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工程項(xiàng)目管理軟件系統(tǒng)

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錦綸廠環(huán)境空氣中己內(nèi)酰胺污染及健康風(fēng)險(xiǎn)

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簡(jiǎn)介: 建立了反相高效液相色譜來(lái)分析空氣中己內(nèi)酰胺的新方法,其檢測(cè)下限為0.01 mg/m3,并分析評(píng)價(jià)了某錦綸廠環(huán)境空氣己內(nèi)酰胺污染情況及人體健康風(fēng)險(xiǎn)。結(jié)果表明,紡絲工藝是錦綸廠己內(nèi)酰胺的主要污染源,車間空氣中己內(nèi)酰胺的平均濃度達(dá)9.28 mg/m3,生產(chǎn)工人的健康風(fēng)險(xiǎn)較大。
關(guān)鍵字:空氣 己內(nèi)酰胺 反相高效液相色譜 健康風(fēng)險(xiǎn)

  己內(nèi)酰胺為白色晶體,有令人不愉快的氣味。人體接觸己內(nèi)酰胺可引起口苦、鼻部刺激、神經(jīng)衰弱、胃功能紊亂等癥狀。因此,環(huán)境空氣存在己內(nèi)酰胺將對(duì)人體健康有較大的風(fēng)險(xiǎn)。錦綸廠以己內(nèi)酰胺為主要原料,通過(guò)高溫聚合和紡絲合成尼龍-6和錦綸。在生產(chǎn)過(guò)程中,單體己內(nèi)酰胺會(huì)揮發(fā)到空氣中,對(duì)周邊環(huán)境空氣造成污染。隨著近幾年我國(guó)錦綸廠的不斷擴(kuò)產(chǎn),己內(nèi)酰胺的環(huán)境空氣污染日益受到關(guān)注。

  空氣中己內(nèi)酰胺的監(jiān)測(cè)分析方法,主要通過(guò)加入絡(luò)合劑形成絡(luò)合物,采用比色測(cè)定[1]。這些方法選擇性不好,靈敏度較低,最低檢出濃度為0.22 mg/m3,而前蘇聯(lián)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定居民區(qū)空氣中己內(nèi)酰胺最大容許濃度為0.06 mg/m3。因此,現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)方法不能滿足空氣中痕量己內(nèi)酰胺分析的要求,制約了環(huán)境空氣中己內(nèi)酰胺的污染防治。針對(duì)這一情況,本文建立了高靈敏反相高效液相色譜分析空氣中己內(nèi)酰胺的新方法,分析評(píng)價(jià)了某錦綸廠聚合和紡絲車間內(nèi)、廠界和周圍居民區(qū)空氣中己內(nèi)酰胺的污染現(xiàn)狀,并討論了錦綸廠周圍人體健康的風(fēng)險(xiǎn),試圖為有效防治錦綸廠空氣中己內(nèi)酰胺的污染和保護(hù)周圍人群的健康提供理論依據(jù)。

  實(shí)驗(yàn)部分

  1.1儀器與試劑

  儀器:Agilent 1100 Series(在線真空脫氣四元泵,可變波長(zhǎng)紫外檢測(cè)器);小流量大氣采樣器;旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器。

  試劑:乙腈為HPLC級(jí),使用前經(jīng)0.45μm濾膜過(guò)濾;樣品采集吸收液;實(shí)驗(yàn)室用水為重蒸水。

  己內(nèi)酰胺標(biāo)準(zhǔn)液配制:準(zhǔn)確稱取0.1000 g己內(nèi)酰胺標(biāo)準(zhǔn)樣品,放入5 mL容量瓶中,用水溶解并定容,配成20.0 g/L標(biāo)準(zhǔn)貯備液,再逐級(jí)稀釋配成0.5、1.0、2.0、6.0、10.0、20.0 mg/L 的己內(nèi)酰胺工作液。

  1.2樣品的采集

  把兩個(gè)裝有5 mL重蒸水的沖擊式吸收管串聯(lián),以1 L/min的流量抽取空氣90 L,結(jié)束后,用乳膠管密封,冷藏保存。

  結(jié)果與討論

  2.1分析方法的建立

  2.1.1色譜條件

  色譜柱:Hypersil ODS C18,4.6 mm×250 mm;流動(dòng)相:乙腈/水=10/90,流速:1 mL/min;檢測(cè)波長(zhǎng):210 nm;進(jìn)樣量:20 μL;柱溫:60 ℃。 

