化工园区环境风险监控预警与辅助决策系统建设

魏建勋

摘要：本文跟踪国内化工园区环境风险监控预警和技术支持系统建设技术的现状和研究进展，基于自动化、信息化技术提出了化工园区环境风险评估、监测预警与辅助决策系统建设思路，研究基于大数据和物联网的信息平台，为化工园区突发环境风险防范和应急管理提供科学支持。

关键词：化工园区;预警体系;辅助决策

一、国内环境风险预警发展状况

1.现行政策技术要求

从上世纪70年代开始，“环境预警”的概念逐步受到重视。2011年《国务院关于加强环境保护重点工作的意见》将“有效防范环境风险，妥善处置突发环境事件”列为专项，环境应急管理首次纳入国家战略层面。2012年原国家环保部印发《关于加强化工园区环境保护工作的意见》，提出了加快园区环境风险预警体系建设的具体要求，并在全国6个省份化工园区开展有毒有害气体环境风险预警体系建设试点， 2019年向全国化工园区推广开展此项工作。同时，近年来生态环境部等有关部门还相继出台一系列技术规范、指南，风险评估、资源保障、应急预案等工作体系建设逐步实现有章可循，2019年印发《有毒有害气体环境风险预警体系建设技术导则》（征求意见稿），提出预警体系建设应因地制宜、使用可靠、经济合理、技术先进、快速响应的要求，环境风险评估和监控预警技术的研究得到广泛兴起。

2.国内化工园区的现有状况

现代化工园区基本均将安全和环境保护工作作为生命线，从管理层面建立了环境管理和应急指挥体系等组织机构，以及较为全面的管理制度体系。从基础设施方面，集中污水处理厂、危险废物处置设施、污染源废水和废气排放在线监测系统、环境空气质量监测站等已成为必备条件。但由于化工园区企业众多，加之企业原料、产品种类的多样性，工艺、设备条件的复杂性，排污节点和风险单元往往点多面广，环境风险监控手段单一，监测网络覆盖面和代表性差，特征污染物监测指标少，缺乏统一各类数据的信息整合和预警发布平台，难以形成有效的环境风险预警信息。

二、系统总体设计思路

1.设计原则和技术路线

本研究以服务环境管理为目标，以“预防为主、快速响应、先期处置”为原则，基于充分利用先进、适用的自动化、信息化技术，探索建立覆盖环境质量和污染物排放控制的有毒有害气体监测预警系统，按照实用性、兼容性、安全性和可靠性原则进行设计，构建基于大数据和物联网技术的综合信息管理平台。全面梳理化工园区企业生产中涉及的原辅材料、副产品、产品、固废等生产、存储、运输、处置过程，识别园区突发环境事件中存在高风险物质和所在工艺单元，研究特殊风险物质的排放类型、排放规律、空间分布等特点，动态建立危险源数据库。

2.系统建设的总体框架

突发环境风险物质预警系统主要由数据采集体系、数据整合分析体系和运行维护体系组成，自下而上分为四个层次，包括环境数据采集层、数据整合层、应用支持层、用户服务层。

（1）数据采集层包括环境监测设备、污染源在线监测设备、移动式监测设备、通信信息保障设备、数据接收传输系统等。

（2）数据整合层主要是支撑软件平台，包括系统管理平台、地理信息系统、危险源信息数据系统、环境扩散模型分析系统，实现数据交换和整合。

（3）应用支持层包括与危险源管理系统、风险评估预警平台、应急指挥系统、污染源在线监测系统等外部业务系统的服务交互。

（4）用户服务层包括固定和移动用户界面，通过协同技术实现界面集成和应用集成，园区管理人员和环保监管人员通过电脑终端和移动设备实现信息查询、业务发布等功能。

三、突发环境监测预警技术体系内容

1.化工园区环境风险识别与评估技术

在突发环境事件案例分析的基础上，参照建设项目环境风险技术导则、规划环境评价等技术方法，开展典型风险物质识别方法研究;以具有风险源的企业为研究单元，以化工园区边界和对周围影响敏感的目标为范围，构建了基于受体模型和扩散模型耦合应用的突发环境事件源识别方法研究，建立了识别和评估概率事故风险源的技术体系，支持园区及企业开展环境风险隐患排查整治。

2.化工园区风险监控预警系统建立

通过利用环评、验收和排污许可文件分析及实地调查，逐个确定园区企业排放大气有组织、无组织污染物和风险物质及事故污染物，并重点筛选有毒有害成分，参照环境空气、固定源等监测技术规范、突发环境事件应急监测技术规范，制定有针对性监测方案。在利用已有污染源和环境空气在线监测系统基础上，对识别的风险因素结合排放源、风险源扩散途径和敏感保护目标分布，充分运用现代先进化学、光学、遥感等检测技术，建立快速、连续、自动监控设施，并可根据需求采取人工应急监测补充手段，确保能够准确获取风险物质的实时排放数据。

3.有毒有害污染物扩散模拟

基于连续自动监测获得的特征污染物浓度数据，建立特征污染物的污染扩散分布图，研究特征污染物对环境空气的污染机理和扩散分布规律，筛选和优化扩散模型。参照《建设项目环境风险评价技术导则》和国内外研究成果，根据对象区域自然地理环境的特点，选择适用、先进的空气质量模型系统，以事故状况为主进行环境影响模拟，该系统主要由中尺度天气预报模拟和烟团空气质量模型系统组成，重点针对保护人群预测分析污染影响范圍和程度。

4.环境风险监控预警与辅助决策系统应用价值

本研究从充分利用现有先进管理理念和先进适用技术出发，在工业园区风险评估、风险预警、应急处理等技术示范研究成果的基础上，基于基础地理信息和典型危险源数据库系统，为风险隐患排查和事故先期预警提供支持，以基于地理信息的突发环境事件污染物扩散模型模拟，并进行污染范围、程度的空间叠加分析，为突发环境事件应急处置决策和减缓人员健康、财产损失提供技术支持。

四、结语

本研究构建了环境风险源调查评估、环境质量与污染排放监控预警、突发环境事件后果模拟等技术平台，实现了大数据采集、信息化管理与辅助决策等功能的系统集成，实现数据获取、分析和信息发布等手段的现代化，可有效提升化工园区环境风险防范和应急管理水平，并可随着政策、技术发展实现系统功能的不断拓展。

参考文献：

[1]王亚变，曹兴，廖涵。化工园区有毒有害气体环境风险预警体系建设思路探讨，甘肃科技，2019，9：56-58.

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