1 变压器油概述
1.1 变压器油的基本性质
变压器油又叫方鹏油,是一种浅黄色的透明液体,它是一种矿物油,具有良好的冷却性和绝缘性,同时还具有散热和消弧的作用,变压器油的密度要求越低越好,能够使油中的水分和杂质更快的沉淀。
变压器油根据凝固点的高低分为三种不同的种类。凝固点不大于-10℃的变压器油,就属于10#变压器油,不大-25℃时为 25# 变压器油,同样,当小于等于-45℃时,就是 45# 变压器油。一般10#变压器油时使用石蜡基油生产的,25# 变压器油使用中间基油和环烷基油生产,45# 变压器油使用环烷基油生产。
1.2 分析变压器油的劣化问题
高温, 空气中的氧和潮气水分是变压器油劣化的主要原因。变压器油会发生氧化,温度越高氧化速度就越快,当变压器油的温度达到70℃以上后,油温每升高10℃,氧化速度就会增加1.5-2倍。变压器油与空气中的氧气接触受热,长期下去会与产生一些沉淀物,树脂,酸等物质,这些物质会导致绝缘材料的劣化。如果水分,潮气,电器会导致变压器油的绝缘性严重降低,容易被击穿。 可以通过变压器油的颜色、透明度气味等物理特性来判断变压器油的优劣。 劣质的油颜色深棕色,而好油的颜色为淡黄色。 变压器油是透明的,但是由于劣质油中含有杂质会导致油变成浑浊的。 优质的变压器油一般是没有气味的,或者有一些火油味,劣质的变压器油含有一些难闻的异味。
2 分析变压器油中的污染物
2.1 变压器油中污染物的来源及性质退役变压器油中的油品、产物或化学添加剂都可能是废弃变压器油中污染物的来源,污染物中含有多种有毒的物质,有些污染物通过排放进入了大气中,而剩余的部分就会继续残留到废弃的油品中。 研究表明,污染物中的苯系物对人体并不构成威胁,但其中的多环芳烃类对人体有较大的影响。
2.2 主要污染物及其对环境危害
2.2.1 多环芳烃
多环芳烃是由人类活动产生的一种持久性的有毒污染物,简称PAHs微量但广泛存在于环境中。多环芳烃是在变压器运行时产生的,是一种氢氮化合物,具有强致癌性,与人体接触就可以使人体致癌。 多环芳烃具有稳定的化学性质,虽然它的基本单元是苯环,但他的化学性质与苯差别很大。多环芳烃的自然污染主要的主要来源是生物合成、森林火灾、火山爆发等自然因素。 矿物燃料和碳氢化合物的不完全燃烧或在还原状态下热解形成的有毒物质污染是人为多环芳烃的主要来源。 粮食、水果、蔬菜被环境中的多环芳烃污染后,通过食物链进入人体内,从而对人体构成危害。
多环芳烃对人体的危害:
(1)致癌性
多环芳烃容易在生物体中富集并且持久存在,研究表明,PAHs可以导致肺,肝等部位产生癌症,PAHs与体内的酶的催化作用下产生的化学产物可以导致DNA 受损,引起生物基因突变,从而导致癌症。
(2)致突变性
由于体内酶的催化作用,PAHs 会与体内的某些氧化物产生具有活性的代谢产物,这些产物会与 DNA 共价结合成导致DNA 复制精准性降低的 DNA 加合物,会引起点突变的发生。如果突变没有被生物体修复,就会引起癌变。
(3)致畸形
致畸性表示新的生物体在母体内导致的有机体结构异常的不良作用。PAHs 会扰乱DNA的核苷酸序列,会影响后代细胞的分裂,影响 DNA 的合成和分化,还会导致染色体产生变化,进而导致畸变。
2.2.2 苯系物
苯系物包含苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯甲苯、乙苯,简称 BTEX。很少剂量的苯系物就有很大的毒性。苯系物生产、转运和贮存过程中可能发生的环境事故,会影响生态系统的稳定和人类的健康。 苯系物物主要通过饮食摄入、呼吸系统、皮肤接触的途径进入人体。 苯系物的急性暴漏会严重影响人体的中枢神经系统。低浓度的苯系物会对中枢神经系统产生慢性毒害主要,损害造血系统。苯系物还会影响基因产生和人类的生殖发育功能。
