工业园区治理案例｜广州南沙小虎化工园区有毒有害气体预警体系建设项目

前言   2020年3月，国务院发布了《关于构建现代环境治理体系的指导意见》，明确要求要创新环境治理模式，积极推行环境污染第三方治理，开展园区污染防治第三方治理示范，探索统一规划、统一监测、统一治理的一体化服务模式。“上海化学工业区联合异氰酸酯项目的危险废物管理服务”是园区第三方治理案例，通过“政府引导、企业参与、院校支撑、市场化运营、专业化管理”的合作模式，明确了各方职责与付费机制，实现了园区污染治理的专业化技术服务和市场化运营，具有较好的典型性和示范意义。   案例概况
  本案例实施单位为广东中联兴环保科技有限公司。该案例总投资3000万元，包含7个有毒有害气体预警监测子站、1套信息化平台和1个系统支持实验室，建设形成了覆盖园区所有43家化工企业的有毒有害气体环境风险预警体系。该项目含盖隐患排查、风险评估、统筹布点、仪器选型、子站建设、软件开发、科学研究、运营维护、溯源服务等内容，以“风险防范区和边界防护区全覆盖、兼顾重点敏感区”为原则，探索形成了化工园区预警体系建设六步工作法，即“摸底数、布站点、建平台、设阈值、建模型、配制度”，实现环境应急管理工作从事后响应到事前预防的转变。据统计，针对小虎化工园区的投诉案件呈逐年递减趋势。系统运行至今，累计检测出129种有毒有害气体，共计9000多万条实时监测数据。   案例特点和模式
  1. 全天候环境风险预警服务。第三方服务团队在园区管理中心提供24小时运营管理服务，发生警情时由园区授权服务团队直接联系企业核实情况，确保在5分钟内核实上报、迅速响应。服务团队还协助园区开展日常隐患排查、泄漏检测、风险评估、应急预案等工作，从源头上帮助企业识别化解风险隐患，提升园区整体风险防控水平和应急管理能力。   2. 科学高效的有毒有害气体溯源机制。项目集成了园区企业风险源、监测子站、泄漏检测台账、地形地貌、风力风向等各类数据，构建了有毒有害气体扩散趋势模型和基于三维实景的园区智能化数据分析处理平台，通过实时计算和快速匹配，实现了有毒有害气体排放高效溯源。   化工园区有毒有害气体预警监测体系主要由大气环境风险隐患排查、监测系统建设、系统集成、数据分析、综合整治共五个模块技术进行有机结合，形成针对化工园区有、无组织排放的大气环境风险物质防范及综合治理技术。以“打造先进和科学的环境风险预警与环境安全全过程管理体系”为宗旨，突出“四个结合（预防+预警、治理+管理、平时+战时、科研+实践）”的系统化实现。打造“SCET模式”（Supervise管理+ Consulting咨询+ Engineering工程+ Terrace平台），为化工园区提供环境咨询、环境管理、工程建设、环境监测、平台建设等环境解决措施，为园区环保工作的开展进行系统设计和整体策划，从环境保护层面为园区的科学管理提供决策依据，全面提升整体园区环境监察及监管水平，助力园区产业可持续发展。     模式创新性   1．建立项目实施工作体系 小虎化工园区是珠三角特大型石油产业链物流中心，环境安全不仅对南沙，而且对周边城市都很重要。为此，南沙区政府高度重视安全生产及环境应急管理工作，针对小虎化工园区成立专责管理工作领导小组，由区政府常务副区长担任组长，负责统筹、协调解决小虎化工园区管理过程中出现的重大问题。小虎化工园区有毒有害气体预警体系试点获批后，区内立即组建项目领导小组和执行小组，由南沙区环保部门牵头实施，选取国内顶尖科研机构提供技术支持，足额配备项目资金，全面保障项目实施。   2．