氧化铜催化五氯苯生成二英的研究

研究在加热条件下,五氯苯在CuO表面催化生成二英（PCDD/Fs）的过程.结果表明,在200～350℃,PCDD/Fs的生成量随温度的升高而增加;在350～450℃,PCDD/Fs的生成量随温度的升高而减少.温度较低时（200～250℃）,生成的PCDD/Fs以高氯取代同系物为主;温度较高时（400～450℃）,则以低氯取代的同系物为主.但温度的改变并没有引起同一氯取代度PCDD/Fs中的异构体分布模式发生规律性变化.通过比较400℃条件下CuO催化五氯苯生成PCDD/Fs与CuO催化OCDD/F的脱氯降解情况,推测了五氯苯生成PCDD/Fs的途径.低氯取代的PCDDs可能主要来源于五氯苯生成的高氯取代PCDDs的进一步脱氯降解.而PCDFs则主要由五氯苯脱氯降解生成的低氯取代产物直接缩合生成.     

氧化铜催化五氯苯生成二噁英的研究

研究在加热条件下,五氯苯在CuO表面催化生成二噁英(PCDD/Fs)的过程.结果表明,在200～350℃,PCDD/Fs的生成量随温度的升高而增加;在350～450℃,PCDD/Fs的生成量随温度的升高而减少.温度较低时(200～250℃),生成的PCDD/Fs以高氯取代同系物为主;温度较高时(400～450℃),则以低氯取代的同系物为主.但温度的改变并没有引起同一氯取代度PCDD/Fs中的异构体分布模式发生规律性变化.通过比较400℃条件下CuO催化五氯苯生成PCDD/Fs与CuO催化OCDD/F的脱氯降解情况,推测了五氯苯生成PCDD/Fs的途径.低氯取代的PCDDs可能主要来源于五氯苯生成的高氯取代PCDDs的进一步脱氯降解.而PCDFs则主要由五氯苯脱氯降解生成的低氯取代产物直接缩合生成.     

城市生活垃圾焚烧系统中二英的生成与质量平衡

基于一机械炉排式垃圾焚烧炉,调查了2种工况条件下二(噁)英(PCDD/F)在烟气、飞灰和底灰中的分布,并且计算了PCDD/F的质量平衡.在锅炉出口,工况1(RUNl)和工况2(RUN2)条件下烟气中PCDD/F的含量分别为2.602 ng·m-3和1.236ng·m-3.在酸气中和塔(SDS)和旋风除尘器(CP),PCDD/F有一明显的低温生成机制(260～180℃).与锅炉出口烟气相比,RUN1和RUN2条件下的CP出口烟气PCDD/F总量分别增加了82.2%和17.6%,并且增加的PCDDIF主要分布于PCDF.在布袋除尘器(BF)部分,约90%的PCDD/F被捕获进入BF灰.锅炉灰、CP灰、BF灰和各部分烟气中PCDD/F同系物的分布模式大致相同.高的烟气O2含量导致了较多的PCDD/F生成,但烟气中PCDD/F同系物的分布模式并不随O2含量的变化而改变.以四氯～八氯取代PCDD/F总量计算,RUN1条件下生成的PCDD/F分别有10.4%、3.2%、9.3%、64.1%和13.0%分配进入底灰、锅炉灰、CP灰、BF灰和排放到空气中的烟气,相应的值对于RUN2分别为8.6%、8.0%、9.4%、66.7%和7.3%.     

饮用水中含氮消毒副产物三氯硝基甲烷的形成过程和影响因素

采用气相色谱/质谱法,选择甲基叔丁基醚为萃取剂,1,2-二溴丙烷为内标物,建立了含氮消毒副产物三氯硝基甲烷(TCNM)的测定方法.以甲胺为前体物,考察了饮用水氯化消毒过程中三氯硝基甲烷(TCNM)的生成过程及影响因素.结果表明,pH在碱性条件下TCNM的生成量比中性和酸性条件下高,TCNM的生成量随着pH的增大而逐渐提高.在投氯量2～8mmol·L-1的范围内,TCNM的生成量随着投氯量的增加而提高,当投氯量由8 mmol·L-1增加到12 mmol·L-1时,因自由氯的浓度较高,甲胺还通过其它路径发生反应生成了腈类和醛类,从而使TCNM的生成量降低.在甲胺投加量0.5～4 mmol·L-1的范围内,TCNM的生成量随着甲胺和氯胺的投加量的增加而提高.在10～30℃范围内,温度对甲胺生成TCNM的影响较明显,温度越高,TCNM的生成量越高.甲胺氯化形成TCNM的过程符合亲电反应的机制,HClO和ClO-可以作为亲电试剂进攻甲胺最终形成TCNM.     

