典型废弃物焚烧炉飞灰中溴代二噁英和呋喃的分析研究

采用溴代二噁英和呋喃(PBDD/F)的高分辨气相色谱/质谱联用(HRGC/HRMS)检测分析方法,对不同类型的焚烧炉(医疗废物焚烧炉、炉排炉生活垃圾焚烧炉、工业废物焚烧炉和流化床生活垃圾焚烧炉)飞灰进行了PBDD/Fs的分布特性分析.结果表明:(1)所有样品中均没有发现六溴代二噁英和呋喃,主要都以四、五溴代二噁英和呋喃...     

沈阳市环境空气不同功能区二噁英含量与暴露风险分析

以沈阳市不同功能区为研究对象,进行不同功能区的二噁英含量与暴露风险分析.研究表明:沈阳市不同功能区的二噁英质量浓度大小顺序为工业区＞居民区＞文化区＞商业区＞公园＞风景区；6个功能区均检测出多氯二苯并二噁英(PCDDs)、多氯二苯并呋喃(PCDFs)和多氯联苯(PCB)3种污染物,除风景区外,PCDFs所占比例最大,PCDDs居第二位,PCB所占的比例最小；毒性当量的计算结果表明,不同功能区的二噁英毒性当量浓度与其质量浓度大小顺序一致；呼吸暴露量计算结果表明,儿童的呼吸暴露量高于成人,说明儿童受到空气二噁英的呼吸暴露风险更大.     

小型简易生活垃圾焚烧炉二噁英类排放特征及呼吸暴露风险评估

通过现场采样调查3个小型简易生活垃圾焚烧炉二噁英类(PCDD/Fs)排放水平,并应用AERMOD模型和呼吸暴露评价方法对PCDD/Fs排放进行环境风险评估。结果表明:(1)焚烧炉烟气中PCDD/Fs毒性当量浓度为4.88～24.88ng TEQ/m~3(均为标准条件下气体体积),均高于《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB 18485—2014)限值(0.1ng TEQ/m~3);炉渣中PCDD/Fs毒性当量浓度为91～231ng TEQ/kg。(2)N1～N3焚烧炉PCDD/Fs年均地面毒性当量浓度预测最大值分别为0.60、0.26、0.27pg TEQ/m~3,周边最近居民点的年均地面毒性当量浓度预测值分别为0.10、0.01、0.19pg TEQ/m~3,均没有超过日本年均值标准(0.6pg TEQ/m~3)。(3)小型简易生活垃圾焚烧炉预测区域人群PCDD/Fs呼吸摄入量最大值均低于0.4pg TEQ/(kg·d),而且海拔较低、地形平坦有利于PCDD/Fs的扩散稀释。     

垃圾焚烧厂周围环境空气中二噁英浓度分布及其健康风险评估

2015年11月至2016年1月在浙江嘉兴、江西南昌和江苏淮安的3个垃圾焚烧厂(MSWI)周围进行了环境空气中二噁英(PCDD/Fs)的浓度测定,并对其组成特征进行了分析,同时采用VLIER-HUMAAN模型评估其对人体的健康风险。结果表明,浙江嘉兴的MSWI周围环境空气中PCDD/Fs质量浓度为1.876~6.032 pg/m3,江西南昌为1.365~4.745 pg/m3,江苏淮安为1.526~1.777 pg/m3。1,2,3,4,6,7,8-七氯代二苯并二噁英(1,2,3,4,6,7,8-Hp CDD)、八氯代二苯并二噁英(OCDD)、1,2,3,4,6,7,8-七氯代二苯并呋喃(1,2,3,4,6,7,8-Hp CDF)和八氯代二苯并呋喃(OCDF)是3个MSWI周围环境空气中主要的PCDD/Fs单体。健康风险评估结果表明,在3个MSWI周围的居民均处于较为安全的状态,但儿童的PCDD/Fs呼吸日暴露量约是成人的11倍。     

