近年來,惡臭污染事件越來越多,其中制藥行業的惡臭污染事件也在明顯增多。在制藥生產過程中,原材料投入量大、產出比小,其大部分物質最終成為廢棄物,產生的“三廢”量大,廢物成分復雜,污染危害嚴重。由于制藥原料的成分復雜,所以在生產過程中,產生的惡臭污染也較為嚴重.制藥廠是制造業中的重點惡臭污染源,對于制藥廠特征惡臭物的研究目前國內文獻較少,國內關于制藥廠惡臭污染物的報道多以硫化氫為主,其中重點污染環節為污染處理過程。
本研究選取天津某生物制藥企業為研究對象,從分析其惡臭污染物的物質組成入手,研究該生物制藥廠惡臭污染及惡臭物質組成問題,并通過篩選初步確定了該企業的特征污染物。
1 樣品采集與分析
1. 1 采樣點的設置
通過資料分析和現場調查,該生物制藥企業主要惡臭發生源來自于發酵塔和污水處理站,因此本研究針對這兩個惡臭發生源進行了樣品采集及分析。采樣時間: 2010 年3 月16 日-18 日; 采樣溫度: 1418℃;氣壓: 99. 8101. 9kpa; 風速: 1. 02. 3m/s; 濕度 32%-45% .
1. 2 測試儀器與裝置
SOC-01 型采樣裝置( 天津迪蘭奧特環??萍奸_發有限公司生產) ; Entech 罐采樣-低溫冷阱濃縮系統( USA) ; Agilent7890A/5975C 氣相色譜質譜聯用儀( USA) ; MarkesUnity 固體吸附-熱脫附( GBR) .
1. 3 樣品分析方法
樣品定性定量分析方法參照美國 EPATO-15 方法; 臭氣濃度分析方法參照《空氣質量 惡臭的測定 三點比較式臭袋法》( GB/T14675-93).
2 惡臭氣體的組成與特征
2. 1 惡臭氣體成分譜
以定量檢出的物質質量濃度之和即總質量濃度為參比物,對各物質的質量濃度進行歸一化處理,以突出污染源排放特征。圖 1 和圖 2 分別為發酵塔和污水處理站空氣中污染物成分和含量分布圖。
發酵塔和污水處理站空氣中定量分析所檢測的物種數雖然同為 50 多種,但其具體組成和主要揮發性物質種類存在一定差別。污染物濃度總體水平為發酵塔 > 污水處理廠,發酵塔總體濃度水平為 2. 97mg / m3; 污水處理站總體濃度水平為 0. 55mg/m3.發酵塔處定量分析共檢測出 56 種有機化合物,其中 32種物質的質量濃度百分比低于 1%; 24 種物質的質量濃度百分比大于 1%,其中戊烷、丙酮和乙醇的質量濃度百分比大于 10%.污水站處定量分析共檢測出 52種有機化合物,其中 35 種物質的質量濃度百分比低于 1%; 17 種物質的質量濃度百分比大于 1%,其中2,3-二甲基丁烷和乙醇的質量濃度百分比大于 10% .
就質量濃度百分比而言,發酵塔處戊烷、丙酮和乙醇這 3 種物質占總質量濃度的 50. 62%,其中乙醇的質量濃度百分比高達 22. 05%; 污水站處乙醇的質量濃度百分比也較高,為 23. 10%; 其次就是 2,3-二甲基丁烷為 13. 51%.
