生活垃圾焚烧飞灰重金属的受热特性

研究了飞灰重金属在不同煅烧温度下的挥发情况及其存在形态.结果表明:重金属挥发能力由强到弱依次为Hg＞Pb＞As、Cd＞Zn＞Cr、Ni、Cu;其中Hg、Pb、As和Cd属易挥发重金属,在1 150 ℃时几乎全部挥发;Zn属较易挥发重金属,1 150 ℃时的挥发率在40%～50%;Cr、Ni和Cu属难挥发重金属,在1 150 ℃的挥发率不超过10%;在400～1 150 ℃,随温度的升高,部分Zn、Hg、Cu、Pb、Cd、Ni和As由可溶态向残渣态、铁锰氧化态转化;在400～900 ℃,随温度的升高Cr可溶态比例减少,而在900～1 150 ℃,随温度的升高其可溶态比例增加.     

Pb对水泥熟料矿物烧成、组分的影响及其固化行为研究

以空白生料为基准,分别掺入0.5%、1.0%和2.0%的Pb试剂,分别在1 250、1 300、1 350、1 400和1 450℃烧成熟料,并利用化学分析、XRD、SEM和SEM＋EDS等方法对熟料进行检测分析。结果表明,在相同Pb掺量（分别为0.5%、1.0%和2.0%）下,随煅烧温度在1 250～1 450℃的逐渐升高,烧成效果逐渐变好。较低掺量时,Pb可促使液相提前出现,增加液相量,降低液相粘度,对生料易烧性有一定程度的改善作用;掺量过高（达到2.0%时）,对熟料易烧性不利。Pb易富集固溶于A矿中。     

基于MOVES的轻型车颗粒物排放来源和特征分析

利用实测数据对MOVES模型进行本地化修正,测算了轻型车颗粒物的排放来源以及粒径、组分构成特征。分析结果表明,全部颗粒物中,轻型汽油车的非尾气排放PM10所占比例为72.70%,PM2.5为42.64%;轻型柴油车非尾气排放PM10所占比例为40.78%,PM2.5为15.41%。2种燃油车辆的尾气排放颗粒物主要来源于尾气管排放,粒径集中在0~2.5μm;而非尾气排放颗粒物主要来源于刹车磨损,粒径集中在2.5~10μm。轻型汽油车的尾气排放颗粒物主要组分为有机碳,轻型柴油车则为元素碳和有机碳。进一步分析不同速度下颗粒物排放变化发现:轻型车非尾气排放颗粒物随行驶速度的增大而降低,而尾气排放颗粒物则随速度的增大先降低后升高;非尾气排放颗粒物占全部颗粒物比例随速度的增大先升高再降低;全部颗粒物中PM2.5的比例则随速度的增大先降低后升高。     

间歇浸取对废物水泥窑共处置产品中Cr和As释放的影响

研究间歇浸取条件下废物水泥窑共处置产品中重金属Cr、As的释放,对水泥产品在实际应用中的环境安全性评价有重要意义.通过模拟煅烧实验制取含Cr和As的水泥熟料,并制取混凝土样品,采用pH影响实验和扩散浸出实验,研究了混凝土中Cr和As的溶解特性及其间歇浸取对混凝土中Cr和As释放的影响.结果表明,浸取方式对浸取液pH有较...     

气氛含氧量对DDT热处理特性的影响

滴滴涕属于有机氯农药,其所含成分DDTs在环境中难以降解,并具有生物毒性。利用高温管式炉研究气氛中含氧量对滴滴涕热处理特性的影响,为研发废弃滴滴涕高温热处理技术提供理论依据。实验结果表明,在600℃时,滴滴涕去除率最高为含氧量21%时的70.48%;在900℃条件下,当含氧量为21%时DDT去除率≥99%;在1 200℃条件下,当含氧量≥12%时DDT去除率≥99.9%。在滴滴涕热处理残渣中,o,p’-DDT占DDTs总量的比例在3个温度段中都随含氧量的增加而增长,DDT则都随含氧量增加而减少,且上述变化随温度升高而幅度加大。在尾气中,p,p’-DDE占DDTs总量的比例在3个温度段中都随含氧量增加而递增,在1 200℃条件下尤为明显。     

