工廠空氣污染與污染檢測(cè)技術(shù)

趙永軍

摘要：隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)水平的提高，社會(huì)越來(lái)越重視空氣質(zhì)量的維護(hù)和檢測(cè)。眾所周知，我國(guó)地域廣闊，發(fā)展迅速，在國(guó)家快速發(fā)展的過(guò)程中，難免會(huì)對(duì)大氣環(huán)境造成破壞。所以，維護(hù)空氣質(zhì)量，就要從工業(yè)生產(chǎn)要從方面入手，最大程度避免工業(yè)生產(chǎn)對(duì)空氣造成污染。盡快提空氣環(huán)境的健康、系統(tǒng)，解決大氣中所出現(xiàn)的不良問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：工廠空氣污染；檢測(cè)技術(shù)；指標(biāo)；治理

前言：

當(dāng)今社會(huì)，大氣環(huán)境的優(yōu)良成本已成為保障人民群眾生活質(zhì)量的有力因素，但是隨著社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)工廠每年平均排放的二氧化碳已經(jīng)高達(dá)1800余噸、排放的煙塵和粉塵也都高達(dá)1100余噸。城市工廠生產(chǎn)作業(yè)所造成的污染物已經(jīng)成為城市大氣污染重要因素。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的SO2、SO3和NO2等物質(zhì)，經(jīng)排放混入空氣后會(huì)對(duì)城市居民的健康造成不良影響。如果工廠所排放的粉塵等污染物的直徑比5μm還要小，在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期漂浮后，能夠很輕易的被人類(lèi)吸入體內(nèi)。基于上述情況，進(jìn)行改善工廠所帶來(lái)的大慶污染問(wèn)題已經(jīng)變得刻不容緩，所以，現(xiàn)階段急需在工業(yè)發(fā)展的同時(shí)，及時(shí)的進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)中的空氣進(jìn)行檢測(cè)工作。從而有效排除其他影響因素，嚴(yán)格遵循大氣污染實(shí)際情況，按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行對(duì)大氣的治理工作，始終從科學(xué)、可持續(xù)發(fā)展的角度出發(fā)，合理、有效的進(jìn)行采取檢測(cè)和治理措施，從而優(yōu)化人類(lèi)賴(lài)以生存的大氣環(huán)境。

1.空氣污染

空氣污染指數(shù)（AirpollutionIndex，簡(jiǎn)稱(chēng)API），是將常見(jiàn)的幾類(lèi)污染物進(jìn)行簡(jiǎn)化形成概念性指數(shù)值的單一形式，可分級(jí)表示不同空氣的污染程度以及質(zhì)量狀況。可以用于研究城市工廠在一段時(shí)間內(nèi)空氣污染情況，和下一階段的變化趨勢(shì)。其中主要造成污染的空氣污染物有：煙塵、總懸浮顆粒物、可吸入懸浮顆粒物（浮塵）、二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳、臭氧、揮發(fā)性有機(jī)化合物等。中國(guó)計(jì)入空氣污染指數(shù)的項(xiàng)目暫定為：二氧化硫、氮氧化物和總懸浮顆粒物。

2.工廠大氣污染類(lèi)型

2.1二氧化氮排放

根據(jù)《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》的修訂要求，在第三次修訂后二氧化氮的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)年日均值已經(jīng)從80mg/m3改為40mg/m3。由衛(wèi)星監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)可知，二氧化氮排放越多的地區(qū)，其經(jīng)濟(jì)往往越發(fā)達(dá)，該地區(qū)的工廠數(shù)量相比其他地區(qū)相對(duì)較多。在我國(guó)，二氧化氮污染程度最為嚴(yán)重、污染面積最大的地區(qū)為東部沿海地區(qū)，這些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、工業(yè)水平較高的地區(qū)，同時(shí)隨著相關(guān)產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，大量的生產(chǎn)加工使得空氣污染情況不弱反增。另外，根據(jù)國(guó)家環(huán)保部門(mén)對(duì)空氣污染情況的通告，僅今年來(lái)，就氮氧化物、二氧化硫、氨氮、化學(xué)需氧量排放量的整體檢測(cè)結(jié)果來(lái)看，其他污染物有下降趨勢(shì)，但氮氧化物排放量卻整體上升了6.17%，這也是由于工廠所排放的污染物中，二氧化氮所占比例較大所造成的。

