天津大港地區(qū)石油化工企業(yè)大氣污染物監(jiān)測(cè)及治理方法研究

石 琛，霍瑜姝，劉 佳

(天津現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院 生物工程學(xué)院，天津 300350)

天津大港地區(qū)石油化工企業(yè)大氣污染物監(jiān)測(cè)及治理方法研究

石 琛，霍瑜姝，劉 佳

(天津現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院 生物工程學(xué)院，天津 300350)

石油化工企業(yè)排放的污染物中，固體粉塵顆粒物對(duì)大氣環(huán)境及人群健康的影響嚴(yán)重。本文對(duì)天津市大港地區(qū)石油化工企業(yè)的固體粉塵顆粒物濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，給出了污染物濃度地域分布圖，并提出了針對(duì)性的治理措施。

固體粉塵顆粒物；石油化工；環(huán)境監(jiān)測(cè)；大氣污染治理

石油化工在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位，現(xiàn)代社會(huì)中的方方面面都與石油化工脫不開(kāi)干系，可以說(shuō)人們高水平的生活是建立在石油化工基礎(chǔ)之上的。但隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，人們?cè)谙硎苁突すI(yè)帶來(lái)的進(jìn)步的同時(shí)，也越來(lái)越關(guān)注石油化工企業(yè)污染物的排放及防治問(wèn)題。特別是為了獲得更高的原油處理深度，石油化工企業(yè)向著大型化、集約化、深加工方向發(fā)展，各種加工工藝和加工設(shè)備不斷創(chuàng)新，為石油化工企業(yè)環(huán)境污染治理帶來(lái)新的挑戰(zhàn)[1-2]。

由于石油化工企業(yè)工藝設(shè)備及操作條件的復(fù)雜性，排放的污染物種類較多，基本涵蓋了廢氣、廢水、固體顆粒物和固體廢物等污染物形式。其中固體顆粒物及廢氣對(duì)于人群及環(huán)境影響較大的，特別是對(duì)于大氣環(huán)境的污染比較嚴(yán)重，石油化工各企業(yè)大氣污染物的治理已經(jīng)成為世界范圍內(nèi)引人關(guān)注的研究課題之一[3-4]。本文以天津市大港地區(qū)石油化工企業(yè)為考察對(duì)象，對(duì)周邊大氣環(huán)境中的固體顆粒物濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并提出了一些治理措施。

1 石油化工企業(yè)大氣污染物監(jiān)測(cè)方法

天津大港地區(qū)(天津市工業(yè)區(qū)，三類功能區(qū)，經(jīng)度為117.45°，緯度: 38.83°)的石油化工企業(yè)密集，包含了從原油煉制至各種石油化工產(chǎn)品加工的整條工藝鏈，區(qū)內(nèi)包括了千萬(wàn)噸煉油、百萬(wàn)噸乙烯等多個(gè)全國(guó)重點(diǎn)項(xiàng)目以及中石油、中石化、天津石化等大型企業(yè)，除此之外大港地區(qū)還有近千家中小型石油化工企業(yè)。雖然采取了環(huán)境保護(hù)措施，但這些石油化工企業(yè)在日常的生產(chǎn)過(guò)程中，還是難免會(huì)排放出大氣污染物。

石油化工企業(yè)排放的大氣污染物包括有機(jī)污染物、無(wú)機(jī)污染物和固體粉塵顆粒物等。其中有機(jī)污染物包括含硫化合物、芳烴類物質(zhì)等，這些污染物都有著嚴(yán)格排放處理措施，一般不會(huì)直接排放到大氣中；無(wú)機(jī)污染物包括氮氧化物、一氧化碳、二氧化硫等，排放嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成酸雨。固體粉塵顆粒物是造成大氣環(huán)境質(zhì)量下降的首要污染物，進(jìn)而影響人體健康[5]。本文對(duì)石化企業(yè)附近環(huán)境受體選擇9個(gè)采樣點(diǎn)同時(shí)采集PM2.5和PM10樣品，采樣高度分別為5 m和16 m，采樣時(shí)間為2015年8月，采樣時(shí)間為6天，每天采樣19 h，大氣污染物的監(jiān)測(cè)主要集中在固體粉塵顆粒物上，包括可入肺顆粒物(PM2.5)、可吸入顆粒物(PM10)等，并通過(guò)對(duì)污染物分布情況的分析，提出有針對(duì)性的治理措施[6-7]。

