Утверждаю
Заместитель Министра
здравоохранения РСФСР
К.И.АКУЛОВ
18 января 1990 года
Согласовано
Заместитель Начальника
Главного управления
научных учреждений
Н.Н.САМКО
16 января 1990 года
САНИТАРНАЯ ОХРАНА АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ
ГАЗОВОЗДУШНЫМИ ВЫБРОСАМИ ПРОИЗВОДСТВ АКРИЛАТОВ
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
Методические рекомендации содержат
информацию об условиях формирования и характеристике газовоздушных
выбросов в атмосферный воздух на предприятиях по производству акриловых
мономеров и полимеров на их основе и отражают гигиенические аспекты санитарной
охраны атмосферного воздуха в районах размещения указанных производств.
Рекомендации предназначены для работников санитарно-эпидемиологических станций,
для специалистов проектных и технологических организаций, занимающихся
разработкой мероприятий по санитарной охране атмосферного воздуха, а также для
инженерно-технического персонала ведомственных промышленно-санитарных
лабораторий.
Краткие обозначения
АК
- акриловая кислота
МАК
- метакриловая кислота
ЭА
- этилакрилат
МА
- метилакрилат
БА
- бутилакрилат
ММА
- метилметакрилат
БМА
- бутилметакрилат
2-ЭГА - 2-этилгексилакрилат
НАК
- нитрил акриловой кислоты
АЦГ
- ацетонциангидрин
ЭЦГ
- этиленциангидрин
ПММА
- полиметилметакрилат
ЦНС
- центральная нервная система
ПДК
- предельно допустимая концентрация
ОБУВ
- ориентировочный безопасный уровень воздействия
ПДВ
- предельно допустимый выброс
ВВЕДЕНИЕ
Развитие химической промышленности,
осуществляемое в соответствии с "Основными направлениями экономического и
социального развития СССР на 1986 - 1990 годы и на период до 2000 года",
предусматривает значительный рост производств различных смол и пластмасс, в т.ч. акриловых полимеров на основе эфиров акриловой и
метакриловой кислот. Изучение технологических процессов производств акрилатов
показало, что с газовоздушными выбросами в воздушный
бассейн поступает большая группа химических веществ, ведущими из которых
являются метилметакрилат (ММА), метилакрилат (МА), бутилакрилат (БА), бутилметакрилат
(БМА), метанол и диэтиловый эфир, 2-этилгексилакрилат
(2-ЭГА). Акриловые соединения обладают определенной токсичностью и опасностью.
Изучение влияния некоторых акрилатов (АК, МАК, БА, ММА) на обонятельный
анализатор свидетельствует о том, что кратковременное вдыхание их даже в малых
концентрациях (0,022 - 0,8 мг/куб. м) вызывает у людей ощущение неприятного
запаха. Биологическое действие характеризуется влиянием на окислительно-восстановительные
процессы, ЦНС, на состояние периферической крови, вызывает изменения в
паренхиматозных органах. Некоторые акриловые соединения обладают специфическим эмбриотоксическим и тератогенным действием. Это
обуславливает необходимость санитарной охраны атмосферного воздуха в районах
размещения предприятий по производству акриловых мономеров и полимеров на их
основе. Широкое внедрение акрилатов в народное хозяйство послужило основой
разработки данного нормативно-методического документа, вооружающего органы
санитарного надзора методической основой гигиенической оценки технологических
процессов и условий образования газовоздушных
выбросов, а также прогнозирования возможного неблагоприятного влияния их на
загрязнение атмосферного воздуха.
Настоящие Методические рекомендации
разработаны на основе многолетних комплексных гигиенических исследований и
являются дополнением действующих норм и правил санитарного законодательства
СССР по охране окружающей среды. Целью Методических рекомендаций является
повышение качества государственного санитарного надзора за проектированием,
строительством и эксплуатацией производств акриловых мономеров и полимеров на
их основе.
Разработанные Методические рекомендации
могут быть использованы кроме работников санэпидстанций специалистами
санитарных лабораторий и отделов охраны окружающей среды промышленных
предприятий, а также проектных и технологических организаций, занимающихся
разработкой и внедрением технологических процессов производства акрилатов.
1. КРАТКАЯ
ХАРАКТЕРИСТИКА УСЛОВИЙ ОБРАЗОВАНИЯ
ГАЗОВОЗДУШНЫХ ВЫБРОСОВ В ПРОИЗВОДСТВАХ АКРИЛАТОВ
Акриловая и метакриловая кислоты и их
эфиры (акрилаты) дают начало большой группе полимерных и сополимерных
соединений на их основе, широко используемых в различных отраслях народного
хозяйства: органическое стекло, акриловые эмульсии, лаки, анаэробные герметики,
клеи, водорастворимые полимеры и полимерные покрытия и т.д. Акриловые мономеры
могут являться самостоятельными продуктами производства или применяются для
последующего получения полимеров и сополимеров. Поэтому производства акрилатов,
как правило, являются одним из ряда самостоятельных цехов химических
предприятий или могут составлять целый комплекс производств, связанных единой
технологической цепочкой от получения акриловой кислоты до выпуска полимеров и
сополимеров на их основе. Поэтому все производства акрилатов можно разделить на
три группы:
1. Производства акриловых кислот (АК и
МАК) и эфиров на их основе (ЭА, МА, БА, ММА, БМА, 2-ЭГА и др.).
2. Производства акриловых полимеров и
сополимеров.
3. Производства по переработке отходов,
образующихся при получении акриловых мономеров, полимеров и сополимеров.
