化工企業(yè)鉛冶煉中重金屬污染分析的論文
我國是鉛生產(chǎn)和消費大國，鉛是一種分布廣泛且毒性沒有閥值的重金屬，在環(huán)境中可長期蓄積，主要通過空氣、土壤、食物、飲水進入人體[1-4] ,會造成體內(nèi)血鉛濃度升高，認知障礙、引起貧血、維生素D代謝紊亂等。國內(nèi)外專家學者對鉛的污染特性、鉛冶煉過程、無組織排放源鉛元素粒徑特征及企業(yè)周邊重金屬污染物大氣沉降、分布特征、含量及遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律做了大量的研究工作[5-8].粒徑大小是影響重金屬污染物擴散距離的重要因素之一。本文以某鉛冶煉企業(yè)為研究對象，對其鉛冶煉中的有組 織 源 和 無 組 織 源 進 行 監(jiān) 測 研 究，并 利 用AERMOD空氣質(zhì)量模型模擬重金屬污染物擴散，通過擬合鉛冶煉企業(yè)廢氣中重金污染物的預測值與監(jiān)測值，研究鉛冶煉企業(yè)廢氣中重金屬粒徑分布特征。
1污染源強
對某鉛冶煉企業(yè)重金屬大氣排放源源強進行了監(jiān)測[9],監(jiān)測時間1天，監(jiān)測頻次2次，表1為重金屬有組織源源強信息。
根據(jù)鉛冶煉的無組織排放產(chǎn)生點情況及廠區(qū)總平面布置設(shè)置5個監(jiān)測點。根據(jù)監(jiān)測當日的氣象條件，按照HJ/T55-2000標準進行監(jiān)測，并核算無組織排放源源強[10],在無組織排放源平均排放高度為5m時，不 同 污 染 物 因 子 的 無 組 織 源 強 分 別 為（kg/h）：砷0.117、鉛0.322、鎘0.011、鉻0.001、鋅0.092.
1.3污染源粒徑分級監(jiān)測結(jié)果分析
1.3.1有組織源
分別對企業(yè)氧氣底吹熔煉爐環(huán)境集煙、還原爐環(huán)境煙氣、還原爐工藝煙氣和電鉛鍋環(huán)境煙氣等除塵器進出口的煙氣進行采樣監(jiān)測，分析各煙氣分級采樣TSP、PM10、PM2.5、PM1以下煙塵中鉛、鉻、鎘、砷、鋅的濃度。圖1分別為氧氣底吹熔煉爐環(huán)境集煙除塵器、還原爐環(huán)境煙氣除塵器、還原爐工藝煙氣除塵 器 和 電 鉛 鍋 環(huán) 境 煙 氣 除 塵 器 出 口 的TSP、PM10、PM2.5、PM1以下煙塵中鉛、鉻、鎘、砷、鋅等重金屬污染物的粒徑分級濃度。如圖1所示，煙氣的PM10以下煙塵中重金屬的粒徑分級平均濃度均較高，重金屬離子主要存在于PM10及其以下小離子中。其中，鉛、鎘離子主要存在于PM10、PM2.5及其以下小粒徑的顆粒物中；砷、鋅、鉻離子主要存在于PM2.5及其以下小粒徑顆粒物中。
1.3.2無組織源
無組織源的監(jiān)測結(jié)果如圖2所示。根據(jù)圖2結(jié)果，鉛冶煉企業(yè)無組織排放的塵主要以TSP為主，重金屬污染物在PM2.5中的濃度占到在TSP中濃度的50%以上，其中鎘和鋅尤為明顯。
2監(jiān)測點位布設(shè)與監(jiān)測結(jié)果
2013年5月8日至10日對項目所在區(qū)域9個監(jiān)測點的塵和重金屬污染物日均濃度進行了監(jiān)測，結(jié)果如表2所示。
3模擬驗證
3.1預測參數(shù)的選取
參考文獻[9]的方法，采用企業(yè)所在地氣象站2012年全年逐日逐時氣象數(shù)據(jù)及MM5中尺度模擬氣象數(shù)據(jù)。項目所在地土地利用類型劃分為四部分，0~135度和315~360度范圍區(qū)域（1區(qū)）為亞熱帶常綠灌木林，135~225度范圍區(qū)域（2區(qū)）為耕地，225~270度范圍區(qū)域（3區(qū)）為城鎮(zhèn)，270~315度范圍區(qū)域（4區(qū)）為水庫。具體參數(shù)如表3所示。
3.2預測方案
監(jiān)測期間環(huán)境風速為0.5~2.7m/s,平均風速為1.68m/s.設(shè)計了2個飄塵預測方案，方案1:細顆粒分級75%、中粒徑1μm;方案3:細顆粒分級25%、中粒徑8μm.設(shè)計了2個粉塵預測方案，即方案2:粒徑10μm 20%、30μm 50%、50μm 30%,質(zhì)量密度7g/cm3;方案4:粒徑10μm 30%、30μm70%,質(zhì)量密度10g/cm3.分別對不同方案的實測值進行擬合分析，并與模擬預測結(jié)果進行比較，結(jié)果如表4所示。
分析表4數(shù)據(jù)，可知，飄塵方案中的方案1和方案3的參數(shù)能較好地模擬鉛冶煉企業(yè)廢氣中重金屬污染物的擴散。但鉻的預測值與現(xiàn)狀值擬合不理想，各方案均不能反應實際的分級情況。通過分析企業(yè)物料成分，鉛冶煉企業(yè)的鉻粒子不屬于特征重金屬，源強較小，環(huán)境監(jiān)測值除個別點外均有監(jiān)測數(shù)據(jù)，擬合計算值與環(huán)境監(jiān)測擬合效果較差，環(huán)境空氣中鉻的來源有待研究。
4結(jié)論
1）污染源粒徑大小和質(zhì)量密度特征對預測結(jié)果影響較大。
2）鉛冶煉企業(yè)鉛塵粒徑分級方案為：細顆粒分數(shù)25%,中粒徑8μm;鎘、砷、鋅粒徑分級方案為：細顆粒分級75%,中粒徑1μm.總體而言鉛、鎘、砷、鋅粒徑分級均屬于飄塵方案。
3）鉛冶煉企業(yè)鉻的預測值與現(xiàn)狀值擬合不理想，鉻的來源有待研究。（圖表略）
參考文獻
[1]中國工程院，環(huán)境保護部。中國環(huán)境保護宏觀戰(zhàn)略研究戰(zhàn)略保障卷 （下）[M].北 京：中 國 環(huán) 境 科 學 出 版 社，2011:1037.
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