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.     

典型再生铜冶炼厂周边土壤中PCDD/Fs、PCBs和PCNs的污染特征及健康风险评估

本研究同时测定了1家典型再生铜冶炼厂周边土壤中PCDD/Fs、PCBs和PCNs的含量,进而分析和评估了该冶炼厂对周边环境的影响和研究区域工人的健康风险.冶炼厂周边土壤中PCDD/Fs、PCBs和PCNs的含量范围分别为17.2~370、1.20~14.2和70.9~950 pg·g^-1.在冶炼厂附近（<300 m）的采样点检出了高含量的PCDD/Fs和PCNs,其含量随距离的增加呈指数型下降.源解析结果表明,再生铜冶炼厂对其周边300 m内土壤中PCDD/Fs和PCNs的含量和单体分布特征影响显著.此外,除再生铜冶炼厂外,周边土壤中PCDD/Fs的污染可能还受到历史使用五氯酚或五氯酚钠的影响.健康风险评估结果表明,工人暴露周边土壤中PCDD/Fs、PCBs和PCNs的非致癌和致癌风险均处于可接受水平范围内,经口摄入是最主要的暴露途径.虽然健康风险评估只考虑工人工作时间内对室外环境中这些污染物的暴露,两份土壤样品的致癌风险值已达到0.47×10^-6和0.15×10^-6（阈值10^-6）,值得关注.PCDD/Fs对总致癌风险（PCDD/Fs+PCBs+PCNs）的贡献率最高（96%）,是该区域需首要关注和控制的二英类化合物.     

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.     

《火葬场大气污染物排放标准》实施对火化炉烟气二噁英减排的影响

为调查殡葬行业大气污染物排放新标准《火葬场大气污染物排放标准》(GB 13801—2015)实施4年后火化烟气中二英(PCDD/Fs)的污染排放特征及其对行业的影响,在我国南方地区选取了32台火化炉,对其排放烟气中PCDD/Fs水平、影响因素、排放因子进行了研究,并评估标准实施4年后的效果. 结果表明:①火化烟气PCDD/Fs毒性当量浓度(以I-TEQ计,下同)为0.033~7.4 ng/m3,平均值为1.1 ng/m3,PCDD/Fs超标率为56.2%,其中拣灰炉和平板炉超标率分别为62.5%和50.0%. 与GB 13801—2015实施前相比,火化炉废气中PCDD/Fs排放浓度显著下降,说明PCDD/Fs污染减排成效明显,但排放水平和超标率仍较高. ②有无废气处理工艺、运行管理水平、随葬品数量与PCDD/Fs排放浓度密切相关. 废气处理设施缺失或无法正常运行时PCDD/Fs毒性当量浓度为0.32~7.4 ng/m3,平均值为2.5 ng/m3,超标率达75.0%;配备“活性炭吸附(ACI)+布袋除尘(BF)”工艺且运行正常时,PCDD/Fs毒性当量浓度范围为0.033~4.5 ng/m3,平均值为0.83 ng/m3,超标率为58.3%,可能与部分处理设施使用率低、运行不佳和维护不到位等原因有关. 指纹特征显示,无废气处理工艺时七氯代、八氯代同系物占比较高;配备“ACI+BF”处理设施时以四氯代、五氯代同系物为主,证实该工艺组合主要去除高氯代同系物. ③火化炉废气PCDD/Fs排放因子(以I-TEQ计,下同)为67.8~39 981 ng/具,平均值为4 217 ng/具,显著低于联合国环境规划署(UNEP)于2005年发布的第1和第2级排放因子(分别为90和10 μg/具),但高于其优化控制措施的排放因子(0.4 μg/具). 研究显示,未来需加强对我国遗体火化PCDD/Fs减排的技术帮扶及排放因子的更新.      

再生铜冶炼过程多氯萘与二噁英类排放特征分析与控制技术评估

多氯萘(PCNs)和二噁英类(PCDD/Fs)化合物可在再生铜生产过程中无意产生和排放,对其排放关键节点和相关因素分析可为PCNs和PCDD/Fs的协同控制提供科学依据.本研究通过对再生铜的关键生产工艺分析,监测PCNs和PCDD/Fs的排放水平,辨识排放的关键生产环节,筛选可行的协同减排技术,从而提出再生铜生产过程中PCNs和PCDD/Fs协同减排的技术措施和控制建议.研究结果可为我国履行《关于持久性有机污染物(POPs)的斯德哥尔摩公约》和开展再生铜行业无意产生的POPs减排提供决策支撑.     

