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苯的污染控制理论与技术

发布时间:2021-07-04 08:55:23 浏览数:

摘 要:本文介绍了苯污染对人类健康与环境的危害,介绍了苯的各种来源。表明了苯污染在我们的生活中已经非常广泛,但由于其物化性质,其难以被彻底消除。从政府行为、企业行为和公众行为三个方面介绍了主要的苯污染控制的技术与方法。

关键词:苯;苯污染;污染控制

1 苯的危害性

苯在常温下为一种无色、有甜味的透明液体,分子式C6H6,沸点为80.1℃,具有结构稳定、易燃、易毒、易溶于有机溶剂等特点,其已成为石化行业中诱发职业病的主要危害因素之一[ 1 ]。与此同时,环境中散游的苯也已成为危害环境的重要污染物。

1.1 对人的危害

苯具有沸点低、挥发性大,空气中易扩散等特点,吸入或皮肤接触都会对人和动物造成危害,因此,苯引起的急性和慢性苯中毒不易察觉,且危害具有持久性[ 2 ]。

少量气态和液态的苯对人的眼、鼻、喉、呼吸道以及皮肤有强烈的刺激性,从而引起敏感部位发炎或肿胀,同时也能使人产生睡意、头昏、心率加快、神志不清等现象[ 3 ]。同时接触大量的苯可麻痹中枢神经系统,更有甚者会因其而死亡,据调查,如果人吸入20000 ppm的苯蒸气10分钟内便会有生命危险。

与此同时,在长期接触条件下,苯对血液会造成慢性中毒,其症状表现为骨髓损害,功能细胞、血小板数量减少,染色体畸变,这导致血液病变,诱发白血病,再生障碍性贫血等血液疾病[ 4 ]。

苯在人體内的潜伏期可长达十数年,期间不断抑制和破坏免疫系统,从而诱发各种疾病发生。苯还能导致基因遗传缺陷,致使胎儿残疾,影响多代人,因此,苯是对人类身体造成严重危害的物质,国际癌症研究中心(IARC)已经确认为致癌物,这已引起人们对苯环境和人健康问题的重视[ 5 ]。在实际生活中,人对苯的敏感程度因其个人的健康状况和接触环境而异,但是如果在环境中闻到苯的芳香味,就有可能有苯中毒的危险。

1.2 对环境的危害

苯作为优良的有机溶剂,广泛用于化工及石油工业生产中,这就使得苯的来源众多。苯自身具有特殊稳定的芳香环结构,不易发生氧化反应和加成反应,因此很难在环境中实现向低毒或无毒物质的转化,因此其在环境中滞留期长,难以消解。

与此同时,苯具有易燃性和易挥发性,其在空气中易形成易爆性混合物,在合适条件下,易发生爆炸,如在明火、高热条件下和在氧化剂氧化条件下均可能发生爆炸燃烧。燃烧过程中,有大量CO、CO2等污染气体排出,这不仅严重危害了人们的生命财产安全,而且严重污染了环境。

苯的这些性质为人们在苯的实际生产、运输和使用过程中提出了更高处理要求,防爆、降低环境污染和对人体的危害性是重要努力方向。

2 苯污染源

2.1 工业来源

石油化工企业超标排放的废水、废气是造成环境中苯污染事故的主要根源,如石油化工企业生产的“三苯”产品中,以及制鞋、油漆、印刷等行业的废气中就含有大量的苯。另外,苯储运过程中的意外事故,如翻车、容器破损、泄漏等,也会造成严重污染。

2.2 交通来源

苯的马达法辛烷值较高,在高辛烷值汽油组分缺乏时,汽油中曾保留过较高含量的芳烃和苯[ 6 ]。由于苯的结构稳定,难以发生氧化反应,导致机动车内燃机工作时不能充分燃烧,随尾气排放到大气中而污染大气;同时,汽车加油站和槽车装卸站也是苯的一个污染源。

