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油墨生产企业VOCs排放检测生产车间检测要点

三方检测单位 2018-05-03

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油墨生产涉及树脂合成、颜料分散、油墨调配等核心工序,过程中会释放苯系物、酯类、酮类等挥发性有机物(VOCs),不仅加剧臭氧污染,还可能对车间工人健康造成慢性损害。随着《挥发性有机物无组织排放控制标准》(GB 37822-2019)等法规落地,企业需通过精准检测掌握车间VOCs排放特征,为治理设施优化、合规性评估提供支撑。本文结合油墨生产工艺特点,梳理车间VOCs检测的核心要点,助力企业构建科学的监测体系。

检测点的精准选取:覆盖关键工序与无组织区域

车间VOCs排放源分为有组织(经排气筒收集)与无组织(直接扩散)两类,检测点需精准匹配工艺节点。例如树脂合成工序中,反应釜在升温聚合时,顶空会释放高浓度溶剂蒸汽,其尾气排放口是有组织检测的核心点——需按照《固定污染源监测技术规范》设置采样断面,采样点位于排气筒中心、距内壁不小于0.3米,确保捕获真实排放浓度。颜料分散工序中,工人手动添加钛白粉、炭黑等固体颜料时,扬起的粉尘会裹挟未完全分散的溶剂,因此需在操作工位上方1.5米(呼吸带高度)设置无组织采样点,覆盖工人实际接触区域。此外,油墨调配的混料机进料口、溶剂回收塔的塔顶排气口,以及车间内未封闭的物料传输通道、敞开式储罐区,都是易被忽视但需重点覆盖的检测点。

某油墨企业曾因仅检测反应釜尾气,未关注颜料分散工位的无组织排放,导致职业健康检查时发现工人甲苯接触浓度超标——后续在工位附近增设采样点,才发现该区域甲苯浓度是车间平均浓度的3倍,及时调整了局部通风设施。

检测时段的科学选择:匹配生产工况与波动周期

VOCs排放强度与生产工况直接相关,检测需优先选择企业满负荷、连续稳定运行的时段。例如树脂合成维持反应温度80-100℃、搅拌速率200rpm时,溶剂挥发量处于稳定水平,数据能反映正常生产的排放特征。同时,需覆盖异常工况:设备启动时,反应釜从室温升至反应温度的过程中,溶剂蒸汽未被完全收集,会有大量无组织排放;设备清洗时,工人用乙酸乙酯冲洗混料机内壁,溶剂会以雾状形式扩散,此时需增加采样频次(如每10分钟采1次样),捕捉短时间内的高浓度峰值。

某企业曾因未检测清洗时段的排放,环保检查时发现车间内乙酸乙酯浓度超标1.5倍——后续将清洗时段纳入必测范围,发现该时段排放浓度是正常时段的5倍,及时优化了清洗溶剂的回收系统(如增加局部集气罩)。

检测因子的针对性确定:结合油墨成分与法规要求

检测因子需兼顾油墨配方与法规管控重点。油墨中的VOCs主要来自溶剂(如甲苯、乙酸乙酯)、树脂(如丙烯酸树脂中的残留单体),因此需优先选择苯系物(苯、甲苯、二甲苯)、酯类(乙酸乙酯、乙酸丁酯)、酮类(丙酮、丁酮)等特征因子——其中苯是Ⅰ类致癌物质,是《重点管控新污染物清单》中的必测项;甲苯的职业接触限值(PC-TWA)为50mg/m³,需重点关注。此外,非甲烷总烃(NMHC)作为综合指标,能反映VOCs总体排放水平,符合《挥发性有机物无组织排放控制标准》的要求。

某水性油墨企业曾因仅测NMHC,未关注乙二醇乙醚(树脂合成的残留单体),导致环保部门检查时发现特征因子超标——后续补充检测乙二醇乙醚,才发现其排放浓度达20mg/m³(远超参考限值10mg/m³),及时调整了树脂合成工艺(如延长熟化时间,减少残留单体)。

采样方法的规范执行:规避冷凝与干扰风险

VOCs具有易冷凝、易吸附的特性,采样方法不规范会导致数据偏差。有组织排放采样时,需使用加热型采样管(温度设定120-150℃)——如乙酸丁酯的沸点为126℃,若采样管未加热,蒸汽遇冷会凝结成液体,附着在采样管内壁,导致检测结果偏低。采样管需连接保温箱,确保气体传输过程中温度稳定;同时,采样前需用氮气吹扫采样管,避免残留污染物干扰。

无组织排放采样时,需遵循《环境空气 挥发性有机物的测定 罐采样/气相色谱-质谱法》(HJ 759-2015):采样罐需提前抽至真空(≤5Pa),采样时缓慢打开阀门(流速≤100ml/min),让空气匀速进入罐内,采样时间不少于20分钟,保证样品能代表呼吸带的平均浓度。若使用吸附管采样,需注意吸附剂的选择——如Tenax-TA吸附剂适用于苯系物、酯类,而Carbopack B适用于高沸点VOCs,避免因吸附剂不匹配导致目标物漏检。

检测仪器的合理选用:兼顾准确性与实时性

实验室仪器与便携式仪器需配合使用。实验室检测需用气相色谱仪(GC)配氢火焰离子化检测器(FID)测NMHC,气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)测特征因子(如苯、甲苯)——这些仪器精度高(检出限可达0.01mg/m³),结果可作为执法依据。便携式仪器(如PID检测仪、红外光谱仪)用于实时监控,可快速判断车间内VOCs浓度是否超标,但只能定性或半定量(如PID检测仪对苯的响应因子与甲苯不同,易导致误判),不能替代实验室检测。

某企业曾用PID检测仪监测车间浓度,发现“甲苯超标”,但实验室检测后发现实际是乙酸乙酯浓度高——原因是PID检测仪对酯类的响应值与甲苯接近,后续改用GC-MS进行精准定性,才解决了误判问题。

无组织排放的针对性检测:关联车间密闭与通风效果

车间无组织排放的控制效果,需通过检测验证。例如车间的密闭性——若有未封闭的操作口、破损的门窗,外界空气会稀释车间内VOCs浓度,导致检测结果偏低,因此需在密闭状态下检测(如关闭门窗、启动通风系统)。通风系统的效果需检测通风口的风速(≥0.5m/s)、风量(满足车间换气次数≥6次/小时),以及通风排气口的VOCs浓度(需低于《固定污染源排气中VOCs的测定》限值)。

某车间因通风风机老化,风量不足,检测发现呼吸带甲苯浓度达80mg/m³(超过职业接触限值50mg/m³)——后续更换风机(风量从1000m³/h增至2000m³/h),再检测时浓度降至30mg/m³,符合要求。

数据有效性的严格把控:确保结果可溯源可验证

检测数据需满足“代表性、准确性、精密性”要求。采样时需做平行样(同一地点同时采2个样),相对偏差需≤10%;检测前需用标准气体校准仪器(如用100mg/m³的甲苯标准气校准GC-FID),校准曲线的相关系数≥0.999;加标回收率需在80%-120%之间(如往样品中加入10μl的乙酸乙酯标准液,回收率需≥85%)。

此外,需记录采样时的环境条件(温度、湿度、气压)——温度每变化10℃,VOCs浓度会变化约3%;湿度超过80%时,水分会干扰GC-MS的检测(如导致色谱峰拖尾),需在采样时加装干燥管(如无水氯化钙)。检测数据需保留原始记录(如采样时间、地点、仪器编号、校准记录),确保可溯源——若环保部门质疑数据真实性,可通过原始记录验证。

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