我们知道,机械制造生产过程中离不开水、电、燃料、原材料、化工原料、加工设备以及专用的加工设施(厂房、设备)等。生产过程中不可避免地会产生一定量的废气、废水和废物(包括震动和噪声),这些废弃物或蒸发排弃物不仅对工作现场造成污染,更有可能对周边环境产生影响。生产过程的环境影响如图18.1 所示。
工业废气,是企业厂区内燃料燃烧和生产工艺过程中产生的各种排入空气的含有污染物的气体的总称。这些废气有:二氧化碳、二硫化碳、硫化氢、氟化物、氮氧化物、氯、氯化氢、一氧化碳、硫酸(雾)铅汞、铍化物、烟尘及生产性粉尘。这些物质通过不同的途径进入人的体内,有的会直接产生危害,有的还有蓄积作用,会更加严重地危害人的健康。
图18.1 生产过程的环境影响
污染物是指进入环境后使环境的正常组成发生变化,直接或者间接有害于生物生长、发育和繁殖的物质。气体污染物是污染物的一种,主要包括氡、甲醛和挥发性有机物。气体污染物释放到空气中,不仅造成环境污染,而且对人体健康造成威胁。
汽车制造的一般生产过程如图18.2 所示,它包括采用许多加工工艺以及使用特定的加工设备对原材料、外购件、外协件及标准件进行加工并将零部件组装成最终的汽车成品。
图18.2 汽车制造的一般生产过程(www.daowen.com)
在整个汽车制造以及其他机械制造生产过程中,铸、锻、热处理、焊接、机械加工、油漆等工序都会产生污染物(三废)甚至震动和噪声。机械制造中不同的生产过程所产生的环境污染物不同。仅就金属的常见加工与成型中就会出现如下的污染物质。
(1)熔炼金属时会产生相应的冶炼炉渣和含有重金属的蒸气和粉尘。
(2)在金属热处理中,高温炉与高温工件会产生热辐射、烟尘和炉渣、油烟,还会因为防止金属氧化而在盐浴炉中加入二氧化钛、硅胶和硅钙铁等脱氧剂而产生废渣盐,在盐浴炉及化学热处理中会产生各种酸、碱、盐及有害气体和高频电场辐射等;表面渗氮时,用电炉加热并通入氨气,存在氨气的泄漏;表面氰化时,将金属放入加热的含有氰化钠的渗氰槽中,氰化钠有剧毒,会产生含氰气体和废水;表面(氧化)发黑处理时,碱洗在氢氧化钠、碳酸和磷酸三钠的混合溶液中进行,酸洗在浓盐酸、水、尿素混合溶液中进行,都将排出废酸液、废碱液和氯化钠气体。
为了保护金属制品不受腐蚀及改善其使用性能和外观,有的工件表面需要镀上一层金属保护膜,电镀液中除含有铬、镍、锌、铜和银等各种金属外,还要加入硫酸、氟化钠(钾)等化学药品。某些工件镀好后,还需要在铬液中钝化,再用清水漂洗。因此电镀排出的废液中含有大量的铬、镉、锌、铜、银和硫酸根等离子。镀铬时,镀槽会产生大量铬蒸气,有氰电镀还会产生氰化钠这种有毒气体。在金属表面喷漆、喷塑料、涂沥青时,有部分油漆颗粒、苯、甲苯、二甲苯、甲酚等未熔塑料残渣及沥青等被排入大气。也就是说,在电镀、涂漆中会产生酸雾、“三苯”溶剂以及油漆的废气等,会产生含有氰化物、铬离子、酸、碱的水溶液和含铬、苯等的污泥。
为了去除金属材料表面的氧化物(锈蚀),常用硫酸、硝酸、盐酸等强酸进行清洗,由此产生的废液中都含有酸类和其他杂质。
(3)在材料的铸造成形加工过程中会出现粉尘、烟尘、噪声、多种有害气体和各类辐射;在材料的塑性加工过程中,锻锤和冲床在工作中会产生噪声和振动,加热炉会产生烟尘,清理锻件时会产生粉尘,高温锻件还会带来热辐射;在材料的焊接加工中,会产生电弧辐射、高频电磁波、放射线、噪声等,电焊时焊条的外部药皮和焊剂在高温下分解会产生含较多Fe2O3 和锰、氟、铜、铝的有害粉尘和气体,电弧的紫外线辐射作用于环境空气中的氧和氮还会产生产生O3、NO、NO2 等;气焊时会因用电石制取乙炔气体而产生大量电渣。
(4)在常见的材料车削、铣削、刨削、磨削、镗削、钻削和拉削等机械加工工艺过程中,往往需要加入各种切削液进行冷却、润滑和冲走加工屑末。切削液中的乳化液使用一段时间后会变质、发臭,其中大部分未经处理就直接排入下水道甚至直接倒至地表。乳化液中不仅含有油,而且还含有烧碱、油酸皂、乙醇和苯酚等。在材料加工过程中还会产生大量金属屑和粉末等固体废物。
(5)特种加工中的电火花加工和电解加工所采用的工作介质,在加工过程中也会产生污染环境的废液和废气。
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