2.3 生活来源

生活中我们也时常受到苯的污染。如建筑装饰材料,油漆等室内材料,在很长一段时间内都有苯的释放,严重破坏居室生态;在某些饮品中的苯甲酸盐类防腐剂与维C(抗坏血酸)易发生脱羧反应,形成少量的苯;在日常生活中,人每天吸入的洁净空气中含苯220μg,但是每抽一支烟吸入的苯约为295μg(欧盟估计值)[ 7 ]。因此苯的来源与人们的生活息息相关,探索苯的控制措施就显得尤为重要。

3 苯污染控制

显然,苯污染范围广且污染量大,自然环境的自我消纳能力无法承受,因此苯污染的控制还需要大量人为的行动。污染控制主要从政府行为、市场行为、公众行为三个方面来实现,且应更加注重污染的预防,而不只是产生污染后的末端治理。

3.1 政府行为

政府对污染控制的行为多表现为发布国标、政策等,从根源上减少了苯污染的产生。近年来,苯的危害已引起了世界各国的高度重视,国家对各方面的苯含量都有严格的限制标准。

例如我国已将苯划分为中闪点液体。世界许多国家制定了大气中苯的含量标准,如欧盟2006年1月1日起开始执行大气中苯的年均浓度限值为1μg/m3。世界各国对汽油中苯含量也有十分严格的要求,对苯含量的限制更有进一步严格的趋势[ 8 ]。

目前,国Ⅳ车用汽油标准对苯体积含量的限制为不大于1.0%,随着美国清洁燃料法规规定[ 9 ] (机动车尾气毒物排放标准Mobile Source AirToxics Ⅱ)的实施,美国炼油商在2011年前将汽油的苯体积含量由当前的1.0% 降至0.62%(年度平均值)[ 10 ]。

3.2 企业行为

企业对苯污染的控制主要源于政府行为的调控,以及企业自身利益的考虑。因此企业会对自己的生产原料、生产工艺和生产条件等进行调整,使苯污染最小量化,以达到控制苯污染的目的。另外,有些企业还会开始研究苯转化消除的技术,来控制企业本身“三废”中的苯,或有偿提供于其他企业。不管企业动机如何,企业对苯污染的控制行为是苯污染控制的关键,也是政府行为落到实处的体现。

如今,随着政府对苯含量的要求日益严格,以及公众的环保意识不断增强,企业也致力于研究控制苯含量的技术。简单的吸附、抽提等物理分离法现已不能满足控制苯含量的要求,且分离出来的苯可能对环境造成二次污染,故最有效的方法是采用化学转化法进行苯污染的控制。化学转化法的优点在于实施灵活性高,脱苯率高,与其它工艺的组合性强。

以汽油中的苯污染为例,汽油中的苯污染50% ~ 60% 来自重整生成油,因此现在主要针对重整生成油的化学降苯技术主要有以下两种[ 11 ]:

3.2.1加氢饱和技术

加氢饱和降苯技术的原理为:重整生成油切割出富苯馏分,在加氢反应器中,苯加氢饱和转化为环己烷。该技术路线成熟,已在多个炼厂应用,但不可避免地带来重整汽油辛烷值损失和氢耗问题。但该技术已优化出多种工艺,主要有CD Hydro工艺、Bensat工艺、Benfree工艺,以及GT-BenZapSM工艺、NExSAT工艺等。

3.2.2烷基化技术

为了上述技术所带来的问题,Mobil公司开发出了烷基化降苯技术,其原理为:利用重整生成油富苯馏分与轻烯烃反应,将苯转化为高辛烷值的烷基苯化合物。埃克森美孚研究和工程公司(EMRE)为了避免气相烷基化降苯技术反应装置复杂的问题,开发出了基于液相烷基化的新一代重整油烷基化降苯技术——BenzOUTTM工艺[ 12 ],目前已在北美的炼厂成功地进行了工业应用。

