木材工業(yè)環(huán)境污染危害及其防護(hù)措施

蔡有茹

（吉林新合木業(yè)有限責(zé)任公司，吉林 長(zhǎng)春 130114）

1 引言

木材工業(yè)是以木材為主要原料，通過(guò)各種化學(xué)藥劑處理或機(jī)械加工方式制成木質(zhì)產(chǎn)品的工業(yè)，木材工業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品種類繁多，由于加工方式不同，在大多數(shù)木質(zhì)產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中，都會(huì)產(chǎn)生不同程度、不同性質(zhì)的污染物，并都可能引起空氣污染、粉塵污染、水污染、廢渣污染及噪聲污染等環(huán)境污染。這些污染對(duì)我們?nèi)祟惖纳眢w健康有很大危害，有的甚至造成生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重破壞。因此，隨著木材工業(yè)的迅速發(fā)展，加強(qiáng)木材工業(yè)污染防治工作顯得尤為重要。

2 環(huán)境污染的危害

2.1 空氣污染

2.1.1 合成樹(shù)脂污染

隨著人造板工業(yè)的迅速發(fā)展，合成樹(shù)脂膠在木材工業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。到目前為止，木材工業(yè)仍是使用合成樹(shù)脂膠數(shù)量最大的工業(yè)部門(mén)。大量使用的是脲醛、酚醛、三聚氰胺甲醛樹(shù)脂以及異氰酸脂類等非甲醛系膠粘劑。其中應(yīng)用最多的還是脲醛樹(shù)脂膠，它在制造和膠合使用過(guò)程中會(huì)大量逸出游離甲醛，嚴(yán)重污染環(huán)境。并且，人造板產(chǎn)品（特別是刨花板）在生產(chǎn)和使用過(guò)程中，持續(xù)地散發(fā)游離甲醛是對(duì)人體的最大危害。甲醛與蛋白質(zhì)反應(yīng)性能很高，是不可逆反應(yīng)，能生成不溶不融的產(chǎn)物，對(duì)人體產(chǎn)生毒害。長(zhǎng)期接觸甲醛可使皮膚失去彈性，大量攝入會(huì)引起視力衰退和肝臟致疾。游離甲醛會(huì)在空氣中擴(kuò)散，并且隨著其存在于空氣中的不同濃度，使接觸者出現(xiàn)眼睛和皮膚受刺激、呼吸困難、濕疹、頭痛、惡心乃至昏迷等癥狀并引起不良后果。問(wèn)題的嚴(yán)重性還在于，當(dāng)前使用的脲醛樹(shù)脂膠合的人造板制品，游離甲醛的釋放量很高，達(dá)到刨花板二等品（50mg／100g以下）的產(chǎn)品約占檢驗(yàn)產(chǎn)品的50%；中密度纖維板的甲醛釋放量能達(dá)B級(jí)（40mg／100g以下）的產(chǎn)品約占檢驗(yàn)產(chǎn)品的60%；而且這些與人有害的物質(zhì)是慢慢地連續(xù)、長(zhǎng)時(shí)間地由板內(nèi)排出來(lái)，因而危害就更為嚴(yán)重。

隨著人造板裝飾工業(yè)的現(xiàn)代化，所使用的涂料已從植物制造的干油性涂料發(fā)展到改性的硝基樹(shù)脂涂料、醇酸樹(shù)脂涂料、酚醛樹(shù)脂涂料等。涂料的結(jié)構(gòu)發(fā)生了根本變化，這些涂料大多含有30%～80%的有機(jī)溶劑，例如：甲苯、二甲苯、丙酮、乙醇、醋酸乙酯等，大多是易燃、易爆、有毒的。它們彌散在空氣中，將危害人體的健康。

