橡膠制品工業(yè)污染物致害機(jī)理和控制手段研究

陸駿 薛飛 周文才

摘 要：橡膠市場(chǎng)規(guī)模不斷增大，橡膠制品工業(yè)引發(fā)的環(huán)境問(wèn)題日益凸顯，橡膠制品工業(yè)污染致害機(jī)理和控制手段成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。文章首先分析橡膠制品工業(yè)各種污染的組成和產(chǎn)生過(guò)程；然后根據(jù)污染的組成，分析污染對(duì)自然環(huán)境和人體健康的致害機(jī)理；最后，梳理和總結(jié)各種類型污染常用的控制手段。文章分析內(nèi)容對(duì)污染防治和疾病防治具有一定指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：橡膠；環(huán)境；致害機(jī)理；控制手段

中圖分類號(hào)：X783.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）20-0003-02

橡膠因具有良好的物理特性，如彈性、可塑性、隔水性等較好，在日常生產(chǎn)生活中得到廣泛應(yīng)用。隨著我國(guó)橡膠市場(chǎng)不斷擴(kuò)大，橡膠生產(chǎn)、加工過(guò)程中產(chǎn)生了大量污染，引發(fā)對(duì)自然環(huán)境和人體健康危害，橡膠制品工業(yè)污染成為了人們關(guān)注的焦點(diǎn)。

目前，國(guó)內(nèi)已有許多學(xué)者對(duì)橡膠制品工業(yè)污染進(jìn)行了研究，例如馬培瑜[1]、岳智勇[2]、張武和鄭忠等[3]對(duì)橡膠制品工業(yè)粉塵污染的產(chǎn)生、危害和控制手段進(jìn)行了初步研究，提出了相關(guān)的防治措施；朱元利[4]對(duì)橡膠制品工業(yè)污水、廢氣、噪聲和固體廢棄物的產(chǎn)生和評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了研究；李鋒和師俊芳[5]對(duì)橡膠制品工業(yè)廢氣的產(chǎn)生、危害和控制手段進(jìn)行了研究。但是現(xiàn)有研究只針對(duì)個(gè)別污染的致害機(jī)理和控制手段進(jìn)行研究，缺乏對(duì)所有類型污染進(jìn)行全面研究。因此，文章首先全方面分析橡膠制品工業(yè)各種污染的組成和產(chǎn)生過(guò)程；然后，根據(jù)污染物的組成，分析污染對(duì)自然環(huán)境和人體健康的致害機(jī)理；最后，梳理和總結(jié)各種類型污染的常用控制手段，將對(duì)污染防治和疾病防治具有一定指導(dǎo)意義。

1 污染產(chǎn)生及致害機(jī)理研究

1.1 水體污染產(chǎn)生及致害機(jī)理

橡膠制品工業(yè)水體污染物主要包括懸浮物、氮氨、氮、磷、石油類、鋅等。在制膠過(guò)程中，凝固和稀釋乳膠、洗滌凝塊和制膠機(jī)械的用水，以及新鮮乳膠的大量乳清和未凝固部分，綜合形成了廢水。

污染物中的有機(jī)碳和氨氮，會(huì)消耗水體中的氧氣，此外，污染物中的氮、磷元素為生物生長(zhǎng)所需元素。如果將未經(jīng)處理的污水直接排放到自然水體中，會(huì)造成水體的富營(yíng)養(yǎng)化，導(dǎo)致水體中的藻類大量繁殖，破壞水體生態(tài)系統(tǒng)。同時(shí)，未經(jīng)處理的污水如果被人體攝入，容易引發(fā)人體消化系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等系統(tǒng)的疾病。

