天津大港地区石油化工企业大气污染物监测及治理方法研究

天津大港地区石油化工企业大气污染物监测及治理方法研究

随着雾霾天气在我国北方地区的持续加重，社会和个人都越来越重视大气污染治理，PM2.5和PM10是治理工作中一项绕不开的话题。本文通过对天津大港地区石油化工企业周边地区PM2.5和PM10粉尘浓度监测数据，发现在3级风力作用下，固体粉尘污染物的影响范围可能达到5km以上，并对应采取的治理措施提出了建议。

石油化工企业在我国国民经济中占有重要的地位，现代社会中的方方面面都与石油化工脱不开干系，可以说人们高水平的生活是建立在石油化工基础之上的。但随着我国经济社会的快速发展，人们在享受石油化工工业带来的进步的同时，也越来越关注石油化工企业污染物的排放及防治问题。特别是为了获得更高的原油处理深度，石油化工企业向着大型化、集约化、深加工方向发展，各种加工工艺和加工设备不断创新，为石油化工企业环境污染治理带来新的挑战。

由于石油化工企业工艺设备及操作条件的复杂性，排放的污染物种类较多，基本涵盖了废气、废水、固体颗粒物和固体废物等污染物形式。其中固体颗粒物及废气对于人群及环境影响较大的，特别是对于大气环境的污染比较严重，石油化工各企业大气污染物的治理已经成为世界范围内引人关注的研究课题之一。本文以天津市大港地区石油化工企业为考察对象，对周边大气环境中的固体颗粒物浓度进行监测，并提出了一些治理措施。

石油化工企业大气污染物监测方法

天津大港地区(天津市工业区，三类功能区，经度为117.45°，纬度: 38.83°)的石油化工企业密集，包含了从原油炼制至各种石油化工产品加工的整条工艺链，区内包括了千万吨炼油、百万吨乙烯等多个全国重点项目以及中石油、中石化、天津石化等大型企业，除此之外大港地区还有近千家中小型石油化工企业。虽然采取了环境保护措施，但这些石油化工企业在日常的生产过程中，还是难免会排放出大气污染物。

石油化工企业排放的大气污染物包括有机污染物、无机污染物和固体粉尘颗粒物等。其中有机污染物包括含硫化合物、芳烃类物质等，这些污染物都有着严格排放处理措施，一般不会直接排放到大气中；无机污染物包括氮氧化物、一氧化碳、二氧化硫等，排放严重时会造成酸雨。固体粉尘颗粒物是造成大气环境质量下降的首要污染物，进而影响人体健康。本文对石化企业附近环境受体选择9个采样点同时采集PM2.5和PM10样品，采样高度分别为5 m和16 m，采样时间为2015年8月，采样时间为6天，每天采样19 h，大气污染物的监测主要集中在固体粉尘颗粒物上，包括可入肺颗粒物(PM2.5)、可吸入颗粒物(PM10)等，并通过对污染物分布情况的分析，提出有针对性的治理措施。

表1 大气污染物监测点位

大气污染物监测工作在夏季开展，适时天津市的主导风向为东南风，且大港地区位于天津市区的东南方，故主要选择石化企业的下风向，即其西北方向，在不同距离设置了监测点，立体监测大气污染物的分布情况，见表1。

大气污染物监测结果及分析

对于上述的监测点，在8月期间的上、中、下旬分别采集2天大气中的PM2.5和PM10浓度，采样仪器为TH-150C型中流量采样器，流量为100 L/min。每一采样站位同时用4台采样仪分别用聚丙烯滤膜和石英滤膜采集PM2.5和PM10样品，共采得108个有效样品。采样滤膜在样品采集前后的处理按文献方法进行，采用重量法测定颗粒物样品的质量。并与天津市同期间的空气质量数据进行对比，监测结果见表2。

表2 大气污染监测结果

从表中的数据可以看出，固体粉尘颗粒污染物的分布呈现明显的区域分布，且其浓度随着与石油化工企业距离的增加而降低，在石油化工企业下方向范围内的监测点数据均高于官方发布的天津市平均数据，说明石油化工企业是PM2.5及PM10的主要排放源。

随着不同季节气候条件及风速、风向的不同，石油化工企业排放的固体粉尘颗粒物影响范围有所不同，结合表3列出的气候情况，并参考监测点与石油化工企业的相对位置，可以发现当风力不超过3级时，大港地区下风方向5 km范围内受到企业排放固体粉尘颗粒污染物的显着影响。

表3大气污染监测期间气候情况

从排放污染物种类上来看，各个监测点位测量的平均值与天津市官方发布的PM2.5和PM10监测数据对比，分别增加了14.3%～35.3%和13.5%～31.5%，因此，石油化工企业对于PM2.5和对于PM10的贡献程度大体相当，对PM2.5的影响稍大于对PM10的影响程度。

石油化工企业固体粉尘颗粒污染物治理初探

通过上述对石油化工企业周边地区固体粉尘颗粒污染物区域分布情况的研究，可以初步形成以下几条治理措施。

源头治理

石油化工企业中可能产生固体粉尘颗粒污染物的装置包括电厂燃煤锅炉、加热炉、反应器、火炬、排放管等各种可能排放烟气、废气和尾气的部位。为了从源头降低固体粉尘的排放总量，需要进一步改进上述工艺流程，并采用污染低的原煤、原油和化工原料。

合理布局

通过本研究发现石油化工企业的固体粉尘颗粒污染物影响范围可达5 km以上，因此对于大中型石化企业，应有计划的逐步迁离人群密集的场所。在石化企业常年风向的下风侧，尽可能的不布置学校、医院、居民区等。

除尘技术的推广使用

在石油化工企业内积极推广固体粉尘污染物的治理技术，对排放的固体粉尘进行收集。目前，大气固体粉尘颗粒污染源的治理方法可以主要包括机械除尘、湿式除尘，静电除尘、袋式除尘等方法。其中，机械除尘和湿式除尘方法造价低，使用简单，但存在除尘效率低下、产生废水污染等问题，故仅建议在总投资较低的小型石油化工企业中作为无奈之选，不建议在大中型石油化工企业中推广；静电除尘和袋式除尘方法属于新一代技术，虽然投资较高，但其除尘效果好，不会产生二次污染，值得在大中型石油化工企业中推广。

粉尘排放后的补救措施

如工艺措施失效造成粉尘短时间排放，石油化工企业应及时通知当地环保部门，在厂区内采取水雾降尘等措施，并提醒周围群众做好防护工作。

结语

随着雾霾天气在我国北方地区的持续加重，社会和个人都越来越重视大气污染治理，PM2.5和PM10是治理工作中一项绕不开的话题。本研究通过对天津大港地区石油化工企业周边地区PM2.5和PM10粉尘浓度监测数据，发现在3级风力作用下，固体粉尘污染物的影响范围可能达到5km以上，并对应采取的治理措施提出了建议。希望本文能够唤起人民对石油化工企业污染物排放的重视，促进除尘等技术的革新升级，从源头上控制固体粉尘污染物的排放，还子孙后代一个碧水蓝天。