危险废物焚烧灰渣熔融过程中重金属元素热力学平衡计算

熔融固化是目前危废焚烧灰渣处置的有效方法之一。为了能够有效地控制熔融过程中重金属元素的迁移,采用HSC Chemistry软件模拟研究了重金属元素As、Pb、Zn、Cu、Ni、Cr等在熔融过程中的物质变化历程,考察了不同气氛、温度、氯化物种类的影响。结果表明:在还原性气氛下,As、Pb几乎100%以As S(g)和Pb S(g)的形式挥发进入气相;Zn主要以气态金属挥发,1 500℃时90.8%的Zn进入气相;Cu、Ni、Cr与灰渣中的Fe2O3、Al2O3等形成不易挥发的化合物,几乎完全被熔渣固化。氧化性气氛有利于各重金属元素的固化,除46.47%的Pb以Pb Cl2(g)、Pb Cl(g)、Pb O(g)的形式挥发外,其余重金属元素均能被固溶在渣中。与灰渣中Na Cl相比,Ca Cl2不影响As、Cr的平衡形态分布,但能促进Pb、Zn、Cu、Ni以气态氯化物的形式挥发进入气相,不利于重金属元素的固化。     

烧结机共处置过程中重金属Cd、As的挥发特性研究

选取优级纯化学试剂Cd Cl2和As2S3来模拟危险废物中的重金属,按一定比例将其与烧结矿原料均匀混合后进行共处置煅烧。主要研究了在煅烧过程中Cd和As的挥发规律,同时对煅烧所得烧结矿进行消解实验求得固化的重金属量。实验结果表明,Cd的挥发率随着温度的升高和时间的增加而不断增大,直到达到一个平衡而不再继续增大,对Cd的挥发进行动力学模拟得到挥发率α与煅烧温度T和煅烧时间t的关系式为α=1-exp(-0.669exp(-3567.6/T)t)。而As则呈现出温度越高挥发率越低的规律,当温度为1 200℃时,煅烧75 min后As的挥发率仅为9.8%,即共处置过程中As与烧结矿原料发生化学反应而固化下来,挥发较少,可认为对人体健康和环境造成的危害较小。     

污泥焚烧底灰中重金属残留特性的实验研究

利用原子吸收分光光度计和程序控制温升炉研究了沈阳市污水处理厂污泥在不同焚烧工况下重金属Cu、Cr、Cd、Zn、Ni和Pb在焚烧底灰中的残留特性。考察了升温速率、焚烧温度、含水率以及停留时间等因素对重金属在污泥底灰中的残留特性的影响。实验表明 ,Pb、Cd和Cu在灰渣中的残留率随着温度和停留时间的增加而降低。大部分的重金属元素Zn、Cu和Cr残留在灰渣中 ,Cd、Pb和Ni部分残留在灰渣中     

水泥窑协同处置过程中Pb、Cd的挥发特性

对铅、镉2种重金属的氧化物开展了热重实验、熟料煅烧以及熟料消解实验，以重金属的挥发率为主要指标，研究了水泥窑协同处置过程中铅、镉在等温条件下随时间的挥发特性。结果表明，2种重金属的挥发率均是随温度的升高，时间的增加而增大。Pb的挥发率为96%，Cd的挥发率达到98%，根据等温动力学及阿累尼乌斯方程，对Pb，Cd的挥发率随时间变化的规律进行动力学模拟，得到较好的线性拟合效果，其中，Pb挥发反应的表观活化能E为88.73 kJ/mol，Cd挥发反应可以分2个部分：1 200℃以下的表观活化能E为61 kJ/mol；1 250℃以上的表观活化能E为184.6 kJ/mol。     

