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2024-11-11 发布于山东
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冶金过程中有机污染物的监测与控制.docx

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·420·

12冶金过程中有机污染物的监测与控制

12.1引言

随着我国现代化建设的进程，环境状况日益严峻。据有关资料表明，我国某些恶性肿瘤的发病率随着环境污染有进一步升高的迹象。在众多污染物中，有机污染对人类造成的伤害是最为严重的。在人类已知的致癌物中，有机物占绝大部分。钢铁企业是严重污染环境的工业部门之一。我国是一个产钢大国，全国钢铁企业每年的废气排放量达12000亿m3。解决钢铁企业污染问题已经成为国家环保工作的重要任务之一。

电炉冶炼回收废钢是生产优质钢的重要手段之一。在回收废钢中往往混带有大量有机物，如润滑油，防腐油，轧制冷却油等油污，还包括彩色钢板有机涂层，报废汽车钢板油漆等漆类。这些有机物在废钢的冶炼过程中随着温度、气氛的变化会生成多环芳烃（PAHs）等稠环化合物，而含多氯联苯（PCBs）的油漆、油墨，含五氯酚的防腐材料，广泛使用聚氯乙烯（PVC）的彩色钢板涂层的不完全燃烧，都会产生二噁英（PCDD／PCDF）。其中多氯联苯（PCBs）和多环芳烃（PAHs）是强致癌物质，而二噁英（dioxin）属一类环境激素类污染物，其中2，3，7，8四氯二苯并对二噁英（2，3，7，8-TCDD）的毒性最大，各国都把它的等价毒性指标定为1.0，其毒性相当于氰化钾的1000倍。因此含有上述有机物的炉气排放必然带来严重的大气污染。表12.1列出了各发达国家的二噁英发生源及各发生源每年生产的二噁英量［1］。

从表12.1可看出钢铁厂和其他属冶炼厂的二噁英排放量即使在技术先进的发达国家也占有相当大的比例。

因此，如何控制炉气组分，使其符合钢铁冶炼的要求，对于钢

··表12.1各国二噁英发生源及排放量（g／a）

一次发生源

（空气）

德国1991年

荷兰1991年

瑞典

1989~1993年

奥地利

1987~1988年

瑞士1990年

英国1989年

澳大利亚1987~1988年

美国1993年

日本1990年

都市垃圾焚烧

5.4~432

382

90~150

1150

2.4~7

3000

3100~7400

有害废弃物焚烧

0.5~72

0.3~24

460

产业废弃物焚烧

2~3

5~20

医疗废弃物焚烧

5.4

2.1

2~8

5100

80~240

下水污泥焚烧

0.01~1.1

0.3

钢铁厂

1.3~18.9

16~20

6~16

1~5

250

其他金属冶炼厂

38~380

7~56

230

化工厂

0.5

木材燃烧厂

1~5

360

0.2

纸浆污泥、黑浆处理

4~6

1~10

纸浆废水汽车

4~5

1~5

74~150

有铅

7.0

613

无铅

1.3

柴油

3—22

煤燃烧

3.7

989

一次发生源总计

68~929

484

47~65

104

103~197

3870

20~140

9200

3940~8405

·422·

铁产品的质量控制有重要意义。同时，充分合理利用炉气，控制炉气的反应，使其按照我们的要求进行，或使其直接达到国家环境大气排放标准，或回收排放气进行综合利用，以减少环境污染，都是钢铁工业乃至整个冶金工业面临的重大课题。

12.2冶金过程主要有机污染物的研究进展

到目前为止，对大气排放污染物及排放源污染物的监测还主要集中在现场取样，实验室研究的工作上。国内外对有机污染物的分析也已制定了相关的分析方法，如日本的JIS法和美国的EPA方法都详细规定了有机污染物的采样和分析方法。高毒性的PAHs、PCBs、二噁英等有机污染物仍是目前研究的热点。

12.2.1多环芳烃的分析

12.2.1.1多环芳烃的实验室分析

多环芳烃（PAHs）是一类由有机物不完全燃烧或地球化学过程产生的具有强致变性和致癌性的有机污染物。在高温下有机物会发生裂解，产生不稳定的碎片；其中的大多数自由基会结合成稳定的PAHs（裂解合成反应）［2］。色谱法具有良好的分离能力，是测定多环芳烃最常用的方法。用气相色谱法可分析多环芳烃［3~5］，但是几个PAHs异构体不能得到分离。虽然GCMS是一种好方法［6］，但是还需要指示标准进行定量［7］。超临界流体色谱也用于PAHs的测定，使用了紫外吸收、荧光和质谱检测器，其优点是分离效率高、分析时间短［8，9］。毛细管电泳也可以使用，但由于PAHs分子不带电荷和疏水性，因此常使用胶束电动力毛细管