冶金焦炭冶炼过程中无组织排放特征污染因子的监测分析

摘要：文章就冶金焦炭冶炼过程中无组织排放到空气中的苯、甲苯、二甲苯、非甲烷总烃、氨等特征污染因子进行监测分析，阐明了在不同环境下污染因子浓度的变化以及在其冶炼过程中无组织排放的特征；通过对上风向和下风向污染物的变化及日均浓度出现不同程度变化的现象，影响企业周围空气质量的相应分析，根据实际情况提出了改进意见。

关键词：冶金焦炭冶炼；无组织排放；排放特征；污染因子；污染监测 文献标识码：A

中图分类号：X758 文章编号：1009-2374（2016）32-0083-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.32.041

1 概论

冶金企业的生产过程需要大量的焦炭作为燃料，但在焦炭的冶炼过程中又会产生焦炉烟气，其烟气中特征污染因子一般为C6H6（苯）、C7H8（甲苯）、C8H10（二甲苯）、NMHCs（非甲烷总烃）、NH3（氨）等是造成环境污染的主要因素。在日常工作中，相关部门虽然采取了一定的污染防治措施，但并没有取得很好的实际效果，究其主要原因是由于废气中污染物种类多、气体性质在外界因素的影响下易发生不定向变化，特别是废气排放的无组织性严重，没有有效的监控措施，从而造成对其污染物防治工作存在盲目性。因此，需要通过对废气中的特征污染因子进行科学的监测分析，用经过科学监测分析中所得到的有代表性的数据来指导其特征污染物的治理工作具有其重要意义。

2 无组织排放概述

污染物排放过程中，所谓的无组织排放主要指的是一些工业废气没有经过排气筒进行无规则排放。较矮的排气筒是有组织的废气排放，但在某些特定环境下，所产生的现象和无组织排放非常相近，因此，也可以将其当作是无组织排放。在冶金焦炭的冶炼过程中无组织排放都存在大量的有害性气体，会对环境以及人体造成一定的危害。一般来说，其主要污染物包括粉尘物、飞灰、烟气等；烟气中污染物主要为气态污染物，其气态污染物主要包括SO2、NOx、VOCs（C6H6、C7H8、C8H10、NMHCs、NH3等挥发性有机物）等。冶金焦炭的冶炼过程中产生的无组织排放焦炉烟气中的气态污染物分为常规污染物和特征污染物两种，NO2、NOx等属于常规污染物，C6H6、C7H8、C8H10、NMHCs、NH3等属于特征污染物。无组织污染物的污染源具有一定的分散性，同时，污染物在排放过程中离地面较近，不容易被稀释扩散，能够直接对周边地面的大气环境及空气质量造成影响，影响周围人群的正常生活。

3 监测分析

3.1 监测点布置的原则

实际的监测过程中，监测人员可根据工艺分布、占地面积、无组织排放种类、周围环境复杂程度等因素，将该冶金焦炭厂看作是一个无组织排放的污染源，以《大气污染物无组织排放监测技术导则》相关规定为原则进行监测点布设，通过对冶金焦炭厂进行分析，决定以厂界为界限扇形布点，设置11个点位，保证有1个背景点位，以满足相关监测工作的顺利开展。

3.2 监测项目分析

3.2.1 气象因子。通常情况下，气象因子监测分析可以分别同步观测风向和低云量等地面气象观测参数。

3.2.2 污染因子。污染因子主要有C6H6、C7H8、C8H10、NMHCs、NH3这5种。其中NH3是PM2.5实重要的前体物。监测人员通过对炼焦工艺进行研究分析，发现空气中C2～C9对非甲烷总烃（NMHCs）年平均量、大气VOCs对环境具有很大影响。同时，炼焦工艺都会形成C6H6、C7H8、C8H10等物质，对人体健康的影响严重。所以，对该5项特征污染因子进行监测势在必行。

3.3 监测方式及监测依据

3.3.1 监测方式要求。进行污染物监测时，严格遵循国家相关标准，以我国现有的相关方法标准、规范作为监测技术指导，以确保监测结果的代表性和准确性。

3.3.2 监测方法依据及其测量仪器设备。在实际的采样工作中，以《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》（GB/T 16157-1996）中的相关内容为采样依据，按照《空气和废气监测分析方法》进行相关作业。其中，以HJ 584-2010为依据，采用活性炭吸附CS2解吸气相色谱法测定空气中的C6H6、C7H8、C8H10，其最低检出限均为0.0015mg/m3，主要仪器是GC4029A型气相色谱仪；以《环境空气 非甲烷总烃的测定 气相色谱法》（HJ/T 38-1999）为依据，用于空气中NMHCs的测定，其最低检出限为0.04mg/m3，所用监测仪器为GC4029A型气相色谱仪；以《环境空气 氨的测定 纳氏试剂分光光度法》（HJ 533-2009）为依据，用于空气中NH3的测定，其最低检出限为0.01mg/m3，监测过程中主要用到TH-150Z型大气综合采样器、TU-1810型紫外可见分光光度计两种仪器。

