橡膠制品生產過程中廢氣污染物的排放系數(shù)

施曉亮，吳高強，鄭 磊，李 明

（浙江環(huán)科環(huán)境咨詢有限公司，浙江 杭州 310007）

隨著國內汽車消費市場需求的不斷增長，汽車工業(yè)發(fā)展迅速。橡膠制品行業(yè)為汽車制造企業(yè)提供輪胎、膠管、膠帶、油封、密封條、減震件、皮碗、防塵罩和擋泥板等橡膠制品。平均每輛汽車的橡膠配件有400～500個，占汽車自身質量的4%～5%。因此作為與汽車制造行業(yè)緊密相關的上游行業(yè)，橡膠制品行業(yè)也處于整體蓬勃發(fā)展的階段[1]。

橡膠制品生產過程中會產生大量的二硫化碳、非甲烷總烴等有機廢氣，嚴重影響大氣環(huán)境。近年來，各類環(huán)境污染事件接連發(fā)生，公眾對涉及污染物排放的企業(yè)環(huán)保治理及對周邊環(huán)境滿意度方面的要求越來越高，圍繞著橡膠制品企業(yè)周邊彌漫的橡膠異味和惡臭現(xiàn)象的問題投訴和搬遷意見屢見不鮮。為此，國家環(huán)保部聯(lián)合國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局于2011年10月發(fā)布了GB 27632—2011《橡膠制品工業(yè)污染物排放標準》，對橡膠制品企業(yè)產生的污染物制訂了嚴格的排放標準。該標準已于2012年1月1日起實施。

橡膠制品行業(yè)產生的廢氣成分極其復雜，排放的各類污染物多達近百種。除顆粒物的排放外，國內鮮有對橡膠制品各生產工序中排放的有機廢氣進行深入研究的報道[2]，導致橡膠制品生產企業(yè)在環(huán)境影響評價階段對廢氣產生源強的計算缺少理論和實測依據(jù)，給當?shù)丨h(huán)保管理部門對橡膠制品企業(yè)的后續(xù)環(huán)境監(jiān)管帶來了一系列問題。

本文主要介紹美國橡膠制造者協(xié)會（RMA)對橡膠制品生產過程中各類橡膠原料或輪胎部件進行測試得出的各類廢氣污染物排放系數(shù)，并結合國內標準要求分析其適用性，以期為環(huán)評機構在計算污染源強及采取必要的防治措施方面提供參考依據(jù)，同時也為環(huán)保管理部門日常審批及監(jiān)管提供相關技術支撐。

1 測試對象

RMA測試用橡膠制品共分31類，制品以橡膠品種、輪胎以主要部件分類，如表1所示[3]。測試常用原料包括：天然橡膠（NR）、溴化丁基橡膠（BIIR）、順丁橡膠（BR）、丁苯橡膠（SBR）、丁基橡膠（IIR）、三元乙丙橡膠（EPDM）、氯丁橡膠（CR）、氯磺化聚乙烯橡膠（CSM）、氟橡膠（FKM）、乙烯丙烯酸甲酯橡膠（AEM）、氫化丁腈橡膠（HNBR）、硅橡膠（MVQ）、丙烯酸酯橡膠（ACM）、氯化聚乙烯橡膠（CM）、氯醚橡膠（ECO）以及聚氯乙烯（PVC）。

表1所示的31類橡膠制品基本涵蓋了美國本土橡膠企業(yè)的生產原料，與國內橡膠制品企業(yè)相比，整體上差異并不明顯；較為不同的是國內橡膠企業(yè)會較多地使用再生膠替代部分橡膠，以降低生產成本。

表1 RMA測試的31類橡膠制品

2 測試的生產工序

橡膠制品生產工序主要包括混煉、擠出、壓延、硫化及修邊打磨。硫化又可細分為平板硫化、硫化罐硫化、熱壓硫化以及輪胎硫化。此外，輪胎硫化主要測試了4類不同的輪胎；修邊打磨則主要對輪胎帶束層、胎體、翻新輪胎及胎側膠或白胎側修邊打磨時排放的廢氣進行了測試[4]。RMA對橡膠加工工序的測試共計9種，與其相對應的測試膠種或輪胎部件如表2所示[5]。

表2 測試的生產工序及與其對應的測試膠種或輪胎部件

3 測試結果

測試結果中排放系數(shù)以消耗的橡膠原料所排放的污染物質量表示，美國環(huán)境保護署對排放系數(shù)采用英制單位，本文按通用和國內慣例統(tǒng)一換算為mg·kg-1表示[6]。

另外，由于測試的各生產工序所產生的污染物種類多達數(shù)十種，因此根據(jù)國內現(xiàn)行標準要求對污染物種類進行了必要的篩選，重點對揮發(fā)性有機化合物（VOC）、顆粒物、非甲烷總烴、重金屬類有害廢氣污染物（HAP）和二硫化碳進行了統(tǒng)計，結果如表3所示。

從表3可以看出：混煉和修邊打磨工序中的顆粒物排放系數(shù)較大，擠出過程中的顆粒物排放系數(shù)相對較小，幾乎可以忽略不計；混煉和擠出工序中的重金屬類HAP排放系數(shù)均較小，修邊打磨工序中的重金屬類HAP排放系數(shù)較大；VOC作為橡膠制品生產企業(yè)周邊異味和惡臭現(xiàn)象的主要來源，存在于整個橡膠制品生產過程，在壓延和擠出工序中VOC排放系數(shù)相對較小，而硫化、熱輥塑煉、混煉和修邊打磨工序中VOC排放系數(shù)很大；壓延、擠出和熱輥塑煉工序中非甲烷總烴的排放系數(shù)不大，在混煉、硫化和修邊打磨工序中非甲烷總烴排放系數(shù)相對較大；壓延、擠出、熱輥和輪胎硫化工序中二硫化碳排放系數(shù)相對較小，硫化、混煉和修邊打磨工序則受不同測試對象影響，二硫化碳排放系數(shù)差別比較明顯，不同的膠種或輪胎部件之間排放系數(shù)往往相差幾個數(shù)量級。

表3 VOC、顆粒物、非甲烷總烴、重金屬類HAP和二硫化碳的排放系數(shù)測試結果

續(xù)表3

總體來看，橡膠制品行業(yè)生產過程中混煉、硫化和修邊打磨工序是重點產污環(huán)節(jié)，主要排放的污染物是VOC、非甲烷總烴和顆粒物，應作普適性分析；不同工序和原料測試的二硫化碳排放系數(shù)差別很大，應根據(jù)實際所用原料進行針對性分析；重金屬類HAP整體排放系數(shù)較小，可按照特定工序予以鑒別分析。

此外，在污染防治方面，應對橡膠制品行業(yè)生產過程中產生的VOC進行全過程控制，通過有效的集氣處理設施提高對廢氣的收集和處理效率，減少VOC排放產生的異味及惡臭對周邊環(huán)境的影響。

4 結語

（1）橡膠制品生產過程中產生的VOC排放系數(shù)很大，是周邊環(huán)境異味和惡臭現(xiàn)象的主要來源，應對其進行全過程防治，通過提高收集和處理效率，減少VOC排放產生的異味及惡臭對周邊環(huán)境的影響；同時應將VOC作為橡膠制品行業(yè)特征污染因子納入總量控制范疇。

（2）橡膠制品生產過程中混煉、硫化和修邊打磨工序是主要產污環(huán)節(jié)，應進行重點防治，其排放的主要污染物VOC、非甲烷總烴和顆粒物應作普適性分析；二硫化碳和重金屬類HAP可根據(jù)不同原料或特定工序予以針對性鑒別分析。