臭氧催化氧化控制溴酸盐生成效能与机理

比较了单独臭氧氧化和金属氧化物存在下臭氧催化氧化过程中溴酸盐的生成规律,探讨了催化剂投量、溴离子浓度、水的pH值、反应温度等对臭氧催化氧化控制溴酸盐生成的影响规律及在催化剂存在下控制溴酸盐生成的机理.结果表明,催化剂投量从0 mg/L增加到250 mg/L,能减少溴酸盐生成量85.1%;当溴离子浓度为0.5、1.0、2.0 mg/L时,臭氧催化氧化分别能减少溴酸盐生成量69.2%、83.5%和15.2%,溴离子浓度变化对催化作用的影响无明显规律;pH值升高会降低催化作用的效果;反应温度在5～25℃之间时,臭氧催化氧化能降低43%～59%的溴酸根生成量(溴离子浓度1.5 mg/L),反应温度变化不影响催化效果.催化剂通过抑制臭氧对次溴酸的氧化减少了溴酸根的生成量.催化剂表面的某些基团与硫酸根络合会削弱臭氧催化氧化控制溴酸根生成的能力,因此,利用催化剂控制溴酸盐的机理与催化剂表面性质密切相关.     

医疗废物焚烧厂周边环境空气中二英浓度分布及其健康风险评估

于2015—2018年冬季(12月—2月)对广东省某医疗废物焚烧厂排放烟气及焚烧设施周边2.5 km范围内6个采样点分别进行了4次烟气和环境空气样品采集,应用高分辨气相色谱/高分辨质谱(HRGC-HRMS)联用技术对二■英(PCDD/Fs)浓度水平进行监测并对其组成特征进行了分析,运用主成分分析法(PCA)对周边环境空气中二■英来源进行了初步解析,同时采用VLIER-HUMAAN模型评估其对人体的健康风险.结果表明该医疗废物焚烧厂烟气二■英毒性当量浓度为0.542～21.300 ng·Nm~(-3)(以I-TEQ计),排放水平较高;周边环境空气中PCDD/Fs质量浓度和毒性当量浓度变化范围分别为0.682～196.000 pg·m~(-3)和0.036～17.700 pg·m~(-3)(以I-TEQ计),周边环境空气中PCDD/Fs浓度明显受到排放源烟气落地点的影响.空气样品中二■英同族体及异构体分布指纹谱图与该焚烧设施排放烟气类似,空气质量浓度主要贡献单体以OCDD、1,2,3,4,6,7,8-Hp CDF、OCDF以及1,2,3,4,6,7,8-Hp CDD为主,主要毒性贡献单体为2,3,4,7,8-Pe CDF.PCA源解析结论与指纹谱图特征分析结论基本一致,该研究区域中环境空气二■英主要来源于医疗废物焚烧烟气排放.健康风险评估结果表明,该区域人群呼吸暴露风险总体处于较为安全的水平(0.0032～0.141 pg TEQ·kg~(-1)·d~(-1)),部分个体的呼吸暴露贡献率超过了评价限值,应引起重视.     

3个城市生活垃圾焚烧炉飞灰中二噁英类分析

对3个城市生活垃圾焚烧炉飞灰中二英类浓度分布的实验研究表明,飞灰中二英类异构体的浓度分布具有相类似的特征,高氯代二英类的含量明显高于低氯代二英类.飞灰中二英类的毒性贡献主要来自多氯二苯并呋喃(PCDFs).布袋除尘器前添加活性炭粉末时,飞灰的二英类浓度比没有添加活性炭时高1.8倍,而尾气中二英类浓度相应降低.     

