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稀土氧化物(REO)分离提纯;准入条件;放射影响
稀土是一种重要的战略资源,在国民经济中的作用不可替代,稀土开发在造福人类的同时,与之相伴的资源和环境问题日益凸显[1]。近年,尤其是2011年以来,国家陆续出台了多部重量级行业和环保法规政策从在稀土的开采、生产和出口等环节采取综合措施,加大资源和环境保护的力度,努力促进稀土行业持续健康发展。鉴于新的政策导向和稀土自身物料的特殊性,为项目把关、前期先行的“环评制度”也相应进行调整,理顺重点。在稀土工业林林总总的企业中以稀土精矿或混合稀土氧化物为原料,通过溶剂萃取等分离提纯手段生产单一稀土氧化物的稀土冶炼项目,其环境影响评价也体现了不同于一般工业项目的特殊侧向。
1.评价特殊侧重
政策法规特殊性。为保护稀土资源和生态环境,推动稀土产业结构调整和升级,2011年以来,国家紧锣密鼓地出台了众多有关稀土行业的政策法规,如2011年2月28日环保部《稀土工业污染物排放标准》,自2011年10月1日执行;2011年4月25日国家发改委《产业结构调整指导目录(2011年本)》,目录中稀土冶炼分离项目为限制投资类;2011年5月19日,国务院了最高级别的稀土政策《国务院关于促进稀土行业持续健康发展的若干意见》;2011年11月15日工信部、国土资源部、环保部和海关总署再次联合发下发《关于开展稀土专向整治行动联合检查的通知》;2012年6月国务院新闻办公室《白皮书》,之后2012年8月13日,工信部即了《稀土行业准入条件》(以下简称《准入条件》),该《准入条件》从生产规模、工艺、装备三方面对稀土企业提高了准入门槛,同时对企业能耗和环保也提出更严格、更明确要求[1]。在新的政策导向下,行业中的稀土化合物冶炼分离企业面临自身调整产能以适应行业发展,因此“环评制度”乃至各项目环境影响评价文件也更应充分论证政策的符合性。
物料理化性质特殊性。区别于一般工业项目,稀土冶炼分离涉及到放射性污染,这主要与稀土特殊的理化性质有关。稀土生产中放射性的来源有两个方面,一方面是稀土元素本身有少数几个在自然界丰度较小的放射性同位素。另一方面是稀土矿物中伴生的铀、钍和镭等天然放射性核素。稀土元素的天然放射性同位素的比放射性强度都很低,故稀土元素本身不作为放射性元素处理。稀土矿物中伴生的铀、钍和镭等天然放射性核素是稀土生产中放射性的主要来源,并在稀土中间产品和稀土合金产品中有所分布[2]。故伴生的放射性环境影响分析也是其项目环评特点之一。
2.典型案例
本文以“稀土氧化富集物分离提纯项目”为典型案例进行实例演示其环境评价特点侧向。
A.项目概况
基本概况。项目名称:新建稀土氧化富集物分离提纯项目;建设性质及进度:稀土冶炼,新建,试生产阶段;产品规模:3000吨/年;原辅材料:原料采用的是江西离子型稀土矿的产品氧化物富集物。P507(萃取剂)、磺化煤油(稀释剂)和环烷酸(萃取剂)、磺化煤油(稀释剂)两种萃取系统、HCl酸性介质、液碱皂化剂。
工艺流程。项目采用法国罗地亚稀土公司最先进P507-HCL体系串级萃取工艺,将混合的原料稀土氧化物逐个分离开,从而得到单一的高纯度的稀土氧化物。其工艺流程简述如下:
酸溶工序:用盐酸将稀土氧化物溶解成稀土氯化物溶液然后配制成一定的浓度,然后以离子状态进行萃取;萃取工序:在用P507-磺化煤油-HCl-RCl3体系进行稀土分离时,可将稀土混合物分成轻、中、重三组。控制一定的水相盐酸浓度和有机相浓度,在不同的酸度下P507与稀土元素的络合能力不同,从而按预定的界限分组。首先以钕、钐为界,将钐、铕及其后面的重稀土萃入有机相中,钕及其以前的轻稀土留在萃余液中;然后再以钆、铽为界,先以2摩尔浓度的盐酸反萃获得钐、钆富集物,再用5摩尔浓度的盐酸反萃又获得重稀土富集物,达到分组的目的。另外钇元素用环烷酸-盐酸体系萃取分离。沉淀及热分解反应:分离出来的稀土元素都以离子形式的氯化物水溶液存在,然后加入草酸(或纯碱),与稀土结合生成不溶于水的草酸(碳酸)稀土化合物,经沉淀过滤,然后热分解即可得到单一的稀土氧化物,过筛包装即可作产品销售。
B.产业政策符合性分析
“新建稀土氧化富集物分离提纯项目”采用串级萃取的一次分离工艺对混态的氧化稀土原料进行逐一分离提纯,成品高纯的单一氧化稀土,对照《产业结构调整指导目录》(2011年本),为稀土冶炼分离工艺,属目录中的限制类。项目年生产规模3000吨/年;生产工艺采用P507-HCL体系串级萃取工艺,以液碱为皂化剂;采用先进工艺和装备,有完善的节能措施,能源消耗须达到《稀土冶炼产品能耗》(XB/T801-93)二级标准;稀土总收率大于92%。故项目符合《稀土行业准入条件》中相关硬性条件。
