铅污染主要来源于采矿、冶炼、锡焊、含铅汽油的燃烧、含铅产品的生产等过程,如铅及有色金属开采、冶炼、铅的融炼和铅制品厂、铅蓄电池厂、煤和石油制品的燃烧、一些使用铅化合物的塑料厂、化工厂、油漆厂、橡胶厂等,均会对大气造成铅污染。
大气铅污染主要来源于汽车废气的排放。有资料表明,空气中98%的铅污染来自含铅汽油的燃烧。大气铅污染另一重要来源是燃煤产生的工业废气。煤燃烧后的灰分排放到大气形成铅尘,飘尘中铅含量高达10-4。
在大气中,铅及其无机化合物以铅烟和铅尘的形式存在。铅烟是以气溶胶状态存在于大气中的铅蒸汽及其细小氧化物,多在铅液熔化时产生,无色无臭,粒径很小,一般在0.01~1 μm,属于呼吸性粉尘,对人体危害极大。铅尘形态不规则,粒径相对较大,一般为1~200 μm,多在含铅材料加工搬运时产生。
铅对人体危害很大,它通过呼吸道、消化道和皮肤吸收进入人体,且能在体内积蓄,半衰期很长,很难代谢。其对人体组织有广泛的亲和力,几乎可以损害所有的器官,其中大脑和肾脏受害最严重,人体血液中含铅量超过0.1~0.15mg/L时,就会引起铅中毒损害神经系统、造血系统、泌尿系统、消化系统和生殖器官,引起贫血、肌肉关节疼痛消化系统异常、末端神经麻痹等症状,特别是使儿童的身体发育和智力受损。
含铅烟气的治理方法可分为干法与湿法两大类。干法包括布袋除尘、电除尘等,湿法有水洗法、酸性溶液吸收法、碱性溶液吸收法等。
静电法是利用烟尘在高压静电场的作用下带上电荷成为带电粒子,粒子向着异性电极方向迁移,沉积在电极上的原理来分离铅尘的。过滤法是利用高效滤料阻挡的方法,滤除铅烟粒子净化空气,采用此法净化效率较高。净化后的空气可再循环利用,减少通风热损失,达到节能的目的。
布袋除尘及电除尘都是高效的除尘方法,对于铅尘,因其粒径比较大,一般采用袋式除尘就可以达到净化要求。但对于粒径在0.1μm以下的气溶胶状铅烟,虽也可采用电除尘和布袋除尘,其脱除效率有限,而用化学吸收的方法具有较好的效果,为此常先用干法除去较大颗粒铅尘,然后以酸或碱性溶液吸收,具有较高的净化效率。
化学吸收法常用的吸收剂有稀醋酸、草酸和NaOH溶液等。
(1)稀醋酸吸收法
铅加热到400~500 ℃时即产生大量的铅蒸气(即铅烟)而逸入空气中,在不同温度下,铅蒸气可以与氧反应生成PbO和PbO2。熔铅烟尘中铅主要以PbO的形式存在,尤其是当熔铅温度较高时更是如此。该物质不溶于水,难溶于稀的碱性溶液,但易溶于酸生成铅盐。以斜孔板塔作为吸收装置,采用0.25%~0.3%的稀醋酸水溶液作吸收剂,其反应式如下:
PbO+2HAC →PbAC2+H2O
Pb+2HAC →PbAC2+H2
废气在人塔之前先要除去较大的颗粒,空塔气速为2 m/s,液气比根据气量的大小,控制在2.8~4 L/m[1]。