论文部分内容阅读
摘要：合成树脂行业不断提升技术水平，提高产品质量，拓展产品性能空间，但是生产加工期间会排放污染物质，本文针对当前的合成树脂行业，重点研究挥发性有机物受到的影响与排放成本谱，以此来明确重点控制对象，控制污染物排放，减轻对环境的危害，提升该行业的社会效益。
关键词：合成树脂行业;挥发性有机物;排放成分谱;影响
生物源与人为源是挥发性有机物的主要来源，挥发性有机物同样也是PM2.5、SOA以及O3等物质的重要前提物，而在当前经济发展速度极快，工业产业在形成极高产能的同时，也带来一些污染问题，VOCS的来源为工业源，其排放量在日益升高，带来严重的二次污染问题。现基于合成树脂行业，研究其挥发性有机物产生的影响与成分谱。
1采集样品
合成树脂制造企业采用封闭化的生产单元，收集所有生产环节生成的废气，利用尾气处理设备进行统一处理，再通过烟道向外排出，设定采集时间为3个月，在烟道设置采样口，每处采样口设置2个罐样品，采取间隔采样的方式，针对采样区域进行探勘并定位采样点，以此确保获取的数据是真实且有效的，在企业生产负荷超过75%时进行采样，选择合理的采样时间段，全面覆盖企业的排口，在烟道中心位置设置放电偶型温度计，实现对烟气温度的测量，测量排气风量、流速、静压以及动压时，选择皮托管以及自动化测试仪，获取精准测量数据，进而获取排风量数值，按照标准方法采集与保存样品。
2分析样品
运用预浓缩系统对样品实施富集浓缩处理，所用的预浓缩仪具有自动化运行系统，调整捕集一级冷阱温度为-165℃，调节解析温度为10℃，捕集二级冷阱温度为-50℃，相对地，解析温度为180℃，三级聚焦温度是-180℃，解析温度调节成80℃。完成前期预浓缩处理后，将样品注入到四级杆质谱与气相色谱联合应用系统中，进行定量与分离。对比质谱图与保留时间后，运用定性分析的方法分析目标化合物，相对保留时间需控制到0.06单位之内。按照质控要求，样品谱图与标准物质的偏差不能超过20%，这种偏差主要是指定离子的相对强度偏差。物质浓度数值主要与以下因素相关，包括相对响应因子的平均值，样品本身的进样体积、标准气体对应的进样体积，目标化合物的实际浓度、内标化合物的实际浓度、特征离子的峰面积。
3分析结果
3.1VOCS的排放系数与排放量
VOCS的排放量在0.35到3.47t/a，其中CR企业形成的排放量最大，ABS与PF类企业排放量大约为1.55t/a，不同企业在排放系数上有较为突出的差异，PF企业与CR企业的排放系数数值最大，是0.89g/kg与1.24g/kg，对比之下，PC与PU的实际排放系数都比较小，仅为0.06g/kg与0.14g/kg，ABS企业的排放系数为0.26g/kg。排放系数的标准中位数时1.24g/kg，聚苯乙烯与聚烯烃都处于中位数之前，有多种合成树脂的排放系数存在降低的情况，主要是因为当前使用的合成工艺技术相比过去有所提升，生产加工期间也形成了更高的材料回收率，产业在环保理念的催动下，不断升级，更多地运用清洁类材料，原本的树脂产品形成的污染情况相对严重，因此改用环境友好类型的新材料。
3.2排放系数存在不确定性
研究排放系数时，需要关注一些影响因素，正是因为这些影响因素，导致排放系数出现不确定性。首先企业在排放VOCS时，主要选用两种排放方式，分别为无组织式排放与有组织式排放，其中无组织化排放可控性极差，其排放物来源相对复杂，点位相对分散，因此很难精准地将排放量计算出来，因此在分析中往往只會针对有组织排放活动展开;VOCS涵盖的物种数量较多，这也提升了排放量分析的难度;监测获取的数据存在一定的不确定性，定量分析时可能会有偏差，测量排风量时同样存在误差。
3.3 VOCS的排放组分的基本特征与物种特征
合成树脂行业在加工生产后排放的组分包括卤代烃、OVOCS，芳香烃等，这三类物质的占比处于73.2%到98.3%之间，其中卤代烃占比为16.1%，芳香烃占比为53%，均比工艺源的占比高，因此可以了解到合成树脂行业中的大部分企业对卤代烃与芳香烃这两类溶剂使用得比较多。PU企业中OVOCS的占比是47.9%，芳香烃占比是43.1%，考察合成车间时，发现低分子酯类与环芳烃比例近似1：1。CR中OVOCS占比是50.3%，芳香烃占比是46.8%，近似为1：1，在ABS与PF中，环芳烃在组分中具有最高的质量分数，ABS排放物中还有烯炔烃，其占比比其他四种树脂占比总和还要高，其光化学活性极强，在生成臭氧的潜势中有重大作用。PC排放的卤代烃质量分数高达71.7%，而其企业排放的卤代烃低于5%，因此可以确定卤代烃属于特征性组分，如果排放的卤代烃形成较高的浓度，会直接威胁附近人群的健康，造成严重危害。