2.2顆粒污染物

以2011年我國(guó)環(huán)境保護(hù)部門(mén)進(jìn)行的環(huán)境調(diào)查為例：現(xiàn)階段，有55.8%的城市PM10的濃度在70μg/m3～100μg/m3之間，又有19.7%的城市其PM10濃度出現(xiàn)了大于100μg/m3的情況，我國(guó)PM1的正常值在0μg/m3～100μg/m3區(qū)間內(nèi)，也就是說(shuō)在我國(guó)19.7%的城市中PM10的含量嚴(yán)重不合格。但如果以國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行劃分，我國(guó)中部和東部大多數(shù)城市PM10濃度已經(jīng)出現(xiàn)二級(jí)超標(biāo)的問(wèn)題，而僅有西南部少數(shù)經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)城市符合環(huán)境了二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，這主要是由于加工生產(chǎn)行業(yè)在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有很大比例，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的中部和東部地區(qū)具有較多的生產(chǎn)工廠，這些工廠在生產(chǎn)過(guò)程中所排放的顆粒污染物，使得臨近城市，空氣環(huán)境變差。而東南部地區(qū)由于身處內(nèi)陸，經(jīng)濟(jì)發(fā)展遲緩，生產(chǎn)工廠并沒(méi)有大量開(kāi)辦，但這樣的城市在中國(guó)僅占2%不到。在工廠生產(chǎn)、加工過(guò)程中所產(chǎn)生的廢渣、廢氣中含有較多顆粒物污染物，如果不進(jìn)行及時(shí)的檢測(cè)和治理，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中，PM10中細(xì)顆粒物比例對(duì)越來(lái)越高。

3.空氣污染物檢測(cè)分析

在進(jìn)行空氣污染物檢測(cè)時(shí)，采集空氣樣品會(huì)受到采集地點(diǎn)風(fēng)向、溫度等環(huán)境因素的影響，有可能會(huì)造成最后所檢測(cè)出的污染物含量常在檢測(cè)下限之下，同時(shí)，工廠的空氣組成成分比較復(fù)雜，所以檢測(cè)人員在進(jìn)行采集空氣樣品和選擇檢測(cè)方式時(shí)，需要謹(jǐn)慎進(jìn)行。

3.1樣品采集

根據(jù)工廠空氣樣品的不同，在進(jìn)行空氣采集時(shí)，可以選擇進(jìn)行全空氣采樣或捕集空氣采樣，同時(shí)空氣采樣動(dòng)力的差異，又可將采樣工作分為主動(dòng)采樣以及被動(dòng)采樣。

進(jìn)行全空氣采樣需要使用金屬罐進(jìn)行空氣樣品的整體采集，這樣可以在采集過(guò)程中，避免吸附劑采樣的穿透和分解，同時(shí)又可以對(duì)其種類(lèi)進(jìn)行分析。使用的采集容器包括Summa金屬罐和Silco金屬罐以及Tedlar袋。從而可以實(shí)現(xiàn)樣品全空氣采集，并且可以不用使用熱解析以及溶劑解析技術(shù)，所進(jìn)行采集的空氣樣品也可以重復(fù)性的進(jìn)行檢測(cè)、分析。使檢驗(yàn)工作更加具有穩(wěn)定性，不用再進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)工作。但是采用全空氣采樣同樣，存在一些缺陷，例如：采集過(guò)程中還不能更加準(zhǔn)確的排除非目標(biāo)化合物，在使用Tedlar袋進(jìn)行樣品采集時(shí)，其樣品保留時(shí)間不可大于24～48h，同時(shí)全空氣采集需要比較高額的前期投資和技術(shù)支持。

采用捕集空氣采樣法，需要借助捕集劑進(jìn)行采樣。其中最常用的為固體吸附劑，這一方法將利用活性炭、硅藻土等物質(zhì)的吸附作用，對(duì)空氣進(jìn)行采集工作。整體吸收效率較高、性能穩(wěn)定，并且采集方法便利、儲(chǔ)存和運(yùn)輸工作適應(yīng)性較強(qiáng)。在進(jìn)行工廠地區(qū)的空氣污染物檢測(cè)樣本采集工作中，固體吸附法適應(yīng)法使用頻率較高。

被動(dòng)采樣法是利用空氣擴(kuò)散原理，同時(shí)借助3M徽章式采樣器，進(jìn)行空氣采集工作。這一方法較為簡(jiǎn)單，操作過(guò)程較為輕便，主要是由于所采用的采用器具為徽章式，其具有半透膜和180mg活性炭板，總體積較小，重量較輕、采集時(shí)攜帶也比較便利，只需要利用呼吸帶持續(xù)采樣，就可以進(jìn)行空氣采樣工作。

3.2樣品檢測(cè)

利用氣相色譜法進(jìn)行檢測(cè)空氣成分，是現(xiàn)階段檢測(cè)工作中最常使用的一種，具有一定的先進(jìn)性。其選擇使用的檢測(cè)器，不再是價(jià)格較高的氫火焰離子化檢測(cè)器（GC-FID），改用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)機(jī)的四極質(zhì)量檢測(cè)器（GC-MS）進(jìn)行空氣成分的檢測(cè)工作。在應(yīng)用過(guò)程中，檢測(cè)人員會(huì)在載氣的推動(dòng)下，將混合物在色譜柱上進(jìn)行分離工作，再各自進(jìn)入氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)機(jī)的四極質(zhì)量檢測(cè)器（GC-MS）內(nèi)進(jìn)行檢測(cè)工作。通過(guò)這一方式，可以檢測(cè)出工廠生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)的絕大多數(shù)的空氣成分，這也是目前檢測(cè)工廠大氣成分最為有效的方法之一，其對(duì)于復(fù)雜物質(zhì)的分離測(cè)定具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。