流化床垃圾焚烧炉产生的有毒二噁英同类物分布研究

测定了流化床垃圾焚烧炉焚烧产生的飞灰、烟尘和烟气中的2，3，7，8位氯取代二噁英同类物的含量及其毒性当量。结果表明，产生的二噁英主要存在于飞灰中，烟气中的含量很少。飞灰中二噁英总浓度和毒性当量分别为8.44ng／g和0．80ng／g，经过布袋除尘器后的烟尘和烟气中二噁英的浓度之和与毒性当量之和分别为0．34ng／m^3和0．02ng／m^3，而布袋除尘器前的烟尘和烟气中二噁英的浓度之和与毒性当量之和分别为40．78ng／m^3和3．0ng／m^3。飞灰和烟尘中2，3，7，8位氯取代二噁英同类物的分布相似，但是与烟气中2，3，7，8位氯取代二噁英同类物的分布差别较大。通过了解有毒二噁英同类物的分布，可以进一步优化流化床垃圾焚烧炉的焚烧条件，降低二噁英的排放量，减少垃圾焚烧对环境的污染。     

珠江三角洲地区土壤中二噁英污染水平及其分布特征研究

应用高分辨气相色谱/高分辨质谱(HRGC/HRMS)对珠江三角洲地区土壤中二噁英(PCDD/Fs)的浓度及其分布特征进行了研究。结果表明,土壤样品中PCDD/Fs为118~2 304pg/g,平均值为743pg/g;WHO2005-TEQ为1.09~5.56pg/g,平均值为3.25pg/g。珠江三角洲地区土壤中PCDD/Fs浓度较往年相比稍有下降,且大部分地区土壤中PCDD/Fs污染并不严重。土壤中PCDD/Fs同系物分布以OCDD为主要的特征单体,毒性单体贡献最大的是1,2,3,7,8-PeCDD和2,3,4,7,8-PeCDF,平均占总毒性当量的28.9%和16.3%。对珠江三角洲地区土壤中PCDD/Fs的源分析表明,土壤中PCDD/Fs受污染源影响较小,可能主要来自大气沉降。     

自然堆存下的飞灰污染物浸出毒性研究

测定了飞灰的主要组成成分和重金属元素含量。生活垃圾焚烧飞灰在2年期的自然堆存下，通过分析不同时期污染物浸出特性，以研究飞灰污染物自然老化特征。结果表明：飞灰的主要组成元素有Ca、Si、Al、S、K、Na、Fe、Mg和Cl等，其重金属元素含量大约占1%。飞灰自然老化后，Pb 、Zn 、Cr^6＋、Hg和氰化物的迁移性大大降低；Cu 、As和Cd变化不明显，Cr的浸出略有增加；飞灰中的重金属元素在低pH下仍不具有长期稳定性，因而具有较大的环境风险。     

广州某地大气中二噁英气/粒相间特征分析——以2012年7月测试为例

选取广州某地大气环境作为研究对象,采用高分辨气质联用色谱对气相、颗粒相中17种二噁英(PCDD/Fs)单体进行分析。结果表明,研究区域大气PCDD/Fs主要集中于颗粒相,且气相和颗粒相中PCDD/Fs均表现出"源"特征。颗粒相中PCDD/Fs单体以OCDD、1,2,3,4,6,7,8-HpCDF、OCDF、1,2,3,4,6,7,8-HpCDD为主;气相中PCDD/Fs单体以1,2,3,7,8-PeCDF、2,3,4,7,8-PeCDF、1,2,3,4,7,8-HxCDF、1,2,3,4,6,7,8-HpCDF为主。颗粒相中PCDD/Fs浓度随着氯原子数的增加而增加,气相中PCDD/Fs随着氯原子数的增加而减少。气相中主要毒性贡献单体为2,3,4,7,8-PeCDF,其与气相总毒性当量浓度的相关系数为0.908;颗粒相中主要毒性贡献单体为2,3,4,7,8-PeCDF、2,3,4,6,7,8-HxCDF,与颗粒相总毒性当量浓度的相关系数分别为0.851、0.883。主成分分析结果表明,颗粒相和气相的毒性当量浓度具有相似的分布特征。     