2.2.3 重金属
变压器在运行时,变压器油有可能会被铁,铜金属离子污染。铁作为人体中必要的无良元素本身并没有毒性,但是如果过量会造成中毒。肝脏等脏器大量铁沉积会导致慢性中毒,会引发软骨钙化、肝硬化、骨质疏松等症状。急性中毒则会出现腹泻黑便、恶心呕吐、疼痛不适,严重会面部发紫、急性肠坏死或穿孔,甚至会休克。
在自然界中自然铜的含量最多,铜是人体和动植物必不可少的微量元素。 但是如果人体内的重金属铜过量,会对内脏器官的功能产生影响,引起各种疾病。
3 对污染物进行环境风险评价
3.1 环境风险评价简介
由于人们的思想观念不同,所以对环境风险的概念也不同,人们的价值观,感觉和伦理都会影响人们的风险观念。 环境分析有不同的分类,人群,设施,生态风险为对象类,根据风险源分类可分为自然灾害风险,物理风险,化学风险。 环境风险事故的特点有:后果的严重性,时间的不确定性、小概率事件。环境风险是事故发生概率P与事故造成的健康(或环境)后果的C的成绩。 可接受风险度是环境风险评价中比较困难的工作部分,在环境风险评价中需要明确事故的最大可接受风险度。 环境风险评价中含有不确定性。环境风险评价含有四个阶段:危害识别、事故频率和后果估算、风险计算、风险减缓。
3.2 变压器油特征污染物健康风险评价
研究表明,变压器油中的主要污染物为多环芳烃和苯系物,但是多环芳烃对环境危害风险最大。对变压器油进行环境风险评价的目的是为了通过分析和识别物料运输和储存和生产过程中的风险因素和潜在的环境问题,并对这些问题做适当的措施,尽量降低潜在危险的危险程度。如果不采取预防措施,一旦出现突发事故,变压器油发生泄漏,将会危害周围环境和生物的安全。
3.3 退役变压器油物料,贮存和生产环节环境风险研究
为了使变压器具有良好的绝缘和冷却性,会在变压器中加入变压器油,变压器油中的有毒物质长期暴露在空气中与人体接触会对皮肤产生刺激,并且会刺激眼睛和呼吸道,大量油蒸汽吸入体内会引起肺部损伤,严重会引起缺氧症状,导致呼吸困难。 退役变压器油是易燃物质,所以在储存过程中要格外的小心,如果储存不当,变压器油发生泄漏,在空气中发生氧化反应会引起燃烧,变压器油容器受热可能会发生爆炸。 蒸汽的密度比空气大,能够在低处往外扩散很远,遇火发生回燃。如果发生火灾要快速把容器转移到空旷没有火源的地方,并冷却容器。救火的危险性很高,消防人员必须要经过专业的训练。在储存过程中要定期检查,一旦发生变压器油泄露,消防人员要及时切断泄露源。 发生大量泄露时,要用泡沫进行覆盖,减少蒸汽德扩散,把废弃的变压器油通过防爆泵转移到专用的收集器中。 废弃的变压器油为了防止对环境的污染,需要进行燃烧处理,或者经过加工后重复利用。 变压器油在生产过程中注油是有可能会发生火灾爆炸,存在潜在的环境风险。 变压器油在运输过程中需要管道和泵, 可能会发生管道破裂和泵损伤,导致变压器油泄露,遇到静电,明火或者高温会引起火灾,甚至会引起爆炸。
4 结 语
本文主要围绕退役变压器油对人体的危害,环境污染展开阐述,对变压器油中的主要污染物以及他们对环境和人体的危害进行分析。 通过对多环烷烃三致效应以及苯系物危害的研究,得出了退役变压器油对环境的影响因素主要反映在多环芳烃和苯系物对环境的影响的结论。 在今后的研究中要建立更完善的风险评价方法,加大对潜在环境风险的防范,使生态环境以及人类受到威胁的可能性降低。