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摘要：当下，大量印刷有机废气的排放对大气环境造成了严重的污染，印刷废气的治理已经成为亟需解决的重要问题。本文简要阐述了当前印刷企业有机废气治理中存在的问题，从印刷材料、废气收集、末端治理、机理研究与建模等方面介绍了印刷有机废气治理现状，并分析了废气治理研究趋势。
关键词：印刷；有机废气；治理现状；研究趋势
a深圳市龙岗区环境保护和水务局 广东深圳 518000
摘要：近年来，随着城镇化及经济的快速发展，地下水污染情况也越来越严重，地下水污染直接影响了人们生活和工农业的生产，对生态环境和人类健康造成了危害，面对这日益加剧的污染我们只有做好防预防治，才能使地下水水质得到保护，本文首先介绍了地下水污染形成的主要原因，分析了地下水污染的预防问题，提出了地下水环境控制的几点措施，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面就地下水修复的主要應用展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。
关键词：地下水；污染场地；控制；修复
1、地下水污染形成的主要原因
首先，城市主要污染垃圾过多。随着人们物质生活水平的不断提高，产生的废弃垃圾和污染源也越来越多，表现特别明显的是：工业垃圾和家庭垃圾的与日俱增。每户平均的日垃圾产量基数呈现出不断增加趋势，使得我们的总数越来越大。在这种形势下，需要我们树立起减少垃圾污染的意识，学会多次利用物品，充分发挥其使用价值；其次，可溶性污染物较多，尤其是化工类企业，每天会产生许多污染性极强的化学药物，大多都是可溶性的污染物，很容易与周围物体进行溶解，从而不断扩大污染范围，加剧污染程度，这要求化工类企业在进行垃圾处理时，就要对其合理分类，多次利用可循环使用的物品，提高资源的使用率；最后，非混合物污染物存在于城市的多个角落，而且大多呈现的是液态状态，溶于水中会导致水中大量微生物死亡，这些微生物死亡后的尸体大多溶解到水中，会严重污染水资源。
2、地下水污染造成的危害
2.1地下水污染会直接危害人们的身体健康
毫无疑问，地下水受到污染后会直接影响到水的质量，人们在饮用后就会危害后自身的健康。基本原理可以理解为，污染后的地下水受到了亚酸盐的注入，亚酸盐是一种致癌物，从而能够诱发癌症。在这方面，婴幼儿尤其严重，被污染的地下水会导致婴幼儿出现高铁血蛋白正，危害到生命安全。一般人在引用了污染地下水后还会引起腹泻、恶性肿瘤等情况，重金属污染的饮用水还会导致人体的慢性中毒，损害人体器官的正常运转，对人体健康产生非常不利的影响。
2.2地下水污染会造成农业经济损失
地下水污染能够降低农作物的产量及质量，甚至会造成重大的经济损失。地下水是种植物灌溉人主要来源，在农业生产中起着非常重要的作用。受到污染的地下水会直接改变土壤的天然结构，降低土壤的肥沃程度，甚至是农作物的耐寒与耐热等特性，从而直接减少农作物的产量和质量，以至于造成重大的经济损失。
2.3地下水污染会破坏生态平衡
地下水污能够促进环境的退化，造成生态平衡的破坏，地下水被污染后，会经过排出和径流，最后流到河流和湖泊。这样不仅会对河流湖泊的水资源造成了二次污染，而且还威胁到了各种生物的生长与繁殖，从而使得生态渐渐失去了平衡。
3、地下水污染的预防
3.1 地下水污染的防治规划