项目选址于工业园区,不占用农田,符合当地规划和土地利用规划,周边无饮用水水源保护区、自然保护区、风景名胜区、生态功能保护区等需要特殊保护的地区。故项目选址合理。
C.伴生放射性污染分析
污染流程及污染环节。本项目工艺过程中放射性污染源主要来自原材料伴生的铀、钍、镭等放射性核素,从运输到生产、成品均含有辐射性。
放射性核素厂区走向图。
放射性核素主要流程图
污染环节分析。对照《稀土生产场所中放射卫生防护标准》,项目涉及到的稀土物质中天然铀和钍含量小于千分之一,满足一般防护条件,且粉态物料的投加均处于全密封状态下,故生产场所基本无粉尘产生及排放,环境辐射监测部门未对生产场所空气未检出放射物质,则项目生产场所不属于稀土生产放射工作场所。故环评仅对水项和固项中放射性进行分析。
正常情况:储运工序。据供货合同,原料供应方每月提供给建设单位240t原料稀土精矿(混合态氧化稀土),平均每月生产9批次,故每批次进入生产工序约27t,存储量不断减少。酸溶工序。稀土矿中伴生的铀、钍、镭等放射性核素被盐酸溶解转移至酸溶液中,还有少量存在于未溶物中(酸不溶渣)。萃取工序。经溶解后的稀土与萃取剂混合后,大部分稀土元素进入有机相(萃取剂)中,水相(废水)中含非稀土杂质和少量的稀土,放射性物质随水相进入废水中。废水处理工序。萃取和沉淀冲洗废水进入中和沉淀池,经沉淀处理后,核素基本上进入沉渣。该渣主要成分为氧化稀土,厂家回收再进入工艺过程提纯深加工。
主要污染物:原料矿中:238U、226Ra、232Th、40K;酸不溶渣:238U、226Ra、232Th、40K;废水中:总 、总 ;事故情况:运输途中发生翻车事故,精矿会造成局部污染,若再遇暴雨冲刷,将造成较大范围的土壤辐射或水污染。地面防渗不足,造成较大范围的土壤和水辐射污染。
辐射水平监测分析。环评期间项目已建成,因伴生放射性的特殊性,环保管理部门要求建设单位投入试运行,待工况稳定后请环保局、业主和环评单位三方在场取样监测,待取样结束后工程停止试运行。取样过程操作规范,分别对酸不溶渣、各工序排水以及中和沉淀池进、出水取样,同时企业也取原料矿样,所采样均委托辐射检测监督站对各物质中所含的放射性水平进行监测,结果显示如下表。
各工序产物放射性水平情况表
根据《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》(GB18871-2002)附录A中规定:放射性物质任何时间段内在进行实践的场所存在的给定核素的总活度或在实践中使用的给定核素的活度浓度不超过本标准或审管部门所规定的豁免水平,经审管部门认可后可被本标准的要求豁免;同时附录A2.2还规定“如果存在一种以上的放射性核素,仅当各种放射性核素的活度或活度浓度与其相应的豁免活度或豁免活度浓度之比的和小于1时,才可能考虑给予豁免”。经对比,本项目在原料、工艺过程、以及转变成不同形态下的过程中,辐射监测的固态物质比活度(活度浓度)均低于标准规定的豁免水平,且原料中各放射性核素比活度与豁免比活度之比加和后,结果为0.1726,小于1;同样酸不溶渣比值加和得数为0.1571也小于1;以及处理后的废水中的总放射性水平低于《稀土工业污染物排放标准》和《污水综合排放标准》,全部回用,实行零排放,故本项目伴生核素放射性水平较低,低于豁免水平,业主可向环保部门申请放射性物质豁免。
辐射防护。鉴于项目涉及的放射性水平较低,本评价不对其进行辐射影响预测,着重说明辐射防护进行说明。
污染防治措施。运输安全措施:对驾驶员进行安全教育和相关知识培训,杜绝超速超载现象,严禁故障车上路运输,车厢采用封闭式。维修运输道路,保持路况良好和畅通。厂内各生产车间:对作业人员进行安全教育和相关知识培训,建立相应的安全管理制度和劳动保护措施。废水排放沟:加强对废水排放渠的管理,随时检查并保证渠的完整性,防止人为或自然损坏,避免废水溢出渠道或因渠断而废水泛滥,造成地面或水环境污染。废水循环沉淀池:池底和池身须防渗漏且稳定性好;雨天加盖防雨棚,防止中和沉淀池废水外溢,污染环境。酸不溶渣:放射性废渣要按照《中华人民共和国放射性污染防治法》《放射性废物管理规定》(GB14500-2002)要求,严格进行管理,及时外运。在外运之前需要暂存,尽量桶装,同时要做好临时贮存间地面防腐、防渗,以防污染土壤环境。
放射卫生防护:粉状物料投加设备保持负压和密封状态;局部机械通风应当与全面机械通风相结合,并保证工作场所的换气次数不得低于3~4次/小时;稀土生产许可证持有者应为工作人员提供适用、足够和符合卫生防护要求的个人防护用具。
