铝型材表面处理行业环境风险影响分析及防治对策

摘 要：铝型材表面处理过程中会使用大量危险化学品，若危险化学品在厂区暂存或使用不当，容易发生泄漏、火灾甚至爆炸事故，事故产生的污染物或次生污染物可能会引起环境污染。以某铝型材表面处理企业S企业为例，开展环境风险事故识别，然后使用预测模型开展大气环境风险预测，根据预测结果提出合理的环境风险防范和应急措施，并根据该企业的运行情况，验证措施的可行性，旨在为铝型材表面处理行业的环境风险管理提供科学依据。

关键词：铝型材；风险预测；风险防范

中图分类号：X53 文献标识码：A 文章编号：1008-9500（2024）10-0-03

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Analysis of Environmental Risk Impact and Risk Prevention Strategies in the Surface Treatment Industry for Aluminum Profiles

XIAO Jieyun

（Foshan Huansheng Ecological Environment Technology Co.， Ltd.， Foshan 528231， China）

Abstract： A large amount of hazardous chemicals are used in the surface treatment process of aluminum profiles. If hazardous chemicals are temporarily stored or used improperly in the factory area， they are prone to leakage， fire， and even explosion accidents. The pollutants or secondary pollutants generated by accidents may cause environmental pollution. Taking a certain aluminum profile surface treatment enterprise S as an example， environmental risk accident identification is carried out， and then a prediction model is used to predict atmospheric environmental risks. Based on the prediction results， reasonable environmental risk prevention and emergency measures is proposed. The feasibility of the measures is verified according to the operation of the enterprise， aiming to provide scientific basis for environmental risk management in the aluminum profile surface treatment industry.

Keywords： aluminum profile; risk prediction; risk prevention

某铝型材表面处理企业 S企业是一家集生产、研发、设计、销售于一体的综合型国家高新技术集团企业，在环保和节能方面做出了积极的努力，特别是在环境风险防范上，已取得良好的效果[1-2]。铝型材表面处理过程中需要使用大量危险化学品，若这些化学品储存或使用不当，会对环境构成潜在威胁。因此，识别铝型材表面处理涉及的环境风险事故，并基于风险预测结果提出相应的防治对策，具有重要的现实意义，能够为铝型材表面处理领域环境风险控制提供支持。

1 被调研企业的基本概况

S企业的主要产品包括阳极氧化着色型材、氧化电泳型材、喷粉型材及喷漆型材。对照《建设项目环境风险评价技术导则》（HJ 169—2018）附录B及《企业突发环境事件风险分级方法》（HJ 941—2018），S企业生产过程中主要涉及的突发环境事件风险物质包括硫酸、硝酸、盐酸、氢氟酸、硫酸镍、氟碳漆中的甲苯、二甲苯、丁基卡必醇及丁酮等。企业运行过程容易发生泄漏、火灾事故，因此选择硫酸、CO作为主要的危险因子，并运用大气风险预测模型开展大气环境风险预测，根据预测结果提出合理的环境风险防范和应急措施。

2 风险事故源强

2.1 硫酸泄漏量

S企业生产过程中需要使用大量的硫酸，硫酸一般贮存在10 m3的硫酸储罐中，硫酸泄漏事故是生产中常见的突发事件之一。为了解硫酸泄漏量，使用伯努利方程计算硫酸泄漏速率QL。硫酸储罐有专人管理，而且硫酸泄漏会产生明显的刺激性气味，易被发现，故根据S企业的管理情况，将事故泄漏时间设定为10 min。QL的计算公式为

（1）

式中：P和P0分别为容器内的介质压力和环境压力，按101 325 Pa计；ρ为泄漏液体密度，即硫酸密度，为1 830 kg/m3；g为重力加速度，取值为9.81 m/s2；

h为裂口之上液体高度，取值为0.2 m；Cd为液体泄漏系数，取值为0.63；A为裂口面积，按直径为10 mm

的圆形裂口计，则A为0.000 078 5 m2。根据式（1）得出QL为0.368 9 kg/s。事故泄漏时间设定为10 min，

即可计算得出硫酸的泄漏量为221.34 kg。

2.2 硫酸雾蒸发量

标准大气压下硫酸的沸点为337 ℃，常压下硫酸的沸点大于环境气温及储存温度，不会发生闪蒸蒸发及热量蒸发，主要蒸发量为质量蒸发。硫酸蒸发速度Q3的计算公式为

（2）

式中：Q3为多年日平均温度下的蒸发速度，kg/s；p为液体表面蒸汽压，取值为0.02 Pa；R为气体常数，取值为8.314 J/（mol·K）；T0为环境温度，取值为25 ℃，即298.15 K；u为风速，选取最不利气象条件，即取F类稳定度，风速为1.5 m/s；M为摩尔质量（分子量），硫酸的摩尔质量为0.098 08 kg/mol；r为液池半径，取值为2.78 m；α、n为大气稳定度系数，取稳定条件参数，即α取值为5.285×10-3、n取值为0.3。根据式（2），计算得出泄漏的硫酸蒸发速度Q3为0.000 144 5 kg/s。假设从发生泄漏到清除干净地面的泄漏物时间共30 min，质量蒸发时间按30 min计算，则硫酸蒸发泄漏量为0.260 1 kg。