优势物种形成显著的占比，隶属不同类别的合成树脂在具体排放特征上存在极大的差异，导致这种现象的原因是在生产化工原料的行业在进行排放时，产品与原料对其排放特征有决定性作用。PC、ABS、PU与CR形成的首要污染物是生产中使用的原辅材料，PC对应的首要污染物是二氯甲烷，CR对应的首要污染物是甲基异丁基酮，这两种物质均是来源于主要溶剂，后者的分子中的羰基还可以在丙烯酸树脂与醇酸树脂的制作中发挥溶剂的作用，PC生产中需要光气原料，二氯甲烷是其溶剂。ABS与PU的污染物苯乙烯与甲苯都是生产中不能随意替代且使用量较大的材料。产品的性能影响材料配比，导致最终形成的首要污染物也存在差异。
合成树脂行业基于控制臭氧物质生成量的需求，需要对排放VOCS的工作进行严格管理与控制，对现有的产品类型实施调整，加大对于SR较低的环保型树脂产品的宣传力度。工业源排放中占比最高的是OVOCS与芳香烃，二者占比总和已经超过90%，从组分占比方面进行研究，合成树脂行业与家具涂装、溶剂型涂料以及水性涂料行业较为相似，这三种行业处于下游，合成树脂行业中的SR类企业在行业中处于中游位置。在关注VOCS物种的同时，不能忽视光化学性较强的物质，如丙烯、乙烯与甲酯等。
4结论
本文主要针对合成树脂行业的排放活动展开分析，确定挥发性有机物的基本成分谱，掌握其中的影响因素，该行业需要加强对CR类企业的控制，因为其排放系数以及排放量都达到最大。合成树脂行业不仅要关注产品生产带来的经济效益，还要重视生产期间给环境造成的污染，做好排放物管理工作，使用更加清洁环保的原材料，将环保理念注入到生产中。
参考文献
[1] 李玲玉， Alex B.Guenther， 顾达萨，等. 典型树种挥发性有机物（VOCs）排放成分谱及排放特征[J]. 中国环境科学， 2019， 039（012）：4966-4973.
[2] 栗则， 张宇曦， 季远玲，等. 石化废水挥发性有机物排放特征分析[J]. 环境工程， 2019， 37（04）：139+180-183.
[3] 周咪， 黄锐雄， 刘玲英，等. 塑料行业挥发性有机物VOCs排放特征分析[J]. 绿色科技， 2018（22）：77-80.
关键词：合成树脂行业;挥发性有机物;排放成分谱;影响
生物源与人为源是挥发性有机物的主要来源，挥发性有机物同样也是PM2.5、SOA以及O3等物质的重要前提物，而在当前经济发展速度极快，工业产业在形成极高产能的同时，也带来一些污染问题，VOCS的来源为工业源，其排放量在日益升高，带来严重的二次污染问题。现基于合成树脂行业，研究其挥发性有机物产生的影响与成分谱。
1采集样品
合成树脂制造企业采用封闭化的生产单元，收集所有生产环节生成的废气，利用尾气处理设备进行统一处理，再通过烟道向外排出，设定采集时间为3个月，在烟道设置采样口，每处采样口设置2个罐样品，采取间隔采样的方式，针对采样区域进行探勘并定位采样点，以此确保获取的数据是真实且有效的，在企业生产负荷超过75%时进行采样，选择合理的采样时间段，全面覆盖企业的排口，在烟道中心位置设置放电偶型温度计，实现对烟气温度的测量，测量排气风量、流速、静压以及动压时，选择皮托管以及自动化测试仪，获取精准测量数据，进而获取排风量数值，按照标准方法采集与保存样品。
2分析样品
运用预浓缩系统对样品实施富集浓缩处理，所用的预浓缩仪具有自动化运行系统，调整捕集一级冷阱温度为-165℃，调节解析温度为10℃，捕集二级冷阱温度为-50℃，相对地，解析温度为180℃，三级聚焦温度是-180℃，解析温度调节成80℃。完成前期预浓缩处理后，将样品注入到四级杆质谱与气相色谱联合应用系统中，进行定量与分离。对比质谱图与保留时间后，运用定性分析的方法分析目标化合物，相对保留时间需控制到0.06单位之内。按照质控要求，样品谱图与标准物质的偏差不能超过20%，这种偏差主要是指定离子的相对强度偏差。物质浓度数值主要与以下因素相关，包括相对响应因子的平均值，样品本身的进样体积、标准气体对应的进样体积，目标化合物的实际浓度、内标化合物的实际浓度、特征离子的峰面积。
3分析结果
3.1VOCS的排放系数与排放量