辐射环境监测:建议企业配置一台FD3013B型智能 辐射仪,用于工作场所 辐射剂量率的定期监测。原料放射性要严格控制,每批原料要送检;送出渣料每年抽样送检一次。按照国家《放射性污染防治法》和有关政策、法规的规定,做好放射性防护工作,合理安排职工工作、休假时间,做好放射性防护和劳动保护工作。
事故应急措施。一旦发现废水处理系统外泄、或防渗面失灵,应及时停产,加设泵类将车间产生废水泵入事故池,待修善后,再排入中和沉淀池做处理。
总之,项目伴生核素活度浓度低于豁免水平,且当落实辐射防护措施后,对外环境及人身的辐射影响较小。
3.结语
稀土氧化物分离提纯项目等稀土冶金类别的环境评价与一般工业项目不同,其侧重点在于一是准入条件等政策的符合性,二是伴生核素的放射影响。满足政策的符合性之后,在监测数据基础上分析辐射影响并提出防护措施,促进经济生产与环境可持续发展。
【关键词】环境保护;废气;噪声;可持续发展
环境是指影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体。各种生态系统都有其自身的物质循环,这种循环的总和就构成了自然界的物质循环,其中最基本的循环有水循环、碳循环、氮循环和氧循环等。生物圈中的生命就是靠着这些基本的循环来保证和延续的。
一、环境污染问题的产生
工业革命以及其后的技术发展,使得社会生产力不断提高,世界经济达到了空前繁荣的时代,同时,人类对环境影响的深度和广度也不断加强,人类赖以生存的大气、水、土地、生物乃至外层空间不断受到破坏。化学工业的迅猛发展是生产中分离出的氯化氢、硫化氢等排入大气,亦产生许多不良后果,如污染大气,侵蚀衣物,损毁建筑物,使树木枯黄、庄稼受害、河鱼中毒等等。此外,水泥工业的粉尘,造纸工业的废液,及染料、炸药、石油、酸碱精致等生产过程中的物料流失等,也给环境带来污染。20世纪20年代以来,石油和天然气的生产急剧增长,石油在燃料中的比例大幅度上升,使石油污染日趋严重。
二、环境污染与保护
(一)废气的排放与防治
大气污染(也称空气污染)是指大气中污染物或由它转化成的二次污染物的浓度达到了有害程度的现象,严重的大气污染危害称为大气污染公害。大气中的污染物,可分为自然污染源产生的和人为污染产生的两大类。前者是指由自然灾害(如火山爆发、森林火灾、大风等)造成的污染物。后者是指由于人类的生产和生活活动所造成的污染物。人为的污染源具体有五种:工业污染源、交通及运输污染源、生活污染源、农业污染源、军事或科学试验污染源。工业对大气的污染主要有:燃料燃烧产生的废气、原料热分解(化合、挥发)产生的废气及各种粉尘。
废气的防治首先从选择生产工艺方法着手,以避免或减少有害气体的产生和排放,尽量做到把有害气体变为无害气体再排放。排放时也要在允许的排放标准内才可以,对于难于治理的废气也要在有关部门允许下采取高空稀释排放办法。
(二)废水的排放与防治
水质的污染是指进入水体中的污染物数量,超出了水体的自净能力,水质具有毒性而不能使用。工业对水造成污染的物质主要有:砷、酚氟化物、氰类化合物以及重金属铅、汞、镉、铬以及它们的化合物。工业废水中的污染物,多数是通过生产、冷却及洗涤等进入的。废水的特点是pH值高、无机固体悬浮物多、生化需氧量(BOD)及化学需氧量(COD)低。
废水净化的目的是将废水中有害的物质,以某种方式分离出来,或将其转化成无害而稳定的物质,因此一般前期处理都采用由工厂分别处理,再进一步采取市政集中处理的方法。废水处理的技术有物理、化学、生物处理法等
(三)废渣的分类与处理
工业生产中的固体废弃物,统称为废渣。分类有:有毒废物,易燃废物,有腐蚀性的废物,能传染疾病的废物,有化学反应性的废物
废渣的处理有两种途径:一是资源化:二是填埋处理。由于废渣往往是可资利用,转化为其它有用的资源。因此,废渣处理首先应该是研究其资源化的途径,做到变废为宝。只有现有技术条件无法资源化,才考虑填埋处理。
(四)放射性污染与防治
放射性污染是指由于人类活动造成物料、人体、场所、环境介质表面或者内部出现超过国家标准的放射性物质或者射线。放射性损伤有急性损伤和慢性损伤。如果人在短时间内受到大剂量的x射线、γ射线和中子的全身照射,就会产生急性损伤。轻者有脱毛、感染等症状。当剂量更大时,出现腹泻、呕吐等肠胃损伤。在极高的剂量照射下,发生中枢神经损伤直至死亡。
目前主要防治措施有:(1)核企业厂址选择在周围人口密度较低,气象和水文条件有利于废水和废气扩散稀释,以及地震烈度较低的地区,以保证在正常运行和出现事故时,居民所受的辐照剂量较低。(2)工艺流程的选择和设备选型考虑废物产生量少和运行安全可靠。(3)废水和废气经过净化处理,并严格控制放射性核素的排放浓度和排放量。对浓集的放射性废水一般进行固化处理。α核素污染的废物和放射强度大的废物进行最终处置和永久贮存。(4)在核企业周围和可能遭受放射性污染的地区进行监测。
