Air pollution of industrial premises with toxic substances and benzo (a) pyrene

Abstract

Pollution of atmospheric air with toxic substances and benz (a) pyrene on the territory of phenol and acetone production was investigated.

Full Text

Исследовано загрязнение атмосферного воздуха токсическими веществами и бенз (а) пиреном на территории производства фенола и ацетона.

Из всех определяемых специфических и неспецифических веществ только концентрация фенола оказалась выше ИДК в 5% проб. Предложены мероприятия по ликвидации загрязнения воздушной среды.

Широкое применение фенола и ацетона в промышленности требует увеличения их производства. В связи с этим приобретает актуальное гигиеническое значение исследование загрязнения окружающей среды выбросами производства фенола и ацетона.

Задачей наших исследований явилось изучение источников загрязнения воздуха бенз (а) пиреном (БП) и токсическими веществами при получении синтетического фенола совместно с ацетоном кумольным способом.

Многие технологические процессы автоматизированы, применяется дистанционное управление, основные процессы ведутся по непрерывной схеме и в большинстве под вакуумом. Широко применяется принцип размещения оборудования на открытых площадках и полуоткрытых «этажерках».

Проведенные в 1967—1976 гг. исследования показали, что воздух производства загрязнен комплексом токсических веществ: ацетоном, бензолом, фенолом, изопропилбензолом, предельными и непредельными углеводородами. Основными причинами загрязнения воздуха являются нарушение герметичности оборудования вследствие коррозирующих свойств продуктов, недостаточная очистка отходящих газов после алкилирования бензола пропиленом, выбросы в атмосферу при продувке технологической аппаратуры инертным газом, нарушение герметичности при отборе проб продуктов для анализов и др.

С целью снижения загрязнения воздуха в помещениях и между цехами, а также атмосферного воздуха города в районе влияния предприятия был проведен ряд оздоровительных мероприятий. Смонтированы вихревые теплообменники для улавливания паров гидроперекиси изопропилбензола, установлен абсорбер для снижения содержания бензола в абгазах ректификационных колонн и циклон для улавливания углеводородов в выбросах в атмосферу, сокращено количество канализационных трапов, смонтирован новый дефлегматор на колонне товарного ацетона для снижения выброса ацетона в атмосферу, произведена замена мягких сальниковых уплотнений на торцовые, построена установка для извлечения углеводородов из сточных вод, улучшена герметизация оборудования на открытой производственной площадке, точки отбора проб продукции оборудованы шкафчиками с местным отсосом и др. Осуществляется постоянный лабораторный контроль за эффективностью работы газопылеулавливающих сооружений, их техническая эффективность соответствует проектной.

Указанные мероприятия позволили снизить концентрации токсических веществ на территории производства и в цехах до предельно допустимых, кроме фенола (см. таблицу). Проводимые в течение десяти лет оздоровительные мероприятия позволили снизить также концентрации токсических веществ в атмосферном воздухе города в районе влияния предприятия (на расстоянии 2000 м). Так, концентрации ацетона, бензола и гидроперекиси изопропилбензола всегда ниже предельно допустимых. Только концентрации фенола в 5% проб превышают предельно допустимые в 1,5 раза.

При изучении роли производства фенола и ацетона в загрязнении воздуха БП мы руководствовались методическими указаниями по отбору проб из объектов внешней среды и их подготовке к анализу на канцерогенные полициклические ароматические уг леводороды (1972). Отбор проб производили с помощью устройства конструкции М. М. Гимадеева и Ф. Ф. Даутова со скоростью 225—250 м³/ч. В качестве фильтра использовали синтетическую ткань ФПП-15 [2].

Уровень загрязнения воздуха токсическими веществами и бенз(а)пиреном

Место отбора проб	Определяемое вещество	Число анализов	Концентрация в мг/м3, для БП — в мкг/100 м3
			минимальная	максимальная	наиболее часто встречающаяся
Фенольная насосная	фенол	76	0,2	1,8	0,4—1,2
Между цехами	БП	4	0,019	0,078
	фенол	24	0,1	1,2	0,2—0,4
Ацетоновая насосная	БП	4	0,09	0,157
	ацетон	74	1	81	1-5
Между цехами	БП	4	0,028	0,071
	ацетон	29	3	70	3—16
Отстойное отделение	БП	4	0,004	0,053
Наружная установка	БП	4	0,016	0,133
Отделение бензотаялки	БП	4	0,003	0,96	2—5
	бензол	78	1	19
Отделение изопропилбензола	изопропилбензол	45	5	5	8—23
Между цехами	изопропилбензол	29	2	21	10—13
Цех переработки смолы и сточных вод	БП	9	0,026	0,334	0,041—0,144

Примечание: ПРК (в мг/м³) для ацетона составляет 200, для изопропилбензола— 50, фенола — 1, бензола — 5, БП — 15 мкг/100 м³. ПДК химических веществ для межцехового воздушного бассейна составляет 30% ПДК для рабочих помещений.

Пользуясь указанной установкой, мы в 1975—1976 гг. отобрали и проанализировали 35 проб воздуха (в каждой точке не менее 4 проб). Для выявления источников образования БП пробы брали в различных помещениях по ходу технологического процесса, у оборудования и на территориях цехов. Результаты исследований на содержание БП в пробах воздуха приведены в таблице. Необходимо отметить, что во всех пробах обнаружен БП, но его содержание всегда ниже ПДК. Максимальные концентрации БП найдены в отделении бензотаялки (0,96 мкг/100 м³) и в цехе переработки смолы и сточных вод (0,334 мкг/100 м³), наименьшие — в отстойном отделении (0,004— 0,053 мкг/100 м³), фенольной насосной (0,019—0,078 мкг/100 м³) и ацетоновой насосной (0,028—0,071 мкг/100 м³). Во всех пробах концентрация БП колеблется в небольших пределах. Очевидно, особенности ведения технологического процесса по получению фенола и ацетона, а именно невысокая температура и наличие газопылеулавливающих установок, способствуют меньшему выделению БП в помещения.

Исследования показали, что БП определяется также во всех пробах, отобранных в воздухе наружных установок (0,016—0,133 мкг/100 м³) и территории производства (0,09—0,157 мкг/100 м³). Загрязнение воздуха между цехами связано с наличием множественных мест неорганизованных выбросов БП на наружных установках.

Было также установлено, что БП в воздухе производства присутствует не изолированно, а в сложной смеси канцерогенных и токсических веществ. Характерно, что в отделении бензотаялки, где воздух значительно загрязнен бензолом, обнаружено большое содержание БП (0,003—0,96 мкг/100 м³). В остальных точках такой прямой зависимости не обнаружено.

Таким образом, концентрации токсических веществ и БП в воздухе всегда были ниже предельно допустимых (кроме фенола). Сопоставление полученных нами результатов с данными литературы [1, 3, 4] показало, что производство фенола и ацетона относится к менее мощным источникам загрязнения воздуха, чем нефтеперерабатывающие и нефтехимические, алюминиевые и коксохимические предприятия. Однако комплексное загрязнение воздуха и возможность однонаправленного действия определяют необходимость принятия мер по снижению концентрации токсических веществ.

В связи с этим вновь строящиеся предприятия должны быть оснащены устройствами, позволяющими предотвратить выброс в атмосферу токсических веществ путем их рекуперации, то есть возвращения в производство. Кроме того, следует ликвидировать загрязнения воздуха при продувке аппаратуры, загрузке и выгрузке катализатора, а также от множественных мест неорганизованных выбросов на наружных установках. Необходимо построить эффективные установки для нейтрализации выбросов в атмосферный воздух, содержащих фенол.