橡胶制品工业污染物致害机理和控制手段研究

陆骏 薛飞 周文才

摘 要：橡胶市场规模不断增大，橡胶制品工业引发的环境问题日益凸显，橡胶制品工业污染致害机理和控制手段成为人们关注的焦点。文章首先分析橡胶制品工业各种污染的组成和产生过程；然后根据污染的组成，分析污染对自然环境和人体健康的致害机理；最后，梳理和总结各种类型污染常用的控制手段。文章分析内容对污染防治和疾病防治具有一定指导意义。

关键词：橡胶；环境；致害机理；控制手段

中图分类号：X783.3 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）20-0003-02

橡胶因具有良好的物理特性，如弹性、可塑性、隔水性等较好，在日常生产生活中得到广泛应用。随着我国橡胶市场不断扩大，橡胶生产、加工过程中产生了大量污染，引发对自然环境和人体健康危害，橡胶制品工业污染成为了人们关注的焦点。

目前，国内已有许多学者对橡胶制品工业污染进行了研究，例如马培瑜[1]、岳智勇[2]、张武和郑忠等[3]对橡胶制品工业粉尘污染的产生、危害和控制手段进行了初步研究，提出了相关的防治措施；朱元利[4]对橡胶制品工业污水、废气、噪声和固体废弃物的产生和评价方法进行了研究；李锋和师俊芳[5]对橡胶制品工业废气的产生、危害和控制手段进行了研究。但是现有研究只针对个别污染的致害机理和控制手段进行研究，缺乏对所有类型污染进行全面研究。因此，文章首先全方面分析橡胶制品工业各种污染的组成和产生过程；然后，根据污染物的組成，分析污染对自然环境和人体健康的致害机理；最后，梳理和总结各种类型污染的常用控制手段，将对污染防治和疾病防治具有一定指导意义。

1 污染产生及致害机理研究

1.1 水体污染产生及致害机理

橡胶制品工业水体污染物主要包括悬浮物、氮氨、氮、磷、石油类、锌等。在制胶过程中，凝固和稀释乳胶、洗涤凝块和制胶机械的用水，以及新鲜乳胶的大量乳清和未凝固部分，综合形成了废水。

污染物中的有机碳和氨氮，会消耗水体中的氧气，此外，污染物中的氮、磷元素为生物生长所需元素。如果将未经处理的污水直接排放到自然水体中，会造成水体的富营养化，导致水体中的藻类大量繁殖，破坏水体生态系统。同时，未经处理的污水如果被人体摄入，容易引发人体消化系统、泌尿系统、神经系统等系统的疾病。

1.2 空气污染产生及致害机理

橡胶制品工业空气污染物主要包括硫化物、水蒸气、氨、甲苯、二甲苯、非甲烷总烃等（笔者将粉尘污染划出，做单独分析），主要产生在橡胶硫化、炼胶、胶浆、浸浆等过程中，如炼胶过程中产生的主要污染物为硫化氢、二硫化碳、甲苯、非总烃等，硫化过程中产生的主要污染物为含硫化合物、含氧有机物、烃类等。

橡胶制品工业空气污染物会散发出强烈的异味，主要原因是废气中包含有有机化合物和硫化物。此外，废气中低挥发性的物质，如甲醛、甲苯等，容易引发人体呼吸系统、神经系统等系统的疾病。

1.3 粉尘污染产生及致害机理

橡胶制品工业粉尘污染物主要为炭黑粉尘，粉尘污染主要源自橡胶加工过程中大量粉剂的使用。

粉尘能吸附空气中的水蒸气和各种有害气体形成烟尘、飘尘、光雾，造成对环境的污染。同时，粉尘可经口腔由食物或饮水带入人体中，或通过皮肤接触渗透或由肢体局部外伤浸人皮下及血液中，对人体粘模、眼睛、皮肤、血管造成危害[1]。

