化工企業(yè)鉛冶煉中重金屬污染分析的論文
我國(guó)是鉛生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，鉛是一種分布廣泛且毒性沒(méi)有閥值的重金屬，在環(huán)境中可長(zhǎng)期蓄積，主要通過(guò)空氣、土壤、食物、飲水進(jìn)入人體[1-4] ,會(huì)造成體內(nèi)血鉛濃度升高，認(rèn)知障礙、引起貧血、維生素D代謝紊亂等。國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者對(duì)鉛的污染特性、鉛冶煉過(guò)程、無(wú)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(kuò)散距離的重要因素之一。本文以某鉛冶煉企業(yè)為研究對(duì)象，對(duì)其鉛冶煉中的有組 織 源 和 無(wú) 組 織 源 進(jìn) 行 監(jiān) 測(cè) 研 究，并 利 用AERMOD空氣質(zhì)量模型模擬重金屬污染物擴(kuò)散，通過(guò)擬合鉛冶煉企業(yè)廢氣中重金污染物的預(yù)測(cè)值與監(jiān)測(cè)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(qiáng)
對(duì)某鉛冶煉企業(yè)重金屬大氣排放源源強(qiáng)進(jìn)行了監(jiān)測(cè)[9],監(jiān)測(cè)時(shí)間1天，監(jiān)測(cè)頻次2次，表1為重金屬有組織源源強(qiáng)信息。
根據(jù)鉛冶煉的無(wú)組織排放產(chǎn)生點(diǎn)情況及廠區(qū)總平面布置設(shè)置5個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。根據(jù)監(jiān)測(cè)當(dāng)日的氣象條件，按照HJ/T55-2000標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并核算無(wú)組織排放源源強(qiáng)[10],在無(wú)組織排放源平均排放高度為5m時(shí)，不 同 污 染 物 因 子 的 無(wú) 組 織 源 強(qiáng) 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(jí)監(jiān)測(cè)結(jié)果分析
1.3.1有組織源
分別對(duì)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(jìn)出口的煙氣進(jìn)行采樣監(jiān)測(cè)，分析各煙氣分級(jí)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(jí)濃度。如圖1所示，煙氣的PM10以下煙塵中重金屬的粒徑分級(jí)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(wú)組織源
無(wú)組織源的監(jiān)測(cè)結(jié)果如圖2所示。根據(jù)圖2結(jié)果，鉛冶煉企業(yè)無(wú)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(cè)點(diǎn)位布設(shè)與監(jiān)測(cè)結(jié)果
2013年5月8日至10日對(duì)項(xiàng)目所在區(qū)域9個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的塵和重金屬污染物日均濃度進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，結(jié)果如表2所示。
3模擬驗(yàn)證
3.1預(yù)測(cè)參數(shù)的選取
參考文獻(xiàn)[9]的方法，采用企業(yè)所在地氣象站2012年全年逐日逐時(shí)氣象數(shù)據(jù)及MM5中尺度模擬氣象數(shù)據(jù)。項(xiàng)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(kù)。具體參數(shù)如表3所示。
3.2預(yù)測(cè)方案
監(jiān)測(cè)期間環(huán)境風(fēng)速為0.5~2.7m/s,平均風(fēng)速為1.68m/s.設(shè)計(jì)了2個(gè)飄塵預(yù)測(cè)方案，方案1:細(xì)顆粒分級(jí)75%、中粒徑1μm;方案3:細(xì)顆粒分級(jí)25%、中粒徑8μm.設(shè)計(jì)了2個(gè)粉塵預(yù)測(cè)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(duì)不同方案的實(shí)測(cè)值進(jìn)行擬合分析，并與模擬預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)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(kuò)散。但鉻的預(yù)測(cè)值與現(xiàn)狀值擬合不理想，各方案均不能反應(yīng)實(shí)際的分級(jí)情況。通過(guò)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(qiáng)較小，環(huán)境監(jiān)測(cè)值除個(gè)別點(diǎn)外均有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，擬合計(jì)算值與環(huán)境監(jiān)測(cè)擬合效果較差，環(huán)境空氣中鉻的來(lái)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(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果影響較大。
2）鉛冶煉企業(yè)鉛塵粒徑分級(jí)方案為：細(xì)顆粒分?jǐn)?shù)25%,中粒徑8μm;鎘、砷、鋅粒徑分級(jí)方案為：細(xì)顆粒分級(jí)75%,中粒徑1μm.總體而言鉛、鎘、砷、鋅粒徑分級(jí)均屬于飄塵方案。
3）鉛冶煉企業(yè)鉻的預(yù)測(cè)值與現(xiàn)狀值擬合不理想，鉻的來(lái)源有待研究。（圖表略）
參考文獻(xiàn)
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