橡膠制品生產(chǎn)過程中廢氣污染物的排放系數(shù)

施曉亮，吳高強(qiáng)，鄭 磊，李 明

（浙江環(huán)科環(huán)境咨詢有限公司，浙江 杭州 310007）

隨著國(guó)內(nèi)汽車消費(fèi)市場(chǎng)需求的不斷增長(zhǎng)，汽車工業(yè)發(fā)展迅速。橡膠制品行業(yè)為汽車制造企業(yè)提供輪胎、膠管、膠帶、油封、密封條、減震件、皮碗、防塵罩和擋泥板等橡膠制品。平均每輛汽車的橡膠配件有400～500個(gè)，占汽車自身質(zhì)量的4%～5%。因此作為與汽車制造行業(yè)緊密相關(guān)的上游行業(yè)，橡膠制品行業(yè)也處于整體蓬勃發(fā)展的階段[1]。

橡膠制品生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的二硫化碳、非甲烷總烴等有機(jī)廢氣，嚴(yán)重影響大氣環(huán)境。近年來(lái)，各類環(huán)境污染事件接連發(fā)生，公眾對(duì)涉及污染物排放的企業(yè)環(huán)保治理及對(duì)周邊環(huán)境滿意度方面的要求越來(lái)越高，圍繞著橡膠制品企業(yè)周邊彌漫的橡膠異味和惡臭現(xiàn)象的問題投訴和搬遷意見屢見不鮮。為此，國(guó)家環(huán)保部聯(lián)合國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局于2011年10月發(fā)布了GB 27632—2011《橡膠制品工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，對(duì)橡膠制品企業(yè)產(chǎn)生的污染物制訂了嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)已于2012年1月1日起實(shí)施。

橡膠制品行業(yè)產(chǎn)生的廢氣成分極其復(fù)雜，排放的各類污染物多達(dá)近百種。除顆粒物的排放外，國(guó)內(nèi)鮮有對(duì)橡膠制品各生產(chǎn)工序中排放的有機(jī)廢氣進(jìn)行深入研究的報(bào)道[2]，導(dǎo)致橡膠制品生產(chǎn)企業(yè)在環(huán)境影響評(píng)價(jià)階段對(duì)廢氣產(chǎn)生源強(qiáng)的計(jì)算缺少理論和實(shí)測(cè)依據(jù)，給當(dāng)?shù)丨h(huán)保管理部門對(duì)橡膠制品企業(yè)的后續(xù)環(huán)境監(jiān)管帶來(lái)了一系列問題。

本文主要介紹美國(guó)橡膠制造者協(xié)會(huì)（RMA)對(duì)橡膠制品生產(chǎn)過程中各類橡膠原料或輪胎部件進(jìn)行測(cè)試得出的各類廢氣污染物排放系數(shù)，并結(jié)合國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)要求分析其適用性，以期為環(huán)評(píng)機(jī)構(gòu)在計(jì)算污染源強(qiáng)及采取必要的防治措施方面提供參考依據(jù)，同時(shí)也為環(huán)保管理部門日常審批及監(jiān)管提供相關(guān)技術(shù)支撐。

1 測(cè)試對(duì)象

RMA測(cè)試用橡膠制品共分31類，制品以橡膠品種、輪胎以主要部件分類，如表1所示[3]。測(cè)試常用原料包括：天然橡膠（NR）、溴化丁基橡膠（BIIR）、順丁橡膠（BR）、丁苯橡膠（SBR）、丁基橡膠（IIR）、三元乙丙橡膠（EPDM）、氯丁橡膠（CR）、氯磺化聚乙烯橡膠（CSM）、氟橡膠（FKM）、乙烯丙烯酸甲酯橡膠（AEM）、氫化丁腈橡膠（HNBR）、硅橡膠（MVQ）、丙烯酸酯橡膠（ACM）、氯化聚乙烯橡膠（CM）、氯醚橡膠（ECO）以及聚氯乙烯（PVC）。

表1所示的31類橡膠制品基本涵蓋了美國(guó)本土橡膠企業(yè)的生產(chǎn)原料，與國(guó)內(nèi)橡膠制品企業(yè)相比，整體上差異并不明顯；較為不同的是國(guó)內(nèi)橡膠企業(yè)會(huì)較多地使用再生膠替代部分橡膠，以降低生產(chǎn)成本。