钢铁生产行业二英污染特征变化及其排放因子

对我国某省多家钢铁生产企业烧结工序和电炉工序排放烟气中二英（PCDD/Fs）污染水平、排放特征及其排放因子进行了初步研究.结果表明,烧结工序PCDD/Fs毒性当量浓度（以I-TEQ计,下同）为0.003~0.557 ng·m^-3,均值为0.165 ng·m^-3;电炉工序PCDD/Fs毒性当量浓度为0.006~0.057 ng·m^-3,均值为0.025 ng·m^-3.PCDD/Fs毒性当量浓度水平总体较低,较2005~2019年研究报道结果下降1~2个数量级.2005~2020年,钢铁生产行业排放PCDD/Fs毒性当量浓度水平先升高后降低,尤其是新的标准限值实施以及对烟尘等常规污染物进行超低排放控制后,呈现大幅下降.指纹谱图特征显示,所有烟气样品17种PCDD/Fs中最大浓度贡献单体为2,3,7,8-TCDF,与已有研究中以高氯代PCDFs和PCDDs为主不同,且低氯代PCDFs占比有所增加,表明PCDD/Fs生成主要来源有所变化.烧结工序和电炉工序PCDD/Fs同类物指纹分布特征相似,呈现典型的高温热过程特征,两个工序生产过程中PCDD/Fs的生成机制可能均为"从头合成".钢铁生产企业烧结工序PCDD/Fs废气排放因子（以I-TEQ计,下同）为0.003~0.5 μg·t^-1,排放因子平均值为（0.18±0.22）μg·t^-1;电炉工序PCDD/Fs废气排放因子为0.04~0.5 μg·t^-1,排放因子平均值为（0.27±0.23）μg·t^-1;低于UNEP于2013发布的"二英和呋喃排放识别和量化标准工具包"以及2004年我国二英排放清单中的排放因子,建议对我国钢铁生产行业PCDD/Fs排放状况开展调查,更新排放因子.     

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(UP-POPs)的脱除效果,对SCR装置入口和出口废气和SCR装置降尘中二噁英(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。     

再生铝?铅生产企业PCDD/Fs排放浓度与特征

研究了国内3家再生金属企业排放烟气和飞灰中PCDD/Fs排放浓度和同系物分布特征,其中两家再生铝企业?一家再生铅企业.研究结果显示:两家再生铝企业排放烟气中PCDD/Fs毒性当量浓度( I-TEQ)分别为2.14和0.88ng TEQ/Nm3,飞灰中分别为33.90和0.77ng TEQ/g;再生铅企业排放烟气和飞灰中PCDD/Fs毒性当量浓度分别为0.037ng TEQ/Nm3和0.014ng TEQ/g;两家再生铝企业排放烟气中PCDD/Fs同族体分布存在较大差异,而飞灰中PCDD/Fs同族体分布却十分相似;再生铅?铝企业排放的PCDD/Fs同系物分布特征差异较明显;且根据PCDFs与PCDDs总浓度比值大于1可以判断,二者排放PCDD/Fs的形成机理都以从头合成为主.     

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.     

深圳市废弃物焚烧炉飞灰中二噁英含量水平和特征分析

采用同位素稀释的高分辨气相色谱/高分辨磁式质谱联用仪(HRGC/HRMS)对深圳市8所垃圾焚烧厂飞灰中二噁英进行准确定量检测,分析比较不同炉型、不同种类废弃物焚烧厂飞灰中的二噁英浓度水平和分布情况.结果发现8所废弃物焚烧炉飞灰中二噁英浓度差异较大,5所往复炉排生活垃圾焚烧炉样品中二噁英的质量浓度和TEQ浓度平均值都小于热解型医疗垃圾焚烧炉.两所不同的工业危险废物焚烧炉中,以烧废物矿油的立式筒焚烧炉的二噁英含量远大于以焚烧电路板为主的回转窑焚烧炉.不同焚烧炉飞灰中二噁英异构体的浓度分布具有相类似的特征,高氯代二噁英的含量明显高于低氯代二噁英同系物.不同的PCDD/Fs单体对I-TEQ的贡献率在不同的焚烧设备中十分相似,2,3,4,7,8-Pe CDF、1,2,3,7,8-Pe CDD、2,3,4,6,7,8-Hx CDF 3种单体是TEQ浓度的主要贡献单体.在布袋除尘器前喷淋活性炭能有效吸附烟气中二噁英,将其转移到飞灰中.本研究是首次针对深圳市运行中的废弃物焚烧炉进行飞灰中二噁英排放分析,为二噁英排放监控提供重要的基础数据.     

