浅谈氟化物对釉面砖行业环境的影响

【摘要】阐述建陶行业氟化物来源及对其在环境中的化学行为进行探讨，提出氟化物应做为环境影响评价因子。

【关键词】氟化物釉面砖评价因子

1 氟化物对人类及植物的危害

氟化物的气体或粉尘均属于高毒类污染物，是一种细胞原浆毒物，神经细胞对它特别敏感。可经呼吸道、消化道及皮肤浸入人体。氟化物吸收后，对中枢神经系统及心肌有毒性作用，其中毒的病理变化，可见脑软化，胶质细胞增生，血管周围淋巴细胞浸润，心肌有显著浊肿，间质水肿及出血，肝、肾有脂肪变性，低浓度氟污染使牙齿和骨胳脆钙化。氟化物对植物的影响比二氧化硫大10—100倍，对人体的危害比二氧化硫大20倍。空气中氟化物浓度超过1mg/m3时，对人的眼睛、皮肤、呼吸器官会产生直接影响。

2 釉面砖行业氟化物的来源及其化学行为

釉面砖生产过程可粗略分为制坯、制釉和烧成三大主要工序。

2.1 制坯过程污染物排放情况

用作坯体的主要原料是叶腊石、长石、石灰石、高岭土，在制备坯体时，为增加坯体可塑性，还需加入粘土，粘土用量为原料总量的6—8%，建陶行业所用粘土常含有氟，氟含量约为0.02—0.3%。在坯体加工中主要污染物是粉尘，粉尘中游离的二氧化硅含量很高，同时，扬尘点的粉尘分散度也很高，一般大于10μm的仅占总粉尘量的20%以下，在该工序中氟化物的产生量多少应视粘土中含氟量大小而定。

2.2 制釉过程污染物排放情况

釉是覆盖在釉面砖坯体表面的玻璃态薄层。釉料是由长石粉，硼砂、石英、双飞粉（精制白石灰），高岭土、二氧化锆、氧化锌等原材料按一定的配比经高温熔融而制成，在制备釉料时常因工艺的需要配入一些具有毒性的如铅丹、氟硅酸钠等化工原料，因此在生产过程中会产生相应的有害物质污染周围环境。经调查，氟硅酸钠用量为釉料总量的2%—4%。而日产釉面砖5000箱、规格为200mm×300mm、每箱25片装的建陶厂每年需消耗釉料近1400吨，按氟硅酸钠在釉料中的含量为3%计算，生产1400吨釉料需消耗42吨氟硅酸钠。

氟硅酸钠（Na2SiF6）为白色结晶粉粒，比重2.68，微溶于水，不溶于乙醇，有腐蚀性。釉面砖中引入氟硅酸钠目的是作为助熔剂和乳剂，能降低釉的成熟温度，提高釉面白度。 计算表明，在釉料制造过程中，如氟硅酸钠在高温熔融状态下全部分解的话，每吨氟硅酸钠将向大气环境排放553.5公斤四氟化硅，若四氟化硅进一步水解，将生成425.4公斤氟化氢，污染大气环境。

按上述计算结果，可以推算出，如果制釉过程中氟硅酸钠全部分解为氟化钠和四氟化硅的话，日产5000箱的釉面砖厂，年可排放四氟化硅23.04吨（可在潮湿空气中水解生成17.71吨氟化氢），每小时将排放3.2公斤，按每台窑炉每小时烟气排放量12000m3计算，每立方米烟气中排放的四氟化硅量将达266.7mg（相当于205mg氟化氢）。在污染源调查中，我们曾采用每吨建陶产品排放0.39公斤氟化物的系数来测算建陶厂年排氟化物的量，按此推算，日产5000箱釉面砖厂年可排放氟化物（折合成氟化氢）9.36吨，约为全部分解量的53%。 当四氟化硅排放量为3.2公斤/小时、排气筒（烟囱）有效高度为60m、平均风速V10=1.4米/秒，且大气扩散稳定度为C级时（弱不稳定），用高斯（大气污染）扩散模式可求得四氟化硅最大落地点浓度为15.5μg/m3（折成氟化氢浓度为11.9μg/m3），且该点距离烟囱的直线距离为1435米。当其他条件不变大气扩散稳定度为B级时（不稳定），最大落地点浓度则为19.7μg/m3（折成氟化氢浓度为15.1μg/m3），而距离则缩短为419米。上述结果表明，不管是那种不稳定度其氟化物浓度值均已超过GB3095—1996《环境空气质量标准》规定的浓度限值。如采用无组织排放，对大气环境质量将造成更大危害。

2.3 烧成过程污染物排放情况

釉面砖必须经素坯和釉坯两步烧成，在素坯（未施釉的坯体）烧成釉面砖半成品时，烧成过程中排放的污染物由燃料品种以及坯体是否含有可在高温下分解生成气态物质所决定，如用烟煤为燃料，排放的污染物主要为SO2、NO2、烟尘、SiF4和HF，在素坯烧成时氟化物的排放量取决于坯体粘土中氟含量以及烧成温度，其逸出量为粘土氟含量的30—90%。如粘土含氟量为0.3%、粘土占坯体原料总量的8%，日产5000箱16公斤）釉面砖企业每小时可排放氟化物（以F计）0.4公斤（逸出量按50%计算）。

3 综合评价

3.1 关于如何执行"综合性排放标准与行业性排放标准互不交叉执行的原则"问题。

生产釉面砖的炉窑是工业炉窑，而专门制造釉料的熔块厂所用的炉窑也是工业炉窑，按照"互不交叉执行的原则"规定，它们都应当执行GB9078—1996《工业炉窑大气污染物排放标准》，而不执行GB16297—1996《大气污染物综合排放标准》。然而这样一来，由于工业窑炉排放标准未规定氟化氢（或四氟化硅）排放要求，因而要将氟化氢作为釉料生产或釉面砖生产厂家的评价因子将产生没有排放标准的实际问题。但笔者认为，在具体工作中应按"实事求是"的原则进行处理，虽然《工业炉窑大气污染物放标准》未对氟化物的排放限值作出规定，但1996年，国家还同时制订了GB3095—1996《环境空气质量标准》，对各功能区环境空气中氟化物浓度限值作了明确规定。

3.2 关于总量控制与评价因子问题

有人认为氟化物不列为总量控制因子，因此，在筛选评价因子时，可不必考虑氟化物。这种看法十分错误，一是国家至今没有关于未列入总量控制的因子可以不作为评价因子的规定；二是列入总量控制的因子十分有限，无法面面俱到，实际情况十分复杂，在一个局部地区，未列入总量控制的因子很有可能是当地所有环境问题中最突出的。

3.3 应当指出的是，现在建陶行业釉料生产日趋专业化

有专门的厂家生产熔块（釉料的半成品）提供给釉面砖生产企业使用，这样熔块厂将有可能成为氟污染大户。为防止氟化物对环境造成污染，应鼓励建陶企业采用无氟釉料生产釉面砖，并适当增加排放筒高度。

参考文献

[1] 景德镇市建工建材工业局，建筑卫生陶瓷生产工艺[M]，1997.

[2] 国家环境保护局科技标准司，大气污染物综合排放标准详解[M]，1997.

[3] 李硕.环境保护工作全书[M]，1997.