有關(guān)橡膠制品行業(yè)CS2 污染因子環(huán)境影響分析的探討

王 濤，張 濤，趙高龍，董振明，張 勇

（1.山西方正工程設(shè)計有限公司，山西 太原 030006；2.山西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，山西 太原 030006）

引言

我國是橡膠工業(yè)大國，自1915 年廣東兄弟樹膠公司創(chuàng)立計算，至今已有100 多年歷史。我國橡膠制品企業(yè)包括中國佳通輪胎有限公司、杭州中策橡膠公司、三角輪胎集團(tuán)公司、山東玲瓏橡膠公司、上海輪胎集團(tuán)、風(fēng)神輪胎有限公司等。橡膠制品行業(yè)產(chǎn)生的廢氣成分極其復(fù)雜，排放的各種污染物多大近百種。美國橡膠制造者協(xié)會（RMA）通過對各類橡膠原料進(jìn)行測試得出橡膠制品生產(chǎn)過程中97 類廢氣污染物的排放系數(shù)并進(jìn)行了公布（可查閱http://www.epa.gov/ttn/chief/ap42/ch04/）。RMA 根據(jù)原料組成而選擇的目標(biāo)污染物包括：顆粒物；金屬類有害廢氣污染物；有機(jī)類有害廢氣污染物；總目標(biāo)有機(jī)物；總有機(jī)物[1]。王浩等根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、文獻(xiàn)資料匯總得出橡膠行業(yè)特征污染物包括顆粒物、甲苯和二甲苯、非甲烷總烴、硫化氫、二硫化碳等[2]。

橡膠制品的主要原料是生膠、各種配合劑以及作為骨架材料的纖維和金屬材料，其基本生產(chǎn)工藝過程包括塑煉、混煉、壓延、壓出、成型、硫化等基本工序。其中，煉膠、壓延、擠出等前工序的加熱范圍為40 ℃～160 ℃，低揮發(fā)物質(zhì)在此溫度范圍內(nèi)即釋出；硫化加熱范圍為100 ℃～200 ℃，在此條件下，膠料中的揮發(fā)物大量釋放，形成煙氣。各工序均排放一定量的含硫惡臭污染物。

含硫惡臭污染物主要包括硫化氫、二硫化碳和羰基硫化物。丁學(xué)峰等通過對某輪胎企業(yè)含硫惡臭氣體排放情況進(jìn)行了監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)得出，橡膠制品企業(yè)含硫惡臭氣體主要為二氧化硫。煉膠工序二硫化碳產(chǎn)生量約為硫化氫產(chǎn)生量的109 倍，硫化工序二硫化碳產(chǎn)生量約為硫化氫產(chǎn)生量的43 倍[3]。2011 年10 月，國家環(huán)保部聯(lián)合國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局發(fā)布了《橡膠制品工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 27632—2011）[4]，對橡膠制品企業(yè)產(chǎn)生的顆粒物、甲苯及二甲苯合計、非甲烷總烴排放限值、基準(zhǔn)排氣量制定了嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，但未涉及含硫惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。2019 年11 月1 日，山西省生態(tài)環(huán)境廳、山西省市場監(jiān)督管理局發(fā)布山西省地方標(biāo)準(zhǔn)《再生橡膠行業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 14/1930—2019），對顆粒物、苯系物和非甲烷總烴排放規(guī)定了排放限值，也未涉及含硫惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)于橡膠制品行業(yè)含硫惡臭污染物的環(huán)境影響評價，目前國內(nèi)橡膠行業(yè)建設(shè)項目，一般選取硫化氫作為含硫化合物的環(huán)境影響評價評價因子[3]。鮮有環(huán)境影響評價單位對相關(guān)項目二硫化碳污染物排放量進(jìn)行核算并進(jìn)行環(huán)境影響分析。

二硫化碳會損害神經(jīng)和血管毒物，對中樞神經(jīng)系統(tǒng)有麻痹作用，長期低濃度可引起血管病變，慢性中毒可表現(xiàn)為神經(jīng)衰弱綜合癥和植物神經(jīng)功能紊亂。因此，針對橡膠制品行業(yè)項目環(huán)境影響評價階段開展CS2污染物環(huán)境影響評價，對項目環(huán)境可行性判定，將具有一定的指導(dǎo)意義。

1 目標(biāo)項目環(huán)境影響分析

本文就汾陽市橡膠廠（有限公司）橡膠制品V帶各生產(chǎn)工藝過程CS2污染物源強(qiáng)進(jìn)行核算并開展環(huán)境影響分析，以期為環(huán)評機(jī)構(gòu)在橡膠制品行業(yè)CS2污染物環(huán)境影響分析提供參考依據(jù)。

