2.2 行業環境污染問題

2.2.1　廢氣污染

2.2.1.1　廢氣污染物產生工序及類型

再生鉛冶煉過程產生主要廢氣污染物包括了含鉛、鎘、砷等重金屬煙塵、二氧化硫、硫酸霧、氮氧化物等,這些污染物會對大氣環境質量產生影響,同時可能通過呼吸、皮膚接觸對作業人員的身體健康構成危害。

(1)破碎分選

廢鉛酸電池通過破碎、拆解、分選等工序,將塑料外殼、隔板、鉛板柵、廢鉛膏等分離,其中廢電解液處理過程中會產生酸霧,同時破碎工序可能產生顆粒物等。

(2)廢鉛膏冶煉

廢鉛膏經配料后,進入熔煉爐還原冶煉,在熔煉爐還原氣氛中被還原生成粗鉛。配料過程中會產生顆粒物,在加料口、出鉛口、出渣口會產生二氧化硫、含重金屬的煙塵以及氮氧化物等。

(3)精鉛冶煉

精鉛冶煉工序主要是通過加堿除去粗鉛產品中的雜質,提高再生鉛產品純度。廢氣污染物產生工序包括了加料口、出渣口和出鉛口。主要污染物為二氧化硫、顆粒物、含重金屬的煙塵以及氮氧化物等。

(4)電解精煉

經過精鉛冶煉的精鉛產品通過電解得到純度為99.99%的電解鉛,電解過程可能會產生酸霧等廢氣污染物。

(5)無組織排放

無組織排放指再生鉛冶煉過程無法有效收集而將大氣污染物直接排放到環境中,主要主要來源于廢電池破碎、粗鉛冶煉、精鉛冶煉過程的進料口、出料口和出渣口,以及電解槽產生的酸霧。主要污染物為粉塵、二氧化硫、含重金屬煙塵、氮氧化物和硫酸霧等(見表2.5)。

2.2.1.2　廢氣主要污染物環境影響

(1)鉛

鉛是一種廣泛存在于自然界的有毒金屬,是一種柔軟略帶灰白色的重金屬。鉛及其化合物是一種不可降解的環境污染物,性質穩定,可通過廢水、廢氣、廢渣大量流入環境,產生污染,危害人體健康。鉛對機體的損傷呈多系統性、多器官性,包括對骨髓造血系統、神經系統、消化系統及其他系統的毒害作用。近年來世界各國對鉛污染與危害問題非常重視,1981年世界衛生組織把鉛列為全球生物檢測重點研究對象之一,美國和英國成立了鉛委員會開展相關學術研究。

2010年美國癌癥學會將鉛認定為致癌物質。1996年張麗君等開展了冶煉廠鉛污染與健康關系的研究。1999年沈金水等研究發現鉛鋅冶煉過程會影響職工健康。2002年中國開展了鉛污染調查,研究發現成人鉛中毒的發病率是1.01×10-4,其中95%來自職業中毒。流行病學調查顯示在職業人群中慢性鉛中毒居職業中毒的首位。職業接觸鉛、鎘對人體影響的研究主要集中在對蓄電池廠和鉛鋅冶煉行業。1999年汪國東等完成鉛冶煉企業工人血鉛與職業性暴露關系研究,發現鉛冶煉工人血鉛值與空氣中鉛濃度呈正相關。2007年徐雨紅通過對鉛酸電池生產企業鉛污染發現,鉛酸電池生產企業鉛污染導致企業職工尿鉛超標嚴重。

