标牌雕刻过程中产生的有害气体分析及监控方法的研究
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摘要
随着广告业的快速发展，广告标牌雕刻制作店在我国大、中城市产生并迅猛发展，与此同时，相应的环境问题也随之产生。调查结果表明，广告标牌雕刻制作店占地面积小、分布广，大多位于居民区或商业区的街道两边，为无组织排放源。国内外对广告标牌雕刻过程中排放气体成分的分析和检测方法的研究未见相关报道。本文以广州市广告标牌雕刻制作店为研究对象，对广告标牌雕刻过程中排放气体的成分、危害性及有效的分析检测方法进行了探讨与研究，以求为执法部门的执法提供依据。
1．广告标牌雕刻过程中产生气体的污染源分析结果表明，在广告标牌制作的多种工序中，有害气体主要来源于激光雕刻和机械雕刻工序。
2．采用冷阱预浓缩-气相色谱-质谱联用法，对激光和机械雕刻时产生的气体进行了分析。结果表明，产生的20多种气体中甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、苯、甲苯等七种物质列于美国环保总局空气中重点控制190种有害污染物名单或我国有毒化学品的优先登记名录。甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯的浓度最高，最高浓度分别为256.0 mg／m~3和21.44 mg／m~3。根据各种气体的毒性及其排放量的不同，并参考相关标准，确定甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯为监控广告标牌雕刻过程中排放气体质量的优先监控成分。
3．探讨了固体吸附剂吸附-溶剂解吸气相色谱法对优先监控气体成分的检测分析。研究结果表明，甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯两组分共存时，0.1 g活性炭对两组分的吸附容量分别为＞15.0 mg和＞14.5 mg，这为实际工作取得可靠的采样效果提供了依据：混合解吸溶剂CS_2：CH_2Cl_2：1：1(v：v)对甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯的解吸效率分别为100.8％和101.6％。混合解吸溶剂减少了恶臭有机溶剂CS_2的用量，弥补了单一解吸溶剂对吸附物质的选择性解吸；当采样体积为20L时，甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯的检出限分别为0.015 mg／m~3和0.42 mg／m~3。
4．探讨了顶空进样-气相色谱-质谱联用-提取离子法对优先监控气体成分的分析检测。顶空瓶作为气体稀释和采集的仪器，采用顶空自动进样方式，避免了手动进样时进样量、进样注射器等因素带来的误差；质谱和提取离子法有效降低了目标物质的检测限。甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯的检出限分别为0.07 mg／m~3和0.09 mg／m~3；分析过程中不采用有机溶剂进行提取，减少了对分析人员和环境的危害，是一种符合“绿色分析化学”要求的分析手段。
The billboard artifactitious industry came into being and develops rapidly with the development of trademark and advertising, which bring some environmental problems. The billboard artifactitious industry that let off VOC_S unbusinesslike was located residential area or shopping center. Now there are no studies on VOC_S from the billboard artifactitious industry in our knowledge. In this study, the component、 tocicity and determination method of VOC_S from the billboard artifactitious industry was investigated in order to provide the efficient estimate standard for lawman.
1. According to the analysis of artifactitious industry pollution source, it can be seen that the billboard artifactitious industry produced a great deal of toxicant gas and dust.
2. The VOC_S from the billboard artifactitious industry were investigated using refrigerant concentrate GC-MS. The experimental results indicated that the VOC_S methacrylic acid methyl ester (MMA)、 styrene、 benzene、 toluene etal which from the billboard artifactitious industry could do a lot of harm to people. Concentration of MMA was 256.0 mg/m~3 and styrene was 21.44mg/m~3. According to the different of toxicity、 discharge quantity of VOC_S and the environmental reference, MMA and styrene was determined to be the preferential surveillant gas.