1.4 噪声污染产生及致害机理

橡胶制品工业噪声污染主要指对内的噪声污染，即厂区内部的噪声污染，主要包括机械噪声、动力性噪声和电磁噪声，成型和硫化车间的噪声类型以机械噪声为主，动力车间的噪声类型以动力性噪声为主，炼胶和延压车间的噪声类型以电磁噪声为主。

噪声的危害主要表现为对人体生理健康的危害，持续性的生产噪声会对员工的神经系统、心血管系统、听觉系统、消化系统造成不可逆的影响。

1.5 固体废弃物污染产生及致害机理

橡胶制品工业固体废弃物主要包含剩余反应物、无法利用的反应产物以及不参与反应的粉剂等，主要产生在炼胶和硫化过程中。

橡胶制品工业固体废弃物包含多种化学物质，有些物质具有剧毒性，如果不经处理直接向自然环境中排放，将对水体、大气、土壤造成污染，直接威胁到周边区域人体健康。

2 污染物控制手段研究

2.1 水体污染控制手段总结

目前常用的空气污染控制手段包括混凝沉降法、混凝气浮法、电解絮凝法、生物处理法、吸附法：

2.1.1 混凝沉降法

橡胶制品工业废水中包含多种胶体物质，胶体物质因具有相互排斥的电荷，能稳定、均匀地分布在废水中。将具有相反电荷的混凝剂加入橡胶制品工业废水，废水中的胶体物质与具有相反电荷的混凝剂发生凝聚，并添加助凝剂，将小胶粒凝聚成大絮团，最后借助外力即可将絮团去除。

2.1.2 混凝气浮法

通过向橡胶制品工业废水中添加复合铝盐和聚丙烯酰胺类药剂，对废水进行混凝和助凝强化处理。在混凝剂的混凝作用和助凝剂的助凝作用下，废水中的小颗粒物质凝聚成大絮团。然后，用泵将废水打入气浮机，用水射器将溶有压缩空气的回流水注入容气释放器，减压释放后，水中的空气从水中释放出来，形成微小气泡。凝聚的絮团伴随气泡浮出水面，最后用气浮机的刮渣装置将浮渣刮入渣槽排出。

2.1.3 电解絮凝法

电解絮凝法是以铁为阳极，在直流电的作用下，阳极溶蚀产生Fe2+，再经过一系列水解、聚合及铁氧化过程，使废水中的胶态杂质和悬浮杂质发生絮凝沉淀而得到分离。同时，带电的污染物颗粒在电场上泳动，其中部分颗粒电荷被电极中和，平稳聚沉。废水采用电解絮凝法处理不仅对胶态杂质和悬浮杂质有凝聚沉淀作用，而且由于阳极的氧化作用和阴极的还原作用，能去除水中多种污染物。

2.1.4 生物处理法

生物处理法根据需氧与否主要分为厌氧生物法和好氧生物法，而用于橡胶废水处理时，主要有活性污泥法、水解酸化法和生物接触氧化法等。

2.1.5 吸附法

吸附法主要是利用活性炭等吸附剂吸附废水中污染物的方法。对橡胶制品工业废水进行一级物化、二级生化和三级强化活性炭吸附处理，出水可达到冷却塔回用水水质的标准。

2.2 空气污染控制手段总结

目前常用的空气污染控制手段包括吸收法、吸附法、纳米微电解氧化法、低温等离子体技术：

2.2.1 吸收法

采用UV紫外线光束产生的高能电子、羟基自由基、氧原子、臭氧等高活性成分与有机废气反应，使其分解、氧化，消除其异味污染。

2.2.2 吸附法

活性炭吸附设备就是利用活性炭的吸附功能，使废气与大表面的多孔性固体物质相接触，废气中的污染物被吸附在固体表面上，使其与气体混合物分离，达到净化目的。

2.2.3 纳米微电解氧化法

纳米微电解净化技术采用纳米级加工的压电性材料，在具有一定湿度的情况下，可以通过微电解电场产生纳米微电解材料的电性吸附污染物，并释放出大量羟基负离子对气体中的需氧类污染物进行净化，可以去除空气中大部分有机物。

2.2.4 低温等离子体技术

在低温等离子废气处理设备中的介质阻挡放电过程中，等离子体内部会产生富含极高化学活性的粒子，如电子、离子、自由基和激发态分子等。废气中的污染物质与具有较高能量的活性基团发生反应，最终转化为CO2和H2O等物质，从而达到净化废气的目的。

2.3 粉尘污染控制手段总结

目前常用的粉尘污染控制手段包括吸收法、吸附法：

2.3.1 吸收法

利用紫外线光束作为预处理，去除废气中颗粒物、尘埃、水汽、焦油等。此外，也可利用水雾吸收废气中的粉尘。

2.3.2 吸附法

利用活性炭、离子交换树脂等吸附除去粉尘。

2.4 噪声污染控制手段总结

目前常用的噪声污染控制手段包括消声技术、吸声技术、隔声技术、隔振技术：

2.4.1 消声技术的应用

消聲技术能实现气流通过的同时减弱噪声，可装设在空气动力设备的气流通道上控制和降低空气动力性噪声，常用的消声技术有空压机进气消声器，风机消声器等。

2.4.2 吸声技术的应用

吸声技术通过降低反射声和混合声的能量实现降噪，常用的吸声技术有空间吸声体（板）等。

2.4.3 隔声技术的应用

隔声技术是结合了声反射和声吸收的降噪技术，能防止车间内部局部强噪声对周围操作环境的影响，常用的隔声技术有隔声罩等。

2.4.4 隔振技术的应用

为解决机器设备经由机座向结构物传递振动所产生的噪声，可采用增大机组振动系统的质量，并垫入橡胶减振器，能取得较好的降噪效果。

2.5 固体废弃物污染控制手段总结

目前常用的固体废弃物污染控制手段包括焚烧和热解技术、生物处理技术：

2.5.1 焚烧和热解技术

焚烧法是固体废物高温分解和深度氧化的综合处理过程。能将大量有害废料分解成无害物质。由于固体废弃物中可燃物的比例会逐渐增加，采用焚烧方法处理固体废弃物，利用其热能已成为必然的发展趋势。

热解是将有机物在无氧或缺氧条件下高温（500-1000℃）加热，使之分解为气、液、固三类产物。于焚烧法相比，热解法则是更有前途的处理方法。

2.5.2 生物处理技术

生物处理技术是利用微生物的分解作用，实现有机固体废物的无害化分解。该技术可使有机固体废物转化成能源、食品、饲料和肥料，还可实现废品和废渣中金属的提取，是实现固体废物资源化的有效方法。目前应用较为广泛的生物处理技术包括：堆肥化、沼气化、废纤维素糖化、废纤维饲料化、生物浸出等。

3 结语

本文对橡胶制品工业水体、空气、粉尘、噪声、固体废弃物污染的产生过程和组成进行了分析，研究污染物对自然环境和人身健康的致害机理，并梳理和总结各种污染的控制方法。

对污染产生过程、致害机理和控制手段系统地分析与研究，对污染防治和疾病防治具有一定指导意义。

参考文献

[1]马培瑜.浅谈橡胶工业的污染与控制[J].环境保护，1986，（02）：7-10.

[2]岳智勇.橡胶制品业作业场所粉尘污染现状分析及治理建议[J].化工劳动保护（工业卫生与职业病分册），1997，（05）：37.

[3]张武，郑忠.橡胶工业的环境污染及解决对策[J].黑龙江环境通报，2001，（01）：35-36.

[4]朱元利.废水废气及噪声等工业污染源评价[J].橡胶技术与装备，1987，（02）：42-47+37.

[5]李锋，师俊芳.橡胶工艺废气的污染控制浅析[J].化工管理，2013，（02）：43.