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工厂空气污染与污染检测技术

2018-05-28 14:28:42来源:科学与财富2016年18期浏览:评论:0

  当今社会,大气环境的优良成本已成为保障人民群众生活质量的有力因素,但是随着社会的发展,我国工厂每年平均排放的二氧化碳已经高达1800余吨、排放的烟尘和粉尘也都高达1100余吨。城市工厂生产作业所造成的污染物已经成为城市大气污染重要因素。在工业生产过程中产生的SO2、SO3和NO2等物质,经排放混入空气后会对城市居民的健康造成不良影响。如果工厂所排放的粉尘等污染物的直径比5μm还要小,在经过长期漂浮后,能够很轻易的被人类吸入体内。基于上述情况,进行改善工厂所带来的大庆污染问题已经变得刻不容缓,所以,现阶段急需在工业发展的同时,及时的进行工业生产中的空气进行检测工作。从而有效排除其他影响因素,严格遵循大气污染实际情况,按照相关规定进行对大气的治理工作,始终从科学、可持续发展的角度出发,合理、有效的进行采取检测和治理措施,从而优化人类赖以生存的大气环境。

  1.空气污染

  空气污染指数(AirpollutionIndex,简称API),是将常见的几类污染物进行简化形成概念性指数值的单一形式,可分级表示不同空气的污染程度以及质量状况。可以用于研究城市工厂在一段时间内空气污染情况,和下一阶段的变化趋势。其中主要造成污染的空气污染物有:烟尘、总悬浮颗粒物、可吸入悬浮颗粒物(浮尘)、二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳、臭氧、挥发性有机化合物等。中国计入空气污染指数的项目暂定为:二氧化硫、氮氧化物和总悬浮颗粒物。

  2.工厂大气污染类型

  2.1二氧化氮排放

  根据《环境空气质量标准》的修订要求,在第三次修订后二氧化氮的二级标准年日均值已经从80mg/m3改为40mg/m3。由卫星监控数据可知,二氧化氮排放越多的地区,其经济往往越发达,该地区的工厂数量相比其他地区相对较多。在我国,二氧化氮污染程度最为严重、污染面积最大的地区为东部沿海地区,这些经济发达、工业水平较高的地区,同时随着相关产业的不断发展,大量的生产加工使得空气污染情况不弱反增。另外,根据国家环保部门对空气污染情况的通告,仅今年来,就氮氧化物、二氧化硫、氨氮、化学需氧量排放量的整体检测结果来看,其他污染物有下降趋势,但氮氧化物排放量却整体上升了6.17%,这也是由于工厂所排放的污染物中,二氧化氮所占比例较大所造成的。

  2.2颗粒污染物

  以2011年我国环境保护部门进行的环境调查为例:现阶段,有55.8%的城市PM10的浓度在70μg/m3~100μg/m3之间,又有19.7%的城市其PM10浓度出现了大于100μg/m3的情况,我国PM1的正常值在0μg/m3~100μg/m3区间内,也就是说在我国19.7%的城市中PM10的含量严重不合格。但如果以国家环境空气质量标准进行划分,我国中部和东部大多数城市PM10浓度已经出现二级超标的问题,而仅有西南部少数经济不发达城市符合环境了二级标准,这主要是由于加工生产行业在我国经济发展中占有很大比例,经济发达的中部和东部地区具有较多的生产工厂,这些工厂在生产过程中所排放的颗粒污染物,使得临近城市,空气环境变差。而东南部地区由于身处内陆,经济发展迟缓,生产工厂并没有大量开办,但这样的城市在中国仅占2%不到。在工厂生产、加工过程中所产生的废渣、废气中含有较多颗粒物污染物,如果不进行及时的检测和治理,在经济发展过程中,PM10中细颗粒物比例对越来越高。

  3.空气污染物检测分析

  在进行空气污染物检测时,采集空气样品会受到采集地点风向、温度等环境因素的影响,有可能会造成最后所检测出的污染物含量常在检测下限之下,同时,工厂的空气组成成分比较复杂,所以检测人员在进行采集空气样品和选择检测方式时,需要谨慎进行。

  3.1样品采集

  根据工厂空气样品的不同,在进行空气采集时,可以选择进行全空气采样或捕集空气采样,同时空气采样动力的差异,又可将采样工作分为主动采样以及被动采样。

  进行全空气采样需要使用金属罐进行空气样品的整体采集,这样可以在采集过程中,避免吸附剂采样的穿透和分解,同时又可以对其种类进行分析。使用的采集容器包括Summa金属罐和Silco金属罐以及Tedlar袋。从而可以实现样品全空气采集,并且可以不用使用热解析以及溶剂解析技术,所进行采集的空气样品也可以重复性的进行检测、分析。使检验工作更加具有稳定性,不用再进行现场校准工作。但是采用全空气采样同样,存在一些缺陷,例如:采集过程中还不能更加准确的排除非目标化合物,在使用Tedlar袋进行样品采集时,其样品保留时间不可大于24~48h,同时全空气采集需要比较高额的前期投资和技术支持。

