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污染物累积论文范文

摘要当前,石油化工园区环境影响评价工作中对园区污染特征认识不足,缺乏对累积污染的考虑,运行期针对性的环境管理措施也存在不足.文章基于石油化工园区建没和生产规律,分析了其污染排放方式、污染成因及污染物质,解析了污染物在自然环境中的迁移累积途径,并对其累积危害进行了分析.针对其污染特征,文章在优化污水处理方式、完善环境监测体系、加强累积影响评价、定期开展跟踪评价四个方面提出了针对性建议.

关键词石油化工园区；累积污染特征；累积影响；有机污染物；环境管理

文/陆文涛李天威徐鹤郭怀成

近年来,我国石油化工园区在数量和规模上均发展迅速,出现了上海化学工业区、南京化学工业园区等一批年产值突破千亿元的大型石化园区.随着石油化工园区的发展,其所伴生的环境问题正日益突显.多项研究已表明石化园区生产活动会引起园区周边环境中污染物的明显累积,长此以往将会对环境造成显著影响.当前石油化工园区环境影响评价工作中,还仅是在现状评价的基础上,对污染物在单一受纳介质中的扩散情况进行了预测、分析,缺乏对石化园区污染特征的全面认识,对污染物在不同环境介质间的迁移累积情况考虑不足,进而造成管理措施的缺陷.鉴于上述问题,本文将对石油化工园区的污染特征及危害进行分析研究,并探讨有效的环境管理措施.

石油化工园区污染排放方式、污染成因及污染物质研究

石油化工园区污染排放方式

当前,我国的石油化工园区在建设过程中多是按照滚动开发的原则,以产业链构建为核心,根据不同项目间的上下游关系,按照一定的时序进行滚动开发.在开发过程中,石油化工园区多遵循集约一体化原则,即按照“集约化、一体化”的规划理念,对园区进行规划设计,并将其贯彻于产业链结构、物流运输、公用设施和环境保护等各个方面.统一的环保设施决定了园区污染物统一处理的模式.其中,污水交由园区污水处理厂统一处理,固体废弃物园区内统一分类收集处理,对于不易输送和管理的大气污染物则通常由各企业在生产环节中自行处理后排放.

因此,园区的污染物排放方式主要为：园区统一的污水和固体废弃物排放及各企业的大气污染物排放.

石油化工园区污染成因分析

尽管石油化工园区有较为完善的污染处理设备和管理制度,但其污染物的持续排放仍对周边环境造成了一定的影响.石化园区污染物主要为大气、水、固体污染物三类.

大气污染物主要分为有组织排放和无组织排放两类,其中有组织排放主要来自于各生产环节中的污染物排放、园区内火炬燃烧产物排放及园区供热等基础设施的污染物排放,而无组织排放主要来自于各生产环节中工艺气体的无组织排放、罐区的无组织排放及污水处理中氨气和硫化氢的无组织排放,大气污染物的长期排放将会对周边居民等环境敏感目标造成影响,且发生事故时易造成较大影响.

水污染物,主要来源于污水处理厂的污水排放,当前我国的石油化工园区多参照发达国家经验采取了废水集中处理的形式,然而大部分园区的污水处理与管理模式仍然沿袭传统方法,园区内各企业污染物集中处理,出水标准按照常规的论文范文标准执行,此类标准中缺乏对毒害物质特别是有机毒物的细致规定,造成园区企业盲目追求常规污染物质的达标,致使废水中生物毒性、生物抑制性及难以生物降解的有机污染物、有机毒物未经有效控制进入园区集中污水处理厂中,导致污水厂处理工艺的非正常超标运行,排水中毒害污染物总量均未得到有效控制,对周边水环境质量带来潜在的污染风险及隐患.

固体污染物,包括各生产环节中产生的废渣、废液及各类废弃的保护剂、催化剂等,此类污染物一般由园区统一分类收集处理.其中,一般工业固废主要采用综合利用和安全处置的方式进行处理,例如污水处理厂的污泥可送有资质的工业垃圾填埋场进行处理,产生的灰渣等可以制砖修路,酸碱废液、化工液渣、废溶剂等可送往有资质的废物焚烧站进行处理,而危险固体废物园区会首先将各类危险固体废物进行预处理,然后分类收集,再由专用运输工具运到风险固体废物处理场来进行安全填埋或焚烧处理.

从园区角度来讲,前两类污染物由园区直接排放进入环境介质,而固体污染物则根据其成分的不同,有较为完善的分类处理方式,不会直接南园区进入环境介质.因此,石化园区对周边环境的污染主要来自于大气污染物和水污染物的排放.

