染事件遏制在孕育期，是有效预防污染事故和减少环境危害的重要措施之一。对环境风险源进行科学监控是从源头规避重大环境污染事故发生的有效途径，监控布点是其中的一项关键技术。笔者在对液态环境风险源进行分类、分级和监控区域划分的基础上，借鉴流域水质目标管理的理念，提出了“分区、分类、分级”的化工园区重点液态环境风险源监控布点方法，并实际用于某化工园区。

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［22］国家安全生产监督管理总局.AQ 3036—2010 危险化学品重大危险源罐区现场安全监控装备设置规范［S］.北京:煤炭工业出版社，2010.○