典型电子废物中多溴联苯醚的模拟浸出释放特征

选取废旧打印机外壳为典型电子废物,以商用腐殖酸溶液为浸提剂,采用浸出试验,模拟研究了废旧打印机外壳中PBDEs(多溴联苯醚)在简易填埋或与生活垃圾共处置场景下,在不同废物粒径、浸提剂DOC浓度、pH、浸提时间和液固比下的浸出特征.分别用索氏提取法和液液萃取法提取废旧打印机外壳及其浸出液中的PBDEs,采用气相色谱-质谱法(GC-MS)对11种PBDEs同系物的浓度进行定性、定量检测.结果表明,废旧打印机外壳中BDE28、BDE47、BDE66、BDE85、BDE99、BDE100、BDE153、BDE154被检出,而在浸出液中仅有BDE28、BDE47、BDE66、BDE85、BDE99、BDE153被检出,∑6PBDEs的浸出率仅为0.04%~0.44%;垃圾渗滤液和土壤溶液中DOM可以促进废旧打印机外壳中PBDEs的浸出,随着浸提剂ρ(DOC)的增大,PBDEs的浸出量增加;在酸性条件下PBDEs的浸出量低于在中性条件下的浸出量;随着浸出时间的延长,PBDEs的浸出量不断增加,但在试验设定的480 h内,没有得到一个液固体系的平衡时间,可见废旧打印机外壳中PBDEs的浸出是一个缓慢释放的过程.     

典型电子废物中多溴联苯醚的模拟浸出释放特征

选取废旧打印机外壳为典型电子废物,以商用腐殖酸溶液为浸提剂,采用浸出试验,模拟研究了废旧打印机外壳中PBDEs(多溴联苯醚)在简易填埋或与生活垃圾共处置场景下,在不同废物粒径、浸提剂DOC浓度、pH、浸提时间和液固比下的浸出特征. 分别用索氏提取法和液液萃取法提取废旧打印机外壳及其浸出液中的PBDEs,采用气相色谱-质谱法(GC-MS)对11种PBDEs同系物的浓度进行定性、定量检测. 结果表明,废旧打印机外壳中BDE28、BDE47、BDE66、BDE85、BDE99、BDE100、BDE153、BDE154被检出,而在浸出液中仅有BDE28、BDE47、BDE66、BDE85、BDE99、BDE153被检出,∑₆PBDEs的浸出率仅为0.04%~0.44%;垃圾渗滤液和土壤溶液中DOM可以促进废旧打印机外壳中PBDEs的浸出,随着浸提剂ρ(DOC)的增大,PBDEs的浸出量增加;在酸性条件下PBDEs的浸出量低于在中性条件下的浸出量;随着浸出时间的延长,PBDEs的浸出量不断增加,但在试验设定的480h内,没有得到一个液固体系的平衡时间,可见废旧打印机外壳中PBDEs的浸出是一个缓慢释放的过程.      

不同模拟场景下浸提剂对废电路板中多溴联苯醚的浸出影响

以废电路板为研究对象,分别以硫酸/硝酸溶液、柠檬酸、酒石酸、草酸、醋酸缓冲溶液和商用腐殖酸为浸提剂,研究多溴联苯醚(PBDEs)的浸出释放特征。用索氏提取法提取样品中的PBDEs,液液萃取法提取浸出液中的PBDEs,然后用GCMS对11种PBDEs同系物进行定性和定量检测。结果表明:样品中PBDEs以BDE 28、BDE 47、BDE 66等低溴代联苯醚为主,11种PBDEs同系物均被检出。在硫酸/硝酸溶液、柠檬酸、酒石酸、草酸、醋酸缓冲溶液的浸出液中,BDE 28、BDE 47、BDE 66、BDE 99等4种PBDEs同系物被检出,但浸出量较低;在商用腐殖酸的浸出液中,BED 28、BDE 47、BDE 66、BDE 85、BDE 99、BDE 100、BDE 153等7种PBDEs同系物被检出,且浸出量远高于其他类型浸出液的浸出量。     