Fenton预处理对城市污泥重金属形态及生物淋滤溶出影响

针对生物淋滤处理城市污泥重金属Cr、As和Pd的溶出效率较低的问题,采用芬顿(Fenton)氧化法对城市污泥进行预处理,考察Fenton氧化对污泥中重金属Cr、As和Pd赋存形态转化及后继生物淋滤过程溶出率的影响。实验结果表明,经pH=4.00、Fe~(2+)=1.00 g·L~(-1)、H_2O_2=9 g·L~(-1)的条件下Fenton预处理后,重金属Cr、As和Pb的存在形态均由稳定性较强的可氧化态和残渣态向不稳定的弱酸提取态和可还原态转化,其不稳定态比重分别由15%、30%、9%提高到了24%、41%、11%;生物淋滤实验结果显示,由于重金属形态变化,重金属Cr、As和Pb溶出率分别由52.71%、11.15%、33.19%提升至60.76%、24.32%、45.96%。Fenton预处理联合生物淋滤法提高了对重金属Cr、As和Pb的去除效果,有助于实现污泥的无害化处理处置。     

燃烧条件对灰渣中重金属元素形态的影响

根据改进了的BCR连续提取法,重金属元素形态分为酸可提取态、氧化物结合态、有机物结合态和残渣态,实验研究了不同燃烧温度、空气流量和燃烧气氛对燃煤重金属(Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb)的形态分布和挥发特性的影响规律。结果表明:在原煤和灰渣中,各重金属元素均主要以稳定的残渣态存在;8种重金属元素的挥发性难易程度顺序为Pb、Cd、ZnAs、Cr、Ni、CuMn;燃烧温度从650℃升至1 050℃过程中,各重金属元素4种存在形态的逸出率逐渐升高,逸出率最低增大幅度为20%,最高达60%;随空气流量的增大,重金属元素的有机物结合态和残渣态加速分解和挥发,各重金属元素的逸出率不断增大;除元素Mn和Ni较易于在贫氧气氛中挥发外,元素Cr、Cu、Zn、As、Cd和Pb均在富氧气氛中比较易于挥发气化。     

固定源可凝结颗粒物中金属元素组分特征研究

参考2017年美国环境保护署(USEPA)推荐的Method 202和中国《固定污染源废气低浓度颗粒物的测定重量法》(HJ 836—2017),对中国华北、华东地区正常稳定运行的燃煤电厂、燃煤供热锅炉、垃圾焚烧发电厂、建筑陶瓷厂、焦化厂、石化厂等涉气重点行业企业排放的固定源可凝结颗粒物(CPM)及其中的金属元素进行了测试。结果表明，不同行业企业废气CPM中金属元素的种类和排放水平不同，主要与燃烧源、原(辅)材料、生产工艺、废气治理设施的CPM治理效果等因素有关。CPM中Zn、Al是主要金属组分，多数企业Fe、Ba占比也较高。燃煤电厂中As、Pb,燃煤供热锅炉中Pb、Cr、As,石化厂中Hg、Pb,建筑陶瓷厂中Cr,垃圾焚烧发电厂和焦化厂中As,分别是CPM中值得关注的有毒有害重金属元素。     

成都市道路细颗粒物污染特征

2013年9月20—28日,通过采集成都市城区道路大气环境中的PM2.5样品,分析测定了其中可溶性无机离子、碳组分和金属元素含量。结果表明,PM2.5中Fe、Mn、Ti、Si、Al等主要来源于机动车行驶产生的道路扬尘,Pb、Cu、Ni和Zn等主要来源于机动车尾气及零部件磨损;PM2.5中水溶性无机离子占道路大气环境细颗粒物的33.7%,A/C比值为0.95,表明细颗粒物偏弱碱性;机动车尾气排放的OC1、OC2、OC4和EC1等4种碳组分占道路大气环境细颗粒物碳组分的65.8%,且OC/EC比值为2.9,有二次有机碳(SOC)产生。     

