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卷煙廠生產(chǎn)車間環(huán)境空氣的差異分析

2015-08-09 02:29:42吳鳴建田海英
河南科技 2015年9期
關(guān)鍵詞:環(huán)境空氣煙絲卷煙

崔 鵬 吳鳴建 田海英

(1.鄭州大學(xué),河南 鄭州 450001;2.河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心,河南 鄭州 450000)

隨著煙草行業(yè)面臨降焦減害和強(qiáng)化品牌特色的挑戰(zhàn),新一輪煙廠異地搬遷和技改活動(dòng)正在興起。在此過程中由于裝修材料、煙機(jī)洗滌劑、油漆等材料地引入,常會(huì)伴隨有揮發(fā)性有機(jī)化合物的產(chǎn)生[1]。而煙絲具有毛細(xì)管多孔性結(jié)構(gòu),對異味有極強(qiáng)的吸附能力[2],因此VOCs極易在卷煙的生產(chǎn)及儲(chǔ)存過程中被煙絲吸附,從而降低煙草的品質(zhì)從而影響到品牌形象。因此為避免正式投產(chǎn)后因車間環(huán)境空氣污染導(dǎo)致煙草品質(zhì)出現(xiàn)問題,造成不必要的浪費(fèi),有必要建立科學(xué)、合理的卷煙廠環(huán)境氣息評價(jià)方法,在正式生產(chǎn)前對新的生產(chǎn)車間進(jìn)行評價(jià)。目前,尚未發(fā)現(xiàn)有相關(guān)評價(jià)方法的報(bào)道,本研究通過對卷煙廠異地技改搬遷后生產(chǎn)車間的環(huán)境空氣與原廠進(jìn)行比較,對新老生產(chǎn)車間放置的模擬煙絲樣品進(jìn)行了感官評吸,從空氣化學(xué)成分以及對感官質(zhì)量的影響方面比較了新老廠的環(huán)境空氣差異,旨在為生產(chǎn)車間環(huán)境氣息評價(jià)提供技術(shù)支撐,為甄別車間異味來源及治理提供參考。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料、試劑和儀器

B 牌號卷煙成品煙絲70kg;DNPH 吸附管(Sigma 公司);Tenax TA吸附管(Marks公司);流速50~1 000mL/min采樣泵(SKC公司)。

揮發(fā)性有機(jī)成分標(biāo)準(zhǔn)品(Sigma公司);13種醛酮組分的2,4-二硝基苯阱衍生物標(biāo)準(zhǔn)品(99%,美國A Chemtek公司);乙腈(色譜純,美國Tedia公司)。

儀器:Agilent 1100 高效液相色譜儀,配DAD 檢測器(美國Agilent 公司);TD-100 熱脫附儀(Marks 公司);Agilent 7890a/5975c 氣質(zhì)聯(lián)用儀(美國Agilent 公司);CP224S電子分析天平(感量:0.1mg,德國Sartorius公司)。

1.2 方法

1.2.1 樣品點(diǎn)的選擇

樣品點(diǎn)選擇所依據(jù)的原則:①生產(chǎn)車間設(shè)備擺放較集中、引入污染物可能性較大的地方;②煙絲停留時(shí)間較長或該工序比較重要。樣品點(diǎn)的數(shù)量根據(jù)現(xiàn)場面積的大小和現(xiàn)場情況而確定,以期能正確反映生產(chǎn)車間空氣污染的水平,推薦100m2設(shè)3個(gè)點(diǎn)左右,在對角線上或梅花式分布,樣品選擇點(diǎn)見表1。

表1 樣品點(diǎn)的選擇

1.2.2 空氣樣品分析

1.2.2.1 樣品采集

在模擬樣品放置期間,同時(shí)在樣品放置點(diǎn)采集空氣樣 品,參 照HJ/T 400-2007[3],揮 發(fā) 性 有 機(jī) 物 使 用Tenax-TA不銹鋼管采集,采樣流速200mL/min,采樣時(shí)間20min;醛酮類化合物使用DNPH 管采集,采樣流速500mL/min,采樣時(shí)間20min。

1.2.2.2 分析條件

采用熱脫附/氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀分析揮發(fā)性有機(jī)物,脫附條件:脫附溫度300℃,脫附時(shí)間15min,脫附氣流量45mL/min,冷阱溫度-20℃,冷阱加熱溫度350℃,載氣為高純氦氣;氣質(zhì)條件:色譜柱為HP-5,0.25μm,60m×0.32mm,50℃保持10min,3℃/min 升至250℃保持20min,質(zhì)譜條件為掃描范圍35~350amu,電子轟擊能量70eV。采用帶有二極管陣列檢測器的高效液相色譜儀分析醛酮類化合物,色譜條件:Acclaim Explosives E2(5μm,4.6×250mm)色譜柱,檢測波長為10μL,流速為1mL/min。流動(dòng)相分別為乙腈和水。

表2 空氣樣品檢測結(jié)果(單位:μg/m3)