2. 2 主要惡臭污染物
制藥廠空氣中檢測到的有機化合物有烷烴、烯烴、芳香烴、鹵代烴、含氧有機物和硫化物。結合表 1,總體來看,主要成分為烷烴和含氧有機物,這 2 類物質占了總質量濃度的 90%以上,烷烴總質量濃度百分比均超過了 50%,污水處理站處更是高達 69. 19%.所檢測出的烷烴種類多( 發酵塔: 28 種; 污水處理站:26 種) ,濃度百分比也較為分散,其中質量濃度百分比較高的是戊烷和 2,3-二甲基丁烷; 而含氧有機物中,乙醇為主要成分,在發酵塔和污水處理站處分別占總質量濃度的 22. 05% 和 23. 10%,此外發酵塔處丙酮的含量也較高,其質量濃度百分比為 17. 21% 明顯高于污水處理站處的 1. 06%.發酵塔和污水處理站這兩個處理單元烯烴類污染物含量均變化不大,說明該制藥廠烯烴污染物排放穩定,而且在各個處理單元生產環節變化不大。芳香烴主要污染物為苯和甲苯。
雖然芳香烴含量不是很高,但其嗅閾值普遍較低,而且毒性較大,容易造成惡臭污染。該制藥廠發酵塔和污水處理站空氣中檢測出的鹵代烴只有二氯甲烷和氯仿兩種。二氯甲烷在地下水中有蓄積作用,對大氣造成一定污染。氯仿常溫下為無色透明的重質液體,極易揮發,味辛甜而有特殊芳香氣味,低毒對人體有害。該制藥廠空氣中檢測到的硫化物僅為二硫化碳,為我國惡臭污染物排放標準中的受控項目之一。二硫化碳為無色液體,純的二硫化碳有類似氯仿的芳香甜味,但是通常不純的工業品因為混有其他硫化物而有令人不愉快的爛蘿卜味?!颈?】
2. 3 特征污染物
制藥廠不同處理單元和處理環節產生的主要惡臭污染物種類和濃度不盡相同,差別很大。發酵是制藥生產過程中的一個重要生產流程,在此過程中會產生大量的惡臭氣體,因此發酵塔污染物總濃度高于污水處理站的污染物總濃度。發酵塔臭氣濃度是污水處理站的 1. 5 倍,發酵塔臭氣濃度高達 6 520,污水處理站臭氣濃度為 4 316,可見發酵塔為制藥廠一個主要的惡臭污染源。由于惡臭的特殊性,產生惡臭的主要物質往往是那些閾稀釋倍數較高的惡臭物質,但是也不能完全斷定閾稀釋倍數最高的惡臭物質對臭氣的貢獻最大.所以,綜合實測數據和以上分析,篩選了發酵塔和污水處理站兩個處理單元質量濃度前 5名的物質和閾稀釋倍數前 5 名的物質見表 2.初步識別制藥廠特征污染物如下: 發酵塔: 乙醇、丙酮、戊烷、2,3-二甲基丁烷、甲基異丁酮和對-二乙苯; 污水處理站: 乙醇、2,3-二甲基丁烷、3-甲基己烷、2,4-二甲基戊烷和對-二乙苯。對于某些污染源臭氣濃度較大而測得的污染物質較少或閾稀釋倍數較低的情況,由于現階段實驗儀器和測試水平的限制,有很多污染物質均為低于檢出限,而這些物質也許是貢獻臭氣濃度的主要物質,需要進一步篩選進行下一步研究?!颈?】
3 小結
通過現場采樣和實驗室分析,對制藥廠主要處理單元空氣中惡臭氣體的組成和特征進行了研究,主要研究結果如下:
1) 制藥廠空氣中檢測到的有機化合物有烷烴、烯烴、芳香烴、鹵代烴、含氧有機物和硫化物,其中烷烴和含氧有機物是主要的組成成分,這 2 類物質分別占了發酵塔和污水處理站總質量濃度的 90%以上。
2) 從成分譜來看,發酵塔和污水處理站定量分析分別檢出有機化合物 56 種和 52 種,其中多數物質質量濃度百分比小于 1%.發酵塔處戊烷、丙酮和乙醇質量濃度百分比較高,均大于 10%; 污水處理站處乙醇和 2,3-二甲基丁烷質量濃度百分比大于 10%.
3) 發酵塔污染物總濃度( 2. 97mg / m3) 高于污水處理廠的污染物總濃度( 0. 55mg/m3) ,臭氣濃度同樣為發酵塔( 6 520) 高于污水處理站( 4 316) ,可見發酵塔為制藥廠的一個主要惡臭污染源。
4) 初步識別制藥廠特征污染物如下: 發酵塔: 乙醇、丙酮、戊烷、2,3-二甲基丁烷、甲基異丁酮和對-二乙苯; 污水處理站: 乙醇、2,3-二甲基丁烷、3-甲基己烷、2,4-二甲基戊烷和對-二乙苯。
參考文獻
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