垃圾模拟填埋过程中典型含多溴联苯醚废物污染释放规律

为探索垃圾模拟填埋过程中PBDEs（多溴联苯醚）的污染释放规律,选取填埋场中典型的含PBDEs废物为研究对象,以填埋场渗滤液为浸提剂进行浸出试验,模拟垃圾填埋场处置场景下不同时间、温度和表面活性剂（十二烷基苯磺酸钠）浓度对不同废物（PP-R管材、PE-RT管材、PVC管材、PP塑料板凳、HDPE洗护用品瓶、PP洗衣机、PS电视机和阻燃ABS）中PBDEs释放的影响;采用液液萃取法提取浸出液中的PBDEs,采用气相色谱-质谱法（GC-MS）对21种PBDEs同系物进行定性、定量检测.结果表明:①在浸出120 d内,每种废物中PBDEs的浸出量随时间的延长均逐渐增加,二者呈良好的线性关系,其中BDE209的浸出量远高于其他同系物,最高可达浸出总量的95.2%.②不同废物随温度的变化情况存在差异,其中PP-R、PE-RT管材中PBDEs浸出量随温度的升高而逐渐增加.③由于不同废物对表面活性剂的最适浓度存在差异,致使其浸出规律也存在差异,一定浓度范围内的表面活性剂可能对PBDEs的释放有促进作用,其中以PS电视机中PBDEs的浸出量为最高,为136 553 pg/mL;以PVC管材中PBDEs的浸出量为最低,仅为1 590 pg/mL.研究显示,含PBDEs的生活垃圾在渗滤液作用下的污染释放较为严重,应加强管控.      

黄河干流表层水体和沉积物中PBDEs和NBFRs的分布特征

研究分析了2012年黄河干流表层水体及沉积物中10种多溴联苯醚(PBDEs)和6种新型溴代阻燃剂(NBFRs)的浓度水平及分布特征。BDE 209是主要的PBDEs同族体,其次是BDE47和BDE99。黄河水中的BDE47/BDE99与商用产品中的比例相似,然而黄河沉积物中的BDE47/BDE99与商用产品中却大有不同。对所测各PBDEs的同系物进行主成分分析后显示,黄河中PBDEs分布组成复杂,且当地的工业生产活动可能是黄河干流PBDEs积累的主要原因。黄河河水和沉积物中NBFRs检出率及其浓度水平较低,但六溴苯(HBB)在所有沉积物样品中均有检出,而且五溴甲苯(PBT)和五溴苯(PBBz)在所有的河水及沉积物样品中均有检出,这意味着黄河干流HBB、PBT和PBBz的污染十分普遍。与中国其他河流的数据相比,黄河的溴代阻燃剂(BFRs)水平较低,但是黄河经流的10个地区中,经济发达地区的BFRs浓度要显著高于欠发达区域。此外,河水中PBDEs的水平与人均工业产出存在很强的关联性,表明PBDEs的浓度与当地的经济发展水平显著相关。     

苏州、无锡和南通道路灰尘中的多溴联苯醚和多氯联苯

2009年7月在江苏省南部城市苏州、无锡和南通采集了58个城市道路灰尘样品,使用气相色谱质谱法测定了样品中的8种多溴联苯醚(PBDEs)和32种多氯联苯(PCBs).结果表明,样品中Σ8PBDEs含量范围为4.21~1 471μg·kg-1,Σ32PCBs含量范围为ND~14.1μg·kg-1,PBDEs的含量远远高于PCBs.和其他地区城市土壤样品比较,城市道路灰尘中的PBDEs含量较高,来自燃料燃烧过程和汽车尾气产生的PBDEs不容忽视.城市工业区和中心区样品中PBDEs和PCBs的含量水平没有显著性差异,而高于景观区.研究发现,在城市工业区存在PCBs非故意排放源.PBDEs同族体单体相对含量分析表明,BDE209是样品中检测出的最主要的PBDEs单体,占Σ8PBDEs含量的96.7%(64.1%~99.8%).样品中的PCBs同族体主要为四氯代PCBs和六氯代PCBs,道路灰尘中PCBs同族体的分布模式与PCBs产品和其他环境介质存在一定差异.     

中国东北主要河流沉积物中多溴二苯醚的含量状况及生态风险分析

为揭示多溴二苯醚(PBDEs)在东北主要河流流域内的污染现状,通过采集该地区流域内表层沉积物样品,采用GC-NCIMS技术对沉积物中41种PBDEs同类物进行分析.结果发现沉积物中BDE209含量低于检出限,其它40种PBDEs同类物总含量(不包含BDE209)范围(干重)为0.91~17.67 ng·g-1.其中第二松花江吉林市上游和下游沉积物样品中PBDEs的检出含量最高,分别为15.86 ng·g-1、17.67 ng·g-1,以BDE207和BDE47为主,分别占PBDEs总量的86.5%和76.6%;其它河流沉积物中各同族体含量差异并不明显.实验结果与国内外最近的文献报道值相比较,再结合生态风险分析显示,东北主要河流沉积物中PBDEs的含量处于低污染水平,目前不存在生态风险.     