地下水污染防止规划有多种方案，如地下水饮用水源地防护、地下水系统完整性防护以及地下水与地表水合理安排。规划过程中，涉及多方面内容，如区域规划、经济与地理情况、土地使用情况、地质人文条件，以及水资源的开发与分析；防治规划对象为地下水污染在受到污染时表现出的脆弱性，根据土地利用情况以及污染源分布，核定地下水可承受的污染风险度；根据地下水污染防治的等级与分带，对污染的危害性予以确定。一般分为三带，一是敏感带、二是缓冲带、三是一般带。
3.2 地下水污染的预警系统
具体而言，将地下水动态资料同地下水水质对比，采取可行方式。通过相关理论研究，采用随机模型，针对地下水水质，开展预警工作。水资源的合理利用，在管理过程中，可通过计算机软件系统的设置予以安排。
3.3加强对地下水污染源的控制
加强对污染源头的控制。首先要对地下水的污染源进行深入的研究与分析，找出其中最主要的源头；然后可以针对污染源进行实时控制，可划定治理区和一般保护区。加大环境的检测，从而有效地根除污染源头。与此同时，也要严格限制废水、废气和废渣的排放。在农业方面，提高对农业的监管，合理施肥和灌溉，正确处理生活和废水的关系，加大相关的管理力度，综合监控从根源上控制住地下水的污染源。
3.4加大资金投入，切实提高污染防治能力
与地表水不同的是，污染物一旦进入到地下的含水层，它的运移速度是很缓慢的，一旦污染就很难消除。由此可见，政府部门和企业一定要加大对地下水污染的预防工作力度，做好各个方面的水污染防治建设，包括排污系统、垃圾处理厂、污水处理厂以及放渗透的建设。农业生产方面要更多采用较为高效的耕作方式和灌溉方式，工业方面则要彻底消灭“工业三废”的污染。
4、地下水环境控制的几点措施分析
4.1 完善对地下水环境的监测
需要建立完善的地下水环境监测制度，对地下水进行严密的监测，对于地下水监测中监测点的设置应该遵循以下几个要点：以工厂的厂区作为监测的重点，兼顾厂区的外围。对于厂区内可能会造成污染的各类设施都需要设置监测点，特别是那些有毒原料的储罐、污水储存池等地方；以地下水的下游作为地下水污染监测的重点，兼顾地下水上游的监测；对于地下水的监测需要设置分层监测，对于那些容易受到污染的地方和饮用水的水源地要进行重点的监测；在就是对于地下水的监测每年要进行至少两次，分别需要安排在丰水期和枯水期两个时期进行。
4.2 建立地下水污染的预警系统
我国工农业的迅速发展，虽然说对于我国经济和社会的发展起到了很大的推动作用。但是发展过程中也带来了巨大的污染，发展过程中各种废料的排放对于地下水的污染越来越严重。
4.3 污染物的清除
对与在地表泄露的污染物可以采取比较简单的方法就能去除，可以将污染的地面直接挖去。对于那些已经融入到地下水之中的污染物进行处理才是比较复杂的。一般来说对于这些溶于地下水的污染物我们可以通过抽水的方式将被污染的地下水抽出进行相应的处理。
5、地下水修复的主要应用分析
5.1 生物填料技术
生物调料技术属于环境保护技术，这类技术的重点是驯化生物填料陶粒层的制作。在制作完成这一生物填料陶粒层之后就可以将地下水抽取到地表，然后用这些陶粒层进行吸附，在陶粒层吸附处理完成之后再使用活性炭进行吸附，保证地下水之中的石油类的等有机污染物的含量能够降低到零点二毫克每升以下。
5.2 进行技术改造，运用新技术
这类新技术主要采用的材料有释碳剂、微量元素、粗砂、水以及水泥等多种材料构成。释碳剂主要是的主要作用是能够通过与微生物之间发生的反应来提供碳源。各种微量元素是为微生物提供营养。
6、地下水污染的处理方法
6.1异位处理方法