1.2 空氣污染產(chǎn)生及致害機(jī)理

橡膠制品工業(yè)空氣污染物主要包括硫化物、水蒸氣、氨、甲苯、二甲苯、非甲烷總烴等（筆者將粉塵污染劃出，做單獨(dú)分析），主要產(chǎn)生在橡膠硫化、煉膠、膠漿、浸漿等過(guò)程中，如煉膠過(guò)程中產(chǎn)生的主要污染物為硫化氫、二硫化碳、甲苯、非總烴等，硫化過(guò)程中產(chǎn)生的主要污染物為含硫化合物、含氧有機(jī)物、烴類等。

橡膠制品工業(yè)空氣污染物會(huì)散發(fā)出強(qiáng)烈的異味，主要原因是廢氣中包含有有機(jī)化合物和硫化物。此外，廢氣中低揮發(fā)性的物質(zhì)，如甲醛、甲苯等，容易引發(fā)人體呼吸系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等系統(tǒng)的疾病。

1.3 粉塵污染產(chǎn)生及致害機(jī)理

橡膠制品工業(yè)粉塵污染物主要為炭黑粉塵，粉塵污染主要源自橡膠加工過(guò)程中大量粉劑的使用。

粉塵能吸附空氣中的水蒸氣和各種有害氣體形成煙塵、飄塵、光霧，造成對(duì)環(huán)境的污染。同時(shí)，粉塵可經(jīng)口腔由食物或飲水帶入人體中，或通過(guò)皮膚接觸滲透或由肢體局部外傷浸人皮下及血液中，對(duì)人體粘模、眼睛、皮膚、血管造成危害[1]。

1.4 噪聲污染產(chǎn)生及致害機(jī)理

橡膠制品工業(yè)噪聲污染主要指對(duì)內(nèi)的噪聲污染，即廠區(qū)內(nèi)部的噪聲污染，主要包括機(jī)械噪聲、動(dòng)力性噪聲和電磁噪聲，成型和硫化車間的噪聲類型以機(jī)械噪聲為主，動(dòng)力車間的噪聲類型以動(dòng)力性噪聲為主，煉膠和延壓車間的噪聲類型以電磁噪聲為主。

噪聲的危害主要表現(xiàn)為對(duì)人體生理健康的危害，持續(xù)性的生產(chǎn)噪聲會(huì)對(duì)員工的神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)造成不可逆的影響。

1.5 固體廢棄物污染產(chǎn)生及致害機(jī)理

橡膠制品工業(yè)固體廢棄物主要包含剩余反應(yīng)物、無(wú)法利用的反應(yīng)產(chǎn)物以及不參與反應(yīng)的粉劑等，主要產(chǎn)生在煉膠和硫化過(guò)程中。

橡膠制品工業(yè)固體廢棄物包含多種化學(xué)物質(zhì)，有些物質(zhì)具有劇毒性，如果不經(jīng)處理直接向自然環(huán)境中排放，將對(duì)水體、大氣、土壤造成污染，直接威脅到周邊區(qū)域人體健康。

2 污染物控制手段研究

2.1 水體污染控制手段總結(jié)

目前常用的空氣污染控制手段包括混凝沉降法、混凝氣浮法、電解絮凝法、生物處理法、吸附法：

2.1.1 混凝沉降法

橡膠制品工業(yè)廢水中包含多種膠體物質(zhì)，膠體物質(zhì)因具有相互排斥的電荷，能穩(wěn)定、均勻地分布在廢水中。將具有相反電荷的混凝劑加入橡膠制品工業(yè)廢水，廢水中的膠體物質(zhì)與具有相反電荷的混凝劑發(fā)生凝聚，并添加助凝劑，將小膠粒凝聚成大絮團(tuán)，最后借助外力即可將絮團(tuán)去除。

2.1.2 混凝氣浮法

通過(guò)向橡膠制品工業(yè)廢水中添加復(fù)合鋁鹽和聚丙烯酰胺類藥劑，對(duì)廢水進(jìn)行混凝和助凝強(qiáng)化處理。在混凝劑的混凝作用和助凝劑的助凝作用下，廢水中的小顆粒物質(zhì)凝聚成大絮團(tuán)。然后，用泵將廢水打入氣浮機(jī)，用水射器將溶有壓縮空氣的回流水注入容氣釋放器，減壓釋放后，水中的空氣從水中釋放出來(lái)，形成微小氣泡。凝聚的絮團(tuán)伴隨氣泡浮出水面，最后用氣浮機(jī)的刮渣裝置將浮渣刮入渣槽排出。