Технологические процессы производства
акрилатов характеризуются многостадийностью, на
каждой из которых могут образовываться газовоздушные
выбросы с разнообразным содержанием вредных химических веществ.
1.1. ПРОИЗВОДСТВО
АКРИЛОВОЙ И МЕТАКРИЛОВОЙ КИСЛОТЫ (МАК)
Одним из наиболее распространенных
методов получения акриловых кислот является синтез из этиленциангидрина
и метакриловых - из ацетонциангидрина. Более
совершенный способ синтеза АК из ацетилена и окиси углерода в присутствии
катализатора при высоком давлении. В последние годы разработаны два
промышленных метода синтеза АК из пропилена: через акрилонитрил и прямым
окислением пропилена. Из этих двух методов более перспективен метод прямого
окисления пропилена в акриловую кислоту, которая может получаться в одну или
две стадии через акролеин. В настоящее время на разных предприятиях АК получают
из ацетонциангидрина и при совместном производстве АК
и акролеина окислением пропилена. Образующиеся на стадиях окисления пропилена в
АК и акролеин, выделения акролеина и АК, выпаривания сточных вод газовоздушные выбросы, содержащие пропилен, АК, акролеин,
уксусную кислоту и окись углерода, направляются на каталитическое окисление.
Вентиляционные выбросы, содержащие примеси акролеина, АК в концентрациях выше
ПДК для воздуха рабочей зоны, поступают в атмосферный воздух без очистки.
При получении АК из ацетонциангидрина
технологический процесс состоит из 2-х стадий: синтеза и ректификации АК. Абгазы со стадии синтеза, содержащие примеси синильной
кислоты, ацетона, АК и ацетонциангидрина,
подвергаются очистке в скруббере, орошаемом 20 - 25% раствором каустической
соды. Абгазы после вакуум-насосов со стадии
ректификации АК перед выбросом в атмосферу направляются на очистку в угольный
адсорбер. Получение МАК осуществляется по полунепрерывной
схеме и основано на дегидратации ацетонциангидрина
серной кислотой до амида МАК с последующим окислением
амида МАК. Газовоздушные
выбросы в атмосферу образуются на всех стадиях и операциях технологического процесса
получения метакриловой кислоты. Очистка абгазов из
смесителя ацетонциангидрина и амидатора
МАК, загрязненных примесями синильной кислоты, осуществляется в скруббере,
орошаемом раствором щелочи. Абгазы из омылителей и сборников сырца МАК перед выбросом в атмосферу
направляются на очистку в скрубберы, орошаемые маточным гидрохинином.
Абгазы, образующиеся на стадии дистилляции МАК-сырца,
подвергаются многоступенчатой очистке в конденсаторах-холодильниках и щелочных
скрубберах.
1.2. ПРОИЗВОДСТВО
МЕТИЛАКРИЛАТА (МА) И БУТИЛАКРИЛАТА (БА)
Получение метилакрилата
основано на сернокислом гидролизе ацетонциангидрина с
последующей этерификацией метанолом.
Одновременно с основными реакциями идут
процессы образования побочных продуктов - метилсульфатона
и диметилового эфира. Абгазы
со стадии синтеза МА после прохождения 2-ступенчатых холодильников, в которых
частично улавливаются пары МА и метанола, направляются на термическое
обезвреживание. Абгазы со стадии ректификации также
направляются на термическое обезвреживание.
Производство БА основано на переэтерификации метилакрилата
бутанолом в присутствии катализатора - тетрабутооксититана.
Технологический процесс состоит из стадий: осушки МА, бутанола, синтеза и
ректификации БА. Образующиеся на стадиях синтеза и ректификации БА абгазы в атмосферу не сбрасываются, а передаются на
термическое обезвреживание.
Газовые выбросы из емкостей аппаратуры и
вытяжной вентиляции, воздух от местных отсосов перед выбросом в атмосферу
подвергаются очистке в системах угольных адсорбентов.
1.3. ПОЛУЧЕНИЕ
МЕТИЛМЕТАКРИЛАТА (ММА)
И БУТИЛМЕТАКРИЛАТА (БМА)
В основе производства ММА принят метод
получения МАК из ацетонциангидрина в присутствии
моногидрата серной кислоты с последующим омылением образующегося амида водой и этерификации полученной МАК метиловым
спиртом.
Получение ММА осуществляется периодическим и полунепрерывным
методами.
При периодическом методе все реакции
синтеза ММА-сырца протекают в одном аппарате - реакторе синтеза. Синтез ММА
протекает при температуре 60 - 90 °C, а при отгонке полученного сырца
температура повышается до 125 - 135 °C. Образующиеся абгазы,
пройдя предварительно водяные холодильники для конденсации паров ММА, метанола,
диметилового эфира, ацетона, синильной кислоты,
отводятся через воздушники в атмосферу.
Процесс получения ММА полунепрерывным
методом ведется в системе, состоящей из последовательно соединенных аппаратов:
смесителя, амидатора, дозревателя,
омылителя-эфиризатора.
Абгазы, образующиеся на стадии дегидратации АЦГ, из амидаторов-дозревателей
перед выбросом в атмосферу направляются в скруббер для очистки от синильной
кислоты и ацетона. В омылителе-эфиризаторе метакриламид омыляется водой до метакриловой кислоты, после
чего происходит ее этерификация метанолом до метилметакрилата.
