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你知道嗎?瀝青VOC的危害與防治

點擊次數:682  發布時間:2020-09-04

一、瀝青VOC概述

voc (Volatile Organic Compound s,揮發性有機化合物),根據世界衛生組織在1989年的定義,VoC是指沸點在50℃-260℃之間,室溫下飽和蒸氣壓超過133.32Pa,常溫下以氣體形式存在的有機物。根據其化學結構可進一步分為芳經類、鹵經類、烷類、烯類、醛類、酯類、酮類和其他化合物。由于高溫條件下瀝青產生氣溶膠的沸點遠大于該定義范圍,因此通常將瀝青VOC定義為瀝青在瀝青產生氣溶膠的沸點遠大于該定義范圍,因此通常將瀝青VOC定義為瀝青在高溫狀態下揮發的氣溶膠〔粒徑小于10微米)和氣體物質。

 

瀝青voc的主要成分為包括鹵代怪、含氧經、氮經、硫經、低沸點的多環芳香經在內的經類物質。此類物質活性強、危害大,其中某些成分在光照或紫外線的作用誘導下,會與大氣中其他成分發生光化學反應。造成的煙霧不僅致使能見度降低、給日常生產生活造成不便,更嚴重的是會產生如過氧苯酰硝酸酯、過氧乙酰硝酸酯等危害人體呼吸道、神經系統、心血管系統的有毒有害物質。

 

二、瀝青VOC的危害

 

組成瀝青的有機經類化合物,經濕度、溫度、紫外線照射等自然環境因素的促進,在儲存、加工、運輸、拌合、攤鋪、壓實以及使用過程中,都會產生一定的揮發行為。瀝青煙氣是由多種物質組成的復雜混合物,其所含的苯并芘、吖啶類、蒽萘類、吡啶類、酚類等物質已經研究確定對人體有害,此類物質造成的污染會影響動植物和人體的生長發育,如果長時間身處被瀝青煙氣污染的環境,將可能引起皮膚、呼吸道、神經系統方面的疾病,甚至誘發癌癥。長期在污染環境下作業,會引發一系列急性或慢性傷害,嚴重危害人體健康。

 

 癌癥研究機構于1987年就將瀝青煙氣列為可疑致癌物,次年,美國國家職業安全與衛生機構也將其列為潛在致癌物,并就其制定了相應衛生標準。隨著研究的進展,Genevios等人認為瀝青的致癌作用不僅是 PAHs 的作用,含氧、氮、硫的雜環經類衍生物也有一定作用。瀝青voC中所含的苯并芘是致癌的主要物質之一。除此以外,有研究報道顯示,苯并芘對神經系統也具有一定毒性。學者David26通過研究得出結論,苯并芘及其代謝物可以通過血腦屏障進入實驗鼠腦組織。涂白杰的亞慢性染毒實驗也初步證實,苯并芘對實驗用小鼠的表面神經系統和中樞神經系統都產生了一定的損傷。

 

 三、瀝青煙氣污染防治技術

 

由于瀝青路面在鋪設過程中VOCs釋放不集中,不可能全過程中進行收集治理。因此,以下主要針對源頭控制(原料及工藝技術改進)與攪拌站瀝青煙氣末端治理進行詳細分析。

源頭控制

瀝青混合料溫拌技術:通過一定的辦法,在較低溫度下對瀝青混合料進行拌和及施工,使瀝青的粘度降低,這樣可以有效減少瀝青在高溫下釋放的有害氣體和顆粒,而且能夠使瀝青混合料性能滿足熱拌和瀝青混合料性能的規范指標。目前,國內外采用的技術方法有以下四種:

(1)使用瀝青降粘劑

目前,世界范圍內普遍使用的一種瀝青降粘劑是Sasobit,它是一種合成的直鏈脂肪碳氫混合物,它的主鏈由40~115個碳原子形成,溫度超過115℃時就會在瀝青中溶解。

(2)沸石降粘技術

沸石具有架狀結構,內部結構為三維鋁氧四面體和三維硅氧四面體,它們排列成一定規律的晶體骨架。德國Eurovia 公司生產的一種人工合成沸石Aspha-Min,是一種比表面積較大的聯通多孔結構的白色超細粉末,能夠吸收20%以上的水分。與瀝青混合后,它釋放出的水分會使膠結料的體積產生膨脹,從而形成泡沫瀝青,使瀝青能在較低的溫度下對集料進行有效覆蓋,這樣能夠使混合料的拌和溫度降低。

(3)泡沫發泡降粘技術

這種技術的關鍵在于溫度為110℃左右,將軟質瀝青與石料充分拌和,讓軟質瀝青完全覆蓋在石料表面,然后再將硬質瀝青以泡沫瀝青的形式噴入并迅速拌和。在此過程中必須保證集料表面沒有水分存在。為了進一步降低拌和溫度,研究人員研究了采用泡沫瀝青制備半溫瀝青混合料的技術。它可以將拌和溫度控制在低于100℃,全部瀝青結合料以泡沫形式加入,這種技術得到瀝青混合料的使用期限與熱拌和得到的瀝青混合料相當,但是抗剪性能不如熱拌和瀝青混合料。

(4)乳化瀝青溫拌技術

以特殊的乳化瀝青代替目前使用的熱瀝青,可將拌和溫度設定在100℃左右,乳化瀝青中的水在拌和時以水蒸氣的形式揮發至空氣中,該技術主要采用高含量的乳化瀝青,它可以使拌和與壓實溫度降低,而且外觀與熱拌和瀝青混合料相同,但是乳化瀝青的乳化劑成本較高,導致生產成本較高。

使用抑煙劑改性瀝青混合料:

目前,主要是控制瀝青混合料遇明火燃燒時釋放的有害氣體,將瀝青加熱到一定溫度后,添加一些阻燃劑,通過高速剪切與瀝青充分混合后即可起到一定的抑煙效果。常用的抑煙劑有無機的氮類、銻化合物類(如三氧化二銻)、硼化合物類(如硼酸鋅)、鎂化合物類(如三氧化二鎂)、鋁化合物類(如氫氧化鋁)等,有機化合物類分為磷系和鹵系兩個系列,常用的有SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)和PE(聚乙烯)。

 

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