建立跨部门联动工作机制 有毒有害气体预警体系在监控数据、人员队伍、管理制度等方面均与小虎化工园区管理中心平台进行了全面融合，预警体系作为子系统与园区平台对接后，大大促进了各部门的资源和力量整合，便于应急管理部门统筹考虑自然灾害、环境事故、公共卫生事件、社会安全事件等各种风险，实现了跨部门、跨地区、跨专业的统一指挥协调、快速反应、信息共享、应急联动、辅助领导决策分析等功能，全面提升小虎化工园区应急管理、联动处置及社会治理水平，实现应急第一时间响应，及时解决出现问题，最大限度消除不良影响的目的。   当平台出现预警后，其联动机制如下： 平台发出“异常”、“注意”级别预警后，小虎化工区管理中心联合环保局派驻人员协同核实警情，如情节轻微，则督促企业排查改正；   平台发出“警告”级别预警后，安排人员进行现场核实，并通知相关单位做好应急准备；   平台发出“高报”级别预警后，经现场核实后，按应急预案启动应急处置流程。   3．落实企业主体作用 预警体系建设是一项系统工程，需要企业、园区和环保部门、第三方服务机构协同推进、共同落实。按照“企业负责风险源、园区负责公共区域、环保部门负责环境敏感点、第三方机构负责整个园区大气预警监测服务”的原则，以落实《大气污染防治法》等法律法规为契机，推动企业加强主体责任意识，建立“以标准化建设为抓手全面提升环保管理水平”的工作格局，形成企业、园区和部门、第三方服务机构间的风险防范联动机制，减少了事故发生的概率，确保企业绿色、安全、可持续发展。   治理效果   1.所用技术及工艺 小虎化工园区有毒有害气体预警监测体系构建按照“两个维度、四个方面开展”，第一个维度是平战结合监测，包含平时状态和应急状态两方面的区域监测，第二个维度是有无组织监测，包括企业有组织排放和无组织排放的实时监测，推动化工园区大气环境的持续改善。   在数据来源获取层，通过园区综合摸底排查，获取园区企业生产过程中的污染物有组织、无组织排放情况、企业环境风险源分布情况、园区周边敏感点分布情况等，构建“点+面”的区域有毒有害气体预警监测网络，实现对区域平时及应急状态下、对企业有毒有害气体有组织及无组织排放情况实时在线监测。   在数据展示层，打造区域有毒有害气体预警监测体系信息化平台，实现硬件的集成、软件集成及数据集成。   在数据分析层，分为两个方向，即污染物排放规律的研究、挖掘以及实时警情分析，主要对污染物的来源，变化趋势及将会造成的环境影响进行实时评估分析。   在综合整治层，通过对大气环境风险物质源头的排查以及工段针对性的监控，帮助企业找到污染源头并实施改善方案。   总而言之，平时状态下，一方面通过对企业废气污染源排放和污染防治措施工况的在线监测监控，动态掌握企业废气排放现状，促进企业规范环保行为，杜绝偷排并尽可能避免超标排放。同时借助区内无组织废气监控和移动监测车，在发生异味扰民事件时及时追踪污染源头并处理，避免事态扩大；另一方面，通过对园区厂界和周边敏感受体的在线监测监控，实时了解区域环境空气质量，最终通过监察监管倒逼区内企业进行废气污染物排放的减排，改善区域空气环境。   应急状态下，在大气突发环境事件发生后通过模型的预测模拟，获得污染物扩散的时间和空间分布，明确超过预警阈值的环境影响范围，评估可能造成的环境风险与损失，并发出分级警报，为后续应急响应决策提供依据。项目总体架构设计如下图所示。   2.过程控制 根据预警监测数据分析结果，完成了对小虎化工园区43家生产企业12000多个管道阀门、法兰等进行泄漏检测，发现308个点位存在较大泄漏问题，经修复，已大大减少了企业的泄漏问题，减少了企业原辅材料的损耗，提高了企业的生产效益。