(五)噪声的污染与控制
噪声一般是指那些人们不需要的,使人厌烦并对人类生活和生产有妨碍作用的声音。随着现代工业和交通运输业的快速发展,城市人口的增加,噪声越来越强、污染面越来越大,已经成为第三大公害,且有成为公害之首的趋势。研究并控制和清除噪声,是环境保护的主要任务之一。
噪声只有存在传播途径和接收者的条件下才能形成干扰。因此,防治噪声的基本途径是消除或降低声源噪声,隔离噪声及接受者的个人防护。
三、对于环境保护的展望
随着经济的发展,由于粗放型的经济发展模式造成了沉重的环境负效应,对此是每个发达国家都遇到过的情况,但是作为我国这样一个发展中国家,既然已经发现了这一问题就必须予以解决,不能以环境为代价换取经济的发展,这样换来的发展是不平衡的,针对此种状况,我党和政府提出了树立科学发展观和建立和谐社会的方针政策。首先要认清粗放型的经济发展模式对我国环境已经造成了严重的破坏,应当从经济模式上予以改进,从可持续发展的角度寻找适合我国现状的经济模式。其次应当认清建立和谐社会不但是建立人类自身的和谐社会,更要寻求建立人类与自然环境和谐发展的社会,只有这样的社会适应人类生存发展的社会。最后采取各种措施和手段改善环境现状,例如建立相应的环境监测机制,减少污染的绝对排放量,控制粗放型经济模式的发展,采取循环经济模式,设立相关的法律法规制度,开发新的无污染能源和清洁能源。
综上所述即以科学发展观为指导,以建立和谐社会为目标,以可持续发展为途径,以循环经济为手段,改变我国目前的环境现状。
四、总结
加强环境保护、防治环境污染是我国的一项基本国策。随着我国社会主义现代化建设事业的不断发展,越来越清楚地看到防治污染、保护环境的重要性和紧迫性。事实说明,环境的状态如何,现在已经成为我们保护人民群众身体健康,维护公民环境权利,促进国民经济能否可持续发展的一个重要问题。
通过对我国环境污染问题的分析,让我们意识到了保护环境迫在眉睫。因此,根据我国环境污染的状况,采取有效措施,防治环境污染与破坏,走可持续发展的道路是刻不容缓的。
参考文献:
[1]孙承咏.环境学导论.中国人民大学出版社,1994.3-3
[2]张世秋.环境与健康.社会科学文献出版社,2011.8-9
关键词:室内环境;空气污染;治理措施
Abstract: This paper analyzes the classification and characteristics of air pollutants of indoor environment, discusses the serious harm of the major pollutants, and then proposes several easy but effective measures to prevent indoor air pollution and improve indoor air quality.
Key words: indoor environment; air pollution; management measure
中图分类号:X503文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012) 室内环境一般泛指人们的生活居室、劳动与工作场所、以及进行其他活动的公共场所等。资料表明,城市居民每天有70-90%的时间在各种室内环境中度过,因此,室内空气质量的好坏,对人体健康影响越来越大 。
由于室内引入能释放有害物质的污染源或室内环境通风不佳,导致室内空气中有害物质无论数量上还是种类不断增加,并引起人的一系列不适症状的现象,即为室内空气受到了污染。
一、室内空气污染特征如下
1、累积性:室内环境是相对封闭的空间,其污染形成的特征之一是累积性。从污染物进入室内导致浓度升高,到排出室外浓度渐趋于零,都需要经过较长的时间。
2、长期性:由于大多数人大部分时间处于室内环境,即使浓度很低的污染物,在长期作用于人体后,也影响人体健康。
3、多样性:室内空气污染物有生物性污染物,如细菌;化学性污染物,如甲醛、氨气、苯、等;还有放射性污染物氡气及其子体。
二、室内主要污染物来源及危害
2.1甲醛的来源及危害 甲醛主要来源于室内装修使用的胶合板、中密度纤维板和刨花板、木芯板等人造板材。其次是含有甲醛成分并有可能向外界散发的其他各类装饰材料,以及燃烧后会散发甲醛的某些材料。