離子色譜法進(jìn)行對(duì)空氣中含有的無(wú)機(jī)物進(jìn)行檢測(cè)，可以一次性的分析出空氣多種組成成分，在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，需要先把無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)殡x子溶液，從而再將色譜柱內(nèi)的離子進(jìn)行分離，利用離子種類(lèi)差異中的電導(dǎo)率差異進(jìn)行檢測(cè)，從而完成工作。

進(jìn)行檢測(cè)工作，還需要在工廠內(nèi)部確定固定的檢測(cè)點(diǎn)，通過(guò)檢測(cè)技術(shù)，對(duì)其空氣污染物污染情況進(jìn)行明確。下文以我國(guó)中部某城市工廠檢測(cè)數(shù)據(jù)為例，進(jìn)行分析：

通過(guò)成分檢測(cè)，可以得出廠區(qū)具體空氣成分組成，以廠區(qū)東（一車(chē)間）為例，二氧化硫日均值為0.017mg/L，氮氧化物日均值為0.003mg/L，PM10日均值為0.114mg/L，根據(jù)已經(jīng)得出的數(shù)據(jù)，進(jìn)行推算該廠區(qū)的空氣污染情況。根據(jù)PM10的實(shí)測(cè)濃度（0.114mg/L）進(jìn)行計(jì)算可以得出：

從而得出PM10的污染指數(shù)為82；

其它污染物的指數(shù)分別為I=17（SO2），I=2（NOx）。從而得出廠區(qū)東（一車(chē)間）的空氣污染物指數(shù)為：

檢測(cè)結(jié)果為：廠區(qū)空氣質(zhì)量程良性，主要污染物為PM10。

4.工廠大氣污染控制策略

4.1煙塵治理技術(shù)

針對(duì)大氣污染較為嚴(yán)重的廠區(qū)，需要及時(shí)對(duì)污染情況進(jìn)行治理，其中可采用煙塵治理技術(shù)，在這一技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，主要可使用到機(jī)械除塵器和過(guò)濾式除塵器。其中，機(jī)械除塵器可以利用機(jī)械力（重力、離心力）將空氣中漂浮法粉塵狀物體進(jìn)行分離，進(jìn)而對(duì)工廠地區(qū)的空氣進(jìn)行凈化，其去除率為50%至80%，主要治理5μm以上的塵粒，并且在治理過(guò)程中具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。而過(guò)濾式除塵器，在治理空氣污染過(guò)程中，可直接對(duì)直徑1μm的塵粒進(jìn)行祛除，其整體除塵總效率較高，經(jīng)驗(yàn)證，最高時(shí)可達(dá)到100%的除塵率。

4.2二氧化硫治理技術(shù)

利用二氧化硫治理技術(shù)進(jìn)行治理，主要可采用重油脫硫法，這一方法利用加氫脫硫催化的方式，將重油中存在的硫化物分子的碳硫鍵進(jìn)行斷裂，從而將其轉(zhuǎn)換為簡(jiǎn)單固體化合物或其他其他，使得污染物更為容易的從重油中進(jìn)行分離。

結(jié)束語(yǔ)：

進(jìn)行工廠空氣污染檢測(cè)工作時(shí)，要根據(jù)空氣污染物的特征和特性，注意好空氣采樣過(guò)程中細(xì)節(jié)性問(wèn)題，避免使得空氣成分的出現(xiàn)改變，保證空氣污染物檢測(cè)的可靠和準(zhǔn)確公路。檢測(cè)人員需要在空氣污染物檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用中表現(xiàn)出較高的專(zhuān)業(yè)水準(zhǔn)的同時(shí)，還要更多的該地區(qū)工廠以往檢測(cè)數(shù)據(jù)的情況，盡最大努力將空氣環(huán)境改良做到最好，最大程度的保證工廠地區(qū)的空氣質(zhì)量安全。針對(duì)在工廠生產(chǎn)過(guò)程中主要出現(xiàn)的空氣污染物問(wèn)題，要及時(shí)的檢測(cè)和解決，避免空氣安全隱患，制定出有實(shí)用價(jià)值的大氣治理方案。從而保證工廠空氣污染物檢測(cè)和治理技術(shù)的現(xiàn)實(shí)意義，保證我國(guó)大氣環(huán)境的安全，維護(hù)工廠生產(chǎn)人員和周邊城市居民的身體健康。

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