王昊

上海投資咨詢公司

關鍵字：危險化學品;突發(fā)事件;環(huán)境風險;應急預案

危險化學品突發(fā)環(huán)境事件是由于污染物排放、自然災害和生產(chǎn)安全事故等因素導致危險化學品有毒有害物質進入大氣、水體、土壤等環(huán)境介質，突然造成或可能造成環(huán)境質量的下降，危及公眾身體健康和財產(chǎn)安全，造成生態(tài)環(huán)境破壞，或造成重大社會影響，需要采取緊急措施予以應對的事件。主要包括大氣污染、水體污染和土壤污染等突發(fā)性環(huán)境污染事件。

危險化學品突發(fā)環(huán)境事件風險評估是指在風險事件發(fā)生之前或之后，對該事件給人們的生活、生命、財產(chǎn)等各個方面造成的影響和損失的可能性進行量化評估。

為有效預防環(huán)境風險事故的發(fā)生，完善配置應急資源，組建專業(yè)應急救援隊伍，提高應急決策的科學性和時效性，全面提升企業(yè)在防范環(huán)境風險和應對環(huán)境事件上的能力，最大限度降低環(huán)境污染、人員傷害和財產(chǎn)損失，企業(yè)所制訂的應急預案，以規(guī)范應對突發(fā)環(huán)境事件的應急機制，提出突發(fā)環(huán)境事件的預防預警和應急處置程序及應對措施。

2014年12月19 日，國務院印發(fā)了《國家突發(fā)環(huán)境事件應急預案》（國辦函〔2014〕119號）；2015年4月16日，環(huán)境保護部公布了《突發(fā)環(huán)境事件應急管理辦法》（環(huán)境保護部令第34號），標志著國家對突發(fā)環(huán)境風險事件的重視，開展工業(yè)企業(yè)危險化學品突發(fā)環(huán)境風險評估和應急預案編制工作勢在必行。本文以寶鋼特鋼有限公司為例，對特大型企業(yè)危險化學品突發(fā)環(huán)境風險評估和應急預案編制工作進行探索和研究。

1 企業(yè)概況

寶鋼特鋼有限公司（以下簡稱寶鋼特鋼）位于上海市寶山區(qū)吳淞工業(yè)區(qū)內，占地面積2.48km2，創(chuàng)建于1958年，是我國最早的特殊鋼生產(chǎn)基地之一，2012年由寶鋼集團回購后組成為全資子公司。幾十年來，寶鋼特鋼一直致力于關鍵特種材料的研制和生產(chǎn)，是我國航空航天材料研制生產(chǎn)的最核心單位之一，現(xiàn)有員工3 600余人。寶鋼特鋼擁有特種冶金、不銹鋼及結構鋼、高合金鋼長材、銀亮鋼、合金板帶及鋼管等多條現(xiàn)代化的生產(chǎn)線，形成了以特冶、不銹鋼、結構鋼三大系列為核心的產(chǎn)品體系，并聚焦于航空航天、能源、汽車（交通）三個關鍵行業(yè)以及模具鋼、軸承鋼、冷軋輥/芯棒及不銹鋼線材等四大類專業(yè)化產(chǎn)品。主要生產(chǎn)工藝見圖1。

寶鋼特鋼現(xiàn)有煉鋼廠、特材事業(yè)部、寶特長材公司（包括條鋼廠和銀亮鋼廠）、鋼管廠、板帶廠（包括熱軋廠和冷軋廠）等生產(chǎn)廠，2015年鋼產(chǎn)量216 400t，材產(chǎn)量657 400t，產(chǎn)值64億元。由于生產(chǎn)需要，寶鋼特鋼儲存有大量的硫酸、氫氟酸、硝酸、氫氧化鈉、液氨等危險化學品。