При получении ММА образуется побочный
продукт - диметиловый эфир, который удаляется из
аппаратов с парогазовой смесью. Парогазовая смесь перед выбросом в атмосферу
проходит холодильники, орошаемая захоложенным
рассолом, в котором из абгазов частично
конденсируются ММА и диметиловый эфир. Образующиеся
при отгонке ММА-сырца пары ММА, метанола, диметилового
эфира проходят дефлегматоры и рассольные холодильники. Сконденсировавшийся
ММА собирается в сборники ММА-сырца, а абгазы,
содержащие примеси ММА, метанола и диметилового
эфира, выбрасываются в атмосферу. Все воздушки
емкостных аппаратов стадии промывки (промывателей, флорентинов, сборников эфира и промывных вод) подключены к
рассольному холодильнику для конденсации вредных веществ из абгазов
перед выбросом в атмосферу. Абгазы на стадии
ректификации после предварительной конденсации части уносимых продуктов в
рассольных холодильниках направляются на термическое обезвреживание.
Источником поступления в атмосферу
вредных веществ являются также вытяжная вентиляция производства ММА и выбросы
через воздушки емкостных аппаратов: сборников
эфира-сырца, готового продукта, флорентинов, промывателей и т.д. По данным материальных балансов, через
все воздушки может выбрасываться в атмосферу свыше
1300,0 кг/сут. различных веществ, в том числе: диметиловый эфир, ММА, АЦГ, ацетон, синильная кислота и
метанол.
Метод получения БМА аналогичен методу
получения ММА, только этерификация МАК ведется не метанолом, а бутанолом или изобутанолом. Основные газовые выбросы образуются на
стадиях синтеза и ректификации БМА. В соответствии с регламентом абгазы с этих стадий перед выбросом в атмосферу проходят
рассольные холодильники для конденсации паров БМА и бутанола.
1.4. ПРОИЗВОДСТВО
2-ЭТИЛГЕКСИЛАКРИЛАТА (2-ЭГА)
Получение 2-этилгексилакрилата основано
на этерификации акриловой кислоты 2-этилгексиловым спиртом в присутствии
катализатора - серной кислоты.
Газовоздушные выбросы, образующиеся на основных стадиях технологического процесса и
включающие в себя 2-этилгексиловый спирт, 2-ЭГА, акриловую и серную кислоту,
циклогексан, направляются в колонну дезодорации, где промываются свежим спиртом
и технологической водой. Затем выбросы направляются для обезвреживания на
установку сжигания абгазов.
1.5. ПРОИЗВОДСТВО
АКРИЛОВЫХ ЭМУЛЬСИЙ
Технологический процесс производства
эмульсий осуществляется по периодической схеме и состоит из трех основных
стадий: синтез эмульгатора, синтез акриловой эмульсии, розлив эмульсии в бочки.
Газовые выбросы в атмосферу имеют место со стадии синтеза и розлива акриловых
эмульсий. Абгазы могут содержать примеси следующих
акриловых соединений: БА, ММА, МА, МАК. Перед выбросом в атмосферу абгазы проходят очистку в рассольных холодильниках. Другим
источником поступления в атмосферу вредных веществ в производстве
акриловых эмульсий является вытяжной вентиляционный воздух, который перед
выбросом в атмосферу подвергается очистке в угольном адсорбере.
1.6. ПРОИЗВОДСТВО
АКРИЛОВЫХ ПОЛИМЕРОВ
(ОРГСТЕКЛА И СУСПЕНЗИОННОГО ПММА)
Полимеризация акрилатов осуществляется
блочным и суспензионным методами. Для получения оргстекла используется блочный
метод полимеризации ММА.
Газовоздушные выбросы вредных веществ формируются на трех стадиях технологического
процесса: на стадии приготовления сиропа, на стадии вакуумизации
сиропа и на стадии заливки сиропа в формы.
На стадии приготовления сиропа источником
поступления ММА в атмосферу являются воздушки
растворителей, сборников и мерников ММА. Основное количество ММА при
производстве оргстекла выбрасывается в атмосферу со стадии вакуумизации
и заливки сиропа в формы. Абгазы с этих стадий
проходят очистку в углеабсорбционной установке и в
холодильниках-конденсаторах.
Суспензионный ПММА получают методом полимеризации ММА в водно-дисперсной среде.
Сушка выделенного полимера осуществляется в сушильных установках непрерывного
действия "Циклон - кипящий слой". Газовые выбросы поступают в
атмосферу через воздушки емкостных аппаратов и из
сушильной установки. С газовоздушными выбросами в
воздушный бассейн могут поступать ММА, МАК, пыль полимера.
1.7. ПРОИЗВОДСТВО
СУЛЬФАТА АММОНИЯ
Сульфат аммония получают при переработке
жидких отходов производства акрилатов (маточники, содержащие большое количество
серной кислоты и примеси акриловых продуктов). Получение сульфата аммония
основано на нейтрализации содержащейся в отходах
серной кислоты и бисульфата аммония аммиаком. Газовые выбросы в производстве
сульфата аммония образуются практически на всех стадиях технологического
процесса. Сбрасываемые в атмосферу газы загрязнены диметиловым
эфиром, метанолом, метилметакрилатом. Наибольшее количество метанола и
метилметакрилата сбрасывается в атмосферу из центрифуг и сушилок. Данные
вещества не образуются в процессе получения сульфата аммония, а, являясь
примесями перерабатываемых отходов акриловых производств, практически
выпариваются в атмосферу при температурных процессах кристаллизации и сушки
сульфата аммония.
1.8.