3.3 公众行为

公众作为整个苯污染控制的最末端,当苯没有从源头上得到很好的控制时,公众是苯污染的直接受害群体。只有当公众对苯的危害有了充分的了解后,才会自然而然的产生环保意识以及自我保护意识,自发的对苯污染进行控制。随着频频爆出的苯污染事件,苯污染已经受到了公众的充分重视。对于大多数公众,除了要避免选择苯污染大的职业,还需要注意日常生活中的苯污染。日常生活中还需要控制的苯污染主要体现在家装和自来水两个方面。

据了解,室内环境中的苯污染主要来自含苯的胶黏剂、油漆、涂料和防水材料的溶剂或稀释剂,其中的苯会慢慢挥发出来,通过人的呼吸作用进入到人体,对人体造成伤害[ 13 ]。因此室内苯污染的控制主要通过长时间通风配合植物或吸附剂的吸收作用,再加上室内装修时选择苯含量低的装饰材料从根源上进行防治。

在自来水处理厂中,通常是用大量的活性炭来吸附苯,在经过净化来最大化的减小苯污染,但并不是100%的根除,再加上一些突发性环境污染事件,如兰州自来水苯含量超标事件等[ 14 ],对人体有着严重的危害[ 15 ]。因此公众对自来水中的苯污染控制主要是通過家用净水器对苯污染物进行再次去除。

4 结语

苯污染对我们的环境和生活造成了严重的危害,应该引起我们足够的重视。污染控制需要各有关部门、各企业以及每个公民共同努力,才能有效的发挥作用。

参考文献:

[1] 裴炳安.苯的危害及检测[J].炼油技术与工程,2012,42(11):62-64.

[2] 夏昭林,孙品,张忠彬,等.苯的职业健康危害研究的回顾与展望[J].中华劳动卫生职业病杂志,2005(4):241-243.

[3] 问华肖,魏晨曦,陈绍恢,等.苯和甲醛联合染毒对小鼠脾脏的损伤[J].生态毒理学报,2013,8(4):571-576.

[4] 赵静蕊.苯与硝基苯的危害及其预防对策[J].劳动保护,2006:77.

[5] 宋伟,薛志鹏.室内空气中苯的危害与来源浅谈[J].陕西建筑,2015,242(8):21-23.

[6] 卞爱华.汽油中苯的危害[J].石油知识,1998(2):12-13.

[7] 李万春.危险化学品安全生产基础知识[M].气象出版社,2006:11-29.

[8] 姚勇,邸敏艳.国内外清洁汽车汽油的现状及发展趋势[J].小型内燃机与摩托车,2008,37(3):93-96.

[9] REBECCA S.Reducing benzene in gasoline:The national challenge[C/CD].2007 NPRA Annual Meeting:San Antonio TX.

[10] 马爱增,张大庆,潘锦程,等.降低汽油中苯含量的技术选择[J].石油炼制与化工,2009,40(9):1-7.

[11] 邢恩会,谢文华,慕旭宏.降低汽油苯含量技术进展[J].中外能源,2011,16(5):81-87.

[12] MICHAEL C C,EL - MEKKI E.Gasoline Benzene Reduction through Exxon Mobil Research and Engineering Company′s Reformate Alkylation Catalytic Technology :Benz OUTTM[C/CD].2010 NPRA Annual Meeting :Phoenix AZ.

[13] 鲁敏,赵学明,赵洁,等.室内苯污染胁迫下植物抗性的研究进展[J].山东建筑大学学报,2013,28(5):457-463.

[14] 李丹丹.自来水苯超标20倍兰州全城抢购水[J].21世纪,2014(5).

[15] 李安定,张彦,周北海,等.突发性苯污染饮用水的健康风险评价[J].环境科学研究,2015,28(5):782-787.

作者简介:

沈卫林(1981-),男,工程师,现任桐乡市科技局农业与社会发展科长,桐乡市科技发展中心法人,主要从事资源环境的研究工作。

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