2.1.2 粉塵污染

林產(chǎn)工業(yè)排放物——廢氣中的一部分帶有固體微粒的物質(zhì)，可稱為粉塵。人造板、家具及其他木制品生產(chǎn)過(guò)程中，常有大量粉塵產(chǎn)生，使生產(chǎn)場(chǎng)所受到污染。粉塵對(duì)人體健康有很大危害，粉塵中直徑小于10μm的顆粒，長(zhǎng)期漂浮在空氣中，很容易被人吸入體內(nèi)被肺泡吸收而侵害呼吸系統(tǒng)。對(duì)人體健康有嚴(yán)重影響的是小于3μm的塵埃物，尤其是纖維板微粒散發(fā)物，它對(duì)人體健康的危害尤為嚴(yán)重，這是因?yàn)樾∮?μm的塵埃物，幾乎全部深入人體肺臟，影響呼吸系統(tǒng)的通暢，因而引起彌漫性纖維病變，進(jìn)而損害肺臟的生理呼吸功能。長(zhǎng)時(shí)間在含有高濃度木粉塵的環(huán)境中工作的人，鼻腔內(nèi)常滯留一些木粉塵，因此，導(dǎo)致相當(dāng)一部分工人患有不同程度的支氣管炎、哮喘和肺氣腫。國(guó)際癌癥研究中心經(jīng)長(zhǎng)期研究認(rèn)為，各種硬質(zhì)木材產(chǎn)生的木粉塵如處理不當(dāng)可使人致癌，且潛伏期長(zhǎng)。

此外，粉塵污染除了對(duì)人體發(fā)生危害以外，還會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量，加速機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件的磨損，使細(xì)微粉末的原料或成品粉塵飛揚(yáng)到空氣中，從而造成浪費(fèi)，污染空氣。有些易燃易爆性粉塵，還可能引起工業(yè)粉塵爆炸等。車間粉塵最高允許濃度為10mg／m3，實(shí)際上，目前國(guó)內(nèi)大部分人造板生產(chǎn)車間粉塵濃度遠(yuǎn)超最高允許深度。

2.2 水污染

木材工業(yè)中，以人造板工業(yè)的水污染最為嚴(yán)重。這是因?yàn)樗谏a(chǎn)過(guò)程中需要消耗大量的工業(yè)水，作為溶劑、稀釋劑、纖維載運(yùn)體等，使用之后大多直接排放，從而造成水污染。

木材工業(yè)廢水中主要污染物是懸浮物、木材可溶物、膠粘劑殘余物及各種人造板生產(chǎn)過(guò)程中施加的可溶性化學(xué)藥品，如明礬、石蠟、殺菌、防腐劑等。人造板生產(chǎn)過(guò)程中的懸浮物，主要有細(xì)小纖維、細(xì)胞碎片和樹(shù)皮等固形物。由于水上懸浮物有較大的吸附能力，水中有毒有害物質(zhì)極易被吸著在其表面，并隨水的流動(dòng)遷移到其他地域而擴(kuò)大污染。而細(xì)小纖維將沉積于水底，形成纖維膜，阻礙水生物生長(zhǎng)，還能粘連魚(yú)鰓，堵塞魚(yú)的呼吸道，使魚(yú)類窒息死亡。沉積水底的纖維，會(huì)發(fā)生厭氧發(fā)酵，分解出硫化氫臭氣和甲烷等，用之灌溉農(nóng)田，纖維膜會(huì)覆蓋地面，不利農(nóng)作物生長(zhǎng)。懸浮物的長(zhǎng)期而大量排入水體，久而久之，終將會(huì)因沉積而使河床升高，影響河道航行。廢水中含有大量有機(jī)水溶物，進(jìn)入水體后，一部分在需氧微生物作用下產(chǎn)生分解，消耗很多溶解氧。另一部分則在厭氧微生物作用下分解，產(chǎn)生有害氣體，使水體產(chǎn)生惡臭味，危害水生生物及人體健康。總之，廢水中有機(jī)物含量越多，廢水的危害越大。再有，生產(chǎn)各種人造板廢水中都含有一定數(shù)量的膠粘劑殘余物，其內(nèi)含物有苯酚、甲醛、甲醇及各種合成樹(shù)脂類物質(zhì)，若長(zhǎng)期飲用被酚污染的水，可引起積累性慢性中毒，刺激呼吸中樞，并誘發(fā)消化系統(tǒng)及神經(jīng)系統(tǒng)障礙，伴有貧血和皮疹，最終傷害腸、胃、肝、腎等器官。

