【摘 要】
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挥发性有机物是导致光化学烟雾、二次有机气溶胶和大气有机酸浓度升高的化学物质,尤其近几年随着城市经济的发展,VOCs的排放量逐年增加,大气污染主要集中在京津冀、山东半岛、长江三角等发达地区,其排放不仅会造成环境空气质量的下降,而且长期暴露在VOCs环境中会对人体健康造成危害。石化企业VOCs在生产运输过程中通过挥发、泄漏等途径进入大气中,对周边环境造成污染,是国家管控VOCs,关注的重点行业之一。本
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挥发性有机物是导致光化学烟雾、二次有机气溶胶和大气有机酸浓度升高的化学物质,尤其近几年随着城市经济的发展,VOCs的排放量逐年增加,大气污染主要集中在京津冀、山东半岛、长江三角等发达地区,其排放不仅会造成环境空气质量的下降,而且长期暴露在VOCs环境中会对人体健康造成危害。石化企业VOCs在生产运输过程中通过挥发、泄漏等途径进入大气中,对周边环境造成污染,是国家管控VOCs,关注的重点行业之一。本研究以山东省某石油炼制企业为研究对象,在对该企业全厂工艺流程、排污环节调研基础之上,分别对企业内六种不同处理单元及厂界周围的环境空气进行监测布点,采用吸附管-热解析仪-气相色谱联合直接进样-硫化学SCD检测器-气相色谱法对不同装置附近环境空气中挥发性有机物的污染进行分析,基于不同监测点位,通过综合运用地理信息空间分析和统计分析等方法,全面评估石油炼制企业环境空气中挥发性有机物的污染特征和空间分布特征,同时采用主成分分析(PCA)和EPA健康风险评价方法进行分子标志物的识别和污染物对人体健康的影响分析,最后提出相应的防控措施。主要取得结果如下:(1)该企业六个监测单元及厂界中检测出的VOCs组分涵盖烷烃、烯烃、芳香烃、卤代烃,相对各监测单元而言:污染物总浓度大小顺序为加氢处理>污水处理厂>延迟焦化>常减压>连续重整>汽油罐区,加氢处理和污水处理厂污染物浓度占总浓度的40%左右,汽油罐和厂界污染物浓度各低于全场10%;从污染物种类浓度角度分析,其中苯系物>卤代烃>硫化物,此特征以延迟焦化和污水处理厂最为显著。(2)IDW插值污染物浓度空间分布图显示企业内环境空气中的污染物浓度呈岛状分布,考虑到受季节风向因素影响在监测点位下风向出现浓集区域。(3)通过归一化法获得各监测单元的污染物特征谱图可以看出不同监测单元的特征谱整体存在差异但部分存在相似性,说明要全面掌握企业环境空中挥发性有机物的排放特征,需要全面分析污染物的种类及污染水平。(4)采用PCA分析法即将多个变量通过降维转化,提取挥发性有机物中的关键信息转化为6个组分,通过比较荷载值结合前面的实验分析初步识别该企业的分子标志物为卤代烃(三氯甲烷、二氯甲烷、1,2二氯乙烷)、硫化物(硫化氢、二硫化碳、二甲二硫)、苯系物(苯、乙苯、二甲苯)(5)基于研究地区特定的气象条件下,通过比较各物质的1小时浓度分布、24小时浓度分布、年浓度分布随时间变化的规律,结果显示随着时间的增加,污染物浓度削减增大,附近村庄基本不受影响,结果进一步表明风速和太阳辐射强度影响各物质时间分布的主要因素。(6)企业内各监测单元环境空气中污染物的HI值低于美国EPA中对于非致癌风险的标准,暴露在此环境中对人体不构成非致癌风险。但三氯甲烷,1,2-二氯乙烷、苯、乙苯致癌风险值高于10-6,但低于10-4,对人体健康具有潜在危害。因此企业应加强对污染排放源的全面减排尤其关注有毒VOCs物质的管控。本研究成果可为系统管理石化工业VOCs逸散提供数据支持,通过针对性的改进管理措施为企业更好的管控VOCs提供理论依据。
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