垃圾焚烧飞灰中不同粒径的毒性特性

对广州市某垃圾焚烧发电厂的焚烧飞灰进行粒径分级毒性分析研究。主要研究了粒径在35～1 000μm范围内的飞灰的腐蚀性和短期浸出毒性,包括Cr、Cd、Mg、Pb、Mn、Fe、Cu、Zn、Ni、Co等重金属,SO24-,Cl-,NO3--N和NO2--N,同时也研究了飞灰的物质组成和矿物特性。研究结果表明,所有粒径飞灰的浸出液pH值在12.3～12.5之间,属于有腐蚀性的危险废物,重金属Mg、Pb、Zn的浸出浓度最高,分别为168.78、53.94和86.40 mg/L。飞灰浸出液和含量最高分别达到8.87g/L和1.38 g/L,同时浸出液中测出一定量的硝态氮和亚硝态氮,证明飞灰吸附了垃圾焚烧过程中产生的氮氧化物气体。另外,研究得出飞灰的基本组成元素为Ca、Si、Cl、K、Na、S、Al、Mg和Fe,而重金属则以Zn、Pb、Mn、Cu、Cr等为主。矿物相主要为含硅和钙的化合物及NaCl和KCl等氯化物。     

再生铝制造企业飞灰中二噁英污染特征

连续8d采集中国某大型再生铝制造企业的飞灰样品,通过高分辨气相色谱/高分辨质谱联用仪对其中的二噁英污染特征开展了研究。结果表明:飞灰样品中二噁英质量浓度为58.64~261.14μg/kg,平均为103.93μg/kg,其中1,2,3,4,6,7,8-七氯代二苯并呋喃(1,2,3,4,6,7,8-HpCDF)、八氯代二苯并呋喃(OCDF)和八氯代二苯并二噁英(OCDD)是飞灰中最主要的单体,分别占二噁英浓度的19.54%(质量分数,下同)、15.57%和14.62%;二噁英毒性当量浓度为4.21~14.77μg TEQ/kg,平均为7.10μg TEQ/kg,其中2,3,4,7,8-五氯代二苯并呋喃(2,3,4,7,8-PeCDF)对飞灰中二噁英毒性当量浓度贡献最大,平均贡献率为50.15%;二噁英毒性当量浓度均未超过《危险废物鉴别标准毒性物质含量鉴别》(GB 5085.6—2007)规定限值,因此可以判定该企业的飞灰不属于具有二噁英毒性的危险废物。     

碳酰肼对烧结过程二噁英生成的抑制作用

研究了碳酰肼对钢铁厂烧结工序产生的二噁英的抑制效果。结果表明,添加了0.01%(质量分数,下同)、0.02%、0.05%、0.10%的碳酰肼之后,二噁英的排放质量浓度降为0.560、0.506、0.270、0.174ng-TEQ/m3,相对于基准值(0.821ng-TEQ/m3)大幅减少。碳酰肼对二噁英的从头合成以及前驱物生成都能起到一定的抑制效果。碳酰肼与Cu2+结合生成稳定的氮化物,削弱Cu2+的催化活性;与HCl反应,减少了生成二噁英的氯源;对FeCl3、CuCl2的催化活性也会产生影响。碳酰肼添加后,对多氯代二苯并呋喃(PCDFs)生成中高氯代二噁英的脱氯行为也有明显的抑制。     

两种典型垃圾焚烧灰渣特性的试验研究

针对垃圾的炉排型和流化床型两种典型焚烧工艺,取焚烧底渣和焚烧飞灰样品若干,进行了样品的能谱分析(EDX)和X射线衍射(XRD)分析,并进行对比.研究结果表明,两种焚烧工艺产生的焚烧底渣元素组成均以C、O、Ca为主,而焚烧飞灰相对于焚烧底渣具有结构复杂和性质多变的特性.炉排型焚烧飞灰比流化床型焚烧飞灰含有更多的重金属,更具危险性.     

流化床垃圾焚烧炉产生的有毒二(口恶)英同类物分布研究

测定了流化床垃圾焚烧炉焚烧产生的飞灰、烟尘和烟气中的2,3,7,8位氯取代二(口恶)英同类物的含量及其毒性当量.结果表明,产生的二(口恶)英主要存在于飞灰中,烟气中的含量很少.飞灰中二(口恶)英总浓度和毒性当量分别为8.44ng/g和0.80ng/g,经过布袋除尘器后的烟尘和烟气中二(口恶)英的浓度之和与毒性当量之和分别为0.34 ng/m3和0.02 ng/m3,而布袋除尘器前的烟尘和烟气中二(口恶)英的浓度之和与毒性当量之和分别为40.78 ng/m3和3.01ng/m3.飞灰和烟尘中2,3,7,8位氯取代二(口恶)英同类物的分布相似,但是与烟气中2,3,7,8位氯取代二(口恶)英同类物的分布差别较大.通过了解有毒二(口恶)英同类物的分布,可以进一步优化流化床垃圾焚烧炉的焚烧条件,降低二(口恶)英的排放量,减少垃圾焚烧对环境的污染.     