2.3 固體廢棄物的危害

隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和人民生活水平的提高，各種固體廢棄物的排出量大幅度增加。固體廢棄物與其他工業(yè)廢渣一樣，一般比較容易被人們看到，但往往不容易被人們所看透。廢渣中含有許多有害物質(zhì)，比如木材染色和防腐用的汞、鉛、錳、鉻的化合物，這些有害的金屬化合物嚴(yán)重的可以大量殺傷土壤中的細(xì)菌等微生物，使土壤由活土壤變?yōu)樗劳粒瑔适Ц饽芰Γ棺魑锸艿絿?yán)重危害，甚至無(wú)法生長(zhǎng)發(fā)育。

固體廢棄物還可造成大氣污染，廢渣雖然是固體，但在經(jīng)過(guò)生物分解或內(nèi)部引起化學(xué)反應(yīng)后，將產(chǎn)生大量有害氣體，如惡臭，使空氣污濁不堪；一些顆粒小的廢渣會(huì)隨風(fēng)飄蕩，擴(kuò)散到空氣中，造成嚴(yán)重危害。

3 主要危害的防護(hù)措施

3.1 降低甲醛釋放量的主要措施

3.1.1 改進(jìn)脲醛樹(shù)脂的配方與合成工藝

研究表明，減少脲醛樹(shù)脂游離甲醛最基本的方法就是改進(jìn)配方與合成工藝，一般包括以下方面。

（1）降低甲醛－尿素摩爾比；人造板甲醛釋放量隨摩爾比呈拋物線或線性相關(guān)，甲醛釋放量隨著摩爾比減少而降低，但太低，板材的力學(xué)性能又變差，一般摩爾比降到1.05已是極限。

（2）選擇多次縮聚的合成工藝；對(duì)于相同摩爾比的同量尿素，投入次數(shù)越多，對(duì)降低脲醛樹(shù)脂的游離甲醛越有利，膠粘性越好。但考慮到操作及耐水性，目前大多采用3～4次投放。

3.1.2 對(duì)脲醛樹(shù)脂進(jìn)行改性、添加甲醛捕捉劑

（1）添加三聚氰胺、酚類化合物等改性劑，三聚氰胺與羥甲基脲縮合形成MUF共聚樹(shù)脂，降低脲醛樹(shù)脂的游離甲醛，提高耐水性、耐久性與分解溫度。合成中添加定量的間苯二酚、苯酚等酚類化合物，因酚類物質(zhì)末端的羥甲基反應(yīng)，形成了PUF共聚樹(shù)脂，可提高耐水性、耐久性，也降低了樹(shù)脂的游離甲醛。

（2）在樹(shù)脂中添加甲醛捕捉劑是降低人造板甲醛釋放量的另一行之有效的方法。添加的甲醛捕捉劑可與甲醛以化學(xué)鍵形式結(jié)合，減少了人造板甲醛釋放量。常見(jiàn)的甲醛捕捉劑如氨或含氨基類物質(zhì)、硫化氫、聚乙烯醇以及強(qiáng)氧化性物質(zhì)如過(guò)氧化氫、過(guò)硫酸鹽等。

3.1.3 調(diào)整適當(dāng)?shù)娜嗽彀鍩釅汗に?/p>

熱壓工藝對(duì)人造板的甲醛釋放量、力學(xué)性能有很大影響。適當(dāng)提高熱壓溫度、延長(zhǎng)熱壓時(shí)間，有助于降低甲醛釋放量。此外，木材的樹(shù)種、施膠量、單板含水率，對(duì)人造板的甲醛釋放量也有影響。據(jù)報(bào)道，深色樹(shù)種單板生產(chǎn)的板材甲醛釋放量明顯低于淺色樹(shù)種生產(chǎn)的板材；單板含水率增高，甲醛釋放量提高；施膠量越小，甲醛釋放量降低。