北运河沉积物/水界面上重金属迁移转化规律

分析测定了6种元素(Cr、Co、Mn、Cu、Pb、Zn)在北运河水系10个采样点水体和表层沉积物中的含量和形态分布,利用SPSS 19.0统计软件对重金属在不同形态中的含量进行相关性分析。结果显示,北运河下游重金属污染程度高于上游;Cr、Cu、Pb、Zn在底泥可提取态中所占比例相当高,多数采样点都超过10.0%。所研究的重金属多数在底泥Fe-Mn结合态与悬浮物、可交换态、硫化物和有机质结合态均存在相关性;Mn是北运河地化循环中最为活跃的元素。     

能源植物皇草对重金属的耐性及修复潜力

重金属污染及生态修复是环境和生态领域研究的热点和难点。皇草是重要的纤维素生物燃料和电力植物。选用皇草作为重金属污染土壤的修复植物,探讨皇草对重金属的耐性机理和对重金属污染土壤的修复效果。结果表明:皇草的株高和干重在Ni、As、Zn、Pb处理中显著高于对照处理或者与对照处理没有显著差异,但在Cr处理中显著低于对照处理。皇草在Ni、As、Zn、Pb和低浓度Cr污染土壤均能生产大量的生物质,每季产25.55~28.51 t·hm~(-2)鲜草和8.23~9.12 t·hm~(-2)干草。皇草叶片中MDA和POD的含量随着Cr、Ni、As和Pb浓度的升高有所增加,但CAT和SOD的活性表现出相反的趋势。在Zn的2个浓度梯度下,皇草叶片中的CAT、POD和SOD的活性均随着Zn浓度升高而下降。从重金属在皇草各器官分布来看,Cr、As和Pb的浓度为根叶茎;Ni和Zn为根茎叶。从重金属在植物叶片中的形态来看,Cr、Ni、Zn和Pb的盐酸提取态的含量较高。从重金属在亚细胞分布来看,Cr、As和Pb在皇草叶片亚细胞组分分布为细胞质细胞壁细胞器,Ni和Zn在皇草叶片亚细胞组分分布为细胞器细胞质细胞壁。皇草对重金属的富集系数和转运系数均小于1,对重金属的提取量较低,但其耐性强、生物量大,适合应用于土壤重金属污染的植物稳定技术。     

应用化学提取法评价大气颗粒物中重金属的生物有效性

以广州市楼顶降尘为研究对象,在分析其粒度分布和重金属总量的基础上,采用单一化学提取法(DWLP、TCLP)和多级化学提取法(SEP)研究了大气颗粒物中4种重金属元素的生物有效性.结果表明:样品中96%以上颗粒小于100 μm,其中10 μm和2.5 μm以下颗粒分别占33%和11%.大气颗粒物中重金属含量很高,Cu、Pb、Zn和Cd的平均含量分别为362.43、1 033.81、830.32和5.80 mg/kg,是广东省环境土壤背景值的17～64倍.单一提取法中,TCLP的提取效率明显高于DWLP,表明pH值是影响大气颗粒物中重金属释放的主要因素.SEP法结果显示,Zn和Cd的生物可利用态比例远高于Cu和Pb.经DWLP和TCLP法提取后,颗粒物中重金属的总含量有不同程度的降低,生物可利用态所占比例明显增加.通过综合分析,发现SEP比其他两种方法更适用于评价大气颗粒物中重金属的生物有效性.     

