王 涛,张 涛,赵高龙,董振明,张 勇

(1.山西方正工程设计有限公司,山西 太原 030006;2.山西大学化学化工学院,山西 太原 030006)

引言

我国是橡胶工业大国,自1915 年广东兄弟树胶公司创立计算,至今已有100 多年历史。我国橡胶制品企业包括中国佳通轮胎有限公司、杭州中策橡胶公司、三角轮胎集团公司、山东玲珑橡胶公司、上海轮胎集团、风神轮胎有限公司等。橡胶制品行业产生的废气成分极其复杂,排放的各种污染物多大近百种。美国橡胶制造者协会(RMA)通过对各类橡胶原料进行测试得出橡胶制品生产过程中97 类废气污染物的排放系数并进行了公布(可查阅http://www.epa.gov/ttn/chief/ap42/ch04/)。RMA 根据原料组成而选择的目标污染物包括:颗粒物;金属类有害废气污染物;有机类有害废气污染物;总目标有机物;总有机物[1]。王浩等根据相关标准规范、文献资料汇总得出橡胶行业特征污染物包括颗粒物、甲苯和二甲苯、非甲烷总烃、硫化氢、二硫化碳等[2]。

橡胶制品的主要原料是生胶、各种配合剂以及作为骨架材料的纤维和金属材料,其基本生产工艺过程包括塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化等基本工序。其中,炼胶、压延、挤出等前工序的加热范围为40 ℃~160 ℃,低挥发物质在此温度范围内即释出;硫化加热范围为100 ℃~200 ℃,在此条件下,胶料中的挥发物大量释放,形成烟气。各工序均排放一定量的含硫恶臭污染物。

含硫恶臭污染物主要包括硫化氢、二硫化碳和羰基硫化物。丁学峰等通过对某轮胎企业含硫恶臭气体排放情况进行了监测,根据监测数据得出,橡胶制品企业含硫恶臭气体主要为二氧化硫。炼胶工序二硫化碳产生量约为硫化氢产生量的109 倍,硫化工序二硫化碳产生量约为硫化氢产生量的43 倍[3]。2011 年10 月,国家环保部联合国家质量监督检验检疫总局发布了《橡胶制品工业污染物排放标准》(GB 27632—2011)[4],对橡胶制品企业产生的颗粒物、甲苯及二甲苯合计、非甲烷总烃排放限值、基准排气量制定了严格的排放标准,但未涉及含硫恶臭污染物排放标准。2019 年11 月1 日,山西省生态环境厅、山西省市场监督管理局发布山西省地方标准《再生橡胶行业大气污染物排放标准》(DB 14/1930—2019),对颗粒物、苯系物和非甲烷总烃排放规定了排放限值,也未涉及含硫恶臭污染物排放标准。

关于橡胶制品行业含硫恶臭污染物的环境影响评价,目前国内橡胶行业建设项目,一般选取硫化氢作为含硫化合物的环境影响评价评价因子[3]。鲜有环境影响评价单位对相关项目二硫化碳污染物排放量进行核算并进行环境影响分析。

二硫化碳会损害神经和血管毒物,对中枢神经系统有麻痹作用,长期低浓度可引起血管病变,慢性中毒可表现为神经衰弱综合症和植物神经功能紊乱。因此,针对橡胶制品行业项目环境影响评价阶段开展CS2污染物环境影响评价,对项目环境可行性判定,将具有一定的指导意义。

1 目标项目环境影响分析

本文就汾阳市橡胶厂(有限公司)橡胶制品V带各生产工艺过程CS2污染物源强进行核算并开展环境影响分析,以期为环评机构在橡胶制品行业CS2污染物环境影响分析提供参考依据。

1.1 工程概况

分析目标项目位于山西省汾阳市汾阳市三泉镇南垣村南约270 m,中心点地理坐标为北纬37°11'45.77",东经111°41'33.45"。年产V 带2 000 万Am。主要生产工艺涉及热炼、混练、压延、挤出成型和硫化工序。年工作275 d,每天16 h,共计4 400 h。

1.2 源强核算

目标项目炼胶、压延、成型和硫化工序产生的废气经集气罩收集后经一套“UV 光氧催化+活性炭吸附装置”处理,最终经15 m 高排气筒排放,设计废气排气量为15 000 m3/h。

结合橡胶制品生产过程中污染物的最大排放系数,各工序炼焦量,计算得到目标项目CS2污染物排放情况如表1 所示。

表1 目标项目CS2 污染物排放情况一览表

针对目标项目CS2污染物,采取的污染防治措施为“UV 光氧催化+活性炭吸附”,废气处理效率能达到60%以上,最终得出CS2废气排量量为142.4kg/a,排放速率为0.033 kg/h。

1.3 环境影响分析论证

1.3.1 模型设定及模型参数

采用《环境影响评价技术导则 大气环境》(HJ 2.2—2018)中规定的估算模型。

模型参数设置情况如表2 所示。

表2 估算模型参数表

表2 模型所需最高和最低环境温度,选取目标项目所在区域近20 年气候统计资料。

1.3.2 源强参数

预测模型污染源源强参数设置情况如表3 所示。

表3 CS2 废气排放口点源参数一览表

1.3.3 环境空气质量标准选取

根据《环境影响评价技术导则 大气环境》(HJ 2.2—2018)中表D.1 其他污染物空气质量浓度参考限值数据一览表,CS2污染物环境空气1 h 标准值为40 μg/m3。

2 模型预测结果

预测结果如表4 所示。CS2下风向预测质量浓度贡献值随距离变化曲线如图1 所示。

表4 预测结果一览表

图1 CS2 污染物距离-质量浓度曲线图

3 结果与讨论

根据估算模式预测结果分析,目标项目投运后CS2最大地面落地质量浓度为1.392 4 μg/m3(占标率3.48%)<10%,最大地面落地浓度出现在污染源下风向125 m 处。目标项目投产后CS2污染物对大气环境影响较小。

4 结论

1)国内外橡胶制品生产排放的大气特征污染物包括二硫化碳,且橡胶制品行业项目环境影响评价阶段,基本以硫化氢为评价因此,鲜有将二硫化碳作为评价因子开展相关环境影响评价。

2)通过对目标项目开展二硫化碳因子环境影响评价,形成了集源强核算方法、环境质量标准选取、环境影响预测评估在内的二硫化碳环境影响评价评估体系。其中,源强核算可参照文献橡胶制品生产过程中废气污染物的排放系数、橡胶制品生产过程中有机废气的排放系数给出,环境质量标准参照《环境影响评价技术导则 大气环境》(HJ 2.2—2018)中表D.1 其他污染物空气质量浓度参考限值选取,预测模型可采用《环境影响评价技术导则 大气环境》(HJ 2.2—2018)中规定的估算模型。

3)通过开展目标项目CS2影响因子环境影响评价,根据影响预测结果判定,目标项目CS2影响因子对空气环境影响较小。

5 建议

建议《橡胶制品工业污染物排放标准》(GB 27632—2011)、山西省地方标准《再生橡胶行业大气污染物排放标准》(DB 14/1930—2019)修订过程中给出二硫化碳含硫恶臭污染物排放限值要求。