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化学合成类制药行业工艺废气VOCs排放特征与危害评估分析

发布时间:2020-03-28 02:36 作者:网站不出款怎么办

  以浙江台州6家典型化学合成类制药企业为代表,对其排放工艺废气中的18项挥发性有机物VOCs)特征污染物(如甲苯、甲醛、二氯甲烷等)进行监测和分析,并采用臭氧产生潜力(OFP)和健康风险评价指标对VOCs所产生的环境与健康危害进行初步的评价.结果表明,化学合成类制药企业排放的总VOCs浓度为14.9~308.6mgm-3,其产生环境危害的OFP值为3.1~315.1mgm-3,主要贡献物质为甲苯、四氢呋喃、乙酸乙酯等6种物质,存在较大的潜在环境危害.另外,健康危害中的非致癌风险指数和总致癌风险指数介于9.48×10-7~4.98×10-4a-1和3.17×10-5~6.33×10-3之间,主要是苯、甲醛和二氯甲烷这3种致癌物.

  关键词:化学合成类制药 挥发性有机物(VOCs) 排放特征 臭氧产生潜力 健康风险评价

  挥发性有机物(VOCs)的大量排放不仅影响了空气环境质量而且直接或间接地影响人体健康.一些具有较强活性的VOCs在一定条件下与氮氧化物发生光化学反应,引起大气中臭氧浓度增加[1,2];或与大气中的自由基反应形成二次气溶胶污染,对大气中O3和灰霾等空气污染的形成起到非常重要的作用,从而间接地影响了人体健康[3,4,5].另外,部分VOCs本身具有毒性和致癌性,属于有害空气污染物,对人体的健康造成直接的危害[6,7].

  化学合成类制药工业是重要的工业VOCs排放源.根据文献[8]的调研统计,2009年以VOCs为原料的工艺过程中,化学合成类制药工业排放VOCs达到22万t,占排放估算总量的7.4%.另外,化学合成制药生产过程中使用到大量的原辅料,大部分为有机溶剂,且含有一些“三致物质”[9].作为化学原料药生产大省的浙江,化学合成类制药企业排放的VOCs在全省VOCs排放总量中占举足轻重的作用,也是需重点治理的VOCs排放行业.在《浙江省环境保护地方标准建设“十二五”规划》中,将其列为浙江省“十二五”期间标准工作的重点项目[10].为此,本研究选取浙江台州具代表性的6家企业作为对象,结合其原辅料使用情况,对其所释放的工艺废气VOCs进行监测,并分析其排放特征、环境和健康风险等,旨在为化学制药类行业VOCs减排、合理选择排放控制技术及后续地方标准的制订提供基础信息.

  所谓的化学合成类制药是指以化学原料为主要起始反应物,通过化学反应合成生产药物中间体或对中间体结构进行改造和修饰,得到目标产物,然后经脱保护基、提取分离、精制和干燥等工序得到最终产品.其生产工艺及产排污节点如图1所示.从中可大致反映出化学合成类制药行业废气主要来源于以下3个方面:①合成反应过程中有机溶剂挥发;②提取和精制过程中有机溶剂挥发;③干燥过程中粉尘和有机溶剂挥发.除此之外还包括企业污水处理厂和固废堆场产生的一些恶臭气体及挥发的残留有机溶剂.

  采样区域选择了浙江省化学合成类制药产业高度集中的台州,选取了其中6家具有典型代表性企业为研究对象.以下分别简称为A、B、C、D、E和F.在废气处理工艺上,所选的企业采用了目前较为先进废气处理工艺,其中A和B采用蓄热式催化燃烧工艺(regenerativecatalyticoxidizer,RCO),C、D和E采用蓄热式燃烧工艺(regenerativethermaloxidizer,RTO),F则采用了等离子体+催化氧化处理工艺(双氧水+浓硫酸).

  根据前期对浙江省化学合成类制药原辅料的调查统计,结合6家企业的实际原料使用情况,筛选了苯、甲苯、二甲苯、甲醛、二氯甲烷、三氯甲烷、乙酸乙酯、甲醇、乙醇、乙酸、四氢呋喃(THF)、乙腈、二甲基甲酰胺(DMF)、异丙醇、丙酮、丙烯腈、吡啶和乙酸丁酯这18项有机物进行监测分析.

  VOCs的采样点均设置在6家企业废气处理系统总排放口,并在企业正常运行的情况下,每隔15min取一个样,连续取样6次.样品的采集及测定分析均委托于台州市环境监测站.采用过程中记录排气筒高度,气体温度和湿度,并参考相关的监测和分析方法采样,其中除甲醛参考国家已发布环境保护标准测定外[11],其余均参考文献[12].废气中VOCs的浓度通过温度和湿度换算后,以标准状态下干气浓度表示.

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