2 危險化學品突發(fā)環(huán)境事件風險評估

2.1 環(huán)境風險物質及風險單元

圖1 寶鋼特鋼生產(chǎn)工藝流程圖

圖2 -1環(huán)境風險單元劃分示意圖

通過對寶鋼特鋼危險化學品儲存和使用情況分析，篩選出硫酸、氫氟酸、硝酸、氫氧化鈉、液氨、廢酸、廢堿、表面處理廢物等主要環(huán)境風險物質，并根據(jù)廠區(qū)平面布置，以寶鋼特鋼的二級生產(chǎn)廠為單元，將企業(yè)劃分為鋼管廠、條鋼廠、板帶廠冷軋、板帶廠熱軋、銀亮鋼廠等五個環(huán)境風險單元（見圖2-1）。上述五個環(huán)境風險單元均設置有酸洗儲罐區(qū)、危險廢物暫存點、酸洗區(qū)域，其中鋼管廠、條鋼廠、板帶廠冷軋各設置一處液氨站，板帶廠冷軋廠區(qū)西北側設置一處酸洗污泥暫存間。

2.2 危險化學品突發(fā)環(huán)境事件情景分析

通過對國內外同類型企業(yè)或使用相似危險化學品企業(yè)發(fā)生的突發(fā)環(huán)境事件進行調查分析，確定了寶鋼特鋼突發(fā)環(huán)境事件情景設定的基本原則，見表2-1。

同時，根據(jù)寶鋼特鋼環(huán)境風險物質的使用和儲存情況，基于現(xiàn)有風險物質、風險單元環(huán)境、風險防范措施現(xiàn)狀和工藝危險性特征等，設定了寶鋼特鋼可能發(fā)生的事故情景，見表2-2。

表2 -1企業(yè)突發(fā)環(huán)境事件情景原則設定

2.3 危險化學品突發(fā)環(huán)境事件情景源及后果分析

根據(jù)突發(fā)環(huán)境事件情景分析，確定了寶鋼特鋼發(fā)生概率最大的突發(fā)環(huán)境事件為危險化學品泄漏事故以及危險化學品燃燒爆炸事故。

2.3.1危險化學品泄漏事故

（1）事故原因分析

根據(jù)危險化學品的儲存量、揮發(fā)性及危險程度，確定以液氨作為分析對象。

①泄漏量源強

液氨泄漏量源強按單個液氨罐全部泄漏的量計，為200kg。

②泄漏速率

假定液氨的特性是理想液體，泄漏速率QL按下列伯努利方程計算：

式中：

QL——液體泄漏速度，kg/s；

Cd——液體泄漏系數(shù)，此值常用0.6～0.64，本次分析取0.64；

A——裂口面積，m2；

ρ——液體密度，kg/m3，液氨取617kg/m3；

P——容器內介質壓力，1 033 900Pa；

P0——環(huán)境壓力，Pa；

g——重力加速度，9.81m/s2；

h——裂口之上液位高度，m；

通過上述公式計算得出液氨的泄漏速率QL=0.78kg/s。按照液氨最大存量計算，考慮最不利情況（全部泄漏完畢），則存放的液氨將在4.3分鐘即泄漏完畢。通常發(fā)生液氨鋼瓶泄漏事故后通過報警、噴淋等措施，對泄漏事故進行控制。液氨的閃蒸率F=0.183。根據(jù)經(jīng)驗，當F≥0.2時，一般不會形成液池。當F＜0.2時，F(xiàn)與帶走液體之比存在線性關系。通過計算可知液氨泄漏時形成液池的量非常小，可視為全部被蒸發(fā)。因此液氨的蒸發(fā)速率近似等于泄漏速率為0.78kg/s。

表2 -2突發(fā)環(huán)境事件情景分析

（2）事故風險預測

預測最大可信事故發(fā)生后，液氨泄漏后揮發(fā)為氨氣在不同的氣象條件下，下風向軸線各點、最大落地濃度及出現(xiàn)的時間。根據(jù)不同氣象條件下預測結果的規(guī)律，選擇大氣穩(wěn)定度為不穩(wěn)定B、中性條件D和穩(wěn)定條件E，以及風速分別為0.5m/s、1.5m/s、3.0m/s的氣象組合條件進行預測。