预警体系自2016年11月运行以来，累计获取129种气体数据，9000多万条实时监测数据，支持执法检查16次，支持隐患排查35次，支持应急响应1次。通过该预警体系，实现了环保部门、小虎化工园区管理中心与企业的同步联动，督促企业落实主体责任，切实做到第一时间响应，把环境隐患消除在萌芽状态。据统计，近三年来，小虎化工园区周边居民投诉的案件数量2016年47宗，2017年31宗，2018年26宗，呈逐年递减的态势，年均递减率约为25%，园区的环境空气质量不断得到改善。   3.减排效果 控制的污染物：控制的主要污染物包括有毒有害气体、VOCs、甲烷/非甲烷总烃等大气环境风险物质。   其中特征污染物为“6+X”中的必测项目（氨气、氯化氢、苯）和X（9中选测因子包括甲苯、二甲苯、三甲胺、甲醇、甲醛、氯乙烯、二甲醚、甲基叔丁基醚、环氧丙烷），以及甲烷/非甲烷总烃、挥发性有机物VOCs两大类风险物质。
主要技术指标及污染治理效果：
  主要技术 污染治理效果 指标 大气环境风险隐患排查 通过排查摸清了园区危化品数数量为276种；涉及到19个危化品重大危险源，其中一级11个，二级1个，三级6个，四级1个；化学品储罐总容积为383万m³。 危险化学品数量≥200个；
涉及到的重大危险源≥15个；
储罐总容积≥350万m³； 监测站布点和监测站建设 监测网满足监测目的和主要功能，点位和数量符合环境管理的需求，监测系统具有明确的代表性，覆盖整个监测规划区域并具有可行性。 筛选环境风险物质≥200种；
点位类型≥4种；
监测网络全覆盖。 监测技术仪器配置 监测技术符合规范标准，监测仪器技术参数满足监测需求，实用并可靠，且监测技术进行二次升级。 响应时间：5分钟；
监测物质≥380种。 监测运维 监测运维符合规范标准并满足需求，适应当地环境情况，满足质量管理体系要求 快速响应时间≤1h；
到达现场时间≤4h；
一般故障恢复时间＜8h；
特殊故障恢复时间＜48h。 系统集成技术 利用前端传回的数据做存储、分析、展示、预测，利用系统集成技术，将前端监测数据与地图数据相结合，为实时监测到的大气风险物质提供来源指向，为后续数据分析和靶向治理提供科学的支持。 数据有效获取率≥90%；
数据质控合格率≥80%；
异常情况处理率≥100%。 预警阈值 目前园区实现了事后报警，并初步实现了实时告警。通过对园区因子进行分类，建立不同预警阈值，针对园区的环境风险隐患，建立园区大气风险物质预警阈值，服务于有毒有害气体预警监测系统，并达到控制有毒有害气体排放，确定污染对象，改善环境空气质量的目的。 因子筛选≥412种；
设定分类≥4类；
预警因子≥180种；
上报对象≥10类；
阈值修约≥1次/季度。 排放规律 建立时空分布特征谱、不确定性分析的过程，使园区认识到污染物来源及排放量，了解大气污染形成机制和规律，各主要污染物的排放信息，预估相关减排措施所带来的环境效益，辅助制定长期的园区污染物减排，清洁空气战略。 因子筛选≥210种；
研究主要因子≥30种；
排放源分类≥4类；
排放定量表征≥4种；
排放时间特征：季-月-旬变化；
气象特征因子≥6种
模拟预测≥10次；
比对分析≥1次/季度
更新频次≥1次/年。 综合整治 摸清园区污染源及其排放情况。完善园区预警监测和突发环境事故应急防范体系，降低园区有毒有害气体突发环境事件发生概率。降低企业大气环境风险物质有无组织排放量，从而降低整个园区有无组织排放量。降低生产成本，推进园区内企业的提升改造，改善园区空气质量。 泄漏检测平均≥2000个/企业；
整治完成率≥100%；
年减排量≥10吨/年；
生产效率提高≥7%。
 
