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2.2特征
VOCs组分表3给出了各企业前5位VOCs的排放组分,以识别各行业的特征VOCs.在汽车喷涂行业中,VOCs的排放主要来自于汽车生产和维修中涂料的喷涂过程.涂料基本上由成膜物(油脂、天然或合成的树脂、不挥发的活性稀释剂)、有机溶剂、水、颜料、填料、助剂等组成.蒸汽压较高的有机组分在涂料的喷涂过程中挥发出来.另外,不论是在生产还是维修过程中,都存在较高温度下烘干的过程,这一过程加速了VOCs的挥发.企业#1主要以丙酮、3-甲基己烷、正庚烷、2-甲基己烷、二甲苯等为主,而企业#2的重要组分为1,2-二氯丙烷、二甲苯、甲苯、苯乙烯,企业#3则以1,2,4-三甲基苯、正丁醛、3-乙基甲苯、1,3,5-三甲基苯为主要成分.这与以往很多研究表明苯、甲苯、二甲苯为主要成分的溶剂使用源谱存在较大差别[6,20].导致这种差异的原因是近年来我国对溶剂组分进行了严格的控制,涂料的组成快速变化,很多溶剂使用了其他组分代替了有毒有害的物质(如苯系物);而且以往大多研究[6,20]并未测量含氧的VOCs,如丙酮等,这些未测组分没有包括在源谱中,造成了在归一化时各VOCs组分的比例产生很大的差异.
在电子光刻行业中,VOCs排放相关的主要工艺过程有喷涂、光刻、高压热成型等过程.在生产过程中涉及到油墨、油漆、光刻胶、剥离液、显影剂、光阻剂、稀释剂等化学品的大量使用,在机器及产品的清洗过程中所使用的有机溶剂,都是产生VOCs排放的主要来源,这些原辅材料的不同导致不同企业间排放组分差别很大.如表3所示,企业#4甲苯所占比例很高,达38.4%.企业#5则以氟里昂22和正庚烷的比例较高,分别为9.5%和5.7%.企业#6由于使用了催化燃烧的处理装置,导致乙烯的排放很高,达20.5%.但是3家电子光刻企业(#4、#5、#6)均排放较高比例丙酮,分别为10.8%,17.7%,13.0%,说明丙酮是电子光刻行业的特征VOCs.
在印刷行业中,VOCs主要来源于油墨挥发和清洗剂的使用.企业#7主要的VOCs组分为环己烷、甲基环己烷、正庚烷、甲基乙基酮等,主要是C6~C7烷烃;企业#8则以正癸烷、正壬烷、丙酮、正十一烷、正丁醛为重要组分,主要是C9~C11烷烃.可见除烷烃外,一些醛酮也是印刷行业的重要排放组分.
2.3VOCs处理措施对排放组成的影响
由图2可见,汽车喷涂的3家企业排放的VOCs组成存在很大差异.汽车喷涂企业#1直接排放以丙酮的比例最高,为15.3%,而#2是活性炭吸附装置,排放出很高比例的1,2-二氯丙烷,占27.0%,这可能是由于企业#2大量使用了二氯丙烷作为喷漆的稀释剂,导致该组分排放水平很高.企业#3使用了催化燃烧装置,排放组分以1,2,4-三甲基苯(18.1%)、正丁醛(11.8%)、3-乙基甲苯(9.8%)为主,但燃烧产物如乙烯等比例不高,这可能是由于企业#3燃烧装置效率低所致.在汽车喷涂行业,评估企业VOCs处理装置的效率仍需进一步探讨,但从采样这3家企业来看,VOCs的排放主要以芳香烃、卤代烃等工业排放的特征污染物为主.
在电子光刻行业,3家企业的排放特征也存在极大差异.企业#4含有较高比例的甲苯(38.4%),企业#5含有高比例的丙酮(17.7%),是电子光刻企业特征VOCs.但值得注意的是企业#6排放较高比例的乙烯(20.5%),是燃烧的特征VOCs,说明燃烧装置有效影响VOCs的排放组成.在溶剂使用行业排放组成中含有高水平的乙烯,因此在追踪环境大气中乙烯等VOCs的来源时,除了明显的生物质燃烧、锅炉燃烧等排放源外,使用了催化燃烧处理设施的溶剂使用企业也可能是其中的来源.
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