Removal of PCDD/Fs and PCBs from flue gas using a pilot gas cleaning system

A 100 Nm3 /hr capacity pilot scale dual bag filter (DBF) system was tested on the flue gas from an actual hazardous waste incinerator (HWI), the removal efficiency of polychlorinated dibenzo-p-dioxins and polychlorinated dibenzofurans (PCDD/Fs) and polychlorinated biphenyls (PCBs) was also studied. The first filter collected most of the fly ash and associated chlorinated organic; then activated carbon (AC) was injected and used to collect phase chlorinated organic from the gas. Concentrations of PCDD/Fs and PCBs after the DBF system were 0.07 and 0.01 ng TEQ/Nm3 , respectively, which were both far below the national emission standard. Comparing with the original single bag filter system, the PCDD/Fs concentration dropped a lot from 0.36 to 0.07 ng TEQ/Nm3 . Increasing AC feeding rate enhanced their collection efficiency, yet reduced the AC utilization efficiency, and it still needs further study to select an appropriate feeding rate in the system. These results will be useful for industrial application and assist in controlling emissions of PCDD/Fs and other persistent organic pollutions from stationary sources in China.     

垃圾焚烧飞灰或炉渣中二噁的分布特征

分别采集了3种生活垃圾焚烧炉产生的飞灰或熔融炉渣样品,分析了其中的二口恶口英含量及其毒性当量,并讨论了17种2,3,7,8位氯取代的二口恶口英分布特征及其对总毒性当量的贡献.结果表明,机械炉排焚烧炉产生的飞灰中二口恶口英最多,总浓度为319ng/g,毒性当量为6.7ngI-TEQ/g;其次为流化床焚烧炉,产生的飞灰中二口恶口英总浓度为38.7ng/g,毒性当量为0.8ngI-TEQ/g;气化熔融焚烧炉产生的熔融炉渣中二口恶口英很少,总浓度为38.7pg/g,毒性当量仅为1.1pgI-TEQ/g;所有的2,3,7,8位氯取代的13C同位素标记内标化合物回收率在39%~156%之间.尽管不同的垃圾焚烧炉在二口恶口英的生成量上有明显的差别,但是产生的二口恶口英同类物的归一化浓度以及对毒性当量贡献的归一化结果分布特征十分相似,表明3种垃圾焚烧炉在垃圾焚烧过程产生二口恶口英可能具有相似的反应机理.     

Laboratory-scale study of the suppression of PCDD/F emission during coal and MSW co-incineration

The experimental test of co-incinerating Chinese raw municipal solid waste （MSW） and coal in a laboratory-scale tubular reactor was first reported in present study, and the emission of normal gas components and the effects of the S/Cl molar ratio or coal mixing percentages on polychlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans （PCDDs/Fs） emission were investigated and discussed. The results indicated that OCDD was the only PCDD homologues since others like TCDD-HpCDD was hardly detected, while as the categories of PCDF homologues were comparatively much more general. The amount of PCDD was much larger than that of PCDF in all operating conditions. Since ZPCDF/∑PCDD〈〈1, the dominant role of the precursor formation was proven in our experimental conductions. With increasing the coal addition to MSW （from 0 to 16%）, PCDD and PCDF were reduced considerably. Coal and MSW may suppress the PCDD/F emissions efficiently （over 95%） during the MSW incineration process. The PCDD/F suppression results of the present study could be helpful guidance to the industrial application of Chinese MSW and auxiliary coal co-incineration processes. The PCDD/F stack emission data of two industrial incinerators using co-incineration technology in China seem to have a great positive reduction of PCDDs/Fs.     

焦炉烟气中二（口恶）英类物质排放水平研究

二噁英和类二噁英多氯联苯属于《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》规定的非故意产生的持久性有机物,统称为二噁英类物质.焦化生产过程中具备二噁英类物质生成所需的前体物、温度、催化剂等条件,但目前国内外对焦化行业焦炉烟气二噁英类物质排放研究仍属空白,为进一步明确焦化行业排放水平和影响因素,针对性地提出行业减排和控制措施,利用高分辨气相色谱-高分辨质谱法对4个不同规模的典型焦化企业焦炉烟气中二噁英类物质排放情况进行现场采样和实验室分析.结果表明,二噁英类物质毒性当量(以WHO-TEQ计)范围为3.9~30.0 pg·m-3,处于较低水平,检出较多的PCDD/Fs同系物主要是高氯代的.另外,烟气中此类物质的排放量与焦化生产工艺关系密切,捣鼓炼焦、较高的炭化室高度有利于减少二噁英类物质的排放.     

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.     

二噁英类分析用溶剂的超高纯化技术

设计、开发了二英呋喃分析专用高纯溶剂的提纯装置,通过104倍的高度浓缩后,经高分辨率气相色谱-高分辨率质谱联用仪的检测,对该提纯装置的提纯效果进行了验证评价。经验证,国产分析纯级甲苯、正己烷、二氯甲烷、丙酮等溶剂中二英呋喃类以及其他杂质等干扰物的存在量被控制在10-15g以下(仪器检测下限值)。该溶剂提纯装置体积小、操作方便,能够满足二英研究实验室所需的超高纯品质的二英级溶剂的需求,极大地降低了二英的研究成本。