3.1.4 對(duì)人造板進(jìn)行后處理

（1）氨處理或氨熏蒸。由于甲醛能與氨反應(yīng)生成較穩(wěn)定的六次甲基四胺。用氨對(duì)人造板噴熏可顯著降低人造板的甲醛釋放量。但此法降低了甲醛釋放量，也帶來(lái)了氨污染。

（2）胺化合物處理。有資料表明，在人造板成板以后尚未冷卻時(shí)，用一定濃度的尿素溶液噴灑處理，可降低30%～50%的甲醛釋放量。

3.1.5 涂料封閉法

在刨花板的板面和四周涂履一層用15%的石蠟和環(huán)氧乙烷制成的涂料進(jìn)行封閉，可以降低游離甲醛釋放速度，減少單位空間內(nèi)甲醛的散發(fā)量。

3.1.6 使用非甲醛類膠粘劑

（1）使用環(huán)保型阻燃膠。該膠是集膠粘性、環(huán)保性、阻燃性、低成本4大優(yōu)點(diǎn)為一身的膠。該阻燃膠由6種無(wú)毒成分組成，主要組分是尿素和磷酸，占原料重量的99.9%，另外由4種成分配置成關(guān)鍵成分——催化劑，占原料重量的0.1%。使用時(shí)可與脲膠搭配使用。無(wú)論是用該膠制成的板還是該膠與脲膠混用制成的板，游離甲醛的含量都能達(dá)到國(guó)家要求的甲醛釋放量標(biāo)準(zhǔn)。

（2）使用水性高分子異氰酸脂膠粘劑（API）。API膠粘劑是以水為分散介質(zhì)，使用安全方便，對(duì)環(huán)境無(wú)污染；膠粘劑體系呈中性，對(duì)被膠接材無(wú)污染，是一類環(huán)保型產(chǎn)品。但因?yàn)閮r(jià)格較高，現(xiàn)在一般多用于結(jié)構(gòu)用集成材等產(chǎn)品中。

3.2 木粉塵的治理

由于粉塵具有黏附性和爆炸性的特點(diǎn)，在粉塵運(yùn)輸過(guò)程中極易阻塞管道，在空氣中可氧化燃燒發(fā)生爆炸。由于砂光粉和鋸屑特性不同，在處理中一般應(yīng)分系統(tǒng)獨(dú)立處理，對(duì)鋸屑一般采用二合一的旋風(fēng)袋式除塵器或特殊處理過(guò)的旋風(fēng)分離器即能滿足要求。而砂光粉就復(fù)雜得多，傳統(tǒng)的收集和處理辦法是：采用風(fēng)機(jī)將砂光粉送至旋風(fēng)分離器，再進(jìn)入布袋除塵器，最后集中在旋風(fēng)分離器和布袋除塵器的集塵間內(nèi)，整個(gè)系統(tǒng)處于密閉式循環(huán)。此種方式在生產(chǎn)中的問(wèn)題一是系統(tǒng)經(jīng)常卡堵，特別是布袋除塵器經(jīng)常堵死，嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)；二是集中在集塵間內(nèi)的粉屑無(wú)法連續(xù)排出，粉塵集滿后整個(gè)系統(tǒng)失去作用，從而影響生產(chǎn)。周玉坤通過(guò)試驗(yàn)，認(rèn)為比較成功的砂光粉處理流程為：風(fēng)機(jī)—旋風(fēng)分離器—旋風(fēng)袋式除塵器—木粉料倉(cāng)—出料螺旋—噴粉風(fēng)機(jī)—專用噴粉嘴或?qū)Ｓ貌剂掀鳌６捎妹悍坼仩t的企業(yè)的木粉，則可從木料倉(cāng)出料旋轉(zhuǎn)用螺旋輸送機(jī)送入輸煤管道與煤粉一道混合送入爐堂燃燒。

另外，可以對(duì)木粉進(jìn)一步開(kāi)展綜合利用，例如：①制膠粘劑，日本用其制得木質(zhì)纖維酚醛樹(shù)脂膠粘劑；②制造木塑復(fù)合物，如改性聚乙烯醇塑木、木屑改性塑料等。當(dāng)然木粉作為燃料，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，只要采用適當(dāng)?shù)娜紵に嚪桨福瓤梢怨?jié)省燃煤、降低成本，又可以有效回收利用廢棄物，是比較經(jīng)濟(jì)適用的方法。