2.2甲醛在空气中扩散对人眼、鼻、喉、皮肤产生明显的刺激作用,甲醛可经呼吸道吸收,引起流泪、咽喉疼痛、恶心、呕吐、咳嗽、胸闷、气喘甚至肺气肿,长期接触低剂量可引起慢性呼吸道疾病、女性月经紊乱、妊娠综合征、新生儿体质降低、染色体异常,甚至诱发鼻咽癌,高浓度时会侵害人的神经系统、肝脏等。甲醛已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质;在我国有毒化学品优先控制名单上甲醛高居第二位。
2.3苯及同系物来源及危害 苯系物包括苯、甲苯、乙苯、二甲苯等。家装所使用的油漆、涂料、及其稀料中都含有苯系物。主要来自于合成纤维、塑料、橡胶等。
2.4苯及同系物为无色具有特殊芳香味的液体,已经被世界卫生组织确定为强烈致癌物质,苯可引起白血病和再生障碍性贫血。人在短时间内吸入高浓度的甲苯或二甲苯,会出现中枢神经麻醉的症状,轻者头晕、恶心、胸闷、乏力,严重的会出现昏迷甚至因呼吸循环衰竭而死亡,慢性苯中毒会对皮肤、眼睛和上呼吸道有刺激作用,长期吸入苯能导致再生障碍性贫血,若造血功能完全破坏,可发生致命的颗粒性白细胞消失症,并引起白血病。苯对女性的危害比对男性更多些,育龄妇女长期吸入苯会导致月经失调,孕期的妇女接触苯时,妊娠并发症的发病率会显著增高,甚至会导致胎儿先天缺陷。
2.5氨的来源及危害 室内氨污染主要来源于建筑施工中使用混凝土添加剂,冬季施工,为了防止混凝土冻结,在墙体混凝土中加入主要原料为尿素或氨水的防冻剂。另外氨还来自于室内装饰、装修材料中。
2.6氨是一种无色而具有强烈刺激和腐蚀性臭味的碱性气体,氨对接触组织有腐蚀刺激作用。浓度过高时除腐蚀刺激作用外,还可通过三叉神经末梢反射引起心脏停止。短期内吸入大量的氨气出现流泪、咽痛、胸闷、呼吸困难,并伴有头痛、恶心、呕吐、等,严重者发生水肿、呼吸窘迫综合征。
2.7氡的来源及危害 氡是由镭衰变产生的自然界唯一分布极广的天然放射性无色无味的惰性气体。放射性污染主要来自地下土壤和岩石,建筑材料如砖、瓦、水泥,装饰材料如地砖、陶瓷、大理石等。
2.8氡是导致诱发人类肺癌的第二大“元凶”,被世界卫生组织公布为19种主要致癌物质之一。常接触氡气表现为乏力、脱发、牙龈出血、白细胞降低,可能诱发不孕、胎儿畸形、基因突变等。
2.9总挥发性有机物(TVOC)来源及危害。总挥发性有机物来源于各种涂料、胶粘剂、人造地板、壁纸等装饰、装修材料。总挥发性有机物是多种挥发性有机物共同存在于空间时,其联合作用及对人体健康的影响不容忽视。
2.10总挥发性有机物常表现为毒性、刺激性,而且有些化合物具有基因毒性,能引起机体免疫水平失调,影响中枢神经系统功能,出现头晕、头痛、嗜睡无力、胸闷等症状,还可能影响消化系统,出现食欲不振、恶心等,严重时甚至可损伤肝脏和造血系统,出现变态反应等。
三、室内环境污染防治措施
①物理净化:坚持打开门窗换气,使挥发出的有害气体不滞留在室内,新装修的房间每天通气换气至少3~5小时;在室内摆放有吸附作用的植物,如芦荟、吊兰、常青藤等;还可选用空气净化装置。
②化学净化:采用离子交换和光触媒技术让有害气体分解。③生物净化:使用特种酶让有害气体进行生物氧化。
四、室内环境污染治理技术
1、掩蔽法。利用环保涂料的吸收、掩蔽作用来抑制污染源释放污染物的数量。
2、吸附法。利用污染物分子与吸附分子之间的物理作用,使得污染物在吸附剂表面富集,以达到去除污染物的目的。
3、吸收法。将空气通入液相溶液中,以达到除去相应污染物的目的。最常用的是水溶液,其价格便宜且能吸收很多污染物。
4、过滤法。过滤是利用空气净化设备过滤介质将空气中的颗粒物截留,从而起到净化空气的作用。
5、负离子空气净化法。通过人工强电场产生电子,它与空气中的中性分子以及带正电的尘埃、病毒细菌结合,达到提高空气质量的目的。
6、光催化氧化法。纳米TiO2在水和空气的体系中受到波长小于388nm的紫外光照射时,生成活性氧和氢氧自由基,特别是活性氧能与多数有机物反应,同时能与细菌内的有机物反应,生成CO2和H2O,从而在短时间内就能杀死细菌,消除恶臭、烟臭和油污等。
7、常温催化氧化法。这种方法又称冷触媒法,主要是利用一些贵金属特殊的催化氧化性能,使空气污染物变为CO2和H2O。
8、组合技术。将活性炭吸附与光催化氧化技术组合应用,利用活性炭的吸附能力使VOCs浓集,减少传质限制,提高了光催化氧化反应速率。被吸附污染物在光催化剂作用下参与氧化反应,活性炭可以吸附中间副产物,使其进一步催化氧化,以达到完全净化。
结束语
现代生活方式使室内环境的空气污染日趋严重,应引起全社会的广泛关注。在日常工作和生活中明确减少污染的注意事项,采取有效的防治对策,就能够有效地遏制室内环境空气污染,使人们远离灾害、污染,生活在清新的空气中,尽可能地减少室内环境污染给人体带来的伤害。
参考文献
[1]GB/T18883-2002《室内空气质量标准》2002.11.19.