三峡库区主要支流表层沉积物多溴联苯醚的分布特征

采用GC-MS(NCI)技术对三峡库区28个表层沉积物样品中的多溴联苯醚(PBDEs)进行分析,研究了其在三峡库区主要支流的污染现状与分布特征.实验发现三峡库区Σ26PBDEs和BDE209在沉积物中的检出含量分别为35.24 pg·g-1和11.92 pg·g-1,其中BDE28,47,77和99为Σ26PBDEs中最具支配地位的同族体.Σ26PBDEs和BDE209的最高检出含量在龙河河口采样点,分别为146.07 pg·g-1和502.63 pg·g-1.Σ26PBDEs和BDE209含量具有良好相关性,说明两者污染来源相同.实验结果与国内外水体沉积物中含量相比较,显示Σ26PBDEs和BDE209在三峡库区沉积物中含量处于较低污染水平,引起的潜在风险也相对较低.     

多溴联苯醚在市场鲫鱼体内分布和食鱼暴露量

利用气质联用仪(GC-NCI-MS)方法定量分析了台州路桥区河流野生鲫鱼肌肉、菜市场养殖鲫鱼肌肉、肝脏、脑、心脏和卵组织中多溴联苯醚(polybrominated diphenyl ethers,PBDEs)的含量及分布特征,并且评估了当地人通过食鱼的PBDEs暴露量.结果表明,电子垃圾拆解点附近河流鲫鱼肌肉中PBDEs含量显著高于没有明显PBDEs污染源的菜场养殖鲫鱼;PBDEs在养殖鲫鱼组织中分布不均,心脏组织中ΣPBDEs含量最高,均值为18.82 ng·g-1(湿重),卵组织中最低,均值为1.97ng·g-1.菜场养殖鲫鱼各组织中PBDEs同系物分布模式相似,BDE-47是最主要同系物,比例均值大于50%,其次是BDE-183(约20%),再次BDE-99和-153;河鱼肌肉组织中PBDEs同系物与养殖鲫鱼不尽相同,河鱼肌肉组织中主要同系物是BDE-47、-153和-99.这些结果可能暗示了来自上游的简单电子垃圾拆解行为是河流鲫鱼中较高PBDEs含量的一个污染来源.台州居民通过食用河流鲫鱼途径的PBDEs日均暴露量约为29.0 ng,稍微高于其他地区.     

零价铁去除三氯乙烯及四氯乙烯对比实验研究

文章以三氯乙烯(TCE)和四氯乙烯(PCE)为目标污染物,采用批实验方法,研究零价铁的纯度、粒径、投加量对零价铁去除氯代烃的影响,同时分析TCE、PCE两种污染物共存对零价铁去除TCE和PCE的影响。实验结果表明:(1)在实验范围内,零价铁的纯度越高,粒径越小,投加量越大,零价铁对TCE和PCE的去除效果越好;(2)零价铁对四氯乙烯的去除效果比对三氯乙烯的去除效果好;(3)三氯乙烯、四氯乙烯共存时会相互竞争与零价铁的反应位点,从而降低各组分的去除效率。     

简易填埋场垃圾渗滤液水溶性有机物对Pb(Ⅱ)迁移转化特性的影响

为研究简易填埋场垃圾渗滤液DOM(dissolved organic matter, 水溶性有机物)对重金属Pb(Ⅱ)的配位与迁移溶出的影响,运用荧光猝灭分析及柱模拟技术,研究了不同填埋年限(5和10a)简易填埋场垃圾渗滤液DOM与Pb(Ⅱ)的相互作用. 三维荧光猝灭分析表明,填埋10a的垃圾渗滤液DOM紫外区、可见区类富里酸配位荧光基团所占的比例分别比填埋5a的垃圾渗滤液增加了17.68%和7.96%;而配位稳定常数(lg K)则分别降低了10.13%和17.42%. 柱模拟试验结果表明,垃圾渗滤液DOM对土壤中Pb(Ⅱ)的纵向迁移具有促进作用,填埋5和10a的垃圾渗滤液DOM对Pb(Ⅱ)的累计迁移率分别是对照组的2.41和1.98倍. 与填埋5a相比,填埋10a的垃圾渗滤液DOM对Pb(Ⅱ)的溶出能力显著降低,表明随着填埋年限的增加,渗滤液DOM对Pb(Ⅱ)的溶出能力呈降低趋势. 对相同填埋年限的垃圾渗滤液,ρ(DOM)越高,对Pb(Ⅱ)的迁移溶出能力越强;Pb(Ⅱ)的平均迁移量会随着填埋时间的推移逐步降低.      

