化工园区挥发性有机物的污染扩散与健康风险评估——以天津临港化工园区为例

摘要

经济的快速发展和国民需求的日益增加使得我国化工园区的数量逐步增多，同时造成的大气污染问题也日益受到关注，其中挥发性有机物（ Volatile Organic Compounds，VOCs）是一类重要的大污染物。VOCs的主要特点是浓度低、活性强、危害大，对环境生态系统和人体健康均可能产生重要影响。因此有必要研究化工园区 VOCs的排放特征，并进一步研究其在大气中的污染扩散规律，以及职业暴露健康风险评价。因为研究其大气扩散规律可以预测污染范围和程度，为减排措施和制定排放标准及实施总量控制政策提供科学依据；对有害物质进行健康风险评估可以为职业暴露风险评估提供科学依据，进一步促进环境保护和管理部门对环境的监察和监管力度，保证厂区内职工工作环境安全及厂区周围居民的人身健康。
　　本文以课题组项目环境保护公益性行业科研专项“典型化工园区挥发性有机物排放特征及控制对策研究”（201409019）为依托，以天津临港化工园区为实例进行了相关研究。研究结合国内外研究现状，在天津临港化工园区选取了10个化工厂进行了污染监测，对有组织和无组织污染源进行了样品采集与分析，同时还在厂界和周围环境保护敏感点进行了监测与分析。通过采样前对化工行业和典型化工企业在生产过程中排放的污染物的分析，此次研究最终确定了13种VOCs作为化工园区的特征污染物进行了相关的污染扩散分析和健康风险评价。其中，扩散分析采用高斯模式中的点源模式和面源模式，健康风险评价采用目前国际上较为通用的四段法，衡量指标为终生致癌风险和非致癌风险，并进一步采用蒙特卡洛模型对评价结果进行了不确定性分析。研究的主要结论为：对于终生致癌风险言，监测企业中目标污染物的LCR从大到小依次为苯并芘（8.43×10-2）、二氯乙烷（3.17×10-3）、氯乙烯（8.05×10-4）、苯（5.97×10-5）、丙烯腈（4.88×10-5）、苯乙烯（1.85×10-6）。其中，苯并芘的 LCR=8.43×10-2远远大于10-4，也就是苯并芘有很大的潜在风险。二氯乙烷的 LCR=3.17×10-3＞10-4，也存在较大的潜在风险。氯乙烯的LCR=8.05×10-4，略大于10-4，也存在一定的潜在风险。苯和丙烯腈的LCR分别为5.97×10-5和4.88×10-5，均介于10-6到10-4之间，可能存在潜在风险。对于非致癌风险言，监测企业中目标污染物的HI从大到小依次为苯（1.92×10-1）、丙烯腈（1.27×10-1）、甲醇（5.22×10-2）、氯乙烯（3.13×10-2）、二甲苯（2.17×10-2）、苯乙烯（2.59×10-3）、甲苯（8.17×10-5）。由于这些VOCs的HI全部小于1，因此，本研究监测到的这七种 VOCs不会对人体产生致癌作用。对天津碱厂进行的污染物在大气中的扩散浓度预测表明：丁醇的有组织排放在大气稳定度为B级，风速为1.5m/s的条件下出现最大落地浓度，该落地点位于排放源下风向300m处，影响值为0.0125mg/m3，是丁醇环境质量标准值（0.33 mg/m3）的3.8％，对环境没有显著影响。无组织排放丁醛和丁醇对最近厂界处大气环境的最大影响值分别为0.0451 mg/m3和0.0393 mg/m3，分别为各自环境标准值（丁醛0.08mg/m3，丁醇0.33mg/m3）的56.4%和11.9%，对大气环境的影响也不显著。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

第一节 研究背景

第二节 化工园区VOCs的研究进展

第三节 研究目的与意义

第四节 研究对象及内容

第五节 研究的技术路线

第二章 VOCs的监测与分析

第一节 VOCs的监测与分析

第二节 常用的VOCs的分析方法

第三节 常用的VOCs削减控制措施

第三章 VOCs的大气扩散研究

第一节 大气扩散模式研究进展

第二节 高斯扩散模式

第三节 VOCs的高斯扩散研究实例

第四章 健康风险评估

第一节 危害识别

第二节 剂量-反应评价

第三节 暴露评价

第四节 风险表征

第五节 不确定性分析

第五章 基于天津临港化工园区的实例研究

第一节 天津临港化工园区概况

第二节 监测企业

第三节 监测方案制定

第四节 样品的采集与处理

第五节 气体的高斯扩散分析

第六节 健康风险评估

第七节 不确定性分析

第六章 总结与展望

第一节 研究总结

第二节 创新与不足之处

第三节 研究展望

参考文献

致谢

个人简历、在学期间的研究成果