0 引 言
油田项目是.一项包含有地下、地上等多种工艺的系统工程,主要工艺过程包括石油勘探、钻井、井下作业、开采、集输储运及辅助配套工艺过程(如供水、供电、通讯、道路等)等,各个工艺过程对周围环境的影响因素、范围和程度都不尽相同,本文注重叙述了施工期间对周围环境的影响。
1 油田项目实施过程的阶段划分和主要环境影响
根据油田项目实施过程的不同阶段可将项目分为施工期、运行期和闭井期三个阶段,每个阶段对环境产生的影响各不相同,其中施工期对环境影响较大。
1.1施工期
1.1.1地球物理勘探
油田勘探主要采用人工地震法,利用震波在地壳传递中因密度不一而产生差异来确定含油(气)构造。其工艺过程是打一深孔,放入一定数量的TNT炸药,引爆后用检波器测地震回波,用计算机处理数据,确定可能的含油区域。产生污染主要是噪声、振动、车辆尾气等污染,数量小,且是间断的瞬时排放;产生的生态影响主要是车辆行驶对地表植被的碾压。
1.1.2钻井
钻井是油田开发确定地下含油构造,进行采油生产的唯一手段。钻井过程对周围环境产生的污染及危害主要分钻前准备及钻进过程两个阶段。
(1)钻前准备工作中,在预选井位前首先要进行平整井场、挖泥浆池、架设泥浆槽、堆放钻井所需的重晶石粉、水泥等物料,然后由大型车辆将钻机运至井场进行安装。这一过程中产生的污染及危害主要是重型车辆沿途产生的噪声,碾压占用土地,重晶石粉、水泥搬运过程中产生扬尘等污染。
(2)钻进过程中产生的污染及危害主要有钻井污水、废泥浆、岩屑、柴油机排出的烟气及钻机振动产生的噪声污染。废钻井液是钻井过程中产生的一种液态细腻胶状物,其主要成分是水、油、粘土、重晶石和少量烧碱等,呈碱性;钻井岩屑是岩石经钻头和泥浆的研磨,由泥浆循环携带出井口,在地面经振动筛分离出来;钻井废水包括冲洗钻井平台、钻具、振动筛、钻井泵的废水,泥浆罐定期清洗废水和冲洗钻井岩屑的废水,是钻井液高倍稀释的产物与油类物质;钻井废气的主要来源有柴油机、发电机运转时排出的烟气,主要污染物是SO2、烃类、CO和NO2等。
1.1.3测井
测井即利用量地层电阻、自然电位、声波、声幅、封闭型放射性测井方法,确定含油层位,或检查固井质量和确定射孔层位,这一过程主要产生少量的车辆尾气和噪声,或者是由于操作不当而产生放射性污染。
1.1.4井下作业
井下作业一般在采油井投产前及投产以后检修进行,这一阶段的工作包括射孔、酸化、压裂、洗井、修井等作业。该过程主要造成植被破坏,产生落地油、含油污水、废酸液、废压裂液、废泥浆、烃类挥发、汽车尾气,施工及车辆噪声等污染。
1.1.5油田地面建设
井场、联合站、道路建设以及在采油井完钻并试油出油后,在井口安装采油树、抽油机和工艺集输管道等过程都会对土地占用,对地表植被造成破坏,此外还会产生噪声、生活污水、生活垃圾、车辆尾气等污染物。4 污染防治措施和生态影响控制措施
2.1 污染防治措施
2.1.1钻井期间环境保护措施
2.1.1.1使用无毒无害或低毒泥浆
为了保护生态环境,避免污染地下水和土壤,入井钻井液处理剂为无毒无害或毒性极小;充分清除钻井液中的无用固相,确保钻井液密度达到要求,防止井漏的发生。提高泥浆的回收率和利用率,减少废弃泥浆的排放量。
2.1.1.2防止污染地下水
在泥浆池铺设防渗布,钻井过程中使用双层套管,减少对地下水的污染。开钻后,表层套管在钻至井深约120m时下入,以保护地表及地下水源不受污染;表层套管和油层套管固井水泥浆返至井口,确保安全封闭此深度内的潜水层,同时封固地表疏松地层;尽可能缩短水泥胶的稠化时间减少对地层水的污染;慎重使用水泥外加剂,表套固井不使用带毒性的水泥外加剂;提高钻井速度,减少钻井液对地层水的污染及浸泡时间;严格执行井控技术规定,落实好防喷、防漏技术措施。
2.1.1.3严格管理
钻井井位确定后,认真确定车辆行驶路线,避免堵塞和填充任何自然排水通道,现场施工作业机具在施工中严格管理,不在道路、井场以外的地方行驶和作业,不随意碾压和破坏地表植被。