  采用捕集空气采样法,需要借助捕集剂进行采样。其中最常用的为固体吸附剂,这一方法将利用活性炭、硅藻土等物质的吸附作用,对空气进行采集工作。整体吸收效率较高、性能稳定,并且采集方法便利、储存和运输工作适应性较强。在进行工厂地区的空气污染物检测样本采集工作中,固体吸附法适应法使用频率较高。

  被动采样法是利用空气扩散原理,同时借助3M徽章式采样器,进行空气采集工作。这一方法较为简单,操作过程较为轻便,主要是由于所采用的采用器具为徽章式,其具有半透膜和180mg活性炭板,总体积较小,重量较轻、采集时携带也比较便利,只需要利用呼吸带持续采样,就可以进行空气采样工作。

  3.2样品检测

  利用气相色谱法进行检测空气成分,是现阶段检测工作中最常使用的一种,具有一定的先进性。其选择使用的检测器,不再是价格较高的氢火焰离子化检测器(GC-FID),改用气相色谱-质谱联机的四极质量检测器(GC-MS)进行空气成分的检测工作。在应用过程中,检测人员会在载气的推动下,将混合物在色谱柱上进行分离工作,再各自进入气相色谱-质谱联机的四极质量检测器(GC-MS)内进行检测工作。通过这一方式,可以检测出工厂生产区域内的绝大多数的空气成分,这也是目前检测工厂大气成分最为有效的方法之一,其对于复杂物质的分离测定具有绝对优势。

  离子色谱法进行对空气中含有的无机物进行检测,可以一次性的分析出空气多种组成成分,在进行检测时,需要先把无机物转变为离子溶液,从而再将色谱柱内的离子进行分离,利用离子种类差异中的电导率差异进行检测,从而完成工作。

  进行检测工作,还需要在工厂内部确定固定的检测点,通过检测技术,对其空气污染物污染情况进行明确。下文以我国中部某城市工厂检测数据为例,进行分析:

  通过成分检测,可以得出厂区具体空气成分组成,以厂区东(一车间)为例,二氧化硫日均值为0.017mg/L,氮氧化物日均值为0.003mg/L,PM10日均值为0.114mg/L,根据已经得出的数据,进行推算该厂区的空气污染情况。根据PM10的实测浓度(0.114mg/L)进行计算可以得出:

  从而得出PM10的污染指数为82;

  其它污染物的指数分别为I=17(SO2),I=2(NOx)。从而得出厂区东(一车间)的空气污染物指数为:

  检测结果为:厂区空气质量程良性,主要污染物为PM10。

  4.工厂大气污染控制策略

  4.1烟尘治理技术

  针对大气污染较为严重的厂区,需要及时对污染情况进行治理,其中可采用烟尘治理技术,在这一技术的应用过程中,主要可使用到机械除尘器和过滤式除尘器。其中,机械除尘器可以利用机械力(重力、离心力)将空气中漂浮法粉尘状物体进行分离,进而对工厂地区的空气进行净化,其去除率为50%至80%,主要治理5μm以上的尘粒,并且在治理过程中具有一定的经济效益。而过滤式除尘器,在治理空气污染过程中,可直接对直径1μm的尘粒进行祛除,其整体除尘总效率较高,经验证,最高时可达到100%的除尘率。

  4.2二氧化硫治理技术

  利用二氧化硫治理技术进行治理,主要可采用重油脱硫法,这一方法利用加氢脱硫催化的方式,将重油中存在的硫化物分子的碳硫键进行断裂,从而将其转换为简单固体化合物或其他其他,使得污染物更为容易的从重油中进行分离。

  结束语:

  进行工厂空气污染检测工作时,要根据空气污染物的特征和特性,注意好空气采样过程中细节性问题,避免使得空气成分的出现改变,保证空气污染物检测的可靠和准确公路。检测人员需要在空气污染物检测技术应用中表现出较高的专业水准的同时,还要更多的该地区工厂以往检测数据的情况,尽最大努力将空气环境改良做到最好,最大程度的保证工厂地区的空气质量安全。针对在工厂生产过程中主要出现的空气污染物问题,要及时的检测和解决,避免空气安全隐患,制定出有实用价值的大气治理方案。从而保证工厂空气污染物检测和治理技术的现实意义,保证我国大气环境的安全,维护工厂生产人员和周边城市居民的身体健康。

 

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