1.2.3 模擬樣品的制備

選用B 牌號成品煙絲,每個(gè)點(diǎn)所需樣品量為10kg。煙絲放置高度為1m,均勻平攤在4m2(2m×2m)的1.0mm孔徑的篩網(wǎng)上,同時(shí)在原生產(chǎn)線貯絲房放置對照樣品煙絲,放置36小時(shí)后將模擬樣品和對照樣品采用相同的卷煙材料與卷制參數(shù)上卷煙機(jī)制成卷煙備用。

1.2.4 卷煙評吸

按照GB5606.4-2005的要求準(zhǔn)備并評吸卷煙[4],按照GB/T 12311-2012[5]進(jìn)行三點(diǎn)檢驗(yàn)的感官分析,將模擬樣品和對照樣比較,進(jìn)行三點(diǎn)評吸的差異判斷。

2 結(jié)果與分析

2.1 目標(biāo)物的選擇

根據(jù)對技改現(xiàn)場施工類別的調(diào)查,主要有油漆、環(huán)氧樹脂地坪、電焊、防銹、防水、膠粘劑等作業(yè),進(jìn)行這些作業(yè)時(shí)中常會(huì)用到有機(jī)溶劑,這些溶劑的主要成分有脂肪烴、芳香烴、醇、酯、酮、鹵代烴、醛、萜烯等化合物,它們基本都屬于揮發(fā)性有機(jī)物(WHO 定義,揮發(fā)性有機(jī)化合物是指在常溫下,沸點(diǎn)在50~260℃之間的各種有機(jī)化合物),參考相關(guān)測定方法標(biāo)準(zhǔn),本研究將污染源分為揮發(fā)性有機(jī)組分和醛酮組分兩大類來進(jìn)行分析測定。

2.2 環(huán)境空氣樣品檢測結(jié)果

由表2 可知,新廠和老廠生產(chǎn)車間的空氣樣品在組成和含量上確實(shí)存在一定差異。在新廠的6個(gè)監(jiān)測點(diǎn)均檢測出有苯、甲苯、乙苯、二甲苯等苯系物和甲醛、乙醛、苯甲醛等裝修常見的污染物,而在老廠車間空氣中均未出現(xiàn)。但由于施工類別、施工完成時(shí)間、設(shè)備密集程度、通風(fēng)效果等差異的存在,導(dǎo)致不同取樣點(diǎn)的含量差異較大。由表3可知,通過對比發(fā)現(xiàn)6號點(diǎn)的揮發(fā)性有機(jī)物和醛酮組分總量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他檢測點(diǎn),且TVOC、甲醛、苯、二甲苯均超出了室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的限量值[6],且1號點(diǎn)的檢測值也相對較高。經(jīng)調(diào)查,1 號點(diǎn)設(shè)備較密集,周圍相對比較封閉,空氣通風(fēng)對流不暢,導(dǎo)致該點(diǎn)污染物濃度較高;6號點(diǎn)在現(xiàn)場采樣前2天進(jìn)行了貯絲柜及腳手架的油漆施工作業(yè),從而導(dǎo)致含量偏高。

表3 樣品檢測結(jié)果及限量標(biāo)準(zhǔn)(μg/m3)

2.3 評吸結(jié)果

雖然空氣樣品分析可以比較準(zhǔn)確地確定污染物的濃度,但不能直觀的確定污染物的存在對卷煙產(chǎn)品質(zhì)量的影響程度,同而感官評吸可以補(bǔ)充化學(xué)成分分析的盲區(qū),因此有必要結(jié)合模擬樣品的感官評吸結(jié)果進(jìn)行綜合評價(jià)。按照GB/T 12311-2012 進(jìn)行三點(diǎn)檢驗(yàn)的感官分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)1 號和6 號的模擬樣品與對照樣確實(shí)存在顯著差別,模擬樣品的評吸結(jié)果和空氣樣品的檢測結(jié)果具有較好的一致性。說明當(dāng)污染物濃度過高時(shí),一定時(shí)間內(nèi)模擬樣品煙絲上吸附的數(shù)量將足以引起感官的明顯變化。

3 結(jié)語

通過對新老兩廠的環(huán)境空氣樣品的化學(xué)成分進(jìn)行定性定量分析,確定了新老兩廠的環(huán)境空氣樣品在組分的種類和含量上的差異,并對差異存在的原因進(jìn)行分析。同時(shí)結(jié)合模擬樣品的感官評吸,結(jié)果顯示空氣成分的檢測結(jié)果和模擬樣品的評吸結(jié)果具有較好的一致性。本研究為生產(chǎn)車間環(huán)境氣息評價(jià)提供技術(shù)支撐,為甄別車間異味來源及治理提供參考。

[1]陳曉東.中國室內(nèi)裝修污染及健康危害研究進(jìn)展[J].中國公共衛(wèi)生,2003(10):25-37.

[2]左天覺.煙草的生產(chǎn)、生理和生物化學(xué)[M].上海:上海遠(yuǎn)東出版社,1993:386-396.

[3]HJ T 400-2007.車內(nèi)揮發(fā)性化合物及醛酮類化合物采樣測定方法[S].

[4]GB 5606.4-2005.卷煙感官技術(shù)要求[S].

[5]GB/T 12311-2012.感官分析方法三點(diǎn)檢驗(yàn)[S].

[6]GB/T18883-2002.室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S].

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