2.1.1.4严格控制三废排放量
钻井废水进入泥浆池内重复使用,废弃泥浆及岩屑一同存放在废泥浆池内,钻井结束后进行无害化处理。
2.1.1.5做好钻井后三废处理工作
完井后井场做到“工完,料尽、场地清”,钻井液及时回收利用,井场污水不外排,泥浆池内不可利用的废浆经固化处理后,符合《废弃钻井液处理规范》(DB23/T693-2000)的要求,在其上覆盖30cm厚土,达到复耕条件,然后将井场整平。
2.2生态影响控制措施
(1)埋设各类油、气、水管线时,根据管径的大小做到尽量窄控。
(2)恢复土地生产能力,提高土壤肥力。施工过程中尽量保护土地资源,先挖表土层(20cm左右)单独堆放,然后挖心、底土层另外堆放,复原时先填心、底土,后平覆表土,以便尽快恢复耕作层土地原貌。
(3)迅速恢复被破坏的地表形态,平整作业现场,改善土壤及植被恢复条件。
(4)对于永久和临时占用的耕地进行生态恢复。其中永久占用的耕地给付耕地开垦费,保证耕地的定量补偿;临时占用的耕地给付耕地补偿费,保证耕地按质量得到恢复。
(5)严格控制油水井施工的占地,普通井下作业不新征临时占地,大修占地不超过50×50m。
(6)根据植被生态、生理等生物学特征,因地制宜地选择施工季节,避开植物的生长期,使对生态环境的破坏减小到最小。
关键词:建筑 玻璃幕墙 光污染 原因 危害 防治
中图分类号:TU98文献标识码: A
一、前言
随着城市建筑步伐的加快,光污染现象也比较普遍。要有效防止光污染,需要相关部门共同努力,通过法律法规、公众监督、加强规划等多方面入手,对光污染进行有效控制。
二、光污染案例
某邮政综合楼玻璃幕墙反光强烈,使得整栋楼形同镜子,而学校操场与其仅一墙之隔,折射的炫光使操场几乎无死角,学生无法睁开眼。该楼另一侧的某幼儿园也遭遇了类似困扰。据现场看到,该楼位于小学西南侧,幼儿园东南侧,与学校操场距离不到2m,距教学楼约50m,通体都是玻璃墙面,已建成但未投人使用,6月份将脚手架拆除露出玻璃墙面后,学校及幼儿园方面才发现问题十分严重。
学校校长表示,上午反光尤其强烈,室内可以拉窗帘,但体育课和活动课却遭遇困境,近日来不少学生出现眼睛红肿,甚至有学生在上体育课时索性躲在树荫下。而幼儿园方面则表示,下午的反光对幼儿园影响最大,若不拉上窗帘,很容易刺伤孩子眼睛。该小学目前有29个班级共1500多名学生,五年级的学生称,以前最喜欢上体育课,现在盼着体育课能阴天,要不打篮球都看不着篮筐了,而幼儿园有400名学生,目前的户外课只能找背向阳光的地带。家长更担心的是孩子的健康,学生家长邓先生称:该楼的设计单位及建设单位应该考虑自己所处位置的特殊性,不该随意毒害孩子。
三、玻璃幕墙光污染的危害
光污染危害很多,如危害人类健康、破坏生态环境、影响交通安全、影响天文观测、加剧能源危及等。玻璃幕墙的光污染一般是在夏季阳光强烈照射下,反射太阳光产生的,存在的危害主要有:扰乱居民生活、危害人类健康、影响交通安全、具有放射性污染和存在火灾隐患。
1、扰乱居民生活
在夏天,特别是在阳光强烈照射的时候,玻璃幕墙的反射光进入附近的居户,使附近居户的室内温度升高,容易造成电器及家具老化,缩减使用寿命,并且在室内形成强光环境,影响附近居民的日常作息,给附近居民的正常生活带来不便。
2、危害人类健康
玻璃幕墙的反射光对人类的生理和心理健康造成严重的危害。相关研究表明,长时间在白色光亮污染环境下工作和生活的人,视网膜和虹膜都会受到程度不同的损害,视力急剧下降,增大白内障的发病几率。此外,白亮污染会扰乱人的生物钟,影响心理健康,严重的会出现头昏心烦、失眠、食欲下降、情绪低落、身体乏力等类似神经衰弱的症状。
3、影响交通安全
矗立在马路边用玻璃幕墙装饰的高层大厦就像一块巨大的镜子,反射光进入高速行驶的汽车内,会产生刺眼的感觉,会使汽车司机感到眼部不适、开车紧张,严重的情况下会造成人突发性暂时失明和视力错觉,影响汽车司机的视觉判断,易导致交通事故的发生。
4、具有放射性污染
