中国·金沙js9999777(百度VIP认证)-web address Login

建立环境安全预警和应急管理系统的思考

2021-09-05

本文分析了当前化工行业的环境安全突发事故特点,结合国内外化工行业发展形势和项目经验,对比目前在线监测的局限性,有针对性地提出了建立环境安全预警和应急管理系统的对策,阐明了该系统的技术要求,分析了建设系统的必要性、紧迫性以及实施后的社会效益和经济效益。


背景和引言

近年来,我国因污染排放及环境事故所引起的环境安全风险呈上升趋势,与污染物总量逐渐得到有效控制不同,环境风险涉及的污染物多、介质复杂、受体广泛。同时,伴随经济快速发展,由环境因素诱发的群体事件频频发生。随着经济社会的高速发展和转轨阶段的来临这种风险将愈加突出。国家环境保护从十二五规划开始已经将防范风险纳入到体系之中。

发生在化工园区或化工企业的突发环境污染事件已经引起全国各级管理部门乃至公众的极大关注。突发环境污染事件具有突发性、紧迫性、公众性、危害性等特点,其发生时不可预料,无法逆转,由于很难确切判估其发生时间、地点、破坏程度、可能的后果,一旦发生,不仅直接威胁到工农业生产、群众生活和社会稳定,同时应对措施不得当或任何延误都可能造成难以弥补的损失。为应对环境和安全突发事件,世界各国探索了很多管理措施与办法,但普遍缺乏实时监控技术支持;随着科学技术发展并结合当前环境安全的严峻形势,建设一套环境安全预警和应急管理系统正成为帮助企业提高应对突发事件能力的必然管理工具。

环境安全预警和应急管理系统是环境事故防范与处理的重要组成部分和主要依据:实时、快速、准确地定位污染源,测定出污染物的种类和浓度,预判扩散范围和速度,评估其危害程度,为主管部门和企业正确决策争取时间,有效控制污染范围,缩短事故持续时间,使事故造成的损失降到最低程度,为应急管理和处理提供强有力的技术保障和支援,为环境修复和改善提供技术依据和指导,为事故认定和善后处理处罚提供科学依据。

 

国内外现状

环境风险具有明显的行业性特征,化工行业的环境风险多由有机或无机毒物的空间累积引发。诸行业中,化工业环境安全隐患尤为突出。据统计,2014 年全国安全事故死亡人数约6.6 万人,其中化工行业约占其中20 %,每年因职业安全造成的经济损失约占GDP 总量的2 %,约合1500 亿元人民币。化工业具有危险源多、不确定性因素多、事故后果严重、事故连锁性强、评价难定量和影响复杂性等特征。化工重大危险源发生的泄漏、火灾、爆炸等重大事故, 不但对企业内部造成人员伤亡和财产损失,而且可能跨出厂界, 给社区及周边环境带来不可估量的影响。

近年来,发生在化工园区或石油化工企业的突发环境安全事件,引起全国各级管理部门乃至公众的极大关注。如2012 10月,环境安全百日大检查督察组对中石化下属的三家企业检查时发现中石化的炼油企业成了环境违法行为或安全隐患的重灾区。这三家中石化企业所在的广东省发生的突发环境事件为9 起,包括重大环境事件一起,数量位居当年全国第一。又如中石油大连分公司最近短短几年屡次出现重大环境安全突发事件,不仅造成重大经济损失,环境破坏,也大大挫伤了企业和当地政府的威信。当前公众环境安全意识快速提升,投诉频繁,主管部门面对争议,缺少真凭实据和历史数据来佐证管理的系统性、有效性,无法满足公众的要求,或消除公众的疑问,因此我们应当思考一个与公众沟通的可信技术手段。正如人民日报曾刊文,国外的PX项目能与公众和谐共处,主要得益于成熟而严格的环境风险管控制度。国外化工企业均不惜投入重金,确保最大限度地消除PX 生产的负面影响。比如韩国三星道达尔公司制定了高于政府规定6 倍的安全管理标准:在电路、水路上均采用双重冗余设置;对有害气体采取强化10 倍的处理方式;请第三方公司检测排放的气体,使数据更具有公信力;对新员工每年进行8 次安全培训,老员工每年有1~2 次安全演练;每个厂区都有自己的消防队伍;对于雷击、海啸等自然灾害都有预案。