经济合理性   1.建设运行成本经济合理性 南沙小虎化工园区有毒有害气体预警监测体系建设项目总投入经费约为2970万元，其中园区环境风险评估费用约为200万，园区有毒有害气体自动监测网络建设费用约为2000万元，园区大气风险物质环境应急预警监测技术集成与应用的费用约约为100万元，园区大气突发环境事件影响模型应用的费用约为70万元，园区突发环境事件风险物质预警监控信息化平台和应急指挥系统建设费用约为250万元，园区有毒有害气体预警监控系统的质量管理体系和工作管理制度建设约为350万元。项目日常的运行费用主要用于仪器设备维护及耗材，站房的维护、运维人员的工资等，年运行费用约为149万/年。在可比基础上，单位综合造价和运行成本（费）相对较低，技术应用具备经济合理性。   2.资源能源节约性   该项目主要是对化工园区内有毒有害气体起到预警监测作用，日常的原料消耗仅为监测设备运行所需的电能，能耗极低，节约能源，整个园区7个监测站房电能的消耗量约为10万千瓦时/年。项目日常的运行费用主要用于仪器设备维护及耗材，站房的维护、运维人员的工资等，年运行费用约为149万/年。项目运行成本低，成效大，作为成果的案例给生态环境部及全国各地作为示范项目进行考察和学习。项目预警系统可持续收集数据、分析结果快、监测结果准确可靠和信息量大，可及时发布园内的空气环境质量，为环境管理部门提供依据，为区域经济社会发展提供科学依据，减少先污染后治理造成的经济损失。通过加强环境监测，预防污染，改善投资环境，吸引外来投资者，促进工业园区经济的发展。并且应用技术有利于减少物料、降低耗能、节约物流成本、促进资源与能源的回收或再利用。   管理范围   1.总体治理方案 针对本项目制定了总体治理方案，包含风险评估、规划设计，统筹布点、建设实施，仪器选型、数据应用，软件开发、科学研究，并开展污染问题诊断，污染底数摸查等工作。   小虎化工园区有毒有害气体预警监测体系构建按照“两个维度、四个方面开展”，第一个维度是平战结合监测，包含平时状态和应急状态两方面的区域监测，第二个维度是有无组织监测，包括企业有组织排放和无组织排放的实时监测，推动化工园区大气环境的持续改善。采用“六步工作法”建设有毒有害气体预警监测体系，即“摸底数、布站点、建平台、设阈值、建模型、配制度”，实现了环境应急管理工作从事后响应到事前预防的转变。   2.管理规章制度 为保障预警体系有序稳定运行，有效发挥预警平台功能，在发生事故时能第一时间预警与响应，在项目建设和运行过程中，逐步建立了相关日常管理规章制度：   一是建立24小时值守及周巡检、月维护制度，24小时有专人在南沙区环保水务局值守维护，每周派人员到预警站点现场检查站房环境、辅助设施、电力设施及仪器设备运行等情况，并填写相应运行表单，每月至少一次对仪器的关键部件进行清洁、维护；   二是建立预警信息传递与应急响应制度，向预警体系发现的存在有毒有害气体异常排放的企业及时发布预警通报，督促指导企业排查整改隐患，防范环境风险；   三是建立预警监测周报、月报、季报、年报制度，对预警监测数据进行总结汇总，查找数据规律，分析排放趋势；   四是建立绩效考核制度，制定了量化的运维考核制度，各项指标落实到各责任人，通过责任人的日报、周报、月报将指标量化，保证项目有序、高效地运行；   五是建立质量保证与质量控制制度，确保各类设备运行质量与监测质量；   六是建立日常与应急状态下的追踪、溯源、排查与整治制度，针对警情进行有效地溯源、排查、整治、持续改善园区的环境空气质量。  
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