表1 大氣污染物監(jiān)測(cè)點(diǎn)位

大氣污染物監(jiān)測(cè)工作在夏季開(kāi)展，適時(shí)天津市的主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)，且大港地區(qū)位于天津市區(qū)的東南方，故主要選擇石化企業(yè)的下風(fēng)向，即其西北方向，在不同距離設(shè)置了監(jiān)測(cè)點(diǎn)，立體監(jiān)測(cè)大氣污染物的分布情況，見(jiàn)表1。

2 大氣污染物監(jiān)測(cè)結(jié)果及分析

對(duì)于上述的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，在8月期間的上、中、下旬分別采集2天大氣中的PM2.5和PM10濃度，采樣儀器為T(mén)H-150C型中流量采樣器，流量為100 L/min。每一采樣站位同時(shí)用4臺(tái)采樣儀分別用聚丙烯濾膜和石英濾膜采集PM2.5和PM10樣品，共采得108個(gè)有效樣品。采樣濾膜在樣品采集前后的處理按文獻(xiàn)方法進(jìn)行[8]，采用重量法測(cè)定顆粒物樣品的質(zhì)量。并與天津市同期間的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 大氣污染監(jiān)測(cè)結(jié)果

從表中的數(shù)據(jù)可以看出，固體粉塵顆粒污染物的分布呈現(xiàn)明顯的區(qū)域分布，且其濃度隨著與石油化工企業(yè)距離的增加而降低，在石油化工企業(yè)下方向范圍內(nèi)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)均高于官方發(fā)布的天津市平均數(shù)據(jù)，說(shuō)明石油化工企業(yè)是PM2.5及PM10的主要排放源。

隨著不同季節(jié)氣候條件及風(fēng)速、風(fēng)向的不同，石油化工企業(yè)排放的固體粉塵顆粒物影響范圍有所不同，結(jié)合表3列出的氣候情況，并參考監(jiān)測(cè)點(diǎn)與石油化工企業(yè)的相對(duì)位置，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)風(fēng)力不超過(guò)3級(jí)時(shí)，大港地區(qū)下風(fēng)方向5 km范圍內(nèi)受到企業(yè)排放固體粉塵顆粒污染物的顯著影響。

表3大氣污染監(jiān)測(cè)期間氣候情況

從排放污染物種類上來(lái)看，各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位測(cè)量的平均值與天津市官方發(fā)布的PM2.5和PM10監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比，分別增加了14.3%～35.3%和13.5%～31.5%，因此，石油化工企業(yè)對(duì)于PM2.5和對(duì)于PM10的貢獻(xiàn)程度大體相當(dāng)，對(duì)PM2.5的影響稍大于對(duì)PM10的影響程度。

3 石油化工企業(yè)固體粉塵顆粒污染物治理初探

通過(guò)上述對(duì)石油化工企業(yè)周邊地區(qū)固體粉塵顆粒污染物區(qū)域分布情況的研究，可以初步形成以下幾條治理措施。

3.1 源頭治理

石油化工企業(yè)中可能產(chǎn)生固體粉塵顆粒污染物的裝置包括電廠燃煤鍋爐、加熱爐、反應(yīng)器、火炬、排放管等各種可能排放煙氣、廢氣和尾氣的部位。為了從源頭降低固體粉塵的排放總量，需要進(jìn)一步改進(jìn)上述工藝流程，并采用污染低的原煤、原油和化工原料。

3.2 合理布局

通過(guò)本研究發(fā)現(xiàn)石油化工企業(yè)的固體粉塵顆粒污染物影響范圍可達(dá)5 km以上，因此對(duì)于大中型石化企業(yè)，應(yīng)有計(jì)劃的逐步遷離人群密集的場(chǎng)所。在石化企業(yè)常年風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)，盡可能的不布置學(xué)校、醫(yī)院、居民區(qū)等。

3.3 除塵技術(shù)的推廣使用

在石油化工企業(yè)內(nèi)積極推廣固體粉塵污染物的治理技術(shù)，對(duì)排放的固體粉塵進(jìn)行收集。目前，大氣固體粉塵顆粒污染源的治理方法可以主要包括機(jī)械除塵、濕式除塵，靜電除塵、袋式除塵等方法[9]。其中，機(jī)械除塵和濕式除塵方法造價(jià)低，使用簡(jiǎn)單，但存在除塵效率低下、產(chǎn)生廢水污染等問(wèn)題，故僅建議在總投資較低的小型石油化工企業(yè)中作為無(wú)奈之選，不建議在大中型石油化工企業(yè)中推廣；靜電除塵和袋式除塵方法屬于新一代技術(shù)，雖然投資較高，但其除塵效果好，不會(huì)產(chǎn)生二次污染，值得在大中型石油化工企業(yè)中推廣。