目前我国现有环境应急管理体系中,无论是应急预案还是应急演练等工作都基于已经发生环境事故为前提,缺乏对事故预防和预警的建设。环境应急管理、技术手段和支撑、处置救援管理体系非常滞后。由于环保和安全关联程度高,环保、安监、医疗、消防等部门应急管理职责定位不清,区域联动协作机制、部门应急联动机制、应急社会动员机制、社会舆情监控引导机制等尚需建立健全。现有的环境监测方法对应急管理无实际意义,原因在于现有的环境监测手段偏重在环保符合性判断,缺乏实时数据和长期数据管理,监测参数比较单一集中在常规污染物,监测位置局限在排放口,并非是环境安全隐患的源头。

环境安全是社会稳定、经济发展的基础。国内外有许多围绕环境预警、应急联动为主题的开发方案,现有的系列解决方案为应急监测和预警信息系统的开发提供了宝贵的经验。早在1981年,美国休士顿化工区内企业联合规划建立HRM 监测系统,对工业区内环境空气进行监控和预警;加拿大British Columbia 省内共建有340 个空气自动监测站以及自动水质监测站来监控重要河流以及污染源排污情况。中国台湾的云林离岛工业区、花莲和平工业区以及大社林园石化工业区均设有完善的自动监测系统并委托制定机构进行长期运营维护。尽管国外石化工业区已经具有长期监控环境和安全风险的技术手段,随着科学技术发展和化工行业结构变化,这些国外现有的系统还需要进一步增强技术手段并深入到化工工艺第一线的风险点进行监控和预警,切实解决化工行业风险控制、事故预警和应急管理的要求。

近年来,发达国家持续加大国家预警应急技术的研发,尤其是跨部门、跨领域的多方联动应急技术体系。美国的国家应急反应系统和欧盟的欧洲安全研究计划等都显示出与预警应急联动体系相应的是以先进技术为支撑的软硬件结合的应急技术系统,是庞大的信息化工程。为此,各国普遍重视环境应急管理中的监测监控、预测预警、信息上报、应急响应、处理处置和调查评估等环节的技术研究,使环境安全管理形成了以下发展趋势:

(1)重视监测技术的实用性,特别是工艺过程的环境安全风险物质进行监控;

(2)重视基础数据的管理,包括数据综合汇集和信息分类管理等;

(3)注重现场数据的实时采集和传输,充分利用移动技术,结合GIS 等空间信息技术,形成对现场信息的远程管理;

(4)快速动态的应急性风险预测和危险分析技术也是重要的发展趋势;

(5)决策支持技术实现空间信息和应急预测、风险评估、救援技术等全方位的融合;

(6)跨部门、跨领域的信息共享与行动协调,形成联动的基础和事实。

 

加强系统建设的必要性和紧迫性

化工行业相关产业由于危险化学品种类多、危险性大;生产工艺复杂、工序繁多;生产规模大,风险等级高;生产过程连续性强,危险环环相扣;自动化控制程度高,风险识别难度加大;周边环境复杂,风险扩散难以控制,事故影响面大甚至特别巨大。目前规模化工企业或园区均有环境监测或污染源在线监测系统,但其在应急管理方面存在局限性:

3.1 常规监测执行不力

根据环境保护相关要求,如环境影响评价或相关法规,化工企业须进行定期的监测项目如空气、地表水质、地下水质、土壤等,以及工厂内部针对烟筒气体、放流水等的监测计划。实际上部分企业未认真切实的执行监测计划,而这些因子都可能是环境安全隐患,故更显在线监测的重要性和必要性。

3.2 监测对象局限

目前的污染源在线系统仅针对排口的常规污染物进行监测,并以数据传输,所联机的测站仅仅是极少几个排放口和河流断面,存在监测点位与风险管控的不匹配。

3.3 监测参数局限

污染源在线监测的对象主要是二氧化硫、氮氧化物、pH 值、化学需氧量、氨氮等常规参数,主要目的是判断排放是否达到污染物排放标准,无法对出现泄漏、爆炸、火灾等重大安全隐患或事故起到预判支撑,因此不是环境应急管理的主要目标。

