CC BY
4
УДК 614.72:177.73
А. И. Воробьева, Л. П. Волкотруб, Н. Ф. Феоктистова, В. И. Бобин, Н. А. Шестакова, Н. С. Ушакова
ХАРАКТЕРИСТИКА АТМОСФЕРНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ПРЕДПРИЯТИЙ ПО ВЫПУСКУ ЭМАЛИРОВАННЫХ ПРОВОДОВ
В настоящее время около 90% эмалированных проводов выпускается с использованием синтетических лаков на поливинилацеталевой (лак ВЛ-931) и полиэфирной (ПЭ-939 и ПЭ-955) основах. Их растворителями являются органические летучие жидкости — хлорбензол и этил-целлозольв (1 : 1) для лака ВЛ-931, трикрезол г; сольвент (5 : 1) для полиэфирных. Меньшее применение находят масляные лаки. Для получения прочного изоляционного покрытия провод с нанесенным слоем лака подвергают тепловой обработке в эмаль-печах, при этом испаряются и выбрасываются в атмосферу продукты термоокислительной деструкции основы лака и растворители. Сухой остаток лака на проводе составляет 15—35%. Предусматриваемые в сушильных печах устройства для сжигания продуктов деструкции лаков недостаточно эффективны (H.A. Жилова и соавт.).
Цель данной работы — изучение закономерностей загрязнения воздуха жилого района выбросами трех кабельных заводов, обозначенных нами как предприятия А, Б и В. Объем выпускаемой продукции и, следовательно, количество потребляемых лаков на заводе Б были в 1,6 раза, а на заводе В в 1,5 раза больше, чем на А. Каталитическими приставками для сжигания продуктов деструкции лаков оснащено 35% эмаль-агрегатов на заводе А и 11,5% на заводе Б. На предприятии В газоочистные сооружения отсутствуют. Поэтому суточный выброс компонентов лаков составил соответственно 1,58, 1,94 и 4,53 т, или 1, 1,23 и 2,87 усл. ед.
Качественный состав атмосферных загрязнений можно было установить, исходя из процентного соотношения лаков, используемых на предприятиях (табл. 1).
Из масляного лака при сушке провода выделяются акролеин и окись углерода, из винифлекса — фенол и хлорбензол, полиэфирный,полиэфирнмидный и полиамидимид-ный лаки являются источниками выделения в атмосферу трнкрезола. Из полимерной смолы ТС-1, которая применяется для эмалирования провода в виде расплава, без растворителя, выделяется только вода. Таким образом, атмосферный воздух в районе завода А может содержать трикрезол, а в районе Б и В — акролеин, окись углерода, трикрезол, хлорбензол. »
Мы проанализировали 1296 проб атмосферного воздуха, отобранных на расстоянии 300—1000 м под факелом выбросов предприятий в 1976—1979 гг. Пробы отбирали и исследовали общепринятыми методами (Т. В. Соловьева и В. А. Хрусталева). По спектру применяемых лаков и объему производства наиболее сопоставимы предприятия Б и В. Загрязнение атмосферного воздуха в районе их расположения представлено в табл. 2. Как видно из табл. 2, предприятия, выпускающие эмалированные провода, загряз»
Таблица 1
Процентное соотношение лаков, применяемых на предприятиях
Предприятие Масляный лак Винифлекс ВЛ-931 Полиэфирный лак ПЭ-939 Полиэфирнмидный лак ПЭ-955 Полиамид-имидный лак Полиурета-повый лак Смола ТС-1
А 30,0 30,0 20,0 20,0 _
Б 24,0 4,9 13,6 15,0 — — 42,5
В 12,7 67,2 20,1 — — — —
няют воздух комплексом токсичных веществ, концентрации которых превышают предельно допустимые на расстоянии 1000 м от источника выбросов. В 500 и 1000 м от завода Б ) отмечается более высокая концентрация акролеина по сравнению с заводом В (/ 4,4 и 3,81). Это объясняется тем, что на заводе Б применяется вдвое больше масляного лака, чем на В, в связи с чем в атмосферу выбрасывается больше продуктов деструкции лака — соответственно 1,28 и 0,62 т в сутки. Концентрация фенола в наветренной зоне и на удалении 500 м от предприятий достоверно выше в районе завода В (<9,25 и 5,87). Как указывалось выше, фенол выделяется при разложении винифлекса, в состав которого входит модифицированная фенолформальдегид-ная смола. На заводе В 67,2% применяемых лаков приходится на винифлекс, на заводе Б — только 4,9%. Статистически значимых различий в концентрациях других ингредиентов не выявлено. Однако обращает на себя внимание очень высокое содержание хлорбензола в районе завода Б, причем оно нарастает при удалении от предприятия. Это, видимо, следует объяснить дополнительным источником аэрозагрязнений, который наряду с кабельным заводом выбрасывает в атмосферу хлорбензол.
При сопоставлении концентраций токсичных веществ, определяемых на различном расстоянии от предприятий, < выявляется следующая закономерность: с наветренной стороны загрязнение воздуха минимально, при удалении на 300—500 м под факелом выбросов достоверно повышается концентрация окиси углерода (в районе завода Б <2,55, в районе завода В 3,2), акролеина (/соответственно 2,56 и 24), трнкрезола (в районе завода Б / 4,71), фенола (в районе завода В /3,7), хлорбензола (в районе завода В /3,33). Следовательно, основными источниками загрязнения атмосферного воздуха этими ингредиентами являются предприятия Б и В.