3.4 粉塵排放后的補(bǔ)救措施

如工藝措施失效造成粉塵短時(shí)間排放，石油化工企業(yè)應(yīng)及時(shí)通知當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門(mén)，在廠區(qū)內(nèi)采取水霧降塵等措施，并提醒周圍群眾做好防護(hù)工作。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著霧霾天氣在我國(guó)北方地區(qū)的持續(xù)加重，社會(huì)和個(gè)人都越來(lái)越重視大氣污染治理，PM2.5和PM10是治理工作中一項(xiàng)繞不開(kāi)的話題。本研究通過(guò)對(duì)天津大港地區(qū)石油化工企業(yè)周邊地區(qū)PM2.5和PM10粉塵濃度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)在3級(jí)風(fēng)力作用下，固體粉塵污染物的影響范圍可能達(dá)到5km以上，并對(duì)應(yīng)采取的治理措施提出了建議。希望本文能夠喚起人民對(duì)石油化工企業(yè)污染物排放的重視，促進(jìn)除塵等技術(shù)的革新升級(jí)，從源頭上控制固體粉塵污染物的排放，還子孫后代一個(gè)碧水藍(lán)天。

[1] 陳 璐，周 陽(yáng)，姚立英,等.天津市各區(qū)縣PM2.5污染工業(yè)行業(yè)貢獻(xiàn)構(gòu)成分析[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué)，2015(1)：35-41.

[2] 王志娟，韓力慧，陳旭鋒,等.北京典型污染過(guò)程PM2.5的特性和來(lái)源[J].安全與環(huán)境學(xué)報(bào)，2012(5)：124-128.

[3] 霍玉俠，李發(fā)榮，仝紀(jì)龍,等.石化企業(yè)儲(chǔ)罐區(qū)無(wú)組織排放大氣環(huán)境影響及對(duì)策研究[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2011(7)：201-205.

[4] 王海林，張國(guó)寧，聶 磊,等.我國(guó)工業(yè)VOCs減排控制與管理對(duì)策研究[J].環(huán)境科學(xué)，2011(12)：5-11.

[5] 牛冠明，董勝璋，蔡承鏗,等.石油化工大氣污染對(duì)兒童呼吸功能影響研究[J].預(yù)防醫(yī)學(xué)情報(bào)，1997，13(2)：65-68.

[6] 趙東風(fēng)，陳 璐，薛建良,等.石油化工企業(yè)周圍環(huán)境中大氣污染物的分布特征及源解析[J].石油學(xué)報(bào)(石油加工)，2014，30(6)：561-567.

[7] Mooibroek D, Schaap M.Source apportionment and spatial variability of PM2.5using measurements at five sites in the Netherlands[J].Atmospheric Environment, 2011, 25(45)：4180-4191.

[8] 馮銀廠，吳建會(huì)，朱 坦,等.濟(jì)南市環(huán)境空氣中TSP和PM10來(lái)源解析研究[J].環(huán)境科學(xué)研究，2004,17(2)：1-5.

[9] 劉世朋，周相宙，李大偉.袋式除塵技術(shù)治理PM2.5污染的優(yōu)勢(shì)分析[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2013，36(6)：233-235.

(本文文獻(xiàn)格式：石 琛，霍瑜姝，劉 佳.天津大港地區(qū)石油化工企業(yè)大氣污染物監(jiān)測(cè)及治理方法研究[J].山東化工,2017,46(3):130-131,133.)

Study on Atmospheric Pollution Monitoring and Control Method of Petrochemical Enterprises in Tianjin Port Area

ShiChen,HuoYushu,LiuJia

(College of Bioengineering, Tianjin Modern Vocational Technology College, Tianjin 300350,China)

Solid dust is the main pollutant in the petrochemical industry, which has serious influence on the atmospheric environment and the people's health. In this paper, the concentration of solid particlesaround the petrochemical enterprises in Dagang, Tianjin is detected. A distribution pattern of the solid particleconcentration is drawn versusthe distance.Finally, some control measures are suggested.

solid dust particles;petrochemical industry;environmental monitoring;air pollution control

2016-10-20

石 琛(1984—)，女，湖南婁底人，碩士，講師，從事環(huán)境工程的教學(xué)科研工作。

X513

B

1008-021X(2017)03-00130-02