贵屿某电子垃圾拆解点附近大气颗粒物中氯代/溴代二噁英、四溴双酚A污染水平研究

对贵屿某电子垃圾拆解点附近大气颗粒物中氯代二英(PCDD/Fs)、溴代二英(PBDD/Fs)、四溴双酚A(TBBPA)含量水平进行了调查研究.结果显示,大气颗粒物中17种2,3,7,8-PCDD/Fs和8种2,3,7,8-PBDD/Fs的浓度范围分别为126.54～524.78pg·m-3和376.42～566.76pg·m-3;平均毒性当量(TEQ)分别为16.29pg·m-3、91.28pg·m-3,均高出目前所报道的国内外其它部分城市大气污染水平1～4个数量级,且PBDD/Fs的污染水平远远高于PCDD/Fs.四氯至八氯代PCDD/Fs同系物呈现出明显且特别的分布规律,PCDDs和PCDFs浓度均随着氯原子取代程度增加而降低.TBBPA的浓度范围为66.01～95.04ng·m-3,大气中PBDD/Fs浓度与之显著相关r=0.69.初步的暴露风险评价表明,当地居民每日通过呼吸摄入的二英含量远远超过了世界卫生组织(WHO)规定的人体每日耐受量(TDI)1～4pg(W-TEQ)·kg-·1d-1.     

垃圾焚烧飞灰中的氯化二苯并二噁(口英)和氯化二苯并呋喃的分析

由于氯化二苯并二(口恶)(口英)(Polychlorinateddibenzo-p-dioxins,PCDD)和氯化二苯并呋喃(Polychlorinated dibenzofuran,PCDF)的某些异构体具有极高的毒性,如2,3,7,8-T,CDD系迄今所发现的毒性最高的化合物,同时这两类化合物作为某些化学产品(PCB、2、4-D、2,4,5-T和五氯酚等)的杂质和副产物,或作为燃烧产物而广泛地进入环境。它们已引起各国环境科学家的注意,目前在世界范围内正在开展对PCDD和PCDF的分析方法,环境行为和效应的研     

SCR装置对焦炉煤气燃烧废气中PCDD/Fs、PCBs和PCNs的协同脱除

研究了某大型焦化厂的选择性催化还原(SCR)装置对焦炉煤气燃烧废气中典型非故意产生持久性有机污染物(UPPOPs)的脱除效果,对SCR装置入口和出口废气和SCR装置降尘中二英(PCDD/Fs)、多氯联苯(PCBs)和多氯萘(PCNs)的全部异构体进行了分析.结果表明,SCR装置对总PCDD/Fs的脱除效率最高,为94.6%,对总PCBs和总PCNs的脱除率分别为74.7%和78.4%.SCR装置入口和出口废气中UP-POPs同系物的分布模式明显不同,入口处以高氯取代为主,出口处以低氯取代为主.SCR装置对高氯取代UP-POPs有更好的脱除效果.催化还原和催化氧化降解同时发生是SCR装置脱除废气中UP-POPs的重要机制.     

部分PCDDF水溶解度的定量结构-性质关系

以量子化学PM3算法计算得到的12个量子化学参数作为分子结构描述符，运用偏最小二乘分析，首次建立23种PCDD/F水溶解度（logSw)的定量结构-性质关系模型。PCDD/F的Sw随着其分子量的增大而减少；随着其分子最低未占据轨道能（Eluno)的增大而增大，推测PCDD/F分子与水分子之间存在着电荷转移相互作用。     

密度泛函方法预测二英类化合物(PCDD/Fs)的正辛醇/水分配系数

在B3LYP/6-31G水平上全优化计算了多氯代二苯并一对-二(噁)英和多氯代二苯并呋喃(PCDD/Fs)系列物的分子结构;基于得到的分子结构描述符,依据修正的线性溶解能理论,分别建立了PCDDs和PCDFs的正辛醇/水分配系数的定量结构-性质关系模型(R2分别为0.985和0.966),并用交叉验证法对模型进行了验证(q2分别为0.983和0.936),用t-检验对各变量进行了检验.检验结果表明,模型的预测能力优于AM1法、单苯环氯取代指数法和拓扑量子方法得出的模型.     