①預測模式

根據(jù)泄露物料的特征，選用多煙團預測模式，預測?；穫}庫內單桶化學原料發(fā)生泄露后，對下風向環(huán)境空氣的影響。

預測模式如下：

式中：

C(x，y，o)——下風向地面(x，y)坐標處的空氣中污染物濃度(mg/m3)；

X0，Y0，Z0——煙團中心坐標；

Q——事故期間煙團的排放量；

σx、σy、σz——為 X、Y、Z 方向的擴散參數(shù)（m），常取σx=σy

對于瞬時或短時間事故，可采用下述變天條件下多煙團模式：

y坐標，由下述式計算：

各個煙團對某個關心點t小時的濃度貢獻，按下式計算：

式中n為需要跟蹤的煙團數(shù)，可由下式確定：式中，f為小于1的系數(shù)，可根據(jù)計算要求確定。②預測結果

液氨發(fā)生泄漏時最不利情況發(fā)生在風速1.5m/s、D穩(wěn)定度的大氣條件下，其中最大落地濃度為198 285.529 mg/m3，最大落地濃度出現(xiàn)的距離為8.1m；達到立即威脅生命和健康的濃度范圍的最大距離為85m，達到LC50（半致死濃度）的最大距離為140.9m，影響距離均在廠區(qū)范圍內；達到短時間接觸允許濃度范圍的最大距離為890.1m。以氨的立即威脅生命和健康的濃度以及LC50（半致死濃度）作為危險閾值的計算標準，可能出現(xiàn)危險閾值的距離范圍不超過140.9m。由于本工程液氨罐容量較小，泄漏事故持續(xù)時間很短（約4.3min），即使出現(xiàn)危險閾值的距離范圍內也不會對人體產(chǎn)生致命影響。

2.3.2 危險化學品燃燒爆炸事故

氨氣在局部空間中，與空氣混合至16～25%濃度區(qū)間時，遇明火會產(chǎn)生爆炸。氨氣的最易引燃濃度為17%。根據(jù)資料調查，液氨使用場所爆炸的主要原因絕大多數(shù)是局部區(qū)域內氨氣的濃度達到燃爆的濃度區(qū)間。

在所有氣象爆炸中，蒸汽云爆炸影響范圍和程度較大，因此選取儲罐區(qū)蒸汽云爆炸作為燃爆可信事故源。即儲罐液氨泄漏，或在儲罐檢修換氣中，氨氣在儲罐上方聚集，與空氣混合并達到燃爆濃度，延遲點火，產(chǎn)生蒸汽云爆炸。

按照最大量假設，儲罐中100%液氨量泄漏蒸發(fā)，氨氣在儲罐上方聚集，與空氣混合并達到燃爆濃度，延遲點火，產(chǎn)生蒸汽云爆炸。參與爆炸的氨氣總質量按照液氨儲量最大的條鋼廠液氨站計為3 600kg。

利用RiskSystem風險評價系統(tǒng)計算，進行爆炸事故預測：

WTNT=αWfQf/QTNT

式中：WTNT——蒸氣云的TNT當量，kg；

α——蒸汽云爆炸的效率因子，表明參與爆炸的可燃氣體的分數(shù)，取α=18%；

Wf——蒸汽云中燃料的總質量，kg；

Qf——蒸汽的燃料熱，J/kg；

QTNT——TNT的爆炸熱，一般取4.52×106J/kg。

預測結果見圖2-2。

圖2 -2危險化學品燃燒爆炸事故后果預測圖

可見，若液氨發(fā)生爆炸，取最不利工況條件，假定爆炸時物質全部發(fā)生蒸汽云爆炸，則死亡半徑為14.4m，重傷半徑為41.6m，財產(chǎn)損失半徑為34m，最大波及范圍可達液氨罐外74.6m。

