【灾害化学在降低职业危害中的应用】 化学灾害处置
时间：2019-01-19 04:45:13 来源：达达文档网 本文已影响 人 
1 引言 灾害化学作为安全科学的四大基础学科之一，其研究目的主要是对有毒有害的危险化学品在生产、使用、经营、贮存和运输过程中，由于人为或自然原因，引起泄漏、污染、起火、爆炸，造成人员伤害或财产损失和事故进行事先预防和事后处理。常见的危险化学品对人体的伤害，可分为三大类：刺激性毒物、窒息性毒物、神经性毒物。从上个世纪70年代日本发生的“水俣病”，80年代上海爆发的“甲肝”事件，到90年代末使全世界为之恐慌的“二恶英事件”，都是有毒有害物质对人体造成危害的典型案例。近年来，随着人们职业安全健康意识的增强，那些优先控制的有毒有害物质如多环芳径、卤代烃等，因其具有强的致癌、致畸、致突变性，造成极大的潜在危害而受到职业卫生工作者的日益关注。对这些有毒有害有毒有害物质的减毒、矿化，最终达到完全无害化的安全技术也愈来愈受到研究者的重视。本文就近年来降低此类有毒有害物质对人体毒性的新型安全技术：超临界水氧化技术、湿式催化氧化技术、多相光催化氧化技术等深度氧化的新型安全技术的研究做个简介。
2 深度氧化有毒有害物质的一般机理
这类深度氧化法一般以羟基自由基为主要氧化剂与有毒有害有机物发生反应，反应中生成的有机自由可以继续参加・OH的链式反应，或者通过生成有机过氧化物自由基后，进一步发生氧化分解反应起到降解为最终产物CO2和H2O，从而达到了氧化分解有机物的目的。其机理一般概括为：
（1）链的引发：氧通过热反应或光反应产生羟基自由基
3 几种深度氧化技术的特点比较
“超临界水氧化（SCWO）”是指当温度、压力高于水的临界温度（374.2℃）和临界压力（22MPa）条件下，以超临界水为反应介质，生产工艺中有机物与氧化剂发生强烈的氧化，最后实现完全矿化，降低了有毒有害物质的毒性。超临界水氧化法与其它传统的方法相比，具有很多的优点：①效率高，有毒物质消除率达99.99%以上；②适用范围广，可用于各种有毒难降解的有机物，产物不需作进一步处理；③在低有机物含量（2%）时，可通过自身热交换，因而不需要外界供热；④反应速度快，在几十秒的时间内即可完全氧化有机物；⑤反应器结构简单，处理量大。尽管SCWO技术有许多优点，并且展现出良好的工业应用前景，但是超临界水氧化法还有一些实际的技术问题需要解决，如反应条件较为苛刻（高温、高压），对设备材质要求高等。同时在超临界水中，由于无机盐溶解度小，因此在氧化过程中会有盐的沉淀，引起反应器和管路的堵塞，对生产工艺造成影响。
“湿式催式氧化技术（CWAO）”是在传统的湿式氧化处理工艺中加入适宜的催化剂以降低反应所需的温度和压力，提高氧化分解能力，缩短反应时间，降低成本。目前对于湿式催化氧化的催化剂的研究已成为一个热点，主要包括有贵金属系列、铜系列、稀土系列及其氧化物、复合氧化物体系。这些催化剂仍然存在一些不足之处：贵金属系列催化剂的降解效率高，能氧化一些很难降解的有机物，但是催化剂成本高；加入稀土氧化物可降低成本，而且能够提高催化剂的活性和稳定性，但对一些难降解有机物的处理效果不好；Cu系催化剂虽然活性很高，但是存在严重的催化剂溶出流失问题，催化剂在使用过程中存在着不同程度的失活现象。同时CAWO虽然使反应条件降低，并提高了有机物的降解效率，在处理高浓度单一的有机有毒有害物质时呈现较好的效果，但是其反应条件仍然较高，温度一般在200度左右，压强也在一个大气压以上。这样由于反应条件有相当要求，能耗较大，所以其应用研究还很有限。
“多相光催化氧化技术”是以n型半导体（如TiO2、ZnO、CdS、WO3、Fe2O3等）为催化剂，光照条件下将有毒有害物质降解去除的技术。其中TiO2以其光催化活性最好，而且它的化学性质、光化学性质均十分稳定，无毒价廉，货源充足等得到最广泛的研究。光催化氧化技术与其他有毒有害物质处理技术相比，其主要优点有：
①具有普适性，可以使大多数的有机有毒有害物质破坏并完全无机矿化，即便许多生物难降解的染料也可以通过光催化过程得以转化降解。
②使用空气或氧气化为氧化剂，具有价廉、安全、方便特点，不像臭氧氧化等化学法使用价格高、且有毒害的氧化剂。
③所用光催化剂TiO2价廉、易得、稳定性好，可利用太阳光，反应条件温和，不像超临界水氧化技术和湿式催化氧化技术反应条件苛刻，能耗高。而且几乎所有在生产工艺中可能存在的有毒有害物质均已被用光催化法转化与降解，包括有机有毒有害物质的光催化氧化和重金属有毒有害物质的光催化还原。如卤代烃类、多还芳烃、铬离子、汞离子等等。可见光催化技术能利用太阳能在室温下发生反应，可有效地氧化分解有机物、还原重金属离子、杀灭细菌和消除异味，而且光催化剂TiO2无毒、无害、无腐蚀性，可反复使用，对于维护职工身体健康有明显效果。
4 应用现状及展望
随着化学工业、石油化学工业的发展，大量易燃、易爆、有毒、有害、有腐蚀性等危险化学品不断问世，它们作为工业生产的原料或产品出现在生产、加工处理、储存、运输、经营过程中，给职工的身体健康和生存带来了极大的威胁。例如，1976年意大利塞维索工厂环已烷泄漏事故，造成30多人死亡，迫使20余万人紧急疏散；1984年墨西哥城液化石油气爆炸事故，使650人丧生、数千人受伤；1984年印度博帕尔市郊农药厂发生甲基异氰酸盐泄漏的恶性中毒事故，有2500多人中毒死亡，20余万人中毒受伤且其中大多数人双目失明致残，67万人受残留毒气的影响。如何降低生产工艺过程中有毒有害物质本身的毒性，如何在事故发生后进行有效的事故处理，确实保护劳动者的身体健康是灾害化学的主要研究内容，本文就近年来有毒有害物质处置的新技术：超临界水氧化技术、湿式催化氧化技术、多相光催化氧化技术等深度氧化技术的研究做了简单介绍，这对于在实际工作中降低危险化学品的毒性，确实保障劳动者的职业安全健康有一定的借鉴意义。