2.3 CO产生量

S企业生产过程使用了氟碳漆，氟碳漆含有大量稀释剂，若管理不当，可能发生火灾事故。火灾伴生/次生CO产生量的计算公式为

G=2 330qCQ（3）

式中：G为CO的产生量，kg/s；C为物质中碳的含量，取值为60%；q为化学不完全燃烧值，取值为6%；Q为参与燃烧的物质量。S企业的有机涂料最大暂存量为5 t，火灾时间按2 h计算，则Q为0.000 7 t/s。

根据式（3），计算得出厂区火灾/爆炸CO的产生速率为0.059 kg/s。火灾时间按2 h计算，可计算得出CO产生量为422.76 kg。

3 事故后果预测

3.1 预测模型及参数

硫酸和CO均为轻质气体，因此选择《建设项目环境风险技术评价导则》（HJ 169—2018）推荐的AFTOX大气风险预测模型进行预测。预测参数中的气象条件选取最不利气象条件进行后果预测，风速取值为1.5 m/s，环境温度取值为25 ℃，相对湿度取值为50%，稳定度取值为F，地表粗糙度取值为1 m，考虑地形影响。

3.2 评价标准

使用大气毒性终点浓度作为判断危险物质对周边环境风险影响程度的标准。当大气中的危险物质浓度低于大气毒性终点浓度-1限值时，暴露1 h对绝大部分人员没有生命危险，然而一旦超过该限值，则可能对人体造成伤害；当大气中的危险物质浓度低于大气毒性终点浓度-2限值时，暴露1 h一般不会对人体造成不可逆的伤害，或出现症状，一般也不影响该个体采取有效防护措施的能力。危险物质大气毒性终点浓度值如表1所示。

3.3 预测结果

大气风险预测结果如表2所示。由表2可知，硫酸和CO的最大浓度值未超过硫酸和CO的大气毒性终点浓度值。

3.4 环境风险影响分析

由预测结lroYe4zVV9ETSaxKOYqgBw==果可知，硫酸泄漏的区域最大毒性浓度小于大气毒性终点浓度-2，说明硫酸扩散不会对敏感目标产生明显影响。火灾情况下CO的区域最大毒性浓度小于大气毒性终点浓度-2，证明铝型材表面处理行业在环境风险事故情况下对大气环境的影响尚处于可控区间但突发环境风险事故具有不确定性，为了保护企业员工的身体健康，减少对周边环境的影响，建设单位仍需要加强项目化学品泄漏风险防范措施，避免发生化学品泄漏事故[3]。

4 风险防范措施

4.1 大气污染风险防范措施

为了避免出现泄漏事故，硫酸储罐选用玻璃钢材质，储罐周围设有围堰，并有专人管理，内部设有视频监控系统，配备人员防护器具和抢救装备。定期对储罐、阀门等进行检修、维护，尽量减少危险物质在厂区内的贮存量。S企业配备了自行监测设备，会定期检测储罐周边的化学品浓度，一旦发现浓度超标，立即启动应急预案，将事故风险对环境的危害降到最低[4]。

4.2 地表水污染风险防范措施

为了防止泄漏的液体化学品、受污染的消防废水向地表水体扩散，污染纳污水体，S企业在化学品仓库设置了事故沟和围堰。事故沟及围墙采用防腐、防渗涂层。事故沟通过专管连接至事故应急池。厂区内的雨水管网系统设置有排水切换阀，事故情况下可关闭雨水阀门，将消防废水引入事故应急池。S企业根据《石油化工环境保护设计规范》（SH/T 3024—2017）设置了足够容积的事故应急池，并每年开展突发环境事件应急演练。

4.3 土壤及地下水污染风险防范措施

为了防止泄漏的液体化学品、渗漏生产废水、受污染的消防废水向土壤和地下水环境扩散，污染土壤和地下水环境，S企业厂区实行分区防渗。其中，氧化电泳车间、含镍废水预处理系统、综合废水处理系统属于重点防渗区，参考《危险废物填埋污染控制标准》（GB 18598—2019）防渗要求建设；危废暂存间、化学品仓、事故应急池、回用水处理系统属于一般防渗区，参考《危险废物贮存污染控制标准》（GB 18597—2023）防渗要求建设；挤压车间属于简单防渗区，进行一般地面硬化。根据S企业定期开展的土壤环境自行监测结果和地下水环境跟踪监测结果，未发现企业特征污染因子超标情况。

5 结论

铝型材表面处理行业需使用大量的危险化学品，容易发生泄漏、火灾甚至爆炸事故，因此企业在建设和运营过程中应严格落实风险防范措施，加强管理，避免发生环境风险事故。在发生泄漏事故、火灾事故时，必须及时采取措施切断泄漏源，并做好各项应急处理工作。根据预测分析，并结合S企业多年的运营经验，在落实风险防范措施、制定应急预案、定期开展应急演练的情况下，可有效减少突发环境事件，减轻突发环境事件带来的环境影响。

参考文献

1 吴小龙，李丹丹，李功梅，等.铝型材加工企业产生的铝灰渣及铝污泥的无害化及资源化处理[J].广州化工，2022（22）：160-162.

2 胡华清，高志杰，陈细妹，等.铝材碱蚀清洗废水制取Al（OH）3铝泥工艺研究[J].中国环保产业，2022（7）：45-51.

3 张 兴.铝型材建设项目的典型污染及治理对策[J].中国资源综合利用，2021（11）：161-163.

4 黄雯海.铝型材阳极氧化工艺的清洁生产分析[J].皮革制作与环保科技，2021（19）：137-138.