劉新星

(上海華閔環(huán)境科技發(fā)展有限公司,上海200062)

0 引言

化工企業(yè)作為基本原料提供的重要行業(yè),在國民經(jīng)濟中具有舉足輕重的作用?；瘜W(xué)物質(zhì)的毒性及易燃易爆性,早已得到管理部門和公眾的廣泛重視,而近年來,日益增多的異味影響投訴事件,使得化工企業(yè)的異味問題,成為新的環(huán)境關(guān)注點。

1 異味的來源與控制方式

異味是一項人的感官評判指標(biāo),具有一定的特殊性,通常用嗅閾值來表征。嗅閾值是指人的嗅覺器官對某種臭味物質(zhì)的最低檢出量或能感覺到的最低濃度,閾值越低的成分其致臭作用越強[1]。異味主要來源于異味物質(zhì)的排放。異味物質(zhì)的識別方法是針對項目使用的原料以及產(chǎn)品、半成品進(jìn)行理化性質(zhì)分析,根據(jù)嗅閾值確定異味物質(zhì)。

異味物質(zhì)的排放主要來自于儲運環(huán)節(jié)和生產(chǎn)環(huán)節(jié)。儲運環(huán)節(jié)的異味控制方法,一是選擇合適的儲運包裝,在包裝破損或泄露的情況下及時更換;二是要求將性質(zhì)相近且嗅閾值較低的異味物質(zhì)集中到倉庫中儲存,倉庫密閉后將倉庫揮發(fā)的廢氣由專門的廢氣處理設(shè)施集中處理;三是針對化工項目中用量較大的原料,通常利用槽罐車運輸并由儲罐儲存,裝卸過程中產(chǎn)生的“大呼吸”廢氣須由要求安裝的平衡管裝卸回收,儲存過程中產(chǎn)生的“小呼吸”損耗須收集至廢氣處理設(shè)施,并集中處理。

針對生產(chǎn)環(huán)節(jié)的異味控制,一是將原本敞開式或不密閉的設(shè)備及工藝進(jìn)行改進(jìn),實現(xiàn)生產(chǎn)過程的密閉,再通過車間密閉等方式杜絕無組織排放,實現(xiàn)車間整體換風(fēng)及廢氣治理;二是針對管道、閥門的老化、損壞等造成的泄露,企業(yè)及時做好管道、裝置的維護(hù),定期開展泄漏檢測與修復(fù)(LDAR)檢測,避免出現(xiàn)跑、冒、滴、漏現(xiàn)象,嚴(yán)格管理以避免因操作失誤引起的泄漏,并從源頭避免無組織廢氣的排放。

2 異味影響環(huán)境評價及應(yīng)用實例

異味影響分析是預(yù)測異味物質(zhì)對周邊環(huán)境的影響程度及影響范圍。目前分析異味影響是否達(dá)標(biāo)的方法有兩種,一種利用大氣環(huán)境影響評價的方法,另一種是利用環(huán)境風(fēng)險評價的方法。下面以新增一儲罐的簡單項目為例,比較兩種方法預(yù)測異味環(huán)境影響評價的差異。

某涂料企業(yè)新增1個容積為100 m3的固定頂儲罐,儲存物質(zhì)為丁酮,丁酮的嗅閾值為1.42 mg/m3,在儲罐上設(shè)置平衡管接口,裝卸料時安裝平衡管,以杜絕槽車卸料過程中的“大呼吸”廢氣;儲罐在儲存過程中會產(chǎn)生“小呼吸”廢氣,接入企業(yè)已有的蓄熱式焚燒爐(RTO),處理后經(jīng)排氣筒排放(排氣筒直徑0.5 m、高度20 m,排放風(fēng)量10 000 m3/h,溫度60℃,RTO裝置的去除效率95%)。該丁酮儲罐的相關(guān)參數(shù)見表1。

表1 丁酮儲罐相關(guān)參數(shù)Tab.1 Relevant parameters of methyl ethyl ketone tank

2.1 大氣環(huán)境影響評價法預(yù)測異味物質(zhì)影響范圍

該項目儲罐有機廢氣的計算參考了《上海市涂料油墨制造業(yè)VOCs排放量計算方法》[2]中有機液體儲存與調(diào)和揮發(fā)損失計算公式,經(jīng)計算,丁酮儲罐廢氣年產(chǎn)生量為0.056 t/a,正常排放的狀態(tài)下,丁酮儲罐廢氣年排放量為0.028 t/a,排放速率為0.35 g/h,濃度為35μg/m3;在非正常排放的狀態(tài)下,假設(shè)廢氣治理設(shè)施發(fā)生故障該儲罐廢氣直接排放,則排放速率為7 g/h,濃度為0.7 mg/m3。根據(jù)《大氣環(huán)境影響評價導(dǎo)則》[3],經(jīng)AERSCREEN模型預(yù)測,正常排放狀態(tài)下,最大落地濃度為131μg/m3,距離為23 m;非正常排放狀態(tài)下,最大落地濃度為26.2μg/m3,距離為23 m,均在廠區(qū)范圍內(nèi)。兩種排放狀態(tài)下的排放濃度既可以達(dá)到所在區(qū)域的有組織排放標(biāo)準(zhǔn),也可以達(dá)到嗅閾值控制標(biāo)準(zhǔn)。

