典型電子產(chǎn)品制造企業(yè)揮發(fā)性有機物排放特征分析研究

毛凱 崔小愛 江蘇環(huán)保產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院股份公司

手機電子產(chǎn)品已成為大眾常用的電子產(chǎn)品，其金屬外殼加工過程中涉及多個溶劑使用環(huán)節(jié)。我國電子制造業(yè)大多屬于產(chǎn)業(yè)鏈的下游，電子產(chǎn)品加工造成的廢氣排放對環(huán)境及公眾健康造成的影響引起公眾的關(guān)注。

作為電子產(chǎn)品外殼典型生產(chǎn)工藝，CNC加工（數(shù)控機床加工）使用的金屬切削液實際是一種很復雜的混合物，通常由烴類組成；在生產(chǎn)過程中切削液由泵循環(huán)、噴霧、射流與高速旋轉(zhuǎn)的刀具激烈撞擊和高溫蒸發(fā)等過程，會形成大量油霧，產(chǎn)生揮發(fā)性有機廢氣[1]。

切削液的大量彌漫及蒸發(fā)可能導致呼吸系統(tǒng)疾、視力障礙、鼻炎、過敏性皮膚病等。研究表明動物在接觸5～100mg/m3油霧12個月以上會出現(xiàn)含脂肪的肺泡和巨噬細胞脂肪性肉芽腫，并且呼吸組織出現(xiàn)了形態(tài)改變特征[2-4]。在20世紀60年代，美國政府衛(wèi)生家協(xié)會（ACGIH）就提出車間的油霧最高限值5mg/m3的控制標準，隨之其他歐美國家也相繼制定了控制標準[5]。

目前，國內(nèi)尚未制訂車間空氣中油霧濃度的控制標準。為了更好能夠較全面地反應(yīng)和評價電子行業(yè)CNC加工油霧和揮發(fā)性有機廢氣排放情況，本研究選取了3家典型電子產(chǎn)品制造企業(yè)，其CNC加工工藝一致；對其CNC車間和廢氣排放進行檢測，分析了有組織和無組織廢氣成分；結(jié)合現(xiàn)有研究成果，對CNC加工車間油霧與非甲烷總烴濃度關(guān)系進行比較分析，為污染物排放控制提供科學依據(jù)。

一、分析測試方法

研究分別選取3家典型電子產(chǎn)品制造企業(yè)（以下簡稱為“甲、乙、丙”）。CNC有組織廢氣檢測方法采用《固定污染源廢氣揮發(fā)性有機物的測定固相吸附-熱脫附/氣相色譜-質(zhì)譜法》（HJ 734-2014），檢測24種有機物；非甲烷總烴依據(jù)《固定污染源廢氣總烴、甲烷和非甲烷總烴的測定氣相色譜法》（HJ 38-2017）檢測方法；非甲烷總烴采用氣相色譜儀（GC）（GC-2014，TTE20141124）。CNC無組織廢氣檢測方法采用了《環(huán)境空氣揮發(fā)性有機物的測定吸附管采樣-熱脫附/氣相色譜-質(zhì)譜法》（HJ 644-2013），檢測35種有機物，有機廢氣采用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）（7890B-5977A，TTE20151191）。

二、結(jié)果分析

（一）污染物濃度差異分析

根據(jù)檢測結(jié)果，CNC有組織廢氣產(chǎn)生非甲烷總烴濃度變化范圍為2.12～5.56mg/m3；廢氣VOCs產(chǎn)生平均濃度變化范圍0.14～3.14mg/m3。從總體上看，3家企業(yè)污染物排放濃度水平相當，濃度水平較低。CNC產(chǎn)生的有機廢氣以VOCs表征時污染物濃度各企業(yè)之間存在差異性。結(jié)合揮發(fā)性有機廢氣檢測技術(shù)標準和方法，VOCs檢測因子覆蓋的污染物種類有限，導致檢測出的污染物濃度偏低（見圖1）。

（二）污染物組成分析

根據(jù)檢測結(jié)果，有組織廢氣檢出有機物成分包括丙酮、乙酸乙酯等7種，濃度范圍為7.3～824.5μg/m3，其中正己烷和丙酮濃度較高。具體見表1。

車間無組織廢氣檢出有機物包括三氯甲烷、乙苯、二氯甲烷等8種，濃度范圍為1.38～85.43μg/m3，其中二氯甲烷較高，具體見表2。

對比上述廢氣檢測出結(jié)果，造成有機物種類的不同主要是因為檢測方法存在差異；總體上，各污染物濃度較低。

三、廢氣影響分析

油霧對人體健康產(chǎn)生的危害一直以來被研究。1993年，美國政府衛(wèi)生家協(xié)會（ACGIH）經(jīng)過長期研究而宣布單純的油霧濃度低于5mg/m3時對人體是安全的；美國國家職業(yè)安全衛(wèi)生研究所（NIOSH）提出金屬加工潤滑劑的油霧限值為0.5mg/m3的控制標準，結(jié)果也包括國內(nèi)研究者認同[5]。

圖1 三家企業(yè)CNC廢氣非甲烷總烴和VOCs產(chǎn)生平均濃度

表1 CNC有組織廢氣有機物成分表（μg/m3）

表2 CNC車間廢氣有機物成分表（μg/m3）

楊敏等人研究了[6]CNC加工車間油霧與非甲烷總烴濃度關(guān)系進行比較分析，發(fā)現(xiàn)礦物油霧質(zhì)量濃度隨著非甲烷總烴質(zhì)量濃度的增加而增加，兩者存在較好的相關(guān)性。

在正常工作情況下，對甲公司CNC車間非甲烷總烴濃度進行檢測，結(jié)果顯示車間內(nèi)的非甲烷總烴濃度值范圍為2.61～4.09mg/m3，與清華大學馬永亮的研究結(jié)果相近（2～3mg/m3）[1]。

根據(jù)上述的楊敏等人研究成果，用非甲烷總烴濃度值推算可成公司車間內(nèi)油霧的濃度值約為0.5～0.6mg/m3，非常接近甚至超過于NIOSH提出金屬加工的油霧限值為0.5mg/m3的控制要求。

四、結(jié)論

典型電子產(chǎn)品制造企業(yè)CNC廢氣污染物排放濃度水平相當，濃度水平較低，其中非甲烷總烴濃度變化范圍為2.12～5.56mg/m3，車間內(nèi)的非甲烷總烴濃度值范圍為2.61～4.09mg/m3。結(jié)合當前已有的研究，油霧與非甲烷總烴濃度關(guān)系進行比較分析，車間內(nèi)非甲烷總烴濃度能夠滿足控制要求。