鄭州の代表的な工場からの揮発性有機化合物の排出特性とリスク評価

[Emission Characteristics and Risk Assessment of Volatile Organic Compounds from Typical Factories in Zhengzhou].

• Yi-Jin Qi
• Jing-Wei Ni
• Dong-Xu Zhao
• Yi Yang
• Li-Yan Han
• Bo-Wei Li

抄録

鄭州の様々な工場から排出される揮発性有機化合物（VOC）の特性と潜在的な危険性を理解するために、いくつかの代表的な工場を選定し、キャニスターを用いてサンプルを採取し、GC-MS/FIDシステムを用いて分析した。その結果、印刷工場由来のVOC、特に酢酸エチルとイソプロパノールが最も重要なVOCであり、全VOCの93.1%以上を占めていた。自動車、家具、塗装などの製造業関連では、主に-キシレン、-キシレン、エチルベンゼンを中心とした芳香族がVOCに33.5％～90.0％寄与していた。食品加工業では、ハロゲン化炭化水素のVOCへの寄与が最も大きく（52.3％）、食品加工業では、ハロゲン化炭化水素がVOCへの寄与が最も大きかった。ゴム工場では、ハロゲン化アルカン（25.5％）、アルカン（28.8％）がVOCの主成分であった。黒鉛カーボン工場では、芳香族（28.5％）、アルカン（24.1％）がVOCの主成分であった。鄭州市の溶剤使用工場のVOC排出特性は、これまでの調査と比較すると、他の都市のVOC排出特性と一致しているが、生産工程や使用する原材料の違いにより、同一産業内であっても工場ごとにVOCの組成情報が異なることがわかった。リスク評価の結果、溶剤工場から排出されるVOCの濃度は、オゾン形成能（OFP）やハザード指数（HI）と正の相関があることがわかった。具体的には、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレンなどのC-C芳香族炭化水素がOFPとHIに大きく寄与した。自動車製造工場 NO.3、木製家具工場 NO.5 では、製造工程や原料が異なるため EPA 規制の上限値よりも高い HI 値が 1.18、2.74 となっており、VOC は芳香族を主成分としており、特に C-C 系のベンゼンが OFP、HI に大きく寄与していることがわかった。このため、溶剤を使用する産業に由来する VOC の管理が必要である。

To understand the characteristics and potential hazards of volatile organic compounds (VOCs) emitted from different industrial factories in Zhengzhou, several representative factories have been selected for sample collection using canisters; the samples were subsequently analyzed by GC-MS/FID system, from which the composition and risk of VOCs are discussed in this study. It was found that OVOCs, especially ethyl acetate and isopropanol, were the most important species originating from printing factories, which accounted for more than 93.1% of total VOCs. The major components related to manufacturing industries, including automobile, furniture, and coating, were aromatics, mainly -xylene, -xylene, and ethylbenzene, which contributed 33.5%-90.0% to VOCs. Halogenated hydrocarbons made the largest contribution (52.3%) to VOCs in the food processing industry. The main components of VOCs were halogenoalkanes (25.5%) and alkanes (28.8%) in rubber factories. As for graphite carbon factories, the main components of VOCs were aromatics (28.5%) and alkanes (24.1%). Compared with previous studies, the VOC emission characteristics of factories involving solvent usage in Zhengzhou are consistent with those in other cities, but the compositional information of VOCs varies across different factories, even within the same industry, due to the different production processes and raw materials used. Risk assessment showed that the concentration of VOCs emitted from solvent factories are positively correlated with ozone formation potential (OFP) and the hazard index (HI). Specifically, benzene, toluene, ethylbenzene, xylene, and other C-C aromatic hydrocarbons contributed significantly to OFP and HI. The HI values were 1.18 and 2.74 in automobile manufacturing factory NO.3 and wooden furniture factory NO.5, respectively, which were higher than the limits stated by EPA regulations because of the different production processes and raw materials, and the VOCs of the factories were mainly composed of aromatics; in particular, C-C benzene series contributed significantly to HI and OFP. Therefore, it is necessary to control VOCs originating from industries involving solvent usage.