2. Характеристика выбросов и загрязняющих веществ

Производство сульфатной целлюлозы связано с образованием значительных количеств газовых выбросов, содержащих токсичные и дурнопахнущие серосодержащие соединения:

ROCH₃ + NaSH → RONa + CH₃SH;

ROCH₃ + CH₃SH → ROH + CH₃SCH₃;

CH₃SH + O₂ → (CH₃)₂S₂ + H₂O;

ROCH₃ + NaOH → CH₃OH + RONa,

где R – структурная единица лигнина.

Один из основных источников выброса - СРК, хотя концентрации дурнопахнущих соединений в дымовых газах обычно невелико. Дурнопахнущие серосодержащие газы – сероводород H₂S, метилмеркаптан CH₃SH– образуются главным образом во время сушки и пиролиза черного щелока в топке СРК. Оптимальный топочный режим позволяет свести к минимуму выделение дурнопахнущих соединений из топки. Однако использование в технологической схеме газоконтактного испарителя приводит к многократному увеличению выбросов сероводорода H₂S и метилмеркаптана. Также при работе СРК выделяются диоксид серы SO₂ и пыль. Сероводород Н₂S. М = 34,08. Физические и химические свойства. Бесцветный газ с характерным запахом тухлых яиц. Легко сжижается в бесцветную жидкость. Температура плавления – 85,7°, температура кипения – 60,38°; плотность газа 1,538 г/л (25°); плотность жидкости 0,962; растворимость в воде 291 мл/100г (20°), 186 мл/100г (40°); коэффициент растворимости 2,86 (20°), 2,03 (40°). Устойчив до 400°, разлагается полностью при 1690°. Сильный восстановитель. На воздухе медленно окисляется до свободной серы. Горит при 250°. Взрывоопасные концентрации в смеси с воздухом 4,3 – 46,0 %, с окисью азота 20 – 55 %.

Общий характер действия. Сильный нервный яд, вызывающий смерть от остановки дыхания. Реагируя с железом в цитохромах, а также в цитохромоксидазе, приводит к тканевой аноксии. Раздражает дыхательные пути и глаза. В результате окисления Н₂S в тканях взможно образование перекисных соединений (в том числе Н₂О₂), угнетающих гликолиз. Особая чувствительность центральной нервной системы к Н₂S может быть связана с отсутствием в ткани мозга глутатионпероксидазы, восстанавливающей перекисные соединения в других тканях, и низкой активностью каталазы, которая защищает клетки от их действия.

Острое отравление. Порог ощущения запаха 0,000012 – 0,00003 мг/л. Незначительный, но явно ощутимый запах отмечается при 0,0014 – 0,0023 мг/л; сильный запах, но для привыкших к нему не тягостный – при 0,003 мг/л; значительный запах – при 0,004; при 0,007 – 0,011 мг/л – запах тягостный даже для привыкших к нему. При более высоких концентрациях запах менее сильный и неприятный.

При 4 – часовом вдыхании 0,006 мг/л – головная боль, слезотечение, светобоязнь, насморк, боли в глазах. При 0,2 – 0,28 мг/л – жжение в глазах, светобоязнь, слезотечение, раздражение в носу и зеве, металлический привкус во рту, головные боли, тошнота. Воздействие 0,7 мг/л в течение 15 – 30 минут вызывает болезненное раздражение конъюнктивы, насморк, головокружение, тошноту, сердцебиение. При вдыхании 1,0 мг/л и выше отравление может развиться почти мгновенно, наступает потеря сознания и судороги.

Хроническое отравление. Известны заболевания глаз, катары верхних дыхательных путей, расстройства пищеварения и сосудисто-вегетативные нарушения. Привыкание наблюдается только к запаху, поэтому рабочие могут отравляться, не замечая опасных концентраций, но известны случаи, когда может развиваться повышенная чувствительность к запаху Н₂S.