石油化工园区污染物质

产业链的结构决定了污染物质的种类,完整的产业链结构一般包括炼油、基础化工、精细化工三个部分（如图1）.越接近产业链末端其产品污染就越小、产品附加值越高.由于不同地区问往往存在着资源和市场差异,各石化园区会根据其资源、交通、市场等特点,选取完整产业链的一段或几段进行发展.石化园区的大气与水污染物质基本共同包含了大部分的有机物种类,如二噁英、芳烃类、硝基苯类、硝基酚、苯胺、多环芳烃类、酚类等,其他大气污染物一般还包含SO2、NOx、烟（粉）尘、H2S、HC1、CO、Cl2、NH3等污染物,水污染物包括盐类（硫酸盐、硫代硫酸盐、磷酸盐等）、金属系催化剂及金属等.固体污染物主要是废催化剂（金属单质、氧化物及其他化合物等）、放射源、废保护剂（多为金属氧化物）、不合格产品及副产品、污水处理厂的污泥、烟气脱硫废渣等.总体来说,排放的污染物呈现以下特征：（一）排放污染物种类多,各污染物排放量差异大,其中部分污染物毒性较大；（二）部分污染物难以降解,排出后易在其他介质中累积；（三）部分污染物能够在生物体内富集,通过生物放大作用对人体造成危害.

石油化工园区污染物累积特征及其危害分析

石油化工园区污染物累积途径

由上述分析可知,石油化工园区污染物主要通过大气和水两种途径直接进人环境介质,但其迁移和最终的累积不仅仅局限于大气和水两类介质中.污染物在各环境介质中迁移途径见图2.

园区大气污染物持续排放进入大气环境中,其浓度随大气扩散逐渐降低,但园区周边一定范围内污染物浓度较未进行园区建设时仍会有所升高.大气污染物易受气象条件影响,污染物浓度波动范围较大,但在长时间尺度上,污染物浓度会呈现一个相对稳定的均值,该平均浓度可看做污染物在大气环境中的累积.污染物扩散过程中,部分物质会沉降进入土壤,在土壤中吸附停留,而进入土壤的物质可以通过挥发作用再从土壤回到大气中,大气和土壤的物质交换并不是无序进行,按照逸度理论,只有当污染物在相邻介质中的逸度商为1时污染物才会达到交换平衡,并且这种平衡关系会随着污染物浓度的变化而改变,当大气中污染物浓度显著下降的时候,污染物会从土壤挥发进入大气中,反之进入土壤,这种交换会逐渐向逸度商为1的情况靠拢.土壤中的污染物还会通过淋溶等作用进入地下水,进而造成地下水的污染.总体来说,排放至大气中的污染物不仅仅停留在大气当中,其还会对周边区域的土壤乃至地下水造成污染.此外,大气污染物与区域内水体之间还存在着物质交换,该交换过程同样遵循着逸度理论,两种介质中污染物的浓度决定其交换的趋势,通常同区周边水体多为项目污水的受纳水体,水体中具有一定的污染物浓度,因此具体交换趋势尚不确定,对于物质交换的主导一方要根据实际排放的浓度进行确定.

大气污染物排放标准:北京：大气静稳污染物累积形成严重污染等风来明天空气质量恢复优良[晚间新闻报道]

由污水处理厂排出的污染物,首先在受纳水体中扩散,随着水体的流动其浓度逐渐降低.在水体中,部分污染物通过沉积作用最后汇聚在水体的底质中,进而在水体中进行累积,依据逸度理论,当水体中污染物浓度下降时,底质中的部分污染物会释放补充到水体中,从而保持底质和水体中污染物的动态平衡.当受纳水体为河流时,污染物可能通过与地下水的补给作用进入地下水,对地下水造成污染.此外,水体和大气环境也存在着物质交换,其交换趋势由两介质中物质浓度决定.

从以上分析可以看出,污染物进入大气和水环境后,会在土壤与河流底质中进行初步的累积,进一步会对地下水造成污染.因此,在进行石化园区污染特征分析时,应加强对土壤、水体底质及地下水的分析,明确污染物的最终归趋.

石油化工园区污染物危害

由石化园区污染物迁移途径分析可知,污染物排放进入大气和水中后,会迁移进入土壤、河流底质及地下水中,当前对于石化同区污染分析还多集中在大气和地表水两类介质中,缺乏污染物在其他介质中对环境和人群危害的分析,本文结合已有的研究结果,对不同介质中污染物的危害进行如下总结.石油化工园区污染危害路径见图3.

首先,石化园区排放的污染物主要为挥发性和半挥发性的有机物,其中部分有机物及其光化学产物对人体健康具有直接的影响,常见的如苯、甲苯、1,3-丁二烯、甲醛、乙醛、丙烯醛等.这些有毒有害挥发性有机物一般通过呼吸道、皮肤等途径进入人体,并导致各种的急慢性健康问题,例如粘膜刺激、炎症、心肺疾病、癌症等.

沉降进入土壤中的污染物,附着于土壤,其以扬尘的形式经呼吸道进人人体或通过皮肤接触的方式对人体健康造成危害.当被污染的土地作为农田或放牧用地使用时,部分沉降的污染物可以在动植物体内富集,经过食物链对人体造成危害.此外,土壤中的部分污染物通过淋溶作用将进入地下水当中,对地下水造成影响,若被污染的地下水作为水源使用,则会对饮用者健康造成危害.在对土壤环境质量进行评价时,我国现在实行的环境质量标准仍为《土壤环境质量标准(GB 15618-1995)》,其对石油化工园区排放的污染物均没有明确的浓度要求,这为土壤环境质量管理带来了较大的困难,对人群健康留下了隐患.