2.1.3 電解絮凝法

電解絮凝法是以鐵為陽(yáng)極，在直流電的作用下，陽(yáng)極溶蝕產(chǎn)生Fe2+，再經(jīng)過(guò)一系列水解、聚合及鐵氧化過(guò)程，使廢水中的膠態(tài)雜質(zhì)和懸浮雜質(zhì)發(fā)生絮凝沉淀而得到分離。同時(shí)，帶電的污染物顆粒在電場(chǎng)上泳動(dòng)，其中部分顆粒電荷被電極中和，平穩(wěn)聚沉。廢水采用電解絮凝法處理不僅對(duì)膠態(tài)雜質(zhì)和懸浮雜質(zhì)有凝聚沉淀作用，而且由于陽(yáng)極的氧化作用和陰極的還原作用，能去除水中多種污染物。

2.1.4 生物處理法

生物處理法根據(jù)需氧與否主要分為厭氧生物法和好氧生物法，而用于橡膠廢水處理時(shí)，主要有活性污泥法、水解酸化法和生物接觸氧化法等。

2.1.5 吸附法

吸附法主要是利用活性炭等吸附劑吸附廢水中污染物的方法。對(duì)橡膠制品工業(yè)廢水進(jìn)行一級(jí)物化、二級(jí)生化和三級(jí)強(qiáng)化活性炭吸附處理，出水可達(dá)到冷卻塔回用水水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 空氣污染控制手段總結(jié)

目前常用的空氣污染控制手段包括吸收法、吸附法、納米微電解氧化法、低溫等離子體技術(shù)：

2.2.1 吸收法

采用UV紫外線光束產(chǎn)生的高能電子、羥基自由基、氧原子、臭氧等高活性成分與有機(jī)廢氣反應(yīng)，使其分解、氧化，消除其異味污染。

2.2.2 吸附法

活性炭吸附設(shè)備就是利用活性炭的吸附功能，使廢氣與大表面的多孔性固體物質(zhì)相接觸，廢氣中的污染物被吸附在固體表面上，使其與氣體混合物分離，達(dá)到凈化目的。

2.2.3 納米微電解氧化法

納米微電解凈化技術(shù)采用納米級(jí)加工的壓電性材料，在具有一定濕度的情況下，可以通過(guò)微電解電場(chǎng)產(chǎn)生納米微電解材料的電性吸附污染物，并釋放出大量羥基負(fù)離子對(duì)氣體中的需氧類污染物進(jìn)行凈化，可以去除空氣中大部分有機(jī)物。

2.2.4 低溫等離子體技術(shù)

在低溫等離子廢氣處理設(shè)備中的介質(zhì)阻擋放電過(guò)程中，等離子體內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生富含極高化學(xué)活性的粒子，如電子、離子、自由基和激發(fā)態(tài)分子等。廢氣中的污染物質(zhì)與具有較高能量的活性基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，最終轉(zhuǎn)化為CO2和H2O等物質(zhì)，從而達(dá)到凈化廢氣的目的。

2.3 粉塵污染控制手段總結(jié)

目前常用的粉塵污染控制手段包括吸收法、吸附法：

2.3.1 吸收法

利用紫外線光束作為預(yù)處理，去除廢氣中顆粒物、塵埃、水汽、焦油等。此外，也可利用水霧吸收廢氣中的粉塵。

2.3.2 吸附法

利用活性炭、離子交換樹(shù)脂等吸附除去粉塵。

2.4 噪聲污染控制手段總結(jié)