典型行业周边土壤中二噁英浓度分布特性研究

为了探究典型行业周边土壤中二噁英浓度,针对钢铁冶炼、生活垃圾焚烧和危险废物焚烧等行业开展了周边土壤中二噁英浓度分布特性的研究。结果表明,典型行业周边土壤中二噁英毒性当量浓度为0.77~3.80ng TEQ/kg,平均为1.98ng TEQ/kg,其中钢铁冶炼企业周边土壤中二噁英的平均毒性当量浓度(2.50ng TEQ/kg)最高,其次是生活垃圾焚烧企业(2.01ng TEQ/kg),危险废物焚烧企业周边土壤中二噁英的平均毒性当量浓度最低(1.44ng TEQ/kg)。钢铁冶炼企业浅层土壤(0~200mm)中二噁英毒性当量浓度明显高于深层土壤(200~400mm),土壤中二噁英毒性当量浓度与空气中二噁英的沉降作用有关。钢铁冶炼企业土壤中二噁英分布与最大落地浓度点、污染源中二噁英分布均相近,而生活垃圾焚烧企业和危险废物焚烧企业土壤中二噁英分布与最大落地浓度点、污染源中二噁英分布差异较大。     

不同级配垃圾焚烧底渣固化市政污泥工程特性分析

开展了(炉排炉和流化床炉)两种垃圾焚烧底渣与固化剂共同作用下固化市政污泥的工程特性研究。分析了两种底渣化学成份及物理级配上的差异,重点考察了在密封养护情况下,测定了不同底渣固化体的含水率、pH值、无侧限抗压强度及28d渗透系数等工程特性指标。研究结果表明:相同含量的两种底渣固化体含水率及pH相同,且含水率随底渣含量增加而降低,而pH值随底渣含量增加而增加;随着底渣含量增加,级配良好的炉排炉底渣固化体强度比级配不良的流化床底渣固化体强度从高8 k Pa增加到30 k Pa;受底渣级配的影响,炉排炉底渣固化体渗透系数随底渣含量增加而增大,而流化床底渣固化体渗透系数基本不变。级配良好的炉排炉底渣固化体工程特性优于级配不良的流化床底渣固化体,具有更强的骨架作用。研究成果为污泥及垃圾焚烧底渣填埋处置提供了科学借鉴。     

K_2FeO_4去除水体中的邻仲丁基4,6-二硝基苯酚

以水体中的邻仲丁基4,6-二硝基苯酚(DNBP)为研究对象,考察了K2Fe O4在不同温度、p H和共存成分等条件下对其去除效果。结果表明,K2Fe O4去除水体中DNBP所需的适宜p H为6.0~7.0,适宜温度在25~35℃,且K2Fe O4与DNBP摩尔比大于20∶1时,DNBP降解率大于90.0%。水体p H接近中性时,共存成分NH4Cl、Na Cl、Na NO3和Mn Cl2对K2Fe O4去除DNBP的影响很小。此外,K2Fe O4与DNBP摩尔比较大时,DNBP的准一级动力学降解速率常数k与p H的关系符合Gauss模型。     

SCR脱硝副产物硫酸氢铵与空预器中飞灰反应特性

开展SCR脱硝副产物硫酸氢铵与飞灰反应特性研究,利用MS2000激光粒度仪对不同飞灰样品的粒度特征进行了分析。结果表明,当ABS飞灰质量配比为1∶50时,1~10和10~100μm的粒度范围内飞灰所占体积比都有明显增大。利用SEM对不同飞灰样品的形貌进行了观察与分析,结果表明掺杂ABS后飞灰形貌有明显改变。利用XRD鉴定掺杂ABS前后飞灰的物相,掺杂ABS后,除了原飞灰样中原有的矿物相外,还检测出了Fe2(SO4)3和Na2SO4,由此可见,ABS与飞灰发生了反应。由EDS元素分析结果可知,当掺杂ABS后,O、Al和Si元素仍然是主体元素且含量差别不大,相比原灰样唯一不同的是后两种样品中出现了S元素,且S元素的含量随着掺杂ABS的量的增加而增大。飞灰比电阻测试结果显示,掺杂一定量的ABS会降低飞灰的比电阻,增强了电除尘器捕捉飞灰的能力。XPS分析结果显示,掺杂ABS后,ABS会与飞灰中的Na_2O反应形成Na_2SO_4。     