进入水体的污染物,除了在水体和底质中分布,其还会进入水生生物体内并随之迁移,在迁移过程中污染物沿食物链向其高端富集,位于食物链顶端的人类将会受到该富集作用的影响.

地下水中污染物主要来自于土壤的淋溶作用和地表水的补给作用,除作为饮用水水源会对人体造成危害外,当作为灌溉用水时,水中的污染物再次进入土壤,在土壤中进一步累积,进而沿土壤路径对人体造成危害.

石油化工园区环境管理措施研究

现行石油化工园区的环境管理措施多为污染物总量控制、大气污染物脱硫脱硝、废气排放的监控、生态绿化等常规污染防治的措施,因此研究的重点主要集中在污染源的自动检测、应急监测及园区的环境风险管理等方面.总体来说,现行的环境管理措施缺乏对园区特征性污染的针对性管理,在累积性污染管理方面存在严重不足.根据对石油化工园区累积特征的分析,针对性地提出以下环境管理措施和建议.

加强污水处理工艺研究,对累积性明显的特征性污染物强化企业端的处理

现有石化园区的污水处理工艺不能满足对园区成分复杂污水的处理要求,特别是难降解、容易造成累积的复杂污染物.因此有必要对处理工艺进行有针对性的改进.此外,因园区污水组分的复杂性,统一处理只会对部分常规污染物进行有效去除,园区部分特征物质难以去除,并且部分毒性物质会影响污泥中微生物的活性,从而造成污水处理效率降低,出水水质不达标,因此,建议排放毒性物质或者难以处理物质的企业应在排入园区污水处理厂之前,进行特征污染物的预处理,有效去除该类物质,以保证园区污水处理厂的处理效率与园区整体出水的水质.

完善环境监测体系,加强对土壤、河流底质及地下水中累积性物质的监测

根据园区的产业结构和工艺特点,识别园区排放的特征污染物,对其中易于累积的物质进行重点监测,为准确掌握污染物的累积情况,建议将监测频次定为每年一次,重点对土壤、河流底质及地下水三类环境介质进行监测,其中,土壤环境的监测范围不应仅局限在园区之内,还应对园区周边的环境敏感点、农田等土壤进行监测,及时发现问题,及时治理.

将累积影响评价纳入到石油化工园区环境影响评价工作

将累积影响评价纳入到石油化工同区环境影响评价工作中,对园区开发存在的累积影响进行预测、分析,提出有效的解决措施.当前石油化工园区环境影响评价工作中对累积影响往往考虑不足,将累积影响评价纳入到环评当中,可以在项目立项阶段有效识别项目建设可能造成的累积影响,对项目的环境影响有更全面的认识,为决策提供更准确的依据.

定期开展跟踪评价,对石油化工园区及其周边环境质量进行彻底调查

定期开展跟踪评价,对园区及其周边的环境质量进行彻底调查,及时发现问题,及时处理.污染物的累积行为体现在跨介质的输送与累积上,其在各介质中的累积情况往往难以预测,这就造成了累积影响评价的结果通常会具有一定的不确定性.开展跟踪评价可以有效地识别园区建设对周边环境的影响,对累积影响评价的结果进行验证,发现评价过程中未预测出的环境影响,及时处理,避免严重的环境问题.在开展跟踪评价时,本文建议对园区排放的主要污染物在各环境介质中累积情况进行监测.结合环评导则的实际要求与具体操作的可行性,建议开展跟踪评价的频率为每五年一次.

结论

当前石油化工园区污染物主要来源于大气的有组织和无组织排放及污水处理厂的污水排放,其排放的污染物种类因其产业链的不同而有所差异.园区污染物进入大气和水环境后,会在土壤与水体底质中进行初步的累积,进一步会进入地下水中,对地下水造成污染.进人大气、土壤与水体中的污染物会通过生物富集作用、呼吸道摄人等方式对人体造成危害.

根据石油化工园区累积污染的特性,本文提出环境管理建议：石油化工园区应加强污水处理工艺研究,提高处理效率,改变现有处理模式,部分企业加入对特征性污染物的处理过程；完善环境监测体系,加强对土壤、河流底质及地下水中累积性物质的监测；将累积影响评价纳入到石油化工园区环境影响评价工作中；每五年开展一次跟踪评价,对园区及其周边的环境质量进行彻底调查,及时发现问题,及时处理.

主要参考文献

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[4]李博,多介质迁移转化逸度模型的建立及软件实现[D]．哈尔滨：哈尔滨工业大学,2007：75-83．

（陆文涛,北京大学环境科学与工程学院、南开大学环境科学与工程学院；李天威系环境保护部环境工程评估中心研究员；徐鹤系南开大学环境科学与工程学院教授；郭怀成系北京大学环境科学与工程学院教授.郭怀成系通讯作者）

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大气污染物排放标准引用文献: