典型电子产品制造企业挥发性有机物排放特征分析研究

毛凯 崔小爱 江苏环保产业技术研究院股份公司

手机电子产品已成为大众常用的电子产品，其金属外壳加工过程中涉及多个溶剂使用环节。我国电子制造业大多属于产业链的下游，电子产品加工造成的废气排放对环境及公众健康造成的影响引起公众的关注。

作为电子产品外壳典型生产工艺，CNC加工（数控机床加工）使用的金属切削液实际是一种很复杂的混合物，通常由烃类组成；在生产过程中切削液由泵循环、喷雾、射流与高速旋转的刀具激烈撞击和高温蒸发等过程，会形成大量油雾，产生挥发性有机废气[1]。

切削液的大量弥漫及蒸发可能导致呼吸系统疾、视力障碍、鼻炎、过敏性皮肤病等。研究表明动物在接触5～100mg/m3油雾12个月以上会出现含脂肪的肺泡和巨噬细胞脂肪性肉芽肿，并且呼吸组织出现了形态改变特征[2-4]。在20世纪60年代，美国政府卫生家协会（ACGIH）就提出车间的油雾最高限值5mg/m3的控制标准，随之其他欧美国家也相继制定了控制标准[5]。

目前，国内尚未制订车间空气中油雾浓度的控制标准。为了更好能够较全面地反应和评价电子行业CNC加工油雾和挥发性有机废气排放情况，本研究选取了3家典型电子产品制造企业，其CNC加工工艺一致；对其CNC车间和废气排放进行检测，分析了有组织和无组织废气成分；结合现有研究成果，对CNC加工车间油雾与非甲烷总烃浓度关系进行比较分析，为污染物排放控制提供科学依据。

一、分析测试方法

研究分别选取3家典型电子产品制造企业（以下简称为“甲、乙、丙”）。CNC有组织废气检测方法采用《固定污染源废气挥发性有机物的测定固相吸附-热脱附/气相色谱-质谱法》（HJ 734-2014），检测24种有机物；非甲烷总烃依据《固定污染源废气总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定气相色谱法》（HJ 38-2017）检测方法；非甲烷总烃采用气相色谱仪（GC）（GC-2014，TTE20141124）。CNC无组织废气检测方法采用了《环境空气挥发性有机物的测定吸附管采样-热脱附/气相色谱-质谱法》（HJ 644-2013），检测35种有机物，有机废气采用气相色谱质谱联用仪（GC-MS）（7890B-5977A，TTE20151191）。

二、结果分析

（一）污染物浓度差异分析

根据检测结果，CNC有组织废气产生非甲烷总烃浓度变化范围为2.12～5.56mg/m3；废气VOCs产生平均浓度变化范围0.14～3.14mg/m3。从总体上看，3家企业污染物排放浓度水平相当，浓度水平较低。CNC产生的有机废气以VOCs表征时污染物浓度各企业之间存在差异性。结合挥发性有机废气检测技术标准和方法，VOCs检测因子覆盖的污染物种类有限，导致检测出的污染物浓度偏低（见图1）。

（二）污染物组成分析

根据检测结果，有组织废气检出有机物成分包括丙酮、乙酸乙酯等7种，浓度范围为7.3～824.5μg/m3，其中正己烷和丙酮浓度较高。具体见表1。

车间无组织废气检出有机物包括三氯甲烷、乙苯、二氯甲烷等8种，浓度范围为1.38～85.43μg/m3，其中二氯甲烷较高，具体见表2。

对比上述废气检测出结果，造成有机物种类的不同主要是因为检测方法存在差异；总体上，各污染物浓度较低。

三、废气影响分析

油雾对人体健康产生的危害一直以来被研究。1993年，美国政府卫生家协会（ACGIH）经过长期研究而宣布单纯的油雾浓度低于5mg/m3时对人体是安全的；美国国家职业安全卫生研究所（NIOSH）提出金属加工润滑剂的油雾限值为0.5mg/m3的控制标准，结果也包括国内研究者认同[5]。

图1 三家企业CNC废气非甲烷总烃和VOCs产生平均浓度

表1 CNC有组织废气有机物成分表（μg/m3）

表2 CNC车间废气有机物成分表（μg/m3）

杨敏等人研究了[6]CNC加工车间油雾与非甲烷总烃浓度关系进行比较分析，发现矿物油雾质量浓度随着非甲烷总烃质量浓度的增加而增加，两者存在较好的相关性。

在正常工作情况下，对甲公司CNC车间非甲烷总烃浓度进行检测，结果显示车间内的非甲烷总烃浓度值范围为2.61～4.09mg/m3，与清华大学马永亮的研究结果相近（2～3mg/m3）[1]。

根据上述的杨敏等人研究成果，用非甲烷总烃浓度值推算可成公司车间内油雾的浓度值约为0.5～0.6mg/m3，非常接近甚至超过于NIOSH提出金属加工的油雾限值为0.5mg/m3的控制要求。

四、结论

典型电子产品制造企业CNC废气污染物排放浓度水平相当，浓度水平较低，其中非甲烷总烃浓度变化范围为2.12～5.56mg/m3，车间内的非甲烷总烃浓度值范围为2.61～4.09mg/m3。结合当前已有的研究，油雾与非甲烷总烃浓度关系进行比较分析，车间内非甲烷总烃浓度能够满足控制要求。