(2)鎘

鎘是一種對人身體健康和生活環境都有嚴重危害的有毒金屬。微量鎘進入機體即可通過生物放大和積累,對肺、骨、腎、肝、免疫系統和生殖器官產生一系列的損傷。由于鎘在人體內的半衰期較長,約為10~30年,因此鎘的蓄積可能伴隨人的整個生命期。人體一般通過食物、水、空氣和吸煙接觸鎘,且鎘可作用于人體多個器官。20世紀30年代初,確定了鎘污染與日本痛痛病的因果關系后,環境中鎘與健康關系的研究日益受到重視。鎘已被美國毒理委員會列為第六位危及人體健康的有毒物質,聯合國環境規劃署和國際職業衛生重金屬委員會也把鎘列入重點研究的環境污染物。在世界范圍內,鎘污染的早期流行病學調查主要在歐美的職業接觸工人和日本鎘污染區人群中進行。中國工業性環境鎘污染始于20世紀60年代前后,20世紀90年代中國針對少數鎘污染區開展了居民健康危害的調查研究。近年來王志翔等通過對鋅冶煉工人健康情況研究發現,伴生金屬鎘在鉛鋅冶煉過程中可在人體內蓄積,其蓄積程度與職業接觸機會和頻率有關。仲立新等通過對電池生產企業鎘接觸工人的尿鎘含量研究發現,工作場所中鎘及其化合物濃度超標,尿鎘含量與工人工齡呈正相關。

(3)砷

砷廣泛分布在巖石、土壤、天然水體中。砷的毒性和生物有效性取決于其化學形態,大部分砷化合物無臭無味,而且易溶于水。砷具有神經毒性,長期砷暴露可出現頭痛、嗜睡、煩躁、記憶力下降、驚厥、外周神經炎;砷主要經尿液排出,所以對腎功能影響較大,有很明確的生殖、發育毒性,急性中毒可出現腎衰。砷中毒時,細胞免疫和體液免疫會同時受到影響,研究表明還可能出現肝纖維化和肺間質纖維化。國際癌癥研究會將砷列為第一類致癌物。目前,全球數以百萬計的人受到砷中毒的威脅,砷污染問題成為許多研究領域關注的熱點,如人體流行病檢測方法、農業中砷攝入的危險識別方法、砷現場調查監測方法、砷污染水源和土壤等的修復、微生物作為媒介的砷生物地球化學作用研究等。工業活動向環境中排放大量的砷,進而廣泛擴散,是土壤、水、空氣中砷污染的重要來源。

(4)SO₂

二氧化硫是一種無色、有刺激性氣味的氣體,有毒、易液化,易溶于水,密度比空氣大。人們SO₂輕度中毒時發生流淚、畏光、咳嗽,常為陣發性干咳、鼻、咽、喉部燒灼樣痛,聲音嘶啞,甚至有呼吸短促、胸痛、胸悶,有時還出現消化道癥狀,如惡心、嘔吐、上腹痛,以及全身癥狀如頭痛、頭昏、全身無力等;嚴重中毒的則可于數小時內發生肺水腫,甚至可因合并細支氣管痙攣而引起急性肺水腫。吸入高濃度SO₂主要引起不同程度的呼吸道及眼的刺激癥狀,可立即引起反射性聲門痙攣而致窒息。SO₂形成的酸雨和酸霧危害很大,主要表現為對湖泊、地下水、建筑物、森林、古文物以及人的衣物構成腐蝕。20世紀中期以來,礦冶工業的迅速發展使自然環境受到嚴重破壞,特別是酸雨的危害使北美、歐洲森林逐漸衰減。美國、加拿大、歐洲紛紛制定并實施在20世紀內使SO₂排放量大大減少的計劃,控制SO₂排放的標準也日益嚴格。

(5)硫酸霧

硫酸霧一般指硫酸生產中一吸塔和二吸塔產生的酸霧。廢氣中的SO₂在大氣中容易氧化生成SO₃,而SO₃跟H₂O反應生成硫酸并放出大量的熱,有很強的吸濕性,其與空氣中的水汽結合,即生成硫酸霧。當空氣中的相對濕度為50%時,約有20%的SO₂生成硫酸霧;當相對濕度為90%時,則有60%生成硫酸霧。空氣濕度越大,形成的硫酸霧越多。硫酸具有很強的腐蝕性,其形成的硫酸霧顆粒可侵入人體深部組織對健康造成危害,長期接觸高濃度的硫酸霧可導致人體支氣管擴張、肺氣腫、肺硬化。人對硫酸霧的嗅覺閾為1mg/m3,當吸入濃度為6~8mg/m3的硫酸霧5min即可引起嚴重嗆咳,而吸入高濃度硫酸霧可引起對上呼吸道的刺激。