ДЕПОЛИМЕРИЗАЦИЯ ОТХОДОВ ОРГСТЕКЛА
Установка деполимеризации предназначена
для переработки отходов оргстекла с получением метилметакрилата. Метод основан
на деполимеризации обрезков и бракованных изделий из оргстекла в потоке
перегретого пара.
Деполимеризация отходов органического
стекла идет при T = 350 - 400 °C. Образующиеся пары эфира ММА вместе с
побочными продуктами термического разложения проходят 2-ступенчатые
холодильники-конденсаторы, в которых извлекается основная масса полученного деполимера ММА, а хвостовые газы с примесями ММА
выбрасываются в атмосферу.
Таким образом, установка деполимеризации
отходов оргстекла, имеющая санитарное назначение, в то же время вследствие несовершенства
технологического процесса и низкой эффективности работы
холодильников-конденсаторов может являться значительным источником загрязнения
атмосферного воздуха метилметакрилатом.
2.
САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЛОКАЛЬНЫХ
СООРУЖЕНИЙ ПО ОЧИСТКЕ ГАЗОВОЗДУШНЫХ ВЫБРОСОВ
В производствах акрилатов в зависимости
от технологии и состава образующихся газовоздушных выбросов применяются различные способы
снижения поступления в атмосферу вредных веществ. Для конденсации акрилатных продуктов из абгазов,
характеризующихся высокими концентрациями ММА, МА, БМА, БА и метанола,
используются холодильники-конденсаторы. Для очистки абгазов,
содержащих пары синильной кислоты, применяются методы,
основанные на абсорбции жидкими абсорбентами. Кроме того, для очистки абгазов и вытяжного вентиляционного воздуха, удаляемого
местными отсосами, в производствах акрилатов нашел применение метод адсорбции
вредных веществ на активированном угле марки АР-3. В настоящее время широкое
применение получает термический метод обезвреживания газовоздушных
выбросов в производствах акриловых мономеров и полимеров.
Применение указанных методов очистки и
обезвреживания позволяет уменьшить выброс вредных веществ в атмосферный воздух.
2.1. КОНДЕНСАЦИЯ
ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ ИЗ АБГАЗОВ
В ХОЛОДИЛЬНИКАХ
Холодильники-конденсаторы находят широкое
применение в производствах акрилатов для улавливания и повторного использования
химических продуктов из абгазов, выбрасываемых в
атмосферу. Через холодильники перед выбросом в атмосферу проходят абгазы со стадии синтеза акриловых эфиров, производства
оргстекла, а также газовые выбросы из воздушек
емкостной аппаратуры этих производств.
Эффективность работы холодильников на
данном производстве колеблется в пределах от 22,5 до 75,8%, что явно
недостаточно для обеспечения полной надежности очистки. Это приводит к высоким
остаточным концентрациям акриловых соединений в абгазах.
Поэтому холодильники-конденсаторы следует использовать как первую ступень
улавливания вредных веществ из газовоздушных выбросов
с обязательной их доочисткой или обезвреживанием другими, более эффективными,
способами (каталическим или термическим дожигом).
2.2. АДСОРБЦИЯ
ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ В УГОЛЬНЫХ АДСОРБЕНТАХ
Очистке в угольных адсорберах
подвергаются абгазы и вытяжной вентиляционный воздух,
содержащие в своем составе ММА, МА, БА, метанол и бутанол.
Необходимо отметить, что в зимний период
времени эффективность работы угольных адсорберов снижается. Поэтому целесообразно
располагать не на открытых площадках, а в закрытых помещениях с постоянной
поддерживаемой температурой воздуха. Особое внимание следует обратить на то
обстоятельство, что акриловые кислоты и эфиры способны к полимеризации на
активированном угле, что практически исключает возможность применения угольных
адсорберов для эффективной очистки газовоздушных
выбросов с примесями акриловых соединений.
2.3. ОЧИСТКА
АБГАЗОВ В СКРУББЕРАХ
Применение скрубберов для очистки абгазов основано на использовании нейтрализующего действия
щелочных растворов при соприкосновении газа с жидкостью в аппаратах контактного
типа. Очистка абгазов в скрубберах применяется со
стадии синтеза метилметакрилата, акриловой, метакриловой и синильной кислот.
При соблюдении регламентов подачи щелочного рассола и контроля
за содержанием вредных веществ в абгазах
работа скрубберов может обеспечить высокую эффективность очистки, составляющей
95 - 100%, что соответствует проектным данным.
2.4. ОГНЕВОЙ МЕТОД
ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ АБГАЗОВ
В последнее время на производствах
акрилатов все больше внедряется огневой метод обезвреживания абгазов, являющийся наиболее эффективным и радикальным
методом очистки организованных выбросов с высоким содержанием вредных веществ,
образующихся на различных стадиях технологического процесса производства
акрилатов. Для этих целей используются печи термического обезвреживания сточных
вод, оборудованные воздушным циркуляционным контуром. Соблюдение режима
термического обезвреживания абгазов при температуре
+1200 °C обеспечивает окисление всех органических веществ, содержащихся в газовоздушных выбросах производств акрилатов, до двуокиси
углерода и воды, что указывает на целесообразность широкого внедрения огневого
метода обезвреживания абгазов в производствах
акриловых соединений.
3. ВЛИЯНИЕ ВЫБРОСОВ
ПРОИЗВОДСТВА АКРИЛАТОВ
НА САНИТАРНОЕ СОСТОЯНИЕ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА
Уровень загрязнения атмосферного воздуха газовоздушными выбросами производств акрилатов зависит от
мощности предприятий, особенности технологических процессов, полноты химических
реакций и соблюдения технологических регламентов получения акрилатов,
эффективности систем газоочистки, герметичности оборудования и коммуникаций.