在对被污染的土体进行开挖时，当污染的范围较小时，能够通过开挖此处的污染土体来去除污染源。这种方法对于地下水的控制及治理都有很好的效果。但是对于污染范围较大的场地，直接开挖的方法就难以进行了。抽取-处理方法既是先抽取已经污染的地下水，然后进行处理的方法，处理的方法可以是物理的方法、化学的方法及微生物法。通过不停地抽取被污染的地下水，减小被污染地下水的范围和污染的程度，也可以清除含水层介质中的污染质。目前，抽取-方法一直被应用于地下水污染后的恢复和治理过程。有的时候需要注入表面活性剂吸附溶解性能，从而加快这个方法的进度。从含水层中抽取出来的地下水，可以采用多种方法进行处理，如碳吸附方法、微生物处理等。
6.2地下水污染的原位处理方法
污染土壤气体提取法，这种方法是对土壤中的带挥发性的有机物进行现场治理的方法，是一种全新的方式，用这来处理包气带中岩石介质的问题较为合适。这样可以使包气带土中的污染源进行到气相，这样就排出了。微生物排气法（Bioventing）也是原位处理的一种方法，这种方法是首先在包气带中注入并抽取空气，以此来增加地下氧气的深度，也能够加强其他微生物的降解。本方法也可以应用在所有可以降解的污染物，常应用于石油碳氢化合物污染的治理，并且在某些领域已经取得了成功。井中汽提方法，井中气体去除方法包括使地下水进行循环，在去除井中使地下水中挥发性有机物汽化，污染气体可以抽取在地表处理或进入包气带用微生物降解。部分处理后的地下水可通过井注入包气带再入渗到地下水面，未处理的地下水从底部进入井中取代被抽取的地下水。部分处理的地下水又逐渐循环进入水井被抽取处理，由此不断循环，直至达到处理的目标。总而言之，本文介绍了地下水的危害、我国地下水污染控制与治理的措施地和地下水污染的具体处理方法。我国的地下水污染是一个非常严重的问题，只有高效地处理好这些具体的问题，才能更好地解决我国的地下水问题。
7、结束语
综上所述，加强对地下水污染场地污染控制与修复的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的地下水污染场地污染控制与修复过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。
参考文献：
[1] 王敏.地下水污染场地污染的控制与修复[J].价值工程，2016（10）：60-62.
[2] 赵勇胜.地下水污染场地污染的控制与修复[J].长春工业大学学报（自然科学版），2017（01）：115-116.
[3] 赵勇胜.地下水污染场地风险管理与修复技术筛选[J].吉林大学学报（地球科学版），2016（09）：88-89.
引言
随着社会经济的发展，印刷行业也呈现出快速发展的趋势，每年排放的废气也逐渐增多，这不仅会对我国生态环境造成了非常严重的污染，而且也严重危害着人们的身体健康。因此，需要对印刷废气无组织的排放进行严格的管控，采用先进的治理工艺和设备，遏制有机废气对生态环境的破坏。基于此，本文主要对印刷有机废气治理研究现状与趋势进行分析与探讨。
1.印刷企业废气治理存在的问题
1.1 印刷车间未进行气流组织设计
大部分印刷车间没有进行功能区性分区，生产线布局不合理，送排风和车间温湿度设计比较随意，不仅能耗高，而且导致印刷车间内废气无组织散发严重。
1.2 设计风量过大
大部分的凹印、复合或涂布设备的排风量未经过设计计算，大幅超过印刷工艺需求，不仅造成风机能耗增加，同时也使废气排放浓度进一步降低，而废气处理设施却是以排放风量设计的，因此，增加的多余风量等同于增加了废气处理设施的投入成本和运行成本。加上一些企业印刷机组共用一台排风机，在部分机组未生产时，仍然按照满负荷的风机功率排风，由于全部印刷机的烘箱处于连通状态，导致处理风量额外增加。