目前常用的噪聲污染控制手段包括消聲技術(shù)、吸聲技術(shù)、隔聲技術(shù)、隔振技術(shù)：

2.4.1 消聲技術(shù)的應(yīng)用

消聲技術(shù)能實(shí)現(xiàn)氣流通過(guò)的同時(shí)減弱噪聲，可裝設(shè)在空氣動(dòng)力設(shè)備的氣流通道上控制和降低空氣動(dòng)力性噪聲，常用的消聲技術(shù)有空壓機(jī)進(jìn)氣消聲器，風(fēng)機(jī)消聲器等。

2.4.2 吸聲技術(shù)的應(yīng)用

吸聲技術(shù)通過(guò)降低反射聲和混合聲的能量實(shí)現(xiàn)降噪，常用的吸聲技術(shù)有空間吸聲體（板）等。

2.4.3 隔聲技術(shù)的應(yīng)用

隔聲技術(shù)是結(jié)合了聲反射和聲吸收的降噪技術(shù)，能防止車間內(nèi)部局部強(qiáng)噪聲對(duì)周圍操作環(huán)境的影響，常用的隔聲技術(shù)有隔聲罩等。

2.4.4 隔振技術(shù)的應(yīng)用

為解決機(jī)器設(shè)備經(jīng)由機(jī)座向結(jié)構(gòu)物傳遞振動(dòng)所產(chǎn)生的噪聲，可采用增大機(jī)組振動(dòng)系統(tǒng)的質(zhì)量，并墊入橡膠減振器，能取得較好的降噪效果。

2.5 固體廢棄物污染控制手段總結(jié)

目前常用的固體廢棄物污染控制手段包括焚燒和熱解技術(shù)、生物處理技術(shù)：

2.5.1 焚燒和熱解技術(shù)

焚燒法是固體廢物高溫分解和深度氧化的綜合處理過(guò)程。能將大量有害廢料分解成無(wú)害物質(zhì)。由于固體廢棄物中可燃物的比例會(huì)逐漸增加，采用焚燒方法處理固體廢棄物，利用其熱能已成為必然的發(fā)展趨勢(shì)。

熱解是將有機(jī)物在無(wú)氧或缺氧條件下高溫（500-1000℃）加熱，使之分解為氣、液、固三類產(chǎn)物。于焚燒法相比，熱解法則是更有前途的處理方法。

2.5.2 生物處理技術(shù)

生物處理技術(shù)是利用微生物的分解作用，實(shí)現(xiàn)有機(jī)固體廢物的無(wú)害化分解。該技術(shù)可使有機(jī)固體廢物轉(zhuǎn)化成能源、食品、飼料和肥料，還可實(shí)現(xiàn)廢品和廢渣中金屬的提取，是實(shí)現(xiàn)固體廢物資源化的有效方法。目前應(yīng)用較為廣泛的生物處理技術(shù)包括：堆肥化、沼氣化、廢纖維素糖化、廢纖維飼料化、生物浸出等。

3 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)橡膠制品工業(yè)水體、空氣、粉塵、噪聲、固體廢棄物污染的產(chǎn)生過(guò)程和組成進(jìn)行了分析，研究污染物對(duì)自然環(huán)境和人身健康的致害機(jī)理，并梳理和總結(jié)各種污染的控制方法。

對(duì)污染產(chǎn)生過(guò)程、致害機(jī)理和控制手段系統(tǒng)地分析與研究，對(duì)污染防治和疾病防治具有一定指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)

[1]馬培瑜.淺談橡膠工業(yè)的污染與控制[J].環(huán)境保護(hù)，1986，（02）：7-10.

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[4]朱元利.廢水廢氣及噪聲等工業(yè)污染源評(píng)價(jià)[J].橡膠技術(shù)與裝備，1987，（02）：42-47+37.

[5]李鋒，師俊芳.橡膠工藝廢氣的污染控制淺析[J].化工管理，2013，（02）：43.