Получение акриловых мономеров и полимеров связано с наличием большого
количества источников газовоздушных выбросов,
содержащих большой перечень вредных химических веществ: акриловых и
метакриловых кислот, эфиров на их основе, спиртов и т.д.
На действующих предприятиях не все
организованные газовоздушные выбросы подвергаются
очистке, а часть локальных сооружений по очистке выбросов работают
неэффективно. Поэтому с газовоздушными выбросами в
атмосферный воздух поступает значительное количество вредных веществ.
Свидетельством этому являются представленные в таблице 1 результаты
исследований содержания акриловых соединений в газовоздушных
выбросах с отдельных стадий технологических процессов производств акрилатов.
Наличие на действующих предприятиях таких выбросов приводит к загрязнению
атмосферного воздуха в районах расположения производств акрилатов вредными
химическими веществами в концентрациях, превышающих допустимые уровни, на
расстоянии до 5 и более км (таблица 2). Как известно,
распределение концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе в одной точке
при стационарном наблюдении имеет логарифмически нормальный характер. Учитывая,
что лаборатории санэпидстанций чаще всего осуществляют контроль загрязнения
атмосферного воздуха при подфакельных или маршрутных
наблюдениях, целесообразно проверить, распространяется ли указанная
закономерность на характер распределения концентраций в атмосферном воздухе при
подфакельных исследованиях.
Таблица 1
СОДЕРЖАНИЕ АКРИЛОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ В ГАЗОВОЗДУШНЫХ
ВЫБРОСАХ С НЕКОТОРЫХ СТАДИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
ПРОИЗВОДСТВА АКРИЛАТОВ
┌────────────────┬────────────────────┬──────┬──────────────┬──────────────────┐
│
Стадии │ Вещество │Кол-во│Концентрация,
│Средняя величина, │
│технологических │ │анали-│ мг/куб. м
│ конц., мг/куб. м │
│
процессов │ │зов
│ min
- max │ М +/- м │
├────────────────┼────────────────────┼──────┼──────────────┼──────────────────┤
│Стадия отгонки
│Метакриловая кислота│20
│61 - 532 │365
+/- 28 │
│
│Метилметакрилат │20 │61700 - 240800│137240 +/-
9200 │
│Стадия омыления │Метилметакрилат │25 │30700 - 80050 │45850 +/-
2871 │
│Стадия омыления │Бутилметакрилат │20 │3 - 28 │13 +/- 1,5 │
│Стадия синтеза
│Акриловая кислота │24 │27 - 183 │87 +/- 8,2 │
│Стадия омыления │Метилакрилат │26 │26700 - 130280│63040 +/-
512 │
│Стадия
│Бутилакрилат │26 │1000 - 7380 │3802 +/- 316 │
│переэтерификации│ │ │ │ │
│Стадия синтеза
│Метилакрилат │21 │30540 - 345700│197218 +/-
11300 │
│
│Метанол │21 │57160 - 133000│96847 +/-
5923 │
│Деполимеризация │Метилметакрилат │18 │3400 - 130500 │87680 +/-
4625 │
│отходов
│ │ │ │ │
│оргстекла
│ │ │ │ │
└────────────────┴────────────────────┴──────┴──────────────┴──────────────────┘
Таблица 2
ХАРАКТЕРИСТИКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА
АКРИЛОВЫМИ СОЕДИНЕНИЯМИ (ПРИ ПОДФАКЕЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЯХ)
┌────────────────┬─────┬────────┬─────────┬────────┬─────────┬─────────────────┐
│
Наименование │Рас- │ Общее │Кол-во │Процент │Макси- │
Средняя │
│ определяемого
│стоя-│ кол-во │анализов,│превыше-│мальная │
концентрация, │
│
вещества │ние в│анализов│превышаю-│ний
ПДК │концен-
│мг/куб. м М +/- м│
│
│км
│ │щих ПДК │ │трация, │ │
│
│ │ │ │ │мг/куб. м│ │
├────────────────┼─────┼────────┼─────────┼────────┼─────────┼─────────────────┤
│Метилметакрилат │1 │42 │24 │57 │0,8 │0,113 +/- 0,024 │
│
│2 │42 │16 │38 │0,7 │0,03 +/- 0,007 │
│
│5 │41 │16 │39,5 │0,4 │0,16 +/- 0,02 │
│Метилакрилат │1
│40 │35 │88 │0,3 │0,07 +/- 0,011 │
│
│2 │42 │34 │81 │0,27 │0,029 +/- 0,009 │
│Бутилакрилат │1
│51 │40 │78 │0,07 │0,016 +/- 0,002 │
│
│2 │32 │14 │45 │0,02 │0,004 +/- 0,0009 │
└────────────────┴─────┴────────┴─────────┴────────┴─────────┴─────────────────┘
Полученные результаты подфакельных
исследований были подвергнуты обработке по методу построения кумулятивных
кривых. Кумулятивные кривые на логарифмически вероятностной сетке хорошо
аппроксимируются прямыми, что подтверждает нормальный
характер распределения концентраций химических веществ (на примере ММА) в
атмосферном воздухе при подфакельных наблюдениях.
Возможность выражения какого-либо процесса в виде прямой позволяет определить
его параметры, дающие полное описание исследуемой генеральной совокупности. В
качестве подтверждения этого установленные параметры распределения концентраций
ММА на расстоянии 1000 и 2000 м от источника выбросов представлены в таблице 3.