2.4 危險化學品突發(fā)環(huán)境事件風險等級

通過定量分析企業(yè)生產(chǎn)、加工、使用、存儲的所有環(huán)境風險物質數(shù)量與其臨界量的比值（Q），評估工藝過程與環(huán)境風險控制水平（M）以及環(huán)境風險受體敏感性（E），按照矩陣法對企業(yè)突發(fā)環(huán)境事件風險（以下簡稱環(huán)境風險）等級進行劃分。環(huán)境風險等級劃分為一般環(huán)境風險、較大環(huán)境風險和重大環(huán)境風險三級，分別用藍色、黃色和紅色標識。

（1）Q值

對寶鋼特鋼五個環(huán)境風險單元的Q值分別進行計算，得出：鋼管廠、板帶廠熱軋、銀亮鋼廠屬于Q1等級，條鋼廠、板帶廠冷軋均屬Q(mào)2等級，其中板帶廠冷軋的Q值最大，為17.14，全廠Q值為49.95，屬于Q2等級。

（2）M值

通過對寶鋼特鋼生產(chǎn)工藝過程、安全生產(chǎn)控制措施、水環(huán)境風險防控措施、大氣環(huán)境風險防控措施、環(huán)境風險日常管理措施、環(huán)評及批復的其他環(huán)境風險防控措施落實情況、生產(chǎn)廢水排放去向等方面進行評價，得出寶鋼特鋼屬于M2類水平。

（3）E值

通過對寶鋼特鋼周邊環(huán)境進行調查，得出企業(yè)周邊500 m范圍內人口總數(shù)大于2 000人，屬于E1類型。企業(yè)周邊環(huán)境風險受體分布情況見圖2-3。

圖2 -3企業(yè)周邊環(huán)境風險受體分布情況

（4）環(huán)境風險等級確定

根據(jù)Q值、M值、E值判斷，寶鋼特鋼屬于重大環(huán)境風險，見表2-3。

表2 -3 企業(yè)環(huán)境風險等級判定表

3 危險化學品突發(fā)環(huán)境事件應急預案

根據(jù)風險評估結果，制訂了應急預案，以規(guī)范應對突發(fā)環(huán)境事件的應急機制，提出突發(fā)環(huán)境事件的預防預警和應急處置程序及應對措施，完善與各級政府相關部門的銜接和聯(lián)動體系。

應急預案主要包括預防與預警、應急處置、后期處置、應急保障等內容。

3.1 預防與預警

3.1.1 預防

（1）建立健全各項規(guī)章制度，落實安全生產(chǎn)責任制。

（2）定期檢查電器及防雷設施的完好，定期檢測氣體報警儀，及安全附件的可靠性。

（3）配備足夠的滅火器等消防器材，并指定人員定期檢查，年度做消防聯(lián)動測試，定期檢查消防設施的有效備用狀態(tài)。

（4）在危險要害部位，設置明顯的安全警示標志，便于公眾識別。

（5）對相關人員進行安全專項培訓，特種作業(yè)人員參加政府部門組織的資質培訓，考核合格后持證上崗。

（6）加強對員工安全生產(chǎn)教育培訓，提高安全生產(chǎn)意識，掌握安全技能，提高對事故的應急處理能力。

3.1.2 預警

（1）紅色預警

發(fā)現(xiàn)事件的第一時間上報總經(jīng)理，由總經(jīng)理指揮。應急指揮部組織啟動預案，并在0.5 h之內上報外部政府有關部門請求外部援助。若上級主管部門已趕到現(xiàn)場，指揮權應移交主管部門。

（2）橙色預警

發(fā)現(xiàn)事件的第一時間上報能源環(huán)保部部長，由能源環(huán)保部部長指揮。并在0.5 h內報總經(jīng)理，由總經(jīng)理宣布啟動預案。

（3）黃色預警

現(xiàn)場人員報告班長，由值班的班長指揮，并在0.5 h內報車間主任。由車間主任視現(xiàn)場情況組織現(xiàn)場處置，落實巡查，消除隱患；如隱患未消除，則通知相關值班調度、應急指揮部做好應急準備。