ПДК_р.з. сероводорода 10 мг/м³, в смеси с углеводородами С₁ – С₅ 3 мг/м³.

Диоксид серы SO₂. Физические и химические свойства. В нормальных условиях представляет собой бесцветный газ с характерным резким запахом (запах загорающейся спички). Под давлением сжижается при комнатной температуре. Растворяется в воде с образованием нестойкой сернистой кислоты; растворимость 11,5 г/100 г воды при 20 °C, снижается с ростом температуры. Растворяется также в этаноле, серной кислоте.

Токсическое действие. Симптомы при отравлении сернистым газом — насморк, кашель, охриплость, першение в горле. При вдыхании сернистого газа более высокой концентрации — удушье, расстройство речи, затруднение глотания, рвота, возможен острый отёк лёгких. ПДК(предельно допустимая концентрация) максимально-разового воздействия — 0,5 мг/м³

Метилмеркаптан (метантиол) СН₃SН. М = 48,10. Физические свойства. Газ с резким запахом. Температура кипения метилмеркаптана равна 5,95°, поэтому метилмеркаптан, выделяющийся при сдувках из котла, практически целиком уходит с неконденсируемыми газами.

Токсическое действие. Ощутим человеческим обонянием уже в ничтожно малых концентрациях, порог запаха 0,0001 – 0,0003 мг/м³. При концентрации 0,001 – 0,002 мг/л и вдыхании в течение 5 минут снижается работоспособность и появляется головная боль. В организме человека метилмеркаптан быстро метилируется, превращаясь в диметилдисульфид. ПДК_р.з. = 0,8 мг/м³, но такая концентрация не исключает непереносимости у особо чувствительных лиц.

Пыль.  Физико-химические свойства пыли в основном зависят от ее природы, то есть от того материала или вещества, из которого образовалась эта пыль, и механизма ее образования - каким образом она получена: размельчением, конденсацией, сгоранием и т. п.  Механизм образования пыли определяет в основном ее дисперсный состав, то есть размерность пылинок. Структура пыли, то есть форма пылинок, зависит и от природы и от механизма образования пыли. По структуре пыль может быть аморфной (пылинки округлой формы), кристаллической (пылинки с острыми гранями), волокнистой (пылинки удлиненной формы), пластинчатой (пылинки в виде слоистых пластинок) и др.

Воздействие на организм человека.  Действие пыли на кожный покров сводится в основном к механическому раздражению. Вследствие такого раздражения возникает небольшой зуд, неприятное ощущение, а при расчесах может появиться покраснение и некоторая припухлость кожного покрова, что свидетельствует о воспалительном процессе.    Пылинки могут проникать в поры потовых и сальных желез, закупоривая их и тем самым затрудняя их функции. Это приводит к сухости кожного покрова, иногда появляются трещины, сыпи. Попавшие вместе с пылью микробы в закупоренных протоках сальных желез могут развиваться, вызывая гнойничковые заболевания кожи пиодермию. Закупорка потовых желез пылью в условиях горячего цеха способствует уменьшению потоотделения и тем самым затрудняет терморегуляцию.    Некоторые токсические пыли при попадании на кожный покров вызывают его химическое раздражение, выражающееся в появлении зуда, красноты, припухлости, а иногда и язвочек. Чаще всего такими свойствами обладают пыли химических веществ (хромовые соли, известь, сода, мышьяк, карбид кальция и др.).    При попадании пыли на слизистые оболочки глаз и верхних дыхательных путей ее раздражающее действие, как механическое, так и химическое, проявляется наиболее ярко. Слизистые оболочки по сравнению с кожным покровом более тонки и нежны, их раздражают все виды пыли, не только химических веществ или с острыми гранями, но и аморфные, волокнистые и др.    Пыль, попавшая в глаза, вызывает воспалительный процесс их слизистых оболочек - конъюнктивит, который выражается в покраснении, слезотечении, иногда припухлости и нагноении.