伴隨著全球油氣供需格局的演變,我國油氣管道進入了蓬勃發展階段。但是油氣管道一旦發生泄漏事故,容易對周邊生態環境產生不良影響,管道泄漏已成為環境污染的重要隱患之一。 因此,深入研究管道規劃、建設、運行全過程的環境污染現狀,并尋求相應的預防措施,對于維護管道安全、保護生態環境、促進管道行業快速健康的發展具有十分重要意義。 一、我國油氣管道污染現狀 自20世紀80年代起,我國開始關注油氣管道的環境保護問題,并于20世紀90年代中期開始研究石油長輸管道工程對生態環境的影響,提出了降低工程損失方法和盡快恢復生態環境的措施。 近10年來,隨著我國油氣管道的快速建設,隨之而來的環境污染和社會危害已越來越嚴重。例如:2004年12月13日,新疆克拉瑪依217國道382km處的一條天然氣管道因附近某單位違章施工引發嚴重泄漏,致使天然氣大量外泄,逸散到大氣中。 2013年11月22日,中國石化管道儲運公司濰坊分公司輸油管道,在位于黃島區秦皇島路與齋堂島街交匯處破裂。該事故致使齋堂島街約1000m^2路面被原油污染,部分原油沿著雨水管道進入膠州灣,海面過油面積約3000m^2,黃島秦皇島路附近和入海口被油污染海面上發生爆燃,大量濃煙逸散到青島城市上空。此次事故共造成62人遇難,136人受傷,東黃輸油管道黃島泄漏段永久停用。事故發生一個月之后,當地居民養殖的蛤蜊、螃蟹和魚蝦受污染海水影響開始大量死亡,海灘石頭和沙灘上殘存的原油在短時間內難以自然凈化。 當今,全球各個國家之間的經濟發展競爭激烈,油氣系統是否完善已成為制約各國經濟發展的重要因素之一。我國的油氣管道系統存在較多的問題,特別是發生油氣管道泄漏造成巨大經濟損失與環境污染的問題已引起政府和企業的高度重視,急需采取相應措施預防油氣管道的環境污染,以保障我國經濟快速穩定發展。 二、管道事故成因及環境預防措施 1管道規劃階段 油氣管道能否長期安全運行,特別是一旦發生事故能否使其造成的后果和影響最小化,很大程度上取決于管道規劃設計。由于油氣具有易燃、易爆、有毒的特點,若管道規劃不當而導致任何一個環節出現問題,不但會影響整個系統的正常運行,還易發生重大泄漏事故引起火災、爆炸和中毒,造成巨大的經濟損失、嚴重的人員傷亡和長期的環境污染。 2001年11月14日,格拉(格爾木-拉薩)成品油管道青藏高原北部昆侖山脈一帶就曾發生MS8.1級強烈地震及上百次余震,形成了一條東西走向長約440m,寬約0.6m的地表破裂帶,該破裂帶與南北走向的格拉管道相交,致使部分管道與設備設施遭受了不同程度的損毀。此類事故主要是因為在管道設計規劃時,未能充分考慮管道所處地區處于活動斷層和高地震烈度地帶這一客觀事實所致。 此外,格拉成品油管道投產后,一直飽受高原凍害、季節性洪水及高濃度沼澤鹽堿水的侵害,管道泄漏事故屢有發生,多次造成環境污染,這都與最初的規劃設計有很大關系。 為避免油氣管道發生事故時付出巨大的人力、財力和生態遭破壞的代價,在管道規劃之初應對沿線地質情況和氣候條件進行充分考察。特別對地貌特征中飲用水地帶、凍土地區和生態脆弱區進行重點考察,要有效地避讓、繞行易發生地震、泥石流等地質災害的重點區域;要考慮后期建設時地表植被不被破壞,切實保障建設作業與水土保護、生態保護相協調。 基于防患于未然的原則,認真分析管道沿線周圍環境的特點,采取合理方案確立管道鋪設的路線,以降低后期管道建設、運行時可能破壞環境的風險。俄羅斯于1996年強制執行的《干線管道設計規范》規定“在管道選線時必須對干線管道施工和運行過程中自然條件的變化做出預測,并對多種具體情況給出具有較強可操作性的設計參數和施工方案”,該規定為我國管道規劃設計者提供了參考。 