3.3 廢水的處理

廢水處理的目的就是采用各種方法將廢水中所含有的污染物質(zhì)分離出來(lái)，或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)，從而使廢水得到凈化。工業(yè)廢水所含的成分比較復(fù)雜，且水質(zhì)和水量相差很大，因而可以根據(jù)不同人造板產(chǎn)品產(chǎn)生廢水性質(zhì)的不同，選擇合適的處理方法，其處理方法很多，一般可歸納為物理處理法、化學(xué)處理法和生物處理法。

（1）利用物理作用分離廢水中呈懸浮狀態(tài)污染物質(zhì)，在處理過(guò)程中不改變其化學(xué)性質(zhì)。包括沉淀（重力分離）法、過(guò)濾法、離心分離法、反滲透法等等。

（2）利用微生物作用，使廢水中呈溶解和膠體狀態(tài)的有機(jī)污染物通過(guò)微生物化學(xué)過(guò)程，轉(zhuǎn)化為較穩(wěn)定的、無(wú)害的物質(zhì)。根據(jù)不同作用原理的構(gòu)筑形式，可以概括地分為好氣性處理和厭氣性處理。好氣生物處理是在有溶解氧的條件下，依靠好氧菌及兼性好氧菌分解氧化廢水中的有機(jī)物，以降低其含量。經(jīng)好氣處理的產(chǎn)物基本無(wú)害，產(chǎn)物中的N、P、K等可作肥料，且反應(yīng)速度較快，接觸時(shí)間短。厭氣生物處理是在無(wú)氧條件下，利用厭氣微生物，通過(guò)厭氣菌的作用處理廢水中的有機(jī)物。厭氣處理不需要供給氧氣，動(dòng)力消耗低，能收回甲烷氣體作燃料，有機(jī)產(chǎn)物沉渣作肥料。但該法反應(yīng)速度慢，接觸時(shí)間長(zhǎng)，故設(shè)備處理容量低，有機(jī)殘余物量較多。

（3）利用化學(xué)反應(yīng)原理及方法來(lái)分離回收廢水中的污染物或改變污染物的性質(zhì)，使其從有害變?yōu)闊o(wú)害，包括混凝法、中和法、氧化還原法、電解法、萃取法、電滲析法等等。

3.4 固體廢棄物的處理方法

（1）一般對(duì)于無(wú)毒害廢渣可采用綜合利用的方法。主要途徑有4個(gè)：①提取各種金屬；②利用廢渣制取各種化工原料；③利用廢渣生產(chǎn)建筑材料；④將工業(yè)廢渣直接用于農(nóng)田或制成化學(xué)肥料。

（2）對(duì)于有害工業(yè)廢渣一般的處置方法是：①填筑法，但要保證不污染地下水和地面水，要使土方工程量和投資最少；②焚燒法，利用熱分解法處理有機(jī)有害廢渣，可以減少?gòu)U物的體積，消滅細(xì)菌和病毒，還可回收其熱能。但在低溫下焚燒時(shí)須采取相應(yīng)措施，避免燃燒中產(chǎn)生二次污染物；③固化法；④化學(xué)法；⑤生物法。

4 結(jié)語(yǔ)

在木材工業(yè)生產(chǎn)中，大量消耗原材料并產(chǎn)生“三廢”，對(duì)環(huán)境的污染和生態(tài)的破壞十分嚴(yán)重，大量的廢氣廢水對(duì)人們身體的健康也造成很大的威脅。因此，我們必須把發(fā)展林產(chǎn)品生產(chǎn)和保護(hù)環(huán)境統(tǒng)一起來(lái)，提高行業(yè)里成員對(duì)污染危害的認(rèn)識(shí)，企業(yè)必須結(jié)合自己生產(chǎn)的特點(diǎn)，找到適宜的治理環(huán)境污染措施，既有利于企業(yè)自身的發(fā)展又堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

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