Таблица 3
┌───────┬─────────┬─────────┬─────────┬───────┬─────────┬──────────┬───────────┐
│Рассто-│Концен- │Концентр.│ Масштаб │
Угол │Средне- │ Максим. │Соотношение│
│яние от│трации │соответ. │распред. │наклона│ариф.
│концентр.,│между │
│источн.│соответ. │
84% │С - С │в
град.│концен- │мг/куб. м │средне- │
│выброса│50% │ уровню │ 84
50│ │трация, │ │арифметич.
│
│(м) │уровню │ частот, │ │ │мг/куб. м│ │и максим. │
│ │частот, │мг/куб. м│ │ │ │ │концентр. │
│ │мг/куб.
м│ │ │ │ │ │ │
├───────┼─────────┼─────────┼─────────┼───────┼─────────┼──────────┼───────────┤
│1000 │0,164 │0,46 │2,8 │40 │0,27 │1,79 │1:7 │
│2000 │0,13 │0,36 │2,8 │40 │0,21 │1,43 │1:7 │
└───────┴─────────┴─────────┴─────────┴───────┴─────────┴──────────┴───────────┘
Из таблицы видно, что показатели,
характеризующие разброс данных (в таблице масштаб распределения и угол
наклона), на обоих изученных расстояниях не отличаются друг от друга. Это
объясняется общим источником загрязнения и практически одновременным отбором
проб атмосферного воздуха на исследуемых расстояниях. Остальные параметры,
характеризующие распределение концентраций на этих расстояниях, отличаются друг
от друга и, как и следовало ожидать, они выше на расстоянии 1000 м от источника
выброса.
Таким образом, проведенные исследования
по оценке влияния газовоздушных выбросов производств
акрилатов позволяют обратить внимание органов санэпидслужбы,
что действующие производства акриловых мономеров являются значительными
источниками загрязнения атмосферного воздуха. Для оценки степени загрязнения
атмосферного воздуха акриловыми соединениями при подфакельных
исследованиях целесообразно использовать метод кумулятивных кривых при
обработке результатов анализа.
4. ОРГАНИЗАЦИЯ
КОНТРОЛЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА
В РАЙОНАХ РАЗМЕЩЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВ АКРИЛАТОВ
Контроль за эффективностью работы газоочистных сооружений и за содержанием
вредных веществ в источниках выбросов в процессе эксплуатации производств
должен осуществляться санитарными лабораториями предприятий по графику,
согласованному с органами Государственного санитарного надзора. Для принятия
правильного решения согласования графика контроля санитарный врач должен
ознакомиться с технологическими регламентами и материальными балансами
производства по стадиям технологического процесса, уточнить состав применяемого
сырья, образующихся побочных и промежуточных продуктов, выяснить условия
образования газовоздушных выбросов и перечень
примесей вредных химических веществ, поступающих с газовоздушными
выбросами в атмосферный воздух. На период пуска новых производств акрилатов в
эксплуатацию и после завершения капитальных ремонтных работ в действующих
производствах должен составляться отдельный график контроля
за выбросами в атмосферу, предусматривающий более частый отбор проб
воздуха в источниках, чем в период их эксплуатации на проектном режиме. Такой
график согласовывается органами санитарного надзора на весь период
пусконаладочных работ и осуществляется также санитарными лабораториями
промпредприятий.
Одновременно с контролем в источниках
выбросов следует проводить исследования загрязнения атмосферного воздуха. Контроль за загрязнением атмосферного воздуха должен
осуществляться как органами санитарного надзора, так и ведомственными
санитарными лабораториями промышленных предприятий и лабораториями
Государственного комитета по метеорологии и охране природной среды (Госкомгидромета). Силами ведомственной лаборатории и
лабораторий Госкомгидромета отбор проб воздуха
необходимо осуществлять на стационарных постах, устанавливаемых на границе
санитарно-защитной зоны и в жилой зоне, подвергающейся воздействию выбросов
акрилатов. Частота отбора проб воздуха на стационарных постах должна
соответствовать требованиям ГОСТ 17.2.3.01-86 "Охрана природы. Атмосфера.
Правила контроля качества воздуха населенных пунктов". Перечень ингредиентов,
подлежащих контролю, определяется в каждом конкретном случае исходя из
особенностей технологических процессов, набора цехов и производств и с учетом
используемого сырья, образующихся побочных и промежуточных продуктов, готовой
продукции, количества и состава газовоздушных
выбросов. Все данные по контролю за содержанием
акрилатов и других веществ в атмосферном воздухе и стационарных постах
передаются санитарным органам для обработки и использования при изучении
влияния выбросов на состояние здоровья населения.
Лабораториям санитарно-эпидемиологической
службы целесообразно осуществлять оперативный контроль при подфакельных
исследованиях, по результатам которых должны приниматься оперативные меры по
снижению выбросов. При подфакельных исследованиях
отбор проб воздуха должен проводиться на разных расстояниях от источников
выброса в зависимости от конкретных условий, мощности предприятия, объемов
валовых выбросов, высоты выброса, рельефа местности и расстояния до селитебных
зон. Исследования должны проводиться в течение всего года с отбором проб на
анализ в каждой точке не менее 25 за сезон (летний, зимний, переходный).
Для анализа акриловых соединений в
атмосферном воздухе должны применяться апробированные и утвержденные Минздравом
СССР газохроматографические методики. Для контроля в источниках выбросов
допускается применение санитарно-химических, спектро-
и фотометрических методик.