2管道建設階段 油氣長輸管道在建設過程中,常常貫穿多種生態類型和不同的氣候帶,會對通過地區產生高強度、局部性、暫時性的線性干擾和破壞,對地面植被、土壤地質和野生動物繁殖、遷徙和棲息環境產生非污染生態影響。 管道建設過程中的挖掘會改變土壤結構和質地,特別當某些地區的土壤為土質酥松的沙土時,在風力、水力及重力作用下,引起沙埋、沙丘坍塌和沙塵暴,造成土壤侵蝕加劇。在脆弱的生態環境背景下,破壞植被,挖掘、剝離土壤,會加速管道附近土壤的退化進程。 如陜京輸氣管道在投產2年后,府谷段管道的回填土遇水下沉,管溝變成了排水溝,使得回填土大量流失,管道裸露、懸空,原有的擋土墻和護坡起不到應有作用,最終導致管道被洪水沖毀。此類事故多因管道建設時期不注意保護地區土壤,致使該地區土壤侵蝕和退化,誘發滑坡、塌方、濕陷和泥石流等地質災害,進而威脅后期運行的管道安全造成。 油氣管道建設會嚴重破壞地表植被和野生動物棲息環境。在管道建設階段,管道兩側的植被易遭受不同程度的破壞甚至導致死亡,即使進入管道運行時期植被也很難恢復正常生長;在管道建設期間,管道鋪設難免會限制野生動物的覓食、棲息、遷徙,也會影響到動物(特別是珍稀野生動物)繁殖、哺育后代,甚至使動物受到驚嚇而逃離棲息地。 此外,管道穿越河流時,直接在河流中取水、挖泥或沖洗建筑材料和油污,以及工作人員的生活垃圾和生活污水,易對下游水生態系統造成污染。管道建設的運輸車輛和各種機械的運行易引起噪聲污染,產生的廢氣和揚起的煙塵還會污染大氣環境。 ①應盡力避免破壞地表植被及生態脆弱區,工作人員的營地應建在植被較少的地方,盡可能少占地和不占地,盡量不踐踏植被;對于受到影響的植被,要積極采取相應的措施盡快恢復其原貌。 ②要注意保護好地表耕作層,涉及到生熟土的堆放要設立標志,以利于回填表層土不被破壞,盡快恢復當地的農、林、牧業的用地;對于裸露沙土要采用化學固沙劑進行固沙。 ③建設時要盡量避開野生動物保護區,以免影響其攝食、繁殖、遷徙和棲息環境,限制車輛、人員在管道上活動的范圍、頻率,避免夜間施工以免驚擾野生動物。 ④油氣管道需要穿越河流時,應避免垃圾和污水進入河流;施工結束后,應盡量將河流恢復原有地貌;對于不能恢復的河流,要消除水流對管道的破壞及河流沿岸的影響。 ⑤要加強嚴格的環保監督管理,以確保建設階段的各項環保計劃得以落實;負責建設監督管理的工作人員要切實擔負起職責,將各項檢查落實到位;要確保建設過程科學化、合理化、最佳化,最大程度地保護施工范圍內的生態環境。 3管道運行期間 油氣管道在建成投產后即進入了運行期,就油氣管道而言,由于其密閉性,一般不會對環境產生影響;在運行期產生的環境污染主要是由管道事故引起的。 盡管我國油氣管道建設相對較歐美國家晚,但有相當數量的在役管道運行年限已超20年或更長時間,普遍存在建設時間長、技術水平相對較低、材質腐蝕、打孔盜油和地質災害破壞等問題,特別受到近10年(2003-2013年)經濟建設的發展,使得管道事故屢有發生。 對2003-2013年有報道的重大管道泄漏事故進行分析,其主要原因如下: (1)第三方破壞指由于在管道附近進行的采挖、耕種、偷盜等人為活動所造成的管道結構或性能的破壞,在油氣管道的風險評估上占有重要位置,已成為管道行業預防油氣泄漏事故和避免環境污染的第一大因素和首要著力點。 由于監管力度不足,我國近10年間此類事故發生達17起,約占總數的61%,其中施工破壞10起,約占36%;打孔盜油7起,約占25%,均對環境造成極大破壞。2009年12月30日,因施工破壞所致蘭鄭長成品油管道渭南支線在投產一天后就發生泄漏。