表1 RMA測(cè)試的31類橡膠制品

2 測(cè)試的生產(chǎn)工序

橡膠制品生產(chǎn)工序主要包括混煉、擠出、壓延、硫化及修邊打磨。硫化又可細(xì)分為平板硫化、硫化罐硫化、熱壓硫化以及輪胎硫化。此外，輪胎硫化主要測(cè)試了4類不同的輪胎；修邊打磨則主要對(duì)輪胎帶束層、胎體、翻新輪胎及胎側(cè)膠或白胎側(cè)修邊打磨時(shí)排放的廢氣進(jìn)行了測(cè)試[4]。RMA對(duì)橡膠加工工序的測(cè)試共計(jì)9種，與其相對(duì)應(yīng)的測(cè)試膠種或輪胎部件如表2所示[5]。

表2 測(cè)試的生產(chǎn)工序及與其對(duì)應(yīng)的測(cè)試膠種或輪胎部件

3 測(cè)試結(jié)果

測(cè)試結(jié)果中排放系數(shù)以消耗的橡膠原料所排放的污染物質(zhì)量表示，美國(guó)環(huán)境保護(hù)署對(duì)排放系數(shù)采用英制單位，本文按通用和國(guó)內(nèi)慣例統(tǒng)一換算為mg·kg-1表示[6]。

另外，由于測(cè)試的各生產(chǎn)工序所產(chǎn)生的污染物種類多達(dá)數(shù)十種，因此根據(jù)國(guó)內(nèi)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)污染物種類進(jìn)行了必要的篩選，重點(diǎn)對(duì)揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC）、顆粒物、非甲烷總烴、重金屬類有害廢氣污染物（HAP）和二硫化碳進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如表3所示。

從表3可以看出：混煉和修邊打磨工序中的顆粒物排放系數(shù)較大，擠出過程中的顆粒物排放系數(shù)相對(duì)較小，幾乎可以忽略不計(jì)；混煉和擠出工序中的重金屬類HAP排放系數(shù)均較小，修邊打磨工序中的重金屬類HAP排放系數(shù)較大；VOC作為橡膠制品生產(chǎn)企業(yè)周邊異味和惡臭現(xiàn)象的主要來(lái)源，存在于整個(gè)橡膠制品生產(chǎn)過程，在壓延和擠出工序中VOC排放系數(shù)相對(duì)較小，而硫化、熱輥塑煉、混煉和修邊打磨工序中VOC排放系數(shù)很大；壓延、擠出和熱輥塑煉工序中非甲烷總烴的排放系數(shù)不大，在混煉、硫化和修邊打磨工序中非甲烷總烴排放系數(shù)相對(duì)較大；壓延、擠出、熱輥和輪胎硫化工序中二硫化碳排放系數(shù)相對(duì)較小，硫化、混煉和修邊打磨工序則受不同測(cè)試對(duì)象影響，二硫化碳排放系數(shù)差別比較明顯，不同的膠種或輪胎部件之間排放系數(shù)往往相差幾個(gè)數(shù)量級(jí)。

表3 VOC、顆粒物、非甲烷總烴、重金屬類HAP和二硫化碳的排放系數(shù)測(cè)試結(jié)果

續(xù)表3

總體來(lái)看，橡膠制品行業(yè)生產(chǎn)過程中混煉、硫化和修邊打磨工序是重點(diǎn)產(chǎn)污環(huán)節(jié)，主要排放的污染物是VOC、非甲烷總烴和顆粒物，應(yīng)作普適性分析；不同工序和原料測(cè)試的二硫化碳排放系數(shù)差別很大，應(yīng)根據(jù)實(shí)際所用原料進(jìn)行針對(duì)性分析；重金屬類HAP整體排放系數(shù)較小，可按照特定工序予以鑒別分析。

此外，在污染防治方面，應(yīng)對(duì)橡膠制品行業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的VOC進(jìn)行全過程控制，通過有效的集氣處理設(shè)施提高對(duì)廢氣的收集和處理效率，減少VOC排放產(chǎn)生的異味及惡臭對(duì)周邊環(huán)境的影響。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）橡膠制品生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的VOC排放系數(shù)很大，是周邊環(huán)境異味和惡臭現(xiàn)象的主要來(lái)源，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行全過程防治，通過提高收集和處理效率，減少VOC排放產(chǎn)生的異味及惡臭對(duì)周邊環(huán)境的影響；同時(shí)應(yīng)將VOC作為橡膠制品行業(yè)特征污染因子納入總量控制范疇。

（2）橡膠制品生產(chǎn)過程中混煉、硫化和修邊打磨工序是主要產(chǎn)污環(huán)節(jié)，應(yīng)進(jìn)行重點(diǎn)防治，其排放的主要污染物VOC、非甲烷總烴和顆粒物應(yīng)作普適性分析；二硫化碳和重金屬類HAP可根據(jù)不同原料或特定工序予以針對(duì)性鑒別分析。