1.3 废气设施运行不正常
出于降低成本原因，部分印刷企业擅自闲置治理设施，或者故意使治理设施处于不正常运行状态。比如：降低低温等离子运行电压，长期不更换活性炭或者将活性炭取出晾晒后回填，不及时更换损坏的紫外灯管等违法行为。
2.印刷废气治理研究现状
2.1 印刷材料方面
这方面的研究集中在不同材料的VOCs 散发特性和传质扩散模型，研究承印材料和油墨、清洗剂的匹配性，不同的印刷方式所使用油墨的VOCs 含量，以便开发环保承印材料、油墨和清洗剂[1]。比如：有学者认为扩散系数D 与VOCs 分子量负相关，分离常数Ke 与VOCs 蒸汽压正相关；有学者通过测试对比发现凹印油墨（68%～80%）含量最高，UV 胶印油墨（7%～12%）VOCs含量最低。溶剂型柔印油墨（50%～55%）、热固型轮转胶印油墨（31%～39%）、单张纸胶印油墨（11%～19%）VOCs含量依次降低。
2.2 废气收集方面
此类文献从印刷车间气流组织、温湿度控制、风速控制以及涂布、印刷设备密闭改造方面研究提高有机废气收集效率。具体包括不同送风方式效果、内扰热源影响、气流分布特性和能耗之间的关系、温湿度独立控制等内容。有学者研究了印刷生产有机废气扩散机理，从印品干燥前、干燥过程中、干燥完成后指出了需要控制的相关因素，为减少有机废气散发以及综合治理印刷有机废气污染提供了理论参考。
2.3 末端治理方面
印刷有机废气治理应用最广泛的技术包括吸附法、热力氧化、光催化氧化、生物法等[2]，单一的治理技术存在不同的缺陷，比如：活性炭吸附更换周期短、不耐湿度和高温（低于120 ℃脱附），产生大量危废；蓄热式热力氧化（RTO）设备投资成本高，运行能耗大，无需辅助燃料废气浓度>2 000mg/m3；光催化对浓度大于0.03%的有机废气无法实现稳定达标排放。为降低治理成本，提高适用范围，末端治理重点研究印刷有机废气治理技术集成与创新。国内外发展出吸附浓缩-催化燃烧、吸脱附-冷凝回收等有机废气治理集成工艺。同时，国外对微生物法处理印刷废气情有独钟，生物处理技术在印刷废气治理技术中的比例达到了29%。相关研究涉及了生物过滤处理对含甲苯、二甲苯、乙酸乙酯等有机废气的去除效果、影响因素及动力学模型。国内也对这项技术进行了研究，研究主要侧重于微生物驯化，各类因素如：VOCs 组成、进气浓度和速率、填料性质、填料温湿度、营养物质、pH 值、微生物和氧气、表面活性剂等对有机废气净化处理效果的影响。总得来说，有机废气净化处理技术可以分成：回收法和破坏法两大类[3]。不同有机废气处理技术在国内外市场占有率见表1。
表1 国内外印刷废气治理技术占比，%
2.4 机理研究和建模方面
此类研究侧重于不同有机废气处理技术内在机理，期望通过优化模型参数提高处理效率。包括低温等离子体、热等离子体、联合等离子体（CPP）光解、生物滴滤、管式生物过滤、膜生物过滤等技术处理有机废气机理、机制，以及有机废气逸散、吸收、降解过程数学模型。比如：有学者根据能量守恒和传递方程建立了简化模型，认为有机（液）相部分与用对数表示的气相之间的负线性关系；有学者研究发现光催化处理VOCs 动力学原理与简化的Langmuir- Hinshelwood模型吻合度很高，这将有利于设计相应的处理设备。但实验中苯的降解曲线与模型吻合度出现偏离，这或是催化剂受污染导致；有学者研究了二元VOCs 在叶片填片的转轮收集床中的吸收情况，结果表明其气态质量传递系数与VOCs 进口浓度呈负相关关系，并随着转轮转速、气流速度和液流速度的增加而升高。
3.印刷行业有机废气治理研究趋势