事故致使近100t柴油流入了赤水河、渭河、黃河3大水系,漫延數百公里,嚴重危及陜西、山西、河南3省部分城市飲用水安全,并對事故黃河水段的漁業、水生生物和生態系統造成了長期影響。 針對第三方破壞,可以依靠聲波監測、光纖傳感、衛星等技術來實現對油氣管道的監測預警以避免事故發生。多數第三方破壞事故的發生主要與作業人員不清楚地下管道的存在有關,這就要求管道運營單位加大管道宣傳力度和對管道線段做好標志、標識,使第三方人員清楚地下管道的位置和深度,或可根據標志、標識提供的電話號碼主動聯系管道運營單位派人實地指導,從而避免事故發生和環境污染。 加強管道巡線和專項整治力度也是預防管道第三方破壞簡便易行的有效手段,堅決打擊犯罪分子偷盜煉油、新建房屋建筑引發的管道占壓行為,做到盜油必捉、占壓必清,從而確保油氣管道的長期運行,保護油氣管道周圍的生態環境。美國通過《管道檢驗、保護、強制執行和安全法案》將防止第三方破壞上升為聯邦一級水平,取得了較好成果,值得我國政府部門借鑒。 (2)近10年來,因設備材料自身問題及腐蝕所引發的管道泄漏事故共5起,約占事故總數的18%:材料焊接3起,占11%;管道腐蝕2起,占7%。由于設計生產和安裝不當,使得管材、焊縫存在缺陷;為了便于管道輸送,常對油氣進行加熱和加壓處理,因而形成管道內高溫、高壓環境;油氣介質中多有水分和酸性組分存在,極易破壞管道,引發油氣泄漏。 缺陷的管道和設備即使在運行初期運行正常,但隨著時間的推移和所處環境的作用,管道內外易腐蝕穿孔而引發泄漏。2012年4月長慶化子坪原油管道因老化破裂發生泄漏,對環境產生了不良影響。 材料缺陷、焊接和腐蝕是管道泄漏事故發生的主要因素之一,因此要提高管道材料和設備質量,加強對管道內外采取防腐處理,進一步提高管道的耐蝕性能,其與電化學保護法(陰極保護)相結合,曾被公認為是最經濟有效的防護措施之一。但是,由于電化學保護存在一定技術難題,因而并未被真正的推廣應用。 目前,3PE防腐管道因其具有良好的抗滲透、抗光氧老化及熱氧老化、耐酸堿及油脂的侵蝕、不受各種介質及溫度變化影響等優點而備受青睞,膜下腐蝕和應力開裂的案例鮮有報道,已成為我國新建管道首選的外防腐層油氣管道,如西氣東輸一、二線等大型管道工程都選用了此類管道。如果再結合緩蝕劑、殺菌劑和除氧劑的使用,可以有效地抑制內腐蝕的發生,將極大地延長管道使用壽命。 (3)我國地域遼闊、地形復雜,是地質災害的多發國。油氣管道網絡特別是長輸油氣管道的建設,將不可避免地面對這一問題,近10年間因地質災害致使油氣管道泄漏事故發生3起,占總次數的11%。山洪、崩塌、滑坡、泥石流、地震等災害造成的油氣泄漏引起人員傷亡、財產損失、基礎設施毀壞及環境污染不可小視。 2007年8月,長慶靖邊第四采油廠管道因山體滑坡導致斷裂泄漏,大量原油沿杏子河擴散,污染了榆林市靖邊縣和延安市志丹縣境內部分河道,迫使延安市停用王瑤水庫,并采取了一系列防治措施來遏制各種污染威脅。 油氣管道因其跨越地域廣、運行時間長的特點,極易受到地質災害破壞引發泄漏并危害生態環境,因此地質災害也是管道運行期內環保防治的重點之一。對于已鋪設在地震多發地帶的油氣管道,應建立起相關決策機制,實時監測可能發生的地震以便于及時預警和搶救;地震發生時,要隨時掌握地震活動情況和管道具體狀況,確保管道運行安全和應急措施就緒。 加強地質災害多發地段的水土保護工作,設置排水溝或截水溝以對管道的地表水進行有組織的消能排放,結合當地實際設置相應類型的擋土墻和防護帶阻止土體流失,避免山洪、塌陷、沙埋、滑坡、泥石流等災害的發生。 做好管道強化工作(增加管道強度、管道連接處采取柔性聯結等),對已腐蝕或使用時間較長的薄弱管道要及時更換,避免發生危害生態環境的重大事故。 (4)油氣管道的技術人員及工人不按流程操作也極易引發泄漏事故。雖因管理制度的強化,使得該類事故發生次數明顯降低(只發生1起),但是這類事故造成的重大損失及對環境產生的污染不容忽視。 如2010年7月16日大連輸油管道因工人操作不當發生爆炸火災事故,現場設備管道損毀嚴重,救火使用的約500×10^4t泡沫及20t干粉隨大量原油流入大海,致使周邊100km^2受到污染。某些單位領導監管缺失,在長期低強度、短時間的操作環境下,有些操作作人員養成了懶惰、松懈的工作作風,加之安全意識淡薄和僥幸心理的存在,極易引發管道泄漏事故。 為此,應加強工作人員的安全教育,提高業務素質,使其嚴格遵守各項規章制度和操作規則,建立起政府監管部門和管道公司各級領導問責制來推行有效的監管,避免泄漏事故的發生和預防可能出現的環境污染。 除了發展科學技術和采取預防措施避免管道泄漏事故發生外,相應的管理體系的建立和法律法規的出臺將進一步對管網安全運行和環境保護提供可靠保障。 HSE(HealthSafetyEnvironment)管理體系是國際石油天然氣工業所倡導的管理體系,也是當前進入國際石油天然氣市場競爭的通行證。 HSE管理體系的目的是為員工創造一個安全的工作環境和良好的生活環境,來確保員工身心健康,盡力避免和減少企業對環境造成永久性的危害。建立HSE管理體系是國際石油行業安全管理的現代模式,可以提高企業健康、安全和環境管理水平和意識,并減少事故發生和環境污染,可以促進企業經濟效益、社會效益和環境效益有機結合,近些年,中國石油、中國石化以及中國海油3大石油公司及各下屬企業都在積極推行該管理體系。 2010年6月25日通過的《中華人民共和國石油天然氣管道保護法》(以下簡稱《管道保護法》),主要針對中華人民共和國境內輸送石油、天然氣管道的保護,而城鎮燃氣管道和煉油、化工等企業廠區內管道的保護不適用該法。 該法規在管道規劃與建設、管道運行中的保護和管道建設工程與其他建設工程相遇關系的處理方面有許多的具體細則,對違反上述細則并造成不良后果的管道企業、行為人、縣級以上地方人民政府及其主管管道保護工作的部門或者其他有關部門的直接負責的主管人員和其他直接負責人員等依法追究其相關責任并給予相應處分,在法律層面上有針對性地約束管道事故和環境污染發生。 三、結論與建議 (1)在管道規劃階段應做好管道安全風險評估和環保預防工作,樹立起以預防為主、治理為輔的管道規劃理念;在管道規劃前應充分考慮降低地質、氣候等因素對新建管道未來運行安全的影響。 認真計劃落實相應的建設方案,切實加強建設過程中的環保監督管理,做到建設作業與水土保護相協調,最大程度地保護和恢復建設地帶的生態環境。 (2)第三方破壞已成為管道泄漏事故發生和引起環境污染的第一大因素,應采用管道預警、做好管道標識、加強管道巡視和加大專項整治力度來確保管道安全和預防環境污染,新建管道應選用3PE防腐管道,及時更換老舊管道以避免發生設備腐蝕泄漏,做好地質災害多發地帶管道的監測和預警工作防控重大事故和環境污染發生,進一步確立管理技術人員及操作人員的安全意識、操作規范和責任制度。 (3)加快推行HSE管理體系在石油企業的建立,提高企業管理水平,避免管道泄漏事故發生,減少企業對環境造成傷害。 嚴格遵守《管道保護法》,對違法的相關部門、企業責任人及相關人員依法追究其相關責任,對造成重大環境污染的泄漏事故和嚴重危及人民生命財產安全的部門、企業和個人從嚴處理。 |
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