4 监测结果分析

4.1 气象因子的监测结果

将冶金焦炭厂看作是一个无组织排放的污染源，其气象因子主要是对风向、风速等情况的监测，为了提高采样数据的精准度，避免出现数据波动过大现象，应该通过移动监控点进行多次采样。具体的采样结果为：2016年4月19日，一共采样4次，具体的数据为：气温（℃）为：19.1、24.3、27.2、25.1；气压（kPa）为：101.5、101.3、101.1、101.3；风向都为：NE，风速（m/s）为：1.5、1.6、1.7、1.7；总云量均为4，低云量为：2、1、1。2016年4月20日，一共采样4次，具体的数据为：气温（℃）为：18.7、23.6、26.8、24.5；气压（kPa）为：101.3、101.2、101.0、101.1；风向都为：NE；风速（m/s）为：1.6、1.4、1.4、1.3；总云量为：5、4、4、3；低云量为：3、2、1、1；2016年4月21日，一共采样4次；具体的数据为：气温（℃）为：19.2、23.8、26.9、25.4；气压（kPa）为：100.9、100.7、100.7、100.8；风向都为：NE；风速（m/s）为：1.3、1.5、1.4、1.3；总云量均为4；低云量为：2、2、1、1。

作者通过对观察数据进行研究分析发现，污染扩散方向会根据风向的不同发生相应的变化，监测点风向情况在很大程度上决定了监测结果。风向除了影响污染气体扩散方向的同时，也会对其扩散路径以及范围产生相应的影响，并且这种影响与风速有着很大关系，影响会随着风速的变大而变得更为明显。

对于监控点的污染因子浓度来说，捕捉效率容易受到污染源排放强度的影响，同时，也会受到风向以及风速变化的影响。如果风向以及风速较为明显，在对污染物的运动情况及其浓度最高点进行判断时就会变得更加容易。在《大气污染物无组织排放监测技术导则》中明确指出当监测时的风向>29°且风速在1.0～3.0m/s之间是最为合适的。当监测对风向、风速没有要求的情况时，在周边设置监控点，可以在静风状态下采样，前提是能够及时捕捉到污染物的浓度最高点。

4.2 特征污染物的监测结果

监测人员通过对3天的监测，NH3和C6H6在上风处都能监测出来，C6H6在上风处偶尔也能检测出，出现这种状况的主要原因是由于冶金企业的位置，周围的污染企业

较多。

焦化工艺是冶金企业重要生产环节，由于工艺技术的特性会造成C6H6、C7H8、C8H10、NMHCs、NH3等多种污染物质的产生，作者通过对不同监测结果进行分析发现：在此次监测气象状态下，企业所在的下风向以及上风向的NMHCs监测浓度虽然呈现出上涨趋势，但其浓度值并没有超过相关规定的标准，其数值小于无组织排放监控所规定浓度5.0mg/m3的限值。企业所在的下风向及上风向的NH3浓度与NMHCs监测浓度表现情况一致，也呈现上涨趋势但是并没有超过规定的浓度标准，氨的环境浓度和厂界浓度在小于0.2mg/m3，控制在恶臭污染物排放标准2mg/m3之内。

在完成NMHCs、NH3的监测结果分析之后，作者又对其他污染因子监测结果进行了分析，发现C6H6、C7H8、C8H10在该厂区都能监测出，并且在下风向与上风向浓度存在较大差异，下风向浓度明显较高。C6H6、C7H8、C8H10的工业对C6H6、C7H8、C8H10的大气污染物综合排放标准分别为0.5mg/m3、3.0mg/m3及1.5mg/m3，C6H6的工业企业设计卫生标准为2.4mg/m3，C8H10的工业企业设计卫生标准为0.3，前苏联居民区对C7H8浓度的限定最高为0.5mg/m3，对监测浓度进行分析，发现3种气体浓度均没有超出规定浓度的范围，进而各种气体的监测浓度均符合相关排放浓度标准。对整体监测结果进行统计分析，获得符合企业正常生产状态下无组织排放特征污染物的实际情况，对于企业特征污染物治理方案的制定具有一定的指导意义。

5 建议与结论

监测人员通过对相应的数据进行分析，污染物浓度虽然都有所增加，但是都能满足环境标准和无组织排放标准的要求。虽然其浓度低于我国相关的要求，但C6H6、C7H8、C8H10、NMHCs、NH3等有害气体的长期排放，会对周围的居民的环境造成一定的影响。因此，相关部门应该积极在一些容易受到污染的地区设置监测点，增加除了常规监测点以外的监测点，定期进行抽查，指导企业的日常环境管理，从而提高企业周围的环境质量。

总之，在国家强调环保节能减排的今天，积极对冶金焦炭厂无组织排放特征污染物的监测具有重要意义。在监测过程中，监测人员应该从冶金焦炭厂的实际状况出发，设置合理的监测点，才能达到良好的监测效果，从而为企业特征污染物治理方案的制定提供科学的监测数字依据。

参考文献

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[4] 周雄.无组织排放废气的来源与排放特点分析[J].化工管理，2014，（15）.

作者简介：邹晓刚（1971-），新余钢铁集团有限公司环境监测站工程师，研究方向：环境监测及理化检验方法研究与改进、污染物治理方法探讨、室内污染物的监测与防治等。

（责任编辑：王 波）