济南市夏季环境空气中PBDEs的浓度分布及潜在风险分析

为准确评估济南市夏季环境空气中PBDEs（多溴联苯醚）的污染情况,利用气相色谱-负化学离子源-质谱（GC-NCI-MS）方法,对采集到的大气颗粒物滤膜和气相样品进行了分析,得到不同粒径颗粒相和气相PBDEs在济南市夏季环境空气中的质量浓度.结果表明:观测期间,济南市环境空气中TSP（总悬浮颗粒物）、PM₁₀和PM_2.5中的ρ（PBDEs）分别为（224.1±14.0）（156.5±43.7）（110.2±27.4）pg/m3,质量浓度较高的3种PBDEs单体分别为BDE209、BDE99、BDE183;气相中ρ（PBDEs）为（54.8±13.2）pg/m3,其中,质量浓度较高的单体分别为BDE209、BDE47、BDE99.通过主因子分析发现,不同粒径颗粒物上吸附的PBDEs特征单体不同,TSP中以五溴联苯醚为主,PM₁₀中以八溴联苯醚和五溴联苯醚为主,PM_2.5中则以五溴联苯醚、八溴联苯醚、十溴联苯醚为主.通过将2种模型的预测值和实测值进行比较发现,稳衡态模型比K_OA（辛醇-空气分配系数）模型更好地模拟了PBDEs的气-粒分配情况.在稳衡态模型下,PBDEs在气-粒分配中接近于平衡状态.高溴代PBDEs主要分布于颗粒相中,而低溴代PBDEs的真实情况不同于理论预测结果,BDE99及BDE47在颗粒相的分配比高于50%,说明济南市低溴代PBDEs也容易吸附在颗粒相中.根据计算的PBDEs呼吸暴露水平可知,PM_2.5上PBDEs呼吸暴露量占TSP呼吸暴露量的49.1%,儿童约是成人的1.5倍.济南市普通儿童和成人对BDE99最高总摄入量分别为234.78和169.57 pg/（kg·d）,均低于BDE99最大允许摄入量260 pg/（kg·d）.根据US EPA（美国环境保护局）发布的PBDEs健康风险评价方法（EPA/540/R/070/002）,利用国内外相关参数分别计算空气吸入致癌风险指数发现,济南市夏季环境空气中PBDEs的致癌风险处于较低水平.研究显示,济南市夏季环境空气中不同粒径颗粒物PBDEs的质量浓度处于较低污染水平,其产生的潜在健康风险也较低.      

废旧印刷线路板中溴代阻燃剂对微生物浸提金属铜效率的影响

研究废旧印刷线路板中溴代阻燃剂的多寡对氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)浸提废旧印刷线路板金属铜的浸出效率的影响。将废旧印刷线路板剪切破碎后过筛,得到不同粒度段的颗粒样品,分别测定不同颗粒样品中溴代阻燃剂的含量,以含溴量最高的40~100目的颗粒作为试验材料,探讨不同样品浓度(5g/L、15g/L和25g/L),萃取部分溴代阻燃剂与未萃取两种条件下T.ferrooxidans浸提金属铜的效率。在500mL三角瓶中接入活化后的T.ferrooxidans,待菌株培养到对数生长期后加入相应样品,摇床培养120h,每隔一定时间取上清液,分别测定上清液中Cu2+、氧化还原电位(ORP)和pH值。结果为,浸提120h后,未萃取溴代阻燃剂的5g/L、15g/L和25g/L浓度时T.ferrooxidans对铜浸出分别是79.59%、90.53%和66.37%;萃取溴代阻燃剂的5g/L、15g/L和25g/L浓度时T.ferrooxidans对铜的浸出浓度分别是90.98%、97.88%和69.05%。表明溴代阻燃剂是影响微生物浸铜效率的重要因素之一,利用CCl4作为萃取剂萃取废旧印刷线路板中溴代阻燃剂后,T.ferrooxidans对废旧印刷线路板金属铜的浸提率提高,废旧印刷线路板加入量为15g/L时浸提金属铜的效率最高。     