某些吸热玻璃含有放射性元素,如茶色吸热玻璃含有放射性元素钴,会通过光反射到人体身上,如果长时间接触,会破坏人体的造血功能,引起疾病。
5、存在火灾隐患
凹面建筑物使用玻璃幕墙时,如果没有采取相关的防范措施,反射光容易会形成聚焦,使被光反射到的物体升温,甚至会燃烧,在一些较为极端的情况下,有一定的概率产生火灾。
四、光污染成因的表象分析
1、缺乏相关规划,导致光污染现象普遍存在
光污染是一个相对新生的事物,由于目前公众对于光污染的维权意识不强,光污染的防治问题尚未得到城市管理者的足够重视,加上中小城市缺乏城市照明规划,导致了光污染在中小城市的蔓延。
2、照明方式不当
建筑物外观照明普遍使用泛光照明方式,多组大功率照明设备同时照亮整个建筑物,这样的照明方式,不仅消耗大量的能源,反射产生光污染,而且增加了投射到夜空的光线,导致夜空的明亮。广告照明也存在着相似的问题,大量使用下照式照明,致使大量光线照射到地面,对行人和机动车司机会产生眩光污染。
3、灯具以及玻璃幕墙选用不当
非截光型、高功率等非“绿色”道路照明灯具的使用,不舒适眩光和失能眩光是城区道路照明存在的问题,在城区许多道路照明仍然在使用非截光型路灯,增加了司机在行驶过程中的不舒适,易引起视觉疲劳。此外,反射率高玻璃幕墙的大量使用,导致了不同时段、不同区域高强度光污染的产生,对行人和司机会产生严重的干扰。
五、玻璃幕墙光污染的防治
1、合理限制玻璃幕墙的使用
玻璃幕墙造成光污染的一个重要原因是城市建筑群的布局欠妥,玻璃幕墙过于集中,因此在治理光污染时,应当首先从玻璃幕墙的合理规划人手,根据环境!气候条件及建筑功能和城市规划的要求,对玻璃幕墙的分布!朝向等进行宏观的规划和管理,避免玻璃幕墙的无序分布和高度集中,在城市主干道两侧及居民集中活动区应少用或不用玻璃作为建筑材料,一条街道中应限制并列和相对的建筑物全部使用玻璃幕墙,学校、幼儿园等周围则尽量不使用玻璃幕墙。同时由于玻璃幕墙反射到人眼的光的强度与视线夹角、距离等有关。在规划中,应合理设计建筑的朝向、高度等,改变反射光与人视线的夹角,从而降低光污染程度。
2、采用特殊玻璃
玻璃幕墙定向反射光的强度直接决定着幕墙反射光的程度,因此可以通过采用双层玻璃通风结构、红外热构造等结构,根据建造地点的光气候参数、对可见光及日光的透射系数、反射系数,玻璃材料的热膨胀系数等选择使用半透明或全透明的玻璃来减弱反射光的强度。同时应积极开发研制新型玻璃材料,选用低辐射玻璃,如低辐射玻璃,这种材料既具有良好的隔热性,可保证建筑的采光,还可在一定程度上减轻光污染。此外,还可以采用蓝色玻璃等反射率较低的镀膜玻璃!回反射玻璃等来减轻幕墙反射光对周围环境的影响。
3、合理选择幕墙材质
玻璃幕墙虽可能造成光污染,但并非是不可在建筑上使用,相反的这一材料在促进城市建筑多样化方面有着十分重要的意义。随着科学技术的发展,目前新兴玻璃幕墙的材质结构已经从单一的玻璃发展到钢板、铝板、铝塑板、搪瓷烧结板、大理石板等多种,根据实际情况,合理地将不同的幕墙材质组合到一起,能有效地减少玻璃材质带来的光污染,在保证高层建筑美观!环保的同时还能减轻建筑结构自重。
4、优化幕墙构造技术
在建造玻璃幕墙时,为防止由于反射光汇聚引发的火灾、爆炸等安全事故,应尽可能地避免使用凹面或凸面玻璃,通常应采用平板拼接,同时玻璃幕墙的组装与安装必须平整,应符合平直度的要求。
5、增加遮阳措施
在玻璃幕墙建筑中,增设遮阳板、百叶窗、雨棚等遮阳物,可降低玻璃反射光的有效面积,减少玻璃幕墙对光线的反射,通常设计中,应使立面有效玻璃面积比小于40%。
6、增加植物分隔带
可以考虑将立面整块玻璃分成数段,中间穿插绿色植物分隔带,这样既可以做到净化室内的空气,减少现代人上网的视觉疲劳,还可以减少外立面玻璃的反射面积,从而有效地控制光污染。
六、结束语
尽管玻璃幕墙会引发光污染,但我们也不能放弃使用,只要通过有效合理的治理,玻璃幕墙光污染是能够得到有效控制,相信在正确的使用下,玻璃幕墙会把城市装点得更加美丽。
参考文献