  

     t/min      t/min

     圖1 空氣中己內(nèi)酰胺的色譜圖     圖2 己內(nèi)酰胺標(biāo)準(zhǔn)樣品的色譜圖

  2.1.2檢出限和精密度

  在色譜條件下,實(shí)際樣品和標(biāo)準(zhǔn)樣品的己內(nèi)酰胺色譜圖見(jiàn)圖1和圖2。同一標(biāo)準(zhǔn)樣品連續(xù)進(jìn)樣10次,己內(nèi)酰胺的平均保留時(shí)間為4.2 min,其保留時(shí)間的RSD為1.5%,峰面積的RSD為3.5%。以3倍極限噪聲可計(jì)算出本方法檢出限為0.01 mg/m3。

  2.1.3 回收率試驗(yàn)

  取實(shí)際樣品三份,各2 mL,其中1份作本底樣品,另外2份各添加100 μL 濃度為20.0 g/L的己內(nèi)酰胺標(biāo)準(zhǔn)液,其回收率為105.2%~106.3%。

  2.1.4樣品的穩(wěn)定性試驗(yàn)

  樣品采集后的2 h、24 h、7 d、30 d分別對(duì)同一樣品進(jìn)樣分析,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)樣品在7 d內(nèi)基本沒(méi)有變化,在30 d測(cè)得的結(jié)果比2 h時(shí)降低了10%,因此,樣品穩(wěn)定性較好。

  2.2 錦綸廠環(huán)境空氣中己內(nèi)酰胺污染現(xiàn)狀

  2.2.1采樣點(diǎn)位基本情況

     該錦綸廠己內(nèi)酰胺日使用量為50 t,廠區(qū)面積約25000 m2。采樣時(shí)間為2003年8月25日至26日,一天采兩次,采樣點(diǎn)設(shè)8個(gè),1、2號(hào)點(diǎn)分別設(shè)在紡絲車間和聚合車間內(nèi); 3、4號(hào)點(diǎn)設(shè)于距紡絲車間約200 m的下風(fēng)向廠界; 5號(hào)點(diǎn)設(shè)在距廠界10 m,離紡絲車間約100 m的居民區(qū);6、7號(hào)點(diǎn)設(shè)在下風(fēng)向距廠界500 m處;8號(hào)點(diǎn)設(shè)在上風(fēng)向距廠界約500 m的居民區(qū),作為對(duì)照點(diǎn)。

  2.2.2己內(nèi)酰胺污染狀現(xiàn)及其影響因素

     分別對(duì)某錦綸廠環(huán)境空氣和車間空氣中己內(nèi)酰胺進(jìn)行監(jiān)測(cè),結(jié)果如表2所示。

     表2  空氣中己內(nèi)酰胺樣品監(jiān)測(cè)結(jié)果    mg/m3

日期時(shí)間采樣點(diǎn)123456788.259:00-10:3010.200.160.060.080.16NdNdNd14:00-15:3010.010.330.070.050.15NdNdNd8.269:00-10:308.920.350.060.090.12NdNdNd14:00-15:308.000.260.080.080.14NdNdNd平均9.280.270.070.070.14NdNdNd

  注:Nd為未檢出,小于檢出限0.01 mg/m3。

  實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:1號(hào)點(diǎn)紡絲車間內(nèi)污染嚴(yán)重,均值達(dá)9.28 mg/m3。這是由于在紡絲這一過(guò)程中,需要經(jīng)高溫融化拉絲,導(dǎo)致大量己內(nèi)酰胺揮發(fā)所致;2號(hào)點(diǎn)聚合車間內(nèi)己內(nèi)酰胺濃度較低,這說(shuō)明在聚合工藝這一環(huán)節(jié)產(chǎn)生的己內(nèi)酰胺污染較少;3、4、5號(hào)點(diǎn)雖然都在下風(fēng)向廠界,但5號(hào)點(diǎn)是3、4號(hào)點(diǎn)的2倍,主要是因?yàn)?號(hào)點(diǎn)距紡絲車間較近只有100 m;6、7號(hào)點(diǎn)均未檢出,表明經(jīng)過(guò)500 m距離,錦綸廠空氣中己內(nèi)酰胺已得到充分稀釋和擴(kuò)散;8號(hào)點(diǎn)為對(duì)照點(diǎn),未檢出,表明空氣中己內(nèi)酰胺本底較少。

  2.3 健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

      在對(duì)錦綸廠己內(nèi)酰胺污染監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上,根據(jù)相關(guān)健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)(如表3),本文進(jìn)一步開(kāi)展了相關(guān)人群健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。

      表3  健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)       mg/m3

TWADOSE/mg車間CSTELLC50居民區(qū)C208.55404500.06

  DOSE為人體暴露己內(nèi)酰胺的量,DOSE=20%×吸入空氣(m3)×污染物濃度。錦綸廠按每天8 h生產(chǎn),人體按每分鐘呼吸15次,每次呼吸1500 mL空氣計(jì)算。