昆明市大气总悬浮颗粒物和PM2.5上多溴联苯醚的分布特征和潜在风险

为探究PBDEs（多溴联苯醚）在昆明大气中的环境行为,于2014年3月对昆明8个采样点大气TSP（总悬浮颗粒物）和PM_2.5样本进行了收集并利用GC-MS技术对其上附着的PBDEs的13种同系物进行了测定,进而对TSP和PM_2.5上PBDEs的分布特征和潜在风险进行了分析.结果表明:附着在TSP上的∑PBDE浓度（多溴联苯醚的总质量浓度）的范围为21.10~175.00 pg/m3.而附着在PM_2.5上的∑PBDE浓度范围为17.50~149.00 pg/m3,约占TSP中∑PBDE浓度的35.31%~85.14%,并且高溴化的同系物（BDE-138~BDE-209）比低溴化的同系物（BDE-17~BDE-99）更容易附着在PM_2.5上,约占∑PBDE浓度的8.50%~61.60%.对大气颗粒物中PBDEs的潜在影响和空气吸入暴露剂量评估结果表明,成人和儿童对PBDEs的DED_air（呼吸日暴露量）分别在5.28~43.75和6.90~57.23 pg/（kg·d）之间,TDI（每日总摄入量）分别在114.78~951.09和150.00~1 244.13 pg/（kg·d）之间,远低于最低无害水平[1 mg/（kg·d）].BDE-99的TDI分别为11.09~72.39和14.35~94.57 pg/（kg·d）,均低于最低摄入水平[260 pg/（kg·d）].研究显示,昆明市大气TSP和PM_2.5上的PBDEs对人体不存在健康风险.      

包气带砂层中生物作用对垃圾渗滤液中污染物的去除研究

通过2个砂柱的对比实验,研究了包气带砂层中生物作用对垃圾渗滤液污染物去除的影响.实验中首先确定了HgCl2为生物作用抑制剂,最佳抑制浓度为10 mg/L.然后砂柱1采用垃圾渗滤液进行淋滤,砂柱2采用加入了10 mg/L HgCl2的垃圾渗滤液进行淋滤.实验结果表明,随着淋滤时间的延长,砂柱1中的生物作用逐渐增强;到实验结束时,垃圾渗滤液COD和BOD5的浓度分别降低了2 724 mg/L和2 332.5 mg/L,NH 4的含量从1 282.82 mg/L上升到1 745.48 mg/L,TN的去除效果并不明显;砂柱2由于生物作用受到了抑制剂的抑制作用,当垃圾渗滤液污染物质穿透砂柱后,其浓度基本保持平稳.根据实验结果得到砂柱中生物降解COD的一级衰减动力学模型.     

渗滤液厌氧生物处理运行特征的实验研究

文章利用自制的厌氧反应器,对垃圾渗滤液厌氧生物处理的特性进行模型实验分析。结果表明,启动87 d后,反应器容积负荷为7.40 kgCOD.m-3.d-1,HRT为12 h,反应器中颗粒污泥状况良好。实验后期系统的碱度基本都在2 000～4 500 mg.L-1的范围内,完全可以满足反应的需要,无须另外投加药剂。启动结束时,采用较为新鲜的垃圾渗滤液进水,进水CODcr在3 700 mg.L-1,NH3-N浓度1000 mg.L-1左右,CODcr去除率基本稳定于80%,NH3-N去除率仅为22.0%,说明厌氧颗粒污泥的处理能力已达到饱和,颗粒污泥脱氮效果是有限的,出水需经过后续处理才能达标排放。     

不同基质浓度下SBR进水方式对厌氧氨氧化的影响

采用厌氧SBR反应器,分别以配水培养和以实际晚期垃圾渗滤液培养的厌氧氨氧化菌为研究对象,考察了不同基质浓度下,SBR改进式连续进水方式与一次性进水方式对厌氧氨氧化工艺运行性能的影响.结果表明,当处理人工配水时,在中低进水浓度下(NO2--N￡400mg/L),与改进式连续进水方式相比,宜采用一次性进水方式运行;在高进水浓度下(NO2--N3400mg/L)改进式连续进水方式比一次性进水方式优势明显,特别是在5h改进式连续进水方式下,平均比污泥脱氮速率增加至39.11mgN/(gVSS·h),相比一次进水方式效率提高40%.当处理进水NO2--N浓度为(300±20)mg/L的实际晚期垃圾渗滤液时, 5h改进式连续进水的SBR比污泥脱氮速率最高.由于晚期渗滤液较配水成分复杂,使得厌氧氨氧化菌面临有机物和有害物质的影响,其厌氧氨氧化的反应速率低于同等基质浓度配水条件下的厌氧氨氧化反应速率.