3.1 研发适应性广、污染低的印刷材料
从油墨、溶剂、承印材料方面进一步改进，实现印刷行业的清洁生产。比如：研发可适用多种印刷工艺的单一溶剂，以提高后端溶剂回收利用率；通过改变油墨分子结构，提高油墨的生物降解性，降低对人体和环境危害；提高油墨性能，减少溶剂使用量等。
3.2 推广印刷车间气流组织设计
对车间温度场、速度场、湿度场和污染物扩散传质过程和浓度场利用CFD 技术优化，以确定印刷车间最优的气流组织方案，在满足印刷条件下确保有机废气的最有效收集。
3.3 终端治理工艺优化模拟与改良
利用计算机对各种终端治理工艺进行优化组合并对处理效果模拟评估。在现有处理技术不能取得重大突破的情况下，对各类治理技术进行优化组合并设定标准化的模块，利用计算机进行模拟评估，可以实现最优处理方案。
另一种研究方向是对现有印刷废气治理设备进行小型化、节能化改良，提高普及率。比如：现有的蓄热式热力氧化（RTO）设施建设成本基本在70万以上，对于中、小型印刷企业而言建设和使用成本过高。若能将RTO 设备小型化、节能化，就可以降低设备制造和运行成本，以提高设备普及率。
3.4 创新管理政策
政府可以通过制定政策影响印刷包装行业发展，降低行业有机废气排放量。包括执行VOCs 排污权交易制度、提高油墨环保标准、对印刷产品税制“绿色化”进行顶层设计、倡导简化产品包装等工作。比如提高印刷企业生产过程中有机废气排放环保税征收标准，对过度软包装的商品提高消费税，从而提高商品价格，抑制需求量；通过强制使用中国环境标志产品认证的环保型油墨、胶粘剂，禁止使用不符合环保要求的油墨、胶粘剂；鼓励使用VOCs 含量较低的紫外光固化油墨。某省已经开始推广软包装使用紫外光固化油墨，减少溶剂使用量。
3.4 创新行业治理模式
通过创新治理模式，也可以避免单一治理的缺陷，同时降低治理成本。比如：活性炭吸附技术作为低浓度有机废气治理常用方法，存在两个缺点：一是废活性炭的更换成本和处置成本比较高，企业缺乏自觉性；二是作为执法部门，由于执法力量和技术手段限制，很难对监管企业的实施高频次的监管。开展分散企业活性炭定期收集，再实施第三方集中脱附再生的治理模式，不仅可以解决更换活性炭的问题，同时解决了废弃活性炭处置问题，也可以降低企业治理成本。对于监管部门而言，对第三方实施监督管理的效果要远大于对所有企业实施监管。
4.结束语
综上所述，印刷有机废气治理是大气污染防治工作的重点内容之一。印刷有机废气具有风量大、浓度低等特点，而目前尚未研发出一种普适性好、处理效率高的治理工艺，因而现行的治理现状并不乐观。为有效治理印刷行业中的有机废气排放，今后的研究工作应从印刷材料、废气收集和末端治理工艺优化方面努力，同时企业应加强日常管理工作，研发适应性广、污染低的印刷材料，推广印刷车间气流组织设计等；政府应不断创新管理政策，实施新的行业治理模式。
参考文献：
[1] 陶孝平. 印刷行业挥发性有机废气处理研究进展[J]. 低碳世界，2016（7）：10-11.
[2] 孙安民，俞国军，张栋. 印刷有机废气排放现状与处理研究进展[J]. 广州化工，2017，45（10）：24-26.
[3] 李彪. 有机废气治理技术研究进展[J]. 工程技术：全文版，2017（2）：00216-00216.
论文作者:吴锦涛,陈海宇
论文发表刊物:《防护工程》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/7
标签：废气论文; 地下水论文; 水污染论文; 地下论文; 油墨论文; 方法论文; 技术论文; 《防护工程》2018年第21期论文;