3.2 應急處置

.當公司發(fā)生危險目標物料輕微泄漏或火災初期等較小事故，達到III級環(huán)境事故時，生產(chǎn)部應立即啟動III級預警，現(xiàn)場緊急處置并密切注意泄漏或火災等事故發(fā)展態(tài)勢。

當物料泄漏或火災態(tài)勢較為嚴重達到Ⅱ、Ⅰ級環(huán)境事故時，生產(chǎn)部應立即宣布事故處理應急指揮組的組成，明確現(xiàn)場指揮人員，并啟動事故應急預案。

指揮組安排各應急響應小組及相關部門各就各位，實施應急救援行動。當判斷公司搶險、搶救、搶修力量不足時，或事故可能危及周邊企業(yè)等環(huán)境時，應急指揮組必須立即通知周圍居民、相鄰單位采取相應的防護、安全措施；立即報告當?shù)卣?，向專業(yè)的搶險救援部門（消防隊、醫(yī)院等）請求支援，以利于政府相關部門組織政府、社會力量投入救援工作或啟動更高級別的應急救援預案，全面展開救援工作。應急處置流程見圖3-1。

圖3 -1應急處置流程圖

3.3 后期處置

突發(fā)環(huán)境事件結束后，應急指揮部組織物資供應組和通訊聯(lián)絡組的組長和成員，應按照《突發(fā)環(huán)境事件調查處理辦法》（國家環(huán)保部令2014年第32號）對環(huán)境事件的處理情況進行調查和評估，主要內容包括事件概況、突發(fā)原由、現(xiàn)場處理情況、受害人群救治情況、經(jīng)濟損失、應急處理過程存在的問題和取得的經(jīng)驗，調查評估報告經(jīng)指揮部審定后報相關部門。

突發(fā)環(huán)境事件結束后，應急指揮部組織報警警戒組、醫(yī)療急救組的組長和成員，負責處置現(xiàn)場清理、人員安置和賠償、污染物收集、清理與處置等善后工作。各部門對所負責的善后工作制定嚴格的處置程序，盡快恢復事故發(fā)生區(qū)的正常工作。

事故善后處置工作結束后，應急指揮部應針對本預案進行總結，總結內容包括：預案對突發(fā)環(huán)境事件的評估是否準確、應急救援決策是否準確有效、應急救援資源調配是否合理、應急救援行動是否協(xié)調、通信是否暢通，評估本預案不適之處，及時提出修訂意見并更新應急預案。

3.4 應急保障

應急保障主要包括應急隊伍保障、經(jīng)費保障、應急物資裝備保障、應急通信與信息保障、其他保障（交通運輸保障、治安保障、技術保障、醫(yī)療衛(wèi)生保障）等。

4 結語

本文通過對寶鋼特鋼有限公司危險化學品突發(fā)環(huán)境風險評估及應急預案的探索和研究，幫助寶鋼特鋼有限公司構建了由1個綜合應急預案、2個專項應急預案和2個現(xiàn)場處置預案組成的應急預案體系。該研究成果順利通過了上海市環(huán)境保護局的備案，為企業(yè)應對危險化學品突發(fā)環(huán)境事件保駕護航。同時，通過本次探索和研究，建立了環(huán)境風險物質及風險單元識別、突發(fā)環(huán)境事件情景分析、起源及后果分析的典型危險化學品突發(fā)環(huán)境事件風險評估技術方案，成功應用了Q值、M值、E值風險等級判定法，并根據(jù)企業(yè)風險等級制訂了包括預防與預警、應急處置、后期處置、應急保障等主要內容的應急預案，為同類型企業(yè)或使用類似危險化學品的企業(yè)提供了重要參考。

此外，通過本次探索和研究，筆者深深感到危險化學品突發(fā)環(huán)境風險管理的重要性，要控制其環(huán)境風險，必須從源頭抓起，充分分析其風險類型、評估其后果，并制定有針對性的應急預案，一旦發(fā)生突發(fā)環(huán)境事件，應立即響應，在短時間內使環(huán)境事件得到有效控制，防止事件擴大或惡化，最大限度地降低事故造成的損失或危害。