3.4 监测布点范围的局限

环境风险往往瞬息变化,环境安全由点到线到面的监控升级,则监测的点位、分布范围与监测项目将是决定监测系统成效重要指针。

3.5 监测系统的局限

现有的环境监测体系仅针对被测试的样品,未结合气象、时空等关联信息数据,这些静态数据作为处理环境突发事件起到的作用非常有限。

由于当前的相关监测系统建设存在上述局限性,对突发事故发生缺乏应急指导功能、与相关职能机构以及上级管理层无法实现实时网络化的信息共享与传递,这些建设层面的不足,都将直接影响石油化工企业日常的环境安全管理。

随着化工企业入园要求的不断增强,国家和地方多次发文要求化工企业确保生产安全,老旧化工企业逐步入园,新建化工企业必须入园,正是化工园区管理部门进行整体规划的好时机,特别是加强环境安全预防预警能力建设。



对策分析

建立包括石化行业在内的高危行业的环境安全应急预警和管理体系,可以从以下几个方面开展:

(1)建立和加强应急理论体系研究,人才培养,制度建设;逐步提高管理能力建设,进行多学科、多领域、多层次交叉跨越的研究方法,改变以事后追究为主的被动管理手段,变成以预防预警为首的事前管理;突破原有条块化的技术分割和行政管理分割。

上世纪80 年代,美国《公共管理评论》(Public Administration Review)曾为应急管理-公共管理面临的新挑战出版过专题刊物,将应急管理列为公共管理的一个重要研究领域,经过四十多年的发展,欧美国家培养了许多应急管理人才,如华盛顿大学。路易斯安那大学等具有应急管理博士学位,美国还有专门的应急管理学院培养职业化应急管理人才。

为保障生产企业稳定安全作业,国计民生健康发展,相关政府职能部门已经计划进一步完善环境应急管理法律法规和政策标准体系建设;加强环境应急管理、技术和救援队伍建设;创新环境应急管理机制和保障机制;加强环境风险管理;开展环境应急监测预警工作;健全各类突发环境事件的处理环节和流程等系统管理工作。

(2)充分应用以新型监测技术为核心的硬件条件,建立应急管理技术平台,逐步实现跨部门、跨区域、跨行业的联动实时管理机制。

通过建设覆盖整个化工区的环境和化学品安全的在线和离线监控系统,结合现代互联网和物联网技术,后台运算和评估体系,实时通过数据、图像和视频等媒介管理环境和化学品安全风险,对化工区的生产区域和公共区域的废气、大气、水体、生产线泄漏源等进行全面的、立体的、实时的环境安全风险监控;通过多种环境模拟工具对异常信号进行风险评估和实时预测预报,结合专家库和数据库信息系统,为应急管理提供科学的辅助决策,在环境事故恢复过程中提供科学证据,为事故危害评估提供数字化信息,也为向公众开放环境安全信息提供手段和工具,增强企业和主管部门的公信力。

1 环境安全预警和应急管理系统架构示意图

Fig.1 Structure of emergency management system for

environmental safety performance

环境安全预警监控和应急管理系统建成后,具有以下特点:

(1)科学性。系统将环境应急的四个主要管理职责包含在一个基于现代信息化和先进的监控手段上的实时管理系统,不仅具备了环境事故处置和恢复的辅助决策功能,更具备了从环境安全风险源头控制的预防和预警功能,弥补了我国过去重视善后,忽视事前预防的缺失。指标体系结构以当前化工园区的产业特点进行设计,数据收集、计算方法、信息管理等都有科学依据。该系统达到国际领先水平。监测技术和手段上采用最新发展在线监控设备,从监测原理、频次、参数和效率等方面有区别于传统的环境监测手段。

(2)系统性。该系统在结构上包含环境应急管理的预防、预警、处置和修复的环节,监控手段包含环境与安全在线监控系统、移动巡检系统、加密监控实验室等层次。

(3)开放性。系统建设循序渐进,在对现有风险源辨别的基础上逐步配合管理体制改进系统流程和内容,并增加预防和预警控制点。系统体系结构、硬件平台、系统软件具有良好开放性和可扩展性,支持多种组件模块,硬件接口标准化,接口灵活的、并支持多种操作系统,多种网络协议和多种软硬件平台,适应技术升级、设备更新。