珠江三角洲低丘土壤中二类(口恶)(口英)化合物污染水平

应用高分辨气相色谱/高分辨质谱(HRGC/HRMS)对珠江三角洲佛山市某地山丘土壤中二类化合物(PCDD/Fs)含量进行了分析.结果表明,土壤样品中的2,3,7,8-PCDD/Fs含量为0.90~7.89pg-TEQ/g,与土壤pH值具有显著的相关性.pH值偏离pH7越远,土壤中2,3,7,8-PCDD/Fs含量越高.造成研究区内小范围土壤中2,3,7,8-PCDD/Fs含量差异很大且出现较高含量的原因可能与该地曾堆放与焚烧生活垃圾、废旧电线电缆等固体废物有关.本研究样品中2,3,7,8-PCDD/Fs同系物分布特征与目前报道的工业来源的PCDD/Fs分布特征并不一致,表明该地区的PCDD/Fs的来源或污染过程还应作进一步的研究.     

电子垃圾拆解地周边土壤中二(口恶)英和二(口恶)英类多氯联苯的浓度水平

采集了电子垃圾拆解地周边125个点位的151个土壤样品,分析了土壤中4~8氯代二噁英和二噁英类多氯联苯的浓度.表层土壤样品中总二噁英的浓度范围为280~7 010 pg·g-1,平均浓度为1 380 pg·g-1.中层和深层土壤样品中总二噁英的平均浓度分别为表土的63%和38%.表土样品中二噁英毒性当量浓度(以I-TEQ计)范围为1.4~94.8 pg·g-1.根据德国关于毒性当量浓度的指导方针,125个土壤样品中只有19个(15%)可以被认为对人体健康无害,其余85%的土壤需要调查二噁英的来源.如果考虑多氯联苯对毒性当量的贡献,则有98%的土壤需要调查二噁英的来源.主因子分析被用来调查这一地区二噁英的排放源.通过对土壤中二噁英的同系物分布进行分析,发现拆解活动是这一地区热过程二噁英的主要排放源,也是这一地区土壤中二噁英的主要来源.     

活性污泥与施泥土壤中二英污染水平的研究

研究了北京市大兴污泥堆肥厂不同处理阶段的活性污泥和周边的施泥农田土壤中PCDD/Fs污染水平,并与周边背景土壤进行比较.不同处理阶段活性污泥的PCDD/Fs浓度水平为3118.31～3617.36pg/g,毒性当量(TEQ,下同)为26.19～35.81pg/g,在世界范围处于中等偏下水平.施泥农田土壤和背景土壤中PCDD/Fs总浓度水平分别为55.05～72.07pg/g、8.69～18.06pg/g,毒性当量分别为1.20～2.64pg/g、0.28～0.39pg/g,污泥农用导致施泥农田土壤中PCDD/Fs及其各异构体的浓度含量均有提高,浓度总量增高因子在3.0～8.3之间,施泥农田土壤中PCDD/Fs的浓度与施泥比率呈正相关性.施泥农田土壤与施用的活性污泥中PCDD/Fs的17种异构体浓度分布模式十分相似,而与背景土壤中PCDD/Fs各异构体浓度分布模式差异较大,由此说明,活性污泥是施泥农田土壤中PCDD/Fs的主要来源.本研究探讨了施用活性污泥对农田土壤中PCDD/Fs污染水平的影响,揭示了施泥农田土壤中PCDD/Fs的污染来源和污染模式.     

密度泛函方法预测二英类化合物(PCDD/Fs)的正辛醇/水分配系数

在B3LYP/6-31G水平上全优化计算了多氯代二苯并—对-二英和多氯代二苯并呋喃(PCDD/Fs)系列物的分子结构;基于得到的分子结构描述符,依据修正的线性溶解能理论,分别建立了PCDDs和PCDFs的正辛醇/水分配系数的定量结构-性质关系模型(R2分别为0.985和0.966),并用交叉验证法对模型进行了验证(q2分别为0.983和0.936),用t-检验对各变量进行了检验.检验结果表明,模型的预测能力优于AM1法、单苯环氯取代指数法和拓扑量子方法得出的模型.     