Результаты исследований должны быть
подвергнуты статистической обработке в соответствии с "Инструкцией по
проведению сбора, обработки и порядку представления данных об изменениях в
состоянии здоровья населения, связанных с загрязнением окружающей природной
среды", утвержденной Минздравом СССР за N 3902-85. Полученные величины
содержания акриловых соединений в атмосферном воздухе следует сравнивать с
величинами утвержденных максимально разовых и среднесуточных ПДК (список N
3688-84 от 27.08.84). При этом необходимо учитывать, что акриловые соединения
при совместном присутствии могут обладать потенцирующим или суммационным
токсическим действием. Например: метилметакрилат и бутилакрилат
при совместном присутствии в атмосферном воздухе обладают потенцирующим
действием, а акриловая и метакриловая кислоты обладают эффектом суммации. В
связи с этим для суммарной оценки степени опасности загрязнения атмосферного
воздуха расчеты следует вести по следующим формулам в зависимости от эффекта
комбинированного действия: при эффекте потенцирования по формуле:
С С С
1 2
н
К
= --------- + --------- + --------- <= 1,
сум ПДК x К ПДК x К
ПДК x К
1 п 2
п н п
при эффекте суммации по формуле:
С С С
1 2
н
К = ---- + ---- + ---- <= 1,
сум ПДК
ПДК ПДК
1 2
н
где:
К - суммарный показатель загрязнения атмосферного воздуха
сум
акриловыми
соединениями;
С
- фактические концентрации
акриловых соединений в
1,2,н
атмосферном воздухе;
ПДК
- предельно допустимые
концентрации определяемых
1,2,н
акриловых
соединений;
К - коэффициент потенцирования.
п
5.
ПРЕДУПРЕДИТЕЛЬНЫЙ И ТЕКУЩИЙ САНИТАРНЫЙ НАДЗОР
ЗА ПРЕДПРИЯТИЯМИ ПО ПРОИЗВОДСТВУ АКРИЛАТОВ
Предупредительный санитарный надзор за
охраной атмосферного воздуха при проектировании и строительстве производств
акрилатов осуществляется на следующих стадиях: при выборе места под
строительство и оформлении актов по отводу земельных участков под
строительство, рассмотрении технико-экономических расчетов (ТЭР) или
обоснований (ТЭО) и проектов строительства и реконструкции отдельных
производств или комплекса производств акрилатов; проектов охраны окружающей
среды, предельно допустимых выбросов (ПДВ) и организации санитарно-защитных
зон, а также при строительстве и реконструкции производств и вводе их в
эксплуатацию. Площадка под строительство производства акрилатов должна быть
выбрана с учетом розы ветров, рельефа местности и расположения других
предприятий и производств с размещением производств
акрилатов с подветренной стороны по отношению к населенным пунктам и селитебным
территориям городов. Технологические установки необходимо размещать в порядке
последовательности технологического процесса, очередности строительства и ввода
их в эксплуатацию. Проекты строительства и реконструкции производств акрилатов
подлежат согласованию с органами Государственного санитарного надзора в случаях
отступлений от санитарных норм и правил, при проектировании опытно-промышленных
производств, при отсутствии технических решений по защите окружающей среды, при
использовании новых токсических веществ с неустановленными гигиеническими
нормативами содержания их в атмосферном воздухе. В проекте должны быть
представлены данные, подтверждающие эффективность проектируемых мероприятий по
охране окружающей среды и систем очистки газовоздушных
выбросов, уточненные расчеты прогнозируемого уровня загрязнения атмосферного
воздуха, проекты норм ПДВ и план мероприятий по их достижению. Расчет
максимальных приземных концентраций вредных веществ от производств акрилатов и
определение величины санитарно-защитной зоны должны базироваться на учете:
- всех источников выбросов, включая организованные и неорганизованные;
- существующего фонового уровня
загрязнения атмосферного воздуха по данным натурных наблюдений при различных
метеоусловиях, включая и приземные инверсии;
- эффекта суммации или потенцирования
действия вредных веществ, поступающих в атмосферный воздух
как от производств акрилатов, так и от других химических и теплоэнергетических
предприятий в этой зоне. В тех случаях, когда фоновые концентрации вредных
веществ по отдельным ингредиентам или при суммации их токсического действия
находятся на уровне гигиенических нормативов или превышают их, степень очистки газовоздушных выбросов должна обеспечить содержание
акриловых соединений в источниках газовоздушных
выбросов не выше ПДК для атмосферного воздуха населенных мест.
При осуществлении предупредительного
санитарного надзора необходимо учитывать следующее: производства акрилатов и
полимеров на их основе целесообразно размещать в общем комплексе химических
предприятий с расчетом создания единой технологической цепочки, полностью
сбалансированной по сырью и готовой продукции; в разделе
охраны атмосферного воздуха следует обращать внимание на материальный баланс
производства, полноту учета и расшифровки химических веществ, образующихся в
процессе органического синтеза на разных стадиях технологических процессов, на
условия формирования газовоздушных выбросов, выбор и
обоснованность методов их очистки и эффективность их работы; максимальное
использование рекуперационных методов с возвратом
извлеченных из газовоздушных выбросов продуктов в
производство; термический метод обезвреживания газовоздушных выбросов рассматривать лишь как доочистку
после предварительной очистки или улавливания выбрасываемых продуктов на
локальных очистных установках; предусмотрена ли в составе проектируемого
производства система лабораторного контроля за составом газовоздушных
выбросов в местах их образования, до и после локальных очистных сооружений и
установок, а также за влиянием выбросов на загрязнение атмосферного воздуха.