雖然丁酮儲罐的有組織排放經(jīng)治理后可以做到排放即達(dá)標(biāo),但利用大氣環(huán)境影響評價方法預(yù)測異味影響范圍,是通過計算項目生產(chǎn)過程中的異味污染物排放擴散后的最大落地濃度、位置及其占標(biāo)率來預(yù)測的。一方面將落地濃度與環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比,結(jié)合其落地距離來分析其是否達(dá)標(biāo),并標(biāo)明污染物擴散的影響范圍。如不達(dá)標(biāo),則需要重新選擇處理措施或調(diào)整治理措施的技術(shù)參數(shù),提高異味物質(zhì)的去除效率。另一方面,將落地濃度與異味物質(zhì)的嗅閾值進(jìn)行比較,當(dāng)異味物質(zhì)落地濃度大于其嗅閾值時,說明該區(qū)域為異味影響區(qū)域,若區(qū)域內(nèi)有環(huán)境敏感點存在,則要對其采取防治措施,影響嚴(yán)重的要重新調(diào)整異味物質(zhì)的治理措施,提高凈化效率,減少異味物質(zhì)排放[4]。

2.2 環(huán)境風(fēng)險評價法預(yù)測異味物質(zhì)影響范圍

該項目運用環(huán)境風(fēng)險評價的方法,其最大可信事故為丁酮儲罐進(jìn)出口管線處發(fā)生破損泄漏,設(shè)定儲罐進(jìn)出口管的管徑破損率為10%,泄漏液進(jìn)入圍堰,液體在常溫下自然蒸發(fā)進(jìn)入大氣。事故發(fā)生后及時發(fā)現(xiàn)并清理,事故處理控制時間取30 min,泄漏后的液體將迅速在地面形成液池,液體的蒸發(fā)主要為質(zhì)量蒸發(fā),儲罐防火堤長30 m,寬18.8 m,扣除儲罐基底占地面積后液池占地面積約563.6 m2,液池半徑為13.4 m,根據(jù)《建設(shè)項目環(huán)境風(fēng)險評價技術(shù)導(dǎo)則》[5],取穩(wěn)定度為F類,風(fēng)速1.5 m/s,溫度25℃,相對濕度50%,大氣穩(wěn)定度系數(shù)n=0.3,a=5.285×10?3,揮發(fā)量的源強參數(shù)和泄漏事故后果分析表分別見表2、3。預(yù)測表明,在《建設(shè)項目環(huán)境風(fēng)險評價技術(shù)導(dǎo)則》所規(guī)定的最不利氣象條件下,泄漏事故造成嗅閾值最遠(yuǎn)距離為5 850 m。雖然項目位于工業(yè)區(qū),但5 000 m范圍內(nèi)不可避免有居民等敏感目標(biāo),當(dāng)風(fēng)險事故發(fā)生時,居民可能會聞到丁酮味道,應(yīng)立即啟動應(yīng)急預(yù)案將危害降到最低。

表2 泄漏物料揮發(fā)源強參數(shù)Tab.2 Volatile source strength parameters of leaking materials

2.3 兩種評價方法的比較及存在的問題

根據(jù)以上兩種評價方法得出的異味影響程度及范圍存在較大差異。2018年發(fā)布并實施的《大氣環(huán)境評價技術(shù)導(dǎo)則》和《建設(shè)項目環(huán)境風(fēng)險評價技術(shù)導(dǎo)則》中,均未對異味的影響評價方法做出明確要求,一般根據(jù)項目所在地實際情況及環(huán)保主管部門的具體要求確定合適的評價方法。

無論是采用大氣環(huán)境影響評價方法還是環(huán)境風(fēng)險評價方法來預(yù)測、分析異味,都需要異味物質(zhì)的嗅閾值作為評價標(biāo)準(zhǔn),而諸多異味物質(zhì)的嗅閾值難以找到權(quán)威的官方數(shù)據(jù),在查找過程中會發(fā)現(xiàn)一種物質(zhì)在不同的文獻(xiàn)中有不同的嗅閾值,而且差距比較大,數(shù)據(jù)選擇時難以統(tǒng)一。目前,我國《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中僅對少數(shù)幾種物質(zhì)進(jìn)行了質(zhì)量控制,其他物質(zhì)的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)均借鑒自文獻(xiàn),部分異味物質(zhì)環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)高于各自的嗅閾值,在實際工作中會出現(xiàn)環(huán)境質(zhì)量達(dá)標(biāo)而出現(xiàn)異味引發(fā)投訴的情況[6]。

3 結(jié)語

化工行業(yè)在經(jīng)濟建設(shè)中占據(jù)著不可替代的作用,而異味問題已經(jīng)成為環(huán)境投訴新的增長點。規(guī)范異味評價方法,統(tǒng)一評價結(jié)果,為決策提供有力的科學(xué)依據(jù)尤為急迫。一方面建立異味物質(zhì)的嗅閾值標(biāo)準(zhǔn)體系,解決嗅閾值測定過程中人員結(jié)構(gòu)、濃度稀釋梯度、統(tǒng)計方法、最佳測試條件等關(guān)鍵問題[7];另一方面規(guī)范異味評價的具體方法,指導(dǎo)環(huán)境影響評價工作,在項目初期階段做好選址、部分低嗅閾值原料的調(diào)整及環(huán)境應(yīng)急方案,可以在項目可行的基礎(chǔ)上減少環(huán)境投訴事件發(fā)生,實現(xiàn)經(jīng)濟環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。