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

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

固體粉塵顆粒物；石油化工；環(huán)境監(jiān)測；大氣污染治理

石油化工在我國國民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位，現(xiàn)代社會中的方方面面都與石油化工脫不開干系，可以說人們高水平的生活是建立在石油化工基礎(chǔ)之上的。但隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展，人們在享受石油化工工業(yè)帶來的進(jìn)步的同時，也越來越關(guān)注石油化工企業(yè)污染物的排放及防治問題。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于人群及環(huán)境影響較大的，特別是對于大氣環(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)為考察對象，對周邊大氣環(huán)境中的固體顆粒物濃度進(jìn)行監(jiān)測，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)包括了千萬噸煉油、百萬噸乙烯等多個全國重點(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)過程中，還是難免會排放出大氣污染物。

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，一般不會直接排放到大氣中；無機(jī)污染物包括氮氧化物、一氧化碳、二氧化硫等，排放嚴(yán)重時會造成酸雨。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]。本文對石化企業(yè)附近環(huán)境受體選擇9個采樣點(diǎn)同時采集PM2.5和PM10樣品，采樣高度分別為5 m和16 m，采樣時間為2015年8月，采樣時間為6天，每天采樣19 h，大氣污染物的監(jiān)測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，并通過對污染物分布情況的分析，提出有針對性的治理措施[6-7]。

表1 大氣污染物監(jiān)測點(diǎn)位

大氣污染物監(jiān)測工作在夏季開展，適時天津市的主導(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)測點(diǎn)，立體監(jiān)測大氣污染物的分布情況，見表1。

2 大氣污染物監(jiān)測結(jié)果及分析

對于上述的監(jiān)測點(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TH-150C型中流量采樣器，流量為100 L/min。每一采樣站位同時用4臺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)行對比，監(jiān)測結(jié)果見表2。

表2 大氣污染監(jiān)測結(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)測點(diǎn)與石油化工企業(yè)的相對位置，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)風(fēng)力不超過3級時，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)測期間氣候情況

從排放污染物種類上來看，各個監(jiān)測點(diǎn)位測量的平均值與天津市官方發(fā)布的PM2.5和PM10監(jiān)測數(shù)據(jù)對比，分別增加了14.3%～35.3%和13.5%～31.5%，因此，石油化工企業(yè)對于PM2.5和對于PM10的貢獻(xiàn)程度大體相當(dāng)，對PM2.5的影響稍大于對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

通過上述對石油化工企業(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，因此對于大中型石化企業(yè)，應(yīng)有計劃的逐步遷離人群密集的場所。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低，使用簡單，但存在除塵效率低下、產(chǎn)生廢水污染等問題，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間排放，石油化工企業(yè)應(yīng)及時通知當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門，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

隨著霧霾天氣在我國北方地區(qū)的持續(xù)加重，社會和個人都越來越重視大氣污染治理，PM2.5和PM10是治理工作中一項(xiàng)繞不開的話題。本研究通過對天津大港地區(qū)石油化工企業(yè)周邊地區(qū)PM2.5和PM10粉塵濃度監(jiān)測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)在3級風(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，從源頭上控制固體粉塵污染物的排放，還子孫后代一個碧水藍(lán)天。

[1] 陳 璐，周 陽，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.北京典型污染過程PM2.5的特性和來源[J].安全與環(huán)境學(xué)報，2012(5)：124-128.

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

[4] 王海林，張國寧，聶 磊,等.我國工業(yè)VOCs減排控制與管理對策研究[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兒童呼吸功能影響研究[J].預(yù)防醫(yī)學(xué)情報，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(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，朱 坦,等.濟(jì)南市環(huán)境空氣中TSP和PM10來源解析研究[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