不同城市生活垃圾焚烧技术的综合评价

通过工程的经济性分析、工艺过程的能流分析以及工程的环境影响分析,综合分析了流化床、炉排炉、气化熔融和等离子体气化等不同城市生活垃圾焚烧技术。结果表明:(1)在零补贴的情况下,流化床焚烧技术的工程效益最佳,但从项目投产年算起,其投资回收期也需9年;炉排炉、气化熔融与等离子体气化焚烧技术要达到流化床焚烧技术零补贴情况下的经济效益,分别需补贴约70、140、500元/t。(2)各城市生活垃圾焚烧技术下区域的水体富营养化和全球变暖影响最显著,而人体毒性影响最小。气化熔融焚烧技术和等离子体气化焚烧技术的环境影响比其他两种焚烧技术小一个数量级。(3)考虑污染物排放的环境效益,在现行中国排放标准下,流化床、炉排炉与气化熔融焚烧技术的工程效益都将得到较大提升。随着排放标准的更加严格,流化床焚烧技术的年收益率下降最显著;气化熔融焚烧技术的工程效益相较最优。     

宁波城市扬尘化学组成特征及其来源解析

为有效制定城市扬尘的防治措施,系统研究宁波城市扬尘污染的化学组成特征和来源,选取宁波为研究区域,采集了城市扬尘、土壤风沙尘、煤烟尘和机动车尾气尘4种源类样品,进行了元素、离子和碳3大类分析,并与其他城市进行了比较。结果表明:(1)宁波城市扬尘的主量成分包括Ca、Si、Fe、Al、K、总碳(TC)、有机碳(OC)和SO2-4,质量分数总和为44.14%,其中Ca、Si、Fe、Al、K等地壳元素含量较高。宁波城市扬尘化学组成与其他典型城市相差较大,其中Si、Al和Mg含量明显低于其他城市,而Na、K、Ni等元素含量总体较高。(2)分歧系数计算结果为0.471,说明城市扬尘与土壤风沙尘的化学组成相似度不高,受人为来源类的影响较大。(3)宁波的城市扬尘中Zn富集因子最大,达23.10,其次为Ca、Cu、Pb、Ni、As,且这些重金属元素的富集因子均在5之上,表明Zn、Ca、Cu、Pb、Ni、As显著富集,受人类活动影响较大。(4)土壤风沙尘对城市扬尘的贡献最大(分担率达34.88%),其次为建筑水泥尘(分担率达25.01%)、煤烟尘(分担率达20.19%)。说明城市扬尘中大部分化学组分来自土壤风沙尘、建筑水泥尘和煤烟尘。     

西安道路尘中元素分布特征及其来源分析

2009年1月对西安空间范围的道路尘进行采样,分析了其元素含量和空间分布特征。结果表明,道路尘中Si、Al、Fe、Mg、V、Mn、Ni、Rb的来源基本没有受到人为活动的影响,Ca、Na、K、Ti、Co、Zr的来源受到了人为活动的轻微影响,Cr、Ba、As、Sr、Cu、Zn、Pb的来源则明显受到了人为活动的影响;非(轻)污染元素中Si、K、Rb、Zr、Ti在空间上分布较为一致,且相关性较好,其来源主要受黄土地区粉尘沉降的影响,Ca、Fe、Mn等来源复杂,在一定区域的道路尘中其含量受到人为活动的轻微影响;重污染元素中Pb与As的相关性较好,且空间分布较为一致,主要来源于燃煤和农用机动车尾气排放,Ba与Sr、Cu的相关性也较好,但空间分布特征并不完全相同,显示了其来源以及源排放类型的空间差异;道路尘是一种复杂的环境介质,用单一的源、或者源类型来代表整个城市范围内道路尘元素(无论是地壳元素或是污染元素)的来源是不科学的,应该结合每种元素分布状态在空间上客观存在的差异来进行分析。