医疗废物焚烧厂二英排放对周边土壤的影响(2007-2014年)

2007-2014年期间对浙江省某医疗废物焚烧厂（MWI）周边土壤二英含量和指纹特征分布进行跟踪调查,研究焚烧运行排放的二英对周边土壤的影响程度.结果表明,运行前医疗废物焚烧厂周边2.4 km范围内土壤二英基线含量为1.09 ng·kg^-1（以I-TEQ计）,运行后土壤二英含量逐年增加,且距离烟囱500 m范围内增加幅度明显.2014年焚烧炉周边的土壤二英平均含量为7.05 ng·kg^-1（以I-TEQ计）,为基线含量（2007年）的6.47倍.且由主成分分析结果可知,土壤二英的指纹特征分布随着运行时间的增加趋向于焚烧排放的二英指纹特征,2011年和2014年的土壤采样点与焚烧源位置最接近,焚烧厂正常工况排放的烟气及飞灰和启炉工况下的烟气二英对周边土壤的影响程度较大.     

垃圾焚烧中PCDD/Fs的检测

ＰＣＤＤ／Ｆｓ的产生和排放是人们所关注的问题，垃圾焚烧是ＰＣＤＤ／Ｆｓ的一个重要来源。从其生成的反应机理看，ＰＣＤＤ／Ｆｓ主要是由于垃夫中存在氯源和不完全燃烧产生的。对垃圾焚烧后的烟气中的ＰＣＤＤ／Ｆｓ进行检验具有现实的意义。从国内外的分析方法及分析设备的现状比较，建议引起有关部门的足够重视，广泛开发检测工作，以保障人民的生活健康。     

Destruction of PCDD/Fs by gliding arc discharges

PCDD/Fs have been become a serious issue because of their toxicological effects and associated adverse health implications.In this study,the gliding arc plasma was tested for treatment of polychlorinated dibenzo-p-dioxins(PCDDs)and polychlorinated dibenzofurans (PCDFs),which was synthesized from pentachiorophenol in atmospheric condition at 35℃with or without the catalysis of CuCl_2. From the experiment,we found that the destruction efficiency of PCDD/F homologues after gliding was discharge ranged from 25% to 79%.This result demonstrates that gliding arc plasma is an effective technology to decompose PCDDs/Fs in flue gas.A plausible degradation mechanism for PCDD/Fs by gliding arc was discussed.Finally,a multistage reactor structure of gliding arc was proposed to upgrade removal efficiency for PCDD/Fs.     

某垃圾焚烧厂投产前后周边土壤二英类化合物的分布

为研究垃圾焚烧厂运行对周边土壤二英类化合物（PCDD/Fs）含量的影响,采集了珠三角地区某垃圾焚烧厂投产前和投产后周边土壤样品,分析研究了该垃圾焚烧厂运行对周边土壤中PCDD/Fs含量和组分的变化.结果表明:①2012年（投产前）珠三角地区某垃圾焚烧厂周边土壤PCDD/Fs含量较低,范围为163~591 ng/kg（毒性当量范围为0.198~0.863 ng I-TEQ/kg,I-TEQ为国际毒性当量因子折算的毒性当量值）;2017—2019年（投产后）周边土壤PCDD/Fs含量范围为151~1.75×103 ng/kg（毒性当量范围为0.812~3.88 ng I-TEQ/kg）,与其他研究相比处于较低的水平.②投产后,距该垃圾焚烧厂较近（1.5 km）的采样点（S1）土壤PCDD/Fs含量逐年增长,在较远（5.2 km）但人口较密集的采样点（S3）土壤PCDD/Fs含量整体较高,但呈逐年下降趋势.③投产后,土壤中的17种PCDD/Fs单体组分中,毒性当量贡献率最高的单体为八氯二苯并二英（OCDD）和2,3,4,7,8-五氯二苯并呋喃（2,3,4,7,8-PeCDF）,二者毒性当量贡献率范围为15.7%~45.4%.④在同一采样点土壤PCDD/Fs单体组分年间差异不明显,但同一年份不同采样点差异明显.研究显示,目前该垃圾焚烧厂周边土壤PCDD/Fs含量较低,但仍需要长期监测其可能带来的风险.