(4)实用性。该系统按照化工产业的工艺和物料特点,系统分析化工企业的风险源,依据实用的原则进行规划、设计、建设和使用。

(5)安全性。该系统的软件平台实用目前安全等级最高的运算机制和授权管理方式,所涉及的所有信息和数据都按照管理者的要求进行授权等级管理,确保数据和信息的安全性和有效性。

 

系统建设的效益分析

该系统不仅针对化工园区现有的有组织、无组织污染排放源在线监控数据进行联网管理,还通过风险源识别、优化布点、并引进代表国际最先进的环境监控技术的监控体系以及成熟的系统集成、配合专属的气象站提供的实时数据,运用可视化界面实时反映化工园区环境安全风险现状,既完善了当前化工园区环境监测的能力,弥补了监测点位和项目的不足,全面加强了监测的时效性和监测的时空关联性,更能够为提高环境安全综合管理能力,特别是环境保护行政主管部门应对突发环境事件的能力,起到判断准备、措施有效、处置及时的辅助作用。最大限度的保障人民全中的生命财产安全,减少事故对环境的污染和生态的破环。

该系统可以为化工园区安全运营保驾护航,合理改进提供实时依据,降低运营成本,更可以为化工园区提供全面实时环境安全信息,提供监管数据和决策分析,为预防和处理环境事件提供最迅速的数据和方案,为管理环境风险提供有力的技术保障,提升公信力。

综上所述,在全国重点行业,特别是化工行业开展环境安全在线监测预警系统和应急管理系统具有十分重要的作用和意义。

首先,该系统为化工园区企业安全运营保驾护航,通过该系统的实施,可以将部分环境安全风险消灭在萌芽阶段,大大降低环境安全事故的发生频次,减少次生环境危害和环境污染风险,也可以减少职业危害风险;为园区企业合理改进提供实时依据,相比于传统的化工行业检修管理,通过该系统的实施可以及时发现需要检修维护的设备,减少不必要的停车停产;为园区企业降低运营成本,通过该系统发现的泄露和维护,可以及时减少原材料或产品的损失,提高企业生产效率和节约生产成本。

其次,该系统为行政主管部门提供全面实时环境安全信息,为政府宏观管理提供基础,搭建公共平台撮合跨部门联动;为主管部门提供监管数据和决策分析,为预防和处理环境事件提供最迅速的数据和方案,可以通过应急机制减缓事故发生的速度,最大限度争取采取补救措施的时间,降低事故的危害或切断事故衍生的可能性;该系统的建设可以让风险企业的环境安全状况变得透明,通过与公众互动,提升主管部门的公信力,巩固社会安定团结的良好局面。

同时,该系统也为社会公众提供信心保障,化工企业周边的百姓由于缺乏对专业行业的了解,也缺乏适当的沟通方式和获取信息的渠道,对建立化工企业存在较大的抵触情绪,通过建立该系统,公众有了实时掌握化工企业的环境安全数据的渠道,让公众有了定心丸,更有利于经济建设和社会稳定的和谐发展。

 

结束语

化工污染问题并非产业自身问题,根本上是成本问题和管理问题,长期以来化工企业缺乏实时安全预警的技术手段,另一方面政府对于分散的化工企业监管成本高,导致监管力度不足。目前,重点省份对于化工企业和化工园区布局规划与转型升级相继提出要求,力求通过搬迁改造、规划选址、项目布局、项目建设等方面,从源头预防化工行业可能产生的环境安全问题,环境安全预警监控和应急管理系统已经得到环境保护部及环境应急与事故调查中心的高度重视,已经在全国多个地方开展系统建设的试点和推广,相信经过一段时间的建设,将有效促进化工行业的健康发展,显现出该系统对化工行业的保障护航作用。

 

参考文献

[1]董战峰,於方,曹东,等.建立中国环境安全预警机制[J].环境保护与循环经济,200828(4)4-5

[2]王述伟,魏子勇.环境安全预警和应急监测体系建设探讨[J].中国环境管理,20135(4)32-35

[3]刘娟.上海市突发环境事件特征及应急监测预警体系模式探讨[J].中国环境监测,201127(4)28-32

[4]朱大昕,应诚威.突发环境事件特征分析及典型案例[J]Water Pollution treatment201402(3)28-31

[5]环境保护部环境应急指挥领导小组办公室,环境保护部.突发环境事件典型案例选编[R].北京:中国环境出版社,2015