传统活性污泥法处理城市污水过程中重金属的变化研究

研究了污水处理厂传统活性污泥工艺不同处理工段污水和污泥中Cu、 Zn、 Pb、 Cd、 Hg和As含量变化及其在污水中的形态分布特征,进一步了解重金属在不同处理工段的去除情况.整个工艺流程污水中Hg的去除率最大,平均达76.4%,Pb的去除率最小,平均为29.7%.不同处理工段各重金属去除率差异较大,从进水到初沉池出水Zn去除率最大,平均达55.4%,其次为Hg和Cu,平均去除率分别为40.0%与34.2%;由初沉池出水到二沉池出水Cd、Hg和Cu平均去除率达36.1%～38.5%.进水、初沉池出水和二沉池出水中颗粒态Zn占其总量的比例(以质量分数计,下同)均在98.1%以上,颗粒态Hg占其总量的比例由84.1%降低到39.7%,颗粒态As占其总量的比例由11.7%上升至56.5%.初沉池污泥、曝气池活性污泥和脱水消化污泥中Zn含量最高,初沉池污泥中Cd含量最低,曝气池活性污泥和脱水消化污泥中As含量最低.脱水消化污泥中Zn、Cu、Pb和Cd含量高于初沉池污泥和曝气池活性污泥,Hg和As含量低于初沉池污泥而高于曝气池活性污泥.大部分Zn和Pb在初沉池中被除去,大部分Cd在二沉池中被除去,Hg和Cu在初沉池与二沉池中的去除效果相当.     

城市污水厂石灰干化污泥对水泥易烧性的影响

针对城市污水处理厂污泥含水率高、体积大、泥质成分复杂且易造成二次污染的特点,采用石灰干化后利用水泥工业协同处置是其实现资源化的途径之一。实验结果表明,在煅烧温度1 400℃、保温时间60 min的条件下,掺加适量的石灰干化污泥有利于提高水泥生料的易烧性,熟料中f-Ca O含量符合国家标准;掺加质量比为12%的石灰干化污泥煅烧所得熟料与空白参比熟料的物相组成基本相同,当石灰干化污泥掺量过大时应根据泥质成分对生料配比进行相应的调整,以确保熟料达到水泥生产的质量要求。研究成果可为水泥工业协同处置城市污泥提供借鉴与技术参考。     

煤粉炉掺烧干化污泥的污染物排放研究

结合某电厂420 t/h四角煤粉炉掺烧污泥项目的实验室分析测试,了解煤粉掺烧不同含水率不同比例的干化污泥条件下烟气中污染物和灰渣中重金属的排放特性。结果表明,在实验研究配比和燃烧的条件下,大部分重金属元素Pb、Cu、Cr和Ni残留在灰渣中,Zn、Cd部分残留在灰渣中,As、Hg和Se等易挥发元素释放到烟气中,在灰渣中的含量很小。掺烧污泥后,灰渣中的重金属含量较单烧单煤都有了一定幅度的升高,Zn的含量是单煤的2倍,其余重金属是单煤的1.1~1.2倍。3种不同的掺混比例之间的污染气体排放浓度基本相似。烟气中主要污染物及重金属浓度可以满足现行国家标准。与单烧单煤相比,CO、HCl以及其他有机气体排放浓度基本相同;NH3的排放浓度较单煤有所升高;SO2、NOx和CO2排放浓度略有降低;飞灰浓度有所升高。烟气中的重金属,Hg含量升高了30%,Pb含量约为单煤的4.3~4.8倍。以上研究结果可为环保达标和飞灰利用提供基础数据。     

北京市PM2.5污染特征 、来源分析及其重金属健康风险评价

分析了2016年北京市的PM_(2.5)及其中的Zn、Pb、Mn、Cu、Cr、As、Ni、Cd、Sb、Co、V、Ba、Al、Fe、Mg、Ti、Ca、S 18种元素含量,并对重金属As、Cr、Pb、Cd、Ni、Mn、Cu和Zn进行了相应的健康风险评价。结果表明:PM_(2.5)质量浓度为14.63～206.35μg/m~3,年平均值为74.00μg/m~3,超过《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)二级标准(35μg/m~3)1倍多;PM_(2.5)中S、Zn、Sb、Pb和Cd的富集程度较高,主要来源于机动车尾气排放、燃煤和工业活动;Mn、Pb、Cr、Zn、Cu、As、Cd、Ni 8种重金属对儿童、成人女性、成人男性的非致癌总风险均小于1,不存在非致癌风险;As、Cd、Cr和Ni 4种重金属的致癌风险为1.94×10~(-7)～6.04×10~(-5),均小于10~(-4),部分重金属可能存在潜在致癌风险,主要是As和Cr存在潜在致癌风险。