  TWA為8 h平均暴露濃度,本文以兩天4次均值計(jì)算 。TWA 標(biāo)準(zhǔn)各個(gè)國(guó)家有所不同,我國(guó)目前沒(méi)有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),澳大利亞、英國(guó)等國(guó)家OEL大多采用20 mg/m3作為標(biāo)準(zhǔn)。本文也用20 mg/m3作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

  STEL為短期暴露極限。這里采用了澳大利亞和英國(guó)OEL標(biāo)準(zhǔn)

  居民區(qū)C為居民區(qū)空氣中己內(nèi)酰胺最大容許濃度。目前我國(guó)沒(méi)有這方面規(guī)定,本文采用前蘇聯(lián)在1977年編制的居民區(qū)空氣中己內(nèi)酰胺最大容許濃度作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

  車間C為我國(guó)車間內(nèi)空氣中最高容許濃度。

  表4  8 h人體暴露己內(nèi)酰胺的量   mg

點(diǎn)位12345678DOSE20.00.60.20.20.3NdNdNd

      把表2、表4與表3中相應(yīng)指標(biāo)對(duì)照可看出:1號(hào)點(diǎn)紡絲車間空氣中己內(nèi)酰胺的濃度雖然遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于LC50和STEL,也沒(méi)有超過(guò)TWA限值,但已比較接近TWA,而且已超出我國(guó)車間最高容許濃度0.8倍,車間工人8 h吸入量DOSE(見(jiàn)表4)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)1.4倍,所以工人的健康風(fēng)險(xiǎn)較大;2號(hào)點(diǎn)聚合車間空氣中己內(nèi)酰胺的濃度較低,低于車間空氣各項(xiàng)衛(wèi)生指標(biāo),相對(duì)比較安全,但對(duì)在該車間長(zhǎng)期工作的工人,也應(yīng)注意通風(fēng)換氣,盡可能降低污染物對(duì)健康的影響;3~5號(hào)點(diǎn)代表廠界內(nèi)受污染源影響較大的區(qū)域,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于TWA、STEL、LC50等指標(biāo),但都超出了居民區(qū)最高容許濃度,因此在廠區(qū)工作的工作人員和有關(guān)居民都存在一定的健康風(fēng)險(xiǎn),在處于下風(fēng)向時(shí)應(yīng)注意關(guān)窗,減少空氣中己內(nèi)酰胺的吸入;離廠界500 m的6~8號(hào)點(diǎn)均未檢出,因此,距廠界500 m可以作為該錦綸廠安全防護(hù)距離。

  結(jié)論與建議

 ?。?)反相高效液相色譜分析空氣中己內(nèi)酰胺的方法具有靈敏度高、重現(xiàn)性好、準(zhǔn)確度高等特點(diǎn),能滿足空氣中己內(nèi)酰胺監(jiān)測(cè)的要求。檢測(cè)限為0.01 mg/m3。

  (2)錦綸廠紡絲車間是產(chǎn)生空氣中己內(nèi)酰胺污染的主要污染源。紡絲車間的污染比較嚴(yán)重,工人的身體健康風(fēng)險(xiǎn)較大。長(zhǎng)期在該車間工作的工人應(yīng)戴面具式呼吸器和安全防護(hù)眼鏡,在工作后要淋浴更衣,要注意做好勞動(dòng)保護(hù)。

 ?。?)某錦綸廠周圍不宜有居民區(qū),企業(yè)應(yīng)進(jìn)一步做好空氣中己內(nèi)酰胺污染源頭控制,同時(shí)應(yīng)做好源頭位置或居民區(qū)的遷移規(guī)劃;500 m可以作為該錦綸廠的安全防護(hù)距離。

 ?。?)環(huán)境空氣中己內(nèi)酰胺本底低,環(huán)境空氣中己內(nèi)酰胺污染主要來(lái)源于企業(yè)的排放。

  參考文獻(xiàn)

  1  張文清,趙瑞芳,樊戰(zhàn)春.比色法測(cè)定大氣中己內(nèi)酰胺.中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè),1995,11(6):11~13

  2  于世林.高效液相色譜方法及應(yīng)用.北京:化工工業(yè)出版社,1999.308~309

  3  高鴻賓.有機(jī)化學(xué).北京:化工工業(yè)出版社,1980.354~356

  4  Common wealth of Australia,National Occupational Safety and Health.Exposure Standards of Caprolactam,1995

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  [1]第一作者:翁燕波,女,1967年生,浙江大學(xué)在職研究生,主要從事環(huán)境監(jiān)測(cè)方面的工作。

發(fā)布:2007-07-30 10:03    編輯:泛普軟件 · xiaona    [打印此頁(yè)]    [關(guān)閉]
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