VOCS的排放量在0.35到3.47t/a，其中CR企业形成的排放量最大，ABS与PF类企业排放量大约为1.55t/a，不同企业在排放系数上有较为突出的差异，PF企业与CR企业的排放系数数值最大，是0.89g/kg与1.24g/kg，对比之下，PC与PU的实际排放系数都比较小，仅为0.06g/kg与0.14g/kg，ABS企业的排放系数为0.26g/kg。排放系数的标准中位数时1.24g/kg，聚苯乙烯与聚烯烃都处于中位数之前，有多种合成树脂的排放系数存在降低的情况，主要是因为当前使用的合成工艺技术相比过去有所提升，生产加工期间也形成了更高的材料回收率，产业在环保理念的催动下，不断升级，更多地运用清洁类材料，原本的树脂产品形成的污染情况相对严重，因此改用环境友好类型的新材料。
3.2排放系数存在不确定性
研究排放系数时，需要关注一些影响因素，正是因为这些影响因素，导致排放系数出现不确定性。首先企业在排放VOCS时，主要选用两种排放方式，分别为无组织式排放与有组织式排放，其中无组织化排放可控性极差，其排放物来源相对复杂，点位相对分散，因此很难精准地将排放量计算出来，因此在分析中往往只會针对有组织排放活动展开;VOCS涵盖的物种数量较多，这也提升了排放量分析的难度;监测获取的数据存在一定的不确定性，定量分析时可能会有偏差，测量排风量时同样存在误差。
3.3 VOCS的排放组分的基本特征与物种特征
合成树脂行业在加工生产后排放的组分包括卤代烃、OVOCS，芳香烃等，这三类物质的占比处于73.2%到98.3%之间，其中卤代烃占比为16.1%，芳香烃占比为53%，均比工艺源的占比高，因此可以了解到合成树脂行业中的大部分企业对卤代烃与芳香烃这两类溶剂使用得比较多。PU企业中OVOCS的占比是47.9%，芳香烃占比是43.1%，考察合成车间时，发现低分子酯类与环芳烃比例近似1：1。CR中OVOCS占比是50.3%，芳香烃占比是46.8%，近似为1：1，在ABS与PF中，环芳烃在组分中具有最高的质量分数，ABS排放物中还有烯炔烃，其占比比其他四种树脂占比总和还要高，其光化学活性极强，在生成臭氧的潜势中有重大作用。PC排放的卤代烃质量分数高达71.7%，而其企业排放的卤代烃低于5%，因此可以确定卤代烃属于特征性组分，如果排放的卤代烃形成较高的浓度，会直接威胁附近人群的健康，造成严重危害。
优势物种形成显著的占比，隶属不同类别的合成树脂在具体排放特征上存在极大的差异，导致这种现象的原因是在生产化工原料的行业在进行排放时，产品与原料对其排放特征有决定性作用。PC、ABS、PU与CR形成的首要污染物是生产中使用的原辅材料，PC对应的首要污染物是二氯甲烷，CR对应的首要污染物是甲基异丁基酮，这两种物质均是来源于主要溶剂，后者的分子中的羰基还可以在丙烯酸树脂与醇酸树脂的制作中发挥溶剂的作用，PC生产中需要光气原料，二氯甲烷是其溶剂。ABS与PU的污染物苯乙烯与甲苯都是生产中不能随意替代且使用量较大的材料。产品的性能影响材料配比，导致最终形成的首要污染物也存在差异。
合成树脂行业基于控制臭氧物质生成量的需求，需要对排放VOCS的工作进行严格管理与控制，对现有的产品类型实施调整，加大对于SR较低的环保型树脂产品的宣传力度。工业源排放中占比最高的是OVOCS与芳香烃，二者占比总和已经超过90%，从组分占比方面进行研究，合成树脂行业与家具涂装、溶剂型涂料以及水性涂料行业较为相似，这三种行业处于下游，合成树脂行业中的SR类企业在行业中处于中游位置。在关注VOCS物种的同时，不能忽视光化学性较强的物质，如丙烯、乙烯与甲酯等。
4结论
本文主要针对合成树脂行业的排放活动展开分析，确定挥发性有机物的基本成分谱，掌握其中的影响因素，该行业需要加强对CR类企业的控制，因为其排放系数以及排放量都达到最大。合成树脂行业不仅要关注产品生产带来的经济效益，还要重视生产期间给环境造成的污染，做好排放物管理工作，使用更加清洁环保的原材料，将环保理念注入到生产中。
参考文献
[1] 李玲玉， Alex B.Guenther， 顾达萨，等. 典型树种挥发性有机物（VOCs）排放成分谱及排放特征[J]. 中国环境科学， 2019， 039（012）：4966-4973.
[2] 栗则， 张宇曦， 季远玲，等. 石化废水挥发性有机物排放特征分析[J]. 环境工程， 2019， 37（04）：139+180-183.
[3] 周咪， 黄锐雄， 刘玲英，等. 塑料行业挥发性有机物VOCs排放特征分析[J]. 绿色科技， 2018（22）：77-80.