3. The method solid adsorbent - solvent desorption and analysis by GC ( FID ) was used to determine the preferential surveillant gas. From the experimental results, it can be seen that 0.1 mg active carbon's breakthrough volumes ( BTV ) of MMA and styrene were >15.0 mg and >14.5 mg, respectively, in the coexist of MMA and styrene. The desorption efficiencies of 1ml CS_2: CH_2Cl_2=1: 1 (v: v) are 100.8% for MMA and 101.6% for styrene, respectively. The detection limits of this method are 0.015 mg/m~3 for MMA and 0.42 mg/m~3 for styrene when the volume of tracked gas is twenty litres.
4. The MMA and styrene were studied by the head space-GC-MS-select ionic method. The head space bottle was used to be the instrument for diluting and collecting gas, which avoided errors form injection by hand and other factors; The MS and select ion method was used for determination of substance analyzed in this study, which debase detection limit of target; Meanwhile, there are no organic solvents, so this method is a friendly method and not harm to both environment and analyst. The detection limits are 0.07 mg/m~3 for MMA and 0.09 mg/m~3 for styrene, respectively.
1．广告标牌雕刻过程中产生气体的污染源分析结果表明，在广告标牌制作的多种工序中，有害气体主要来源于激光雕刻和机械雕刻工序。
2．采用冷阱预浓缩-气相色谱-质谱联用法，对激光和机械雕刻时产生的气体进行了分析。结果表明，产生的20多种气体中甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、苯、甲苯等七种物质列于美国环保总局空气中重点控制190种有害污染物名单或我国有毒化学品的优先登记名录。甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯的浓度最高，最高浓度分别为256.0 mg／m~3和21.44 mg／m~3。根据各种气体的毒性及其排放量的不同，并参考相关标准，确定甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯为监控广告标牌雕刻过程中排放气体质量的优先监控成分。
3．探讨了固体吸附剂吸附-溶剂解吸气相色谱法对优先监控气体成分的检测分析。研究结果表明，甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯两组分共存时，0.1 g活性炭对两组分的吸附容量分别为＞15.0 mg和＞14.5 mg，这为实际工作取得可靠的采样效果提供了依据：混合解吸溶剂CS_2：CH_2Cl_2：1：1(v：v)对甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯的解吸效率分别为100.8％和101.6％。混合解吸溶剂减少了恶臭有机溶剂CS_2的用量，弥补了单一解吸溶剂对吸附物质的选择性解吸；当采样体积为20L时，甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯的检出限分别为0.015 mg／m~3和0.42 mg／m~3。
4．探讨了顶空进样-气相色谱-质谱联用-提取离子法对优先监控气体成分的分析检测。顶空瓶作为气体稀释和采集的仪器，采用顶空自动进样方式，避免了手动进样时进样量、进样注射器等因素带来的误差；质谱和提取离子法有效降低了目标物质的检测限。甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯的检出限分别为0.07 mg／m~3和0.09 mg／m~3；分析过程中不采用有机溶剂进行提取，减少了对分析人员和环境的危害，是一种符合“绿色分析化学”要求的分析手段。
The billboard artifactitious industry came into being and develops rapidly with the development of trademark and advertising, which bring some environmental problems. The billboard artifactitious industry that let off VOC_S unbusinesslike was located residential area or shopping center. Now there are no studies on VOC_S from the billboard artifactitious industry in our knowledge. In this study, the component、 tocicity and determination method of VOC_S from the billboard artifactitious industry was investigated in order to provide the efficient estimate standard for lawman.
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4. The MMA and styrene were studied by the head space-GC-MS-select ionic method. The head space bottle was used to be the instrument for diluting and collecting gas, which avoided errors form injection by hand and other factors; The MS and select ion method was used for determination of substance analyzed in this study, which debase detection limit of target; Meanwhile, there are no organic solvents, so this method is a friendly method and not harm to both environment and analyst. The detection limits are 0.07 mg/m~3 for MMA and 0.09 mg/m~3 for styrene, respectively.
引文
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