1.1 工程概況

分析目標(biāo)項目位于山西省汾陽市汾陽市三泉鎮(zhèn)南垣村南約270 m，中心點地理坐標(biāo)為北緯37°11'45.77"，東經(jīng)111°41'33.45"。年產(chǎn)V 帶2 000 萬Am。主要生產(chǎn)工藝涉及熱煉、混練、壓延、擠出成型和硫化工序。年工作275 d，每天16 h，共計4 400 h。

1.2 源強(qiáng)核算

目標(biāo)項目煉膠、壓延、成型和硫化工序產(chǎn)生的廢氣經(jīng)集氣罩收集后經(jīng)一套“UV 光氧催化+活性炭吸附裝置”處理，最終經(jīng)15 m 高排氣筒排放，設(shè)計廢氣排氣量為15 000 m3/h。

結(jié)合橡膠制品生產(chǎn)過程中污染物的最大排放系數(shù)，各工序煉焦量，計算得到目標(biāo)項目CS2污染物排放情況如表1 所示。

表1 目標(biāo)項目CS2 污染物排放情況一覽表

針對目標(biāo)項目CS2污染物，采取的污染防治措施為“UV 光氧催化+活性炭吸附”，廢氣處理效率能達(dá)到60%以上，最終得出CS2廢氣排量量為142.4kg/a，排放速率為0.033 kg/h。

1.3 環(huán)境影響分析論證

1.3.1 模型設(shè)定及模型參數(shù)

采用《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則 大氣環(huán)境》（HJ 2.2—2018）中規(guī)定的估算模型。

模型參數(shù)設(shè)置情況如表2 所示。

表2 估算模型參數(shù)表

表2 模型所需最高和最低環(huán)境溫度，選取目標(biāo)項目所在區(qū)域近20 年氣候統(tǒng)計資料。

1.3.2 源強(qiáng)參數(shù)

預(yù)測模型污染源源強(qiáng)參數(shù)設(shè)置情況如表3 所示。

表3 CS2 廢氣排放口點源參數(shù)一覽表

1.3.3 環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)選取

根據(jù)《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則 大氣環(huán)境》（HJ 2.2—2018）中表D.1 其他污染物空氣質(zhì)量濃度參考限值數(shù)據(jù)一覽表，CS2污染物環(huán)境空氣1 h 標(biāo)準(zhǔn)值為40 μg/m3。

2 模型預(yù)測結(jié)果

預(yù)測結(jié)果如表4 所示。CS2下風(fēng)向預(yù)測質(zhì)量濃度貢獻(xiàn)值隨距離變化曲線如圖1 所示。

表4 預(yù)測結(jié)果一覽表

圖1 CS2 污染物距離-質(zhì)量濃度曲線圖

3 結(jié)果與討論

根據(jù)估算模式預(yù)測結(jié)果分析，目標(biāo)項目投運(yùn)后CS2最大地面落地質(zhì)量濃度為1.392 4 μg/m3（占標(biāo)率3.48%）<10%，最大地面落地濃度出現(xiàn)在污染源下風(fēng)向125 m 處。目標(biāo)項目投產(chǎn)后CS2污染物對大氣環(huán)境影響較小。

4 結(jié)論

1）國內(nèi)外橡膠制品生產(chǎn)排放的大氣特征污染物包括二硫化碳，且橡膠制品行業(yè)項目環(huán)境影響評價階段，基本以硫化氫為評價因此，鮮有將二硫化碳作為評價因子開展相關(guān)環(huán)境影響評價。

2）通過對目標(biāo)項目開展二硫化碳因子環(huán)境影響評價，形成了集源強(qiáng)核算方法、環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)選取、環(huán)境影響預(yù)測評估在內(nèi)的二硫化碳環(huán)境影響評價評估體系。其中，源強(qiáng)核算可參照文獻(xiàn)橡膠制品生產(chǎn)過程中廢氣污染物的排放系數(shù)、橡膠制品生產(chǎn)過程中有機(jī)廢氣的排放系數(shù)給出，環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)參照《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則 大氣環(huán)境》（HJ 2.2—2018）中表D.1 其他污染物空氣質(zhì)量濃度參考限值選取，預(yù)測模型可采用《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則 大氣環(huán)境》（HJ 2.2—2018）中規(guī)定的估算模型。

3）通過開展目標(biāo)項目CS2影響因子環(huán)境影響評價，根據(jù)影響預(yù)測結(jié)果判定，目標(biāo)項目CS2影響因子對空氣環(huán)境影響較小。

5 建議

建議《橡膠制品工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 27632—2011）、山西省地方標(biāo)準(zhǔn)《再生橡膠行業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 14/1930—2019）修訂過程中給出二硫化碳含硫惡臭污染物排放限值要求。