При гигиенической оценке проектируемых и существующих систем
и методов очистки врачу необходимо иметь в виду, что угольная адсорбция
акриловых соединений из газовоздушных выбросов не
является эффективной в связи со способностью многих акрилатов к полимеризации,
а при применении конденсаторов и холодильников для улавливания паров акрилатов
из выбросов в качестве хладоагента должен применяться
рассол с глубоким захолаживанием (до -20 °C и ниже).
Кроме того, учитывая, что большинство акриловых соединений обладает резким
специфическим запахом, должны предусматриваться методы очистки и дезодорации не
только организованных технологических газовоздушных
выбросов, но и удаляемого из помещений вытяжного воздуха системами местной и общеобменной вентиляции.
Решение об отводе под строительство и
согласовании ТЭРа принимается после всесторонней
гигиенической оценки всего комплекса запроектированных мероприятий по охране
воздушного бассейна. В ходе строительства производств акрилатов санитарной
службой осуществляется контроль за полнотой реализации
мероприятий по охране атмосферного воздуха, согласованных на стадиях выбора
участка и рассмотрения ТЭРа и технического проекта.
Все отклонения от согласованного проекта, допущенные в ходе строительства и
повлекшие за собой изменения технологических режимов производства, состава
применяемого сырья и вспомогательных продуктов, состава образующихся газовоздушных выбросов и методов их очистки или
обезвреживания, подлежат дополнительному согласованию с санитарными органами до
предъявления строящегося производства рабочей и государственной комиссиям. При
приемке производства акрилатов в эксплуатацию гигиеническая оценка мероприятий
по охране атмосферного воздуха дается по фактическим замерам параметров работы газопылеулавливающих установок и состава
выбрасываемых в атмосферу газов, выполненным санитарной лабораторией
промышленного предприятия под контролем санитарной службы. В
случае несоответствия фактической работы очистных установок и состава газовоздушных выбросов согласованным проектным параметрам
должна создаваться специальная комиссия из технологов производства, авторов
проекта и представителей научно-исследовательского технологического института,
разработавшего технологию производства, для установления причин выявленных
несоответствий и разработки мероприятий по доведению режимов работы очистных
сооружений и состава выбросов до проектных условий.
После приемки производства в эксплуатацию
государственной комиссией текущий контроль за
эксплуатацией очистных сооружений, за составом газовоздушных
выбросов и влиянием их на загрязнения атмосферного воздуха за пределами промплощадки является обязанностью санитарных лабораторий
промышленных предприятий.
Текущий санитарный контроль включает в
себя контроль за эксплуатацией действующих производств
акрилатов в соответствии с санитарными нормами и правилами, за выполнением
мероприятий по сокращению выбросов и улучшению работы газопылеулавливающих
установок и за влиянием выбросов на санитарное состояние окружающей среды. При
проведении текущего санитарного надзора на первом этапе необходимо осуществить
сбор и анализ имеющейся исходной информации по характеристике газовоздушных выбросов в производствах акрилатов, условий
их формирования и влиянию на санитарное состояние окружающей среды. На втором этапе
производится гигиеническое обследование производства с целью изучения
технологического процесса как источника загрязнения атмосферного воздуха.
Источниками
информации при осуществлении текущего санитарного надзора служат:
технико-экономические расчеты (обоснование) и технические проекты на
строительство и реконструкцию производств акрилатов, технологические регламенты
производств и очистных сооружений, паспорта на газопылеулавливающие
установки, результаты лабораторных и полупроизводственных испытаний способов и
методов утилизации, очистки и обезвреживания газовоздушных
выбросов, результаты лабораторного контроля за составом газовоздушных
выбросов на всех стадиях технологического процесса производств акрилатов и
очистки газовых выбросов. При подготовке программы
санитарного обследования производства санитарный врач должен сопоставить расход
сырья и вспомогательных продуктов, предусмотренный проектом, и фактический за
последний год и соответствие их относительно на единицу готовой продукции;
уточнить все изменения и дополнения, включенные в технологический регламент
после последней проверки производства, проанализировать все имеющиеся на
производстве данные по составу газовоздушных
выбросов, по эффективности работы газопылеулавливающего
оборудования и с учетом этого наметить точки отбора проб газовоздушных
выбросов и определить перечень химических веществ, подлежащих аналитическому
контролю в источниках выбросов. Важным элементом текущего санитарного надзора
является проведение работ по изучению влияния газовоздушных
выбросов производств акрилатов на состояние здоровья населения. Эти работы
целесообразно выполнять с привлечением научных организаций гигиенического и
лечебного профиля, кафедр мединститутов и лечебно-профилактических учреждений.
В объем работ по изучению влияния выбросов производств акрилатов на состояние
здоровья населения должны входить выборка заболеваемости населения
бронхолегочной патологией, сердечно-сосудистой
системы, болезнями крови и кроветворных органов, а также выявление осложнений беременности,
родов и послеродового периода.
По результатам текущего санитарного
надзора при необходимости оформляются соответствующие предписания в адрес
администрации предприятия или вышестоящего органа о разработке и внедрении
дополнительных мероприятий по охране атмосферного воздуха или о приостановке
эксплуатации производств акрилатов или отдельных цехов до устранения отмеченных
в предписаниях нарушений санитарного законодательства в области охраны
окружающей среды.