Для более детального изучения закономерностей загрязнения воздуха предприятиями, выпускающими эмалированные провода, мы избрали завод В, наиболее интенсивно загрязняющий воздух, так как на нем нет газоочистных сооружений. Были выделены основной и контрольный районы наблюдения. Основной занимал территорию радиусом 1 км от завода. В качестве контрольного < был выбран район города с учетом розы ветров, удаленный от основного района на 10 км. Исследовано 680 проб воздуха. Определяли фоновые загрязнители — двуокись серы, окислы азота, окись углерода и специфичные для завода аэрозагрязнители — акролеин, фенол, хлорбензол, ацетон и этилцеллозольв. Полученные данные представлены в табл. 3.
Анализ 20 проб воздуха на присутствие этилцеллозоль-ва не дал положительного результата. Этот ингредиент определяли титрометрическим методом, чувствительность которого, видимо, недостаточна для обнаружения микроконцентраций этого растворителя. Описания других методов анализа воздушной среды на этилцеллозольв в литературе мы не нашли.
Как видно из данных табл. 3, в воздухе изученных районов присутствуют все определявшиеся нами токсичные вещества. Содержание двуокиси серы, окислов азота и ацетона в основном и контрольном районах было ниже допустимого, достоверных различий между районами не выявлено. Концентрация окиси углерода в воздухе обоих ^ районов превышала допустимую в 3,3—3,4 раза. Загрязнение воздуха основного района фенолом было в 1,24 раза, акролеином в 2,4 раза, хлорбензолом в 11,3 раза выше, чем в контрольном. Различие для двух последних примесей достоверно (/6,47 и 7,95).
Таблица2
Предприятие Удаление от заводов Окись углерода Акролеин Трикрезол Фенол Хлорбензол
Б Наветрен- 9,31±1,79 0,19±0,06 0,04±0,03 0,055±0,002 0,82±0,48
В ная сторона 5,41±0,55 0,044±0.007 — 0,018±0,003 —
Б 300 м 17,05±2,47 0,36±0,06 0,7±0,14 0,08±0,004 0,99±0,41
В — 0,264±0,007 — 0,092±0,02 0,67±0.09
Б 500 м 12,32±2,54 0,39±0,05 0,14±0,09 0,005±0,001 2,49±1,99
В 7,65±0,44 0,17±0,018 — 0,035±0,005 0,37±0,03
Б 1000 м 11,37±2,3 0,46±0,08 0,045±0,04 0,025±0,01 3,44±1,67
В — 0,14±0,027 — 0,036±0,007 0,15±0,04
Таблица 3
Результаты исследования загрязнения воздуха основного и контрольного районов
Ингредиент Число анализов % проб с превышением ПДК ПДКм.р Концентрация, мг/м'
всего 1—2 ПДК 2-5 ПДК более 5 ПДК максимальная средняя минимальная
Двуокись серы 53 7,3 5,6 1.7 0,5 1,04 0,22±0,07 0,024
20 — — —- -*- 0,5 0,2±0,03 0,04
Окислы азота 63 3,1 3,1 _ _ 0,085 0,15 0,027±0,009 0,005
31 12,9 12,9 — — 0,15 0,05±0,007 0,006
Фенол 111 63,9 8,1 25,2 302) 0,01 0,21 0,041±0,001 0,001 В
37 89,1 29,7 37,8 21,6 0,11 0,033±0,004 0,012
Акролеин 90 88,8 11,1 20,0 57,7 0,03 0,5 0,22±0,015 0,001
20 95,0 20,0 60,0 15,0 0,23 0,09±0,013 0,018
Ацетон 90 6,0 -6,0 _ _ 0,35 0,6 0,07±0,012 0,01
23 — — — — 0,227 0.08±0,018 0,021
Хлорбензол 49 89,6 8,1 48,9 32,6 0,1 0,9 0,41±0,032 0,02
15 6,67 6,67 — — 0,16 0,036±0,01 0,02
Окись углерода 28 96,4 21,4 75,0 _ .3,0 15,0 9,81±0,12 2,8
30 100,0 13,33 86,66 — 14,0 10,21±0,51 4,2
Примечание. В первой строке — показатели основного района, во второй — контрольного.
Далее мы определили расчетным путем расстояние, на котором концентрации загрязнителей соответствовали допустимым. За исходные данные были приняты максимальные концентрации фенола, акролеина и хлорбензола в приземном слое атмосферы на расстоянии 50 м от цехов завода В — соответственно 1,48, 0,56 и 1,5 мг/м3. Расчет, проведенный по формулам 28 и 31 указаний СН 369—74, показал, что концентрации указанных веществ снижаются до допустимого уровня лишь на расстоянии 2000 м от завода. Следовательно, такой протяженности должна быть санитарно-защитная зона предприятия.
Таким образом, для предприятий, выпускающих эмалированные провода, в целях предупреждения загрязнения атмосферного воздуха продуктами деструкции элек-роизоляционных лаков необходимы пересмотр устанавливаемых согласно СН 245—71 размеров санитарно-защитных зон, разработка и внедрение новых и совершенствование существующих технологических процессов эмалирования
проводов для снижения или исключения выброса токсичных веществ в атмосферный воздух, в том числе путем замены высокотоксичных растворителей лаков безвредными или менее вредными, а также осуществления расплава смолы без применения растворителей и обеспечения эффективной газоочистки.
Литература. Жилова Н. А., Мезенцева И. В.'
Курбаков М. А. и др. — Гиг. и сан., 1976, № 7, с. 106" Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий. СН 245—71. М., 11972. Соловьева Т. В., Хрусталева В. А. Руководство по методам определения вредных веществ в атмосферном воздухе. М., 1974. Указания по расчету рассеивания в атмосфере вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. СН 369—74. М., 1975.
Поступила 20.07.81
► .
