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。     

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。     

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。     

小型焚烧设施烟气中二噁英类的排放和控制

对中国典型的小型焚烧设施现状和二噁英类排放进行了初步调查研究,未经处理的小型垃圾焚烧设施烟气中二噁英类毒性当量(TEQ)大于6 ng/m3,小型火化机烟气中二噁英类TEQ大于5 ng/m3.设计并检验了布袋除尘器和活性炭滤布的二噁英类去除效果.仅使用布袋除尘器二噁英类去除率不高,布袋除尘器和活性炭滤布联用可以有效去除飞灰和气相中的二噁英类,去除率达到90%左右,可达到《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB 18485-2001)二噁英类排放标准.     

生活垃圾焚烧飞灰中元素分布与二噁英的关联性分析

以国内不同地区的14个生活垃圾焚烧炉的布袋除尘器飞灰为研究对象,对飞灰中主要元素的分布和二噁英(PCDD/Fs)含量进行测定,并采用因子分析研究不同炉型飞灰特性及其与PCDD/Fs分布之间的关联性。结果表明:在生活垃圾焚烧飞灰中,Si、Al、Fe、O和Na、K、Cl、S两组元素分布各自呈明显的两两正相关性。流化床炉飞灰中Si、Al、Fe、O的含量明显高于炉排炉飞灰,而Na、K、Cl、S的含量则与之相反。飞灰中PCDD/Fs为0.17~94.49ng/g,毒性当量为0.02~2.53ng I-TEQ/g,不同飞灰差距较大。炉排炉飞灰通常含有高氯代的多氯代二苯并-对-二噁英(PCDDs),PCDDs、多氯代二苯并呋喃(PCDFs)的质量比(PCDDs/PCDFs)均大于1;流化床炉飞灰含有的PCDFs多于炉排炉飞灰,PCDDs/PCDFs均小于1。流化床炉飞灰中Cu、Ca与PCDD/Fs含量有明显的线性关系,相关系数(R)分别为0.86、0.90。     

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。     

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...     

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。     

垃圾焚烧炉二恶英排放的控制策略及催化塔的记忆效应

针对某生活垃圾焚烧炉在稳定燃烧工况下,在燃后区及烟气净化系统不同点位采样并分析了烟气及飞灰中二恶英的排放浓度,分析全过程二恶英生成与控制机理,并针对催化塔的记忆效应进行了研究。结果表明：烟气中的不完全燃烧组分在过热器、省煤器发生异相催化合成反应,省煤器出口烟气中二恶英毒性当量质量浓度为1.227 ng·m^-3, 省煤器飞灰中二恶英毒性当量质量分数为0.756 ng·g^-1,其中2,3,4,7,8-P5CDF对毒性当量贡献最大。焚烧炉布袋除尘器对烟气中二恶英具有较高的脱除效率,达到98.0%。SCR催化塔存在吸附型记忆效应,导致烟囱排放的二恶英质量浓度升高,通过系统吹扫后,催化塔恢复正常,对烟气二恶英催化降解效率达到64.7%。本研究通过对不同位点烟气及飞灰中二恶英的分析,以掌握二恶英在焚烧炉中的变化特征,可为垃圾焚烧烟气的控制与管理提供参考。     

基于添加尿素的铁矿烧结过程二噁英减排技术研究

铁矿烧结过程是二噁英排放的主要污染源之一。研究了铁矿烧结过程中添加尿素对烧结烟气二噁英减排的影响。结果表明,烧结料层中混匀加入0.020%、0.035%、0.050%(质量分数)的固态尿素后,二噁英的排放质量浓度分别为0.20、0.12、0.20ng TEQ/m3,与未加尿素时的二噁英排放质量浓度(0.50ng TEQ/m3)相比均有大幅度降低。尿素混匀加入对二噁英的减排效果优于定点加入,固态尿素对二噁英的减排效果优于液态尿素。最后阐述了尿素对烧结过程二噁英的减排机制。     

生活垃圾焚烧厂周边铅的分布规律研究与影响评估

生活垃圾焚烧厂排放烟气中含有铅等污染物,经过大气扩散后通过沉降作用在土壤累积。以上海某生活垃圾焚烧厂作为研究对象,采用AERMOD模型探讨烟气中的铅在大气中的扩散分布规律,采用沉积模型研究铅的土壤沉积规律,并通过IEUBK模型评估了垃圾焚烧厂对周围儿童最大可产生的血铅浓度几何均数值。结果表明,生活垃圾焚烧厂排放烟气中铅的落地质量浓度最大值位于排放源的东南方向,距离排放源1 338m处,为0.017μg/m~3,远低于《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)中的限值0.5μg/m~3。使用IEUBK模拟得到此暴露场景对周边儿童产生的血铅质量浓度几何均数值为6.63μg/L,低于开始产生不良影响的风险阈值100μg/L。进一步结合土壤污染累积模型计算得到,当生活垃圾焚烧厂运行30a时,对周边土壤的最大铅累积量为7.6μg/kg,远小于《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 36600—2018)筛选值800mg/kg。将土壤铅暴露纳入评价范围后,儿童体内的血铅质量浓度几何均数值仍为6.63μg/L。     

温州城区大气PM_(2.5)中多环芳烃的污染特征与来源解析

使用中流量采样器采集温州城区2015年4个季节的大气PM_(2.5)样品,利用气相色谱(GC)—质谱(MS)联用仪对PM_(2.5)样品中16种优先控制的多环芳烃(PAHs)进行分析,研究PM_(2.5)中PAHs的污染特征及其可能来源。结果显示,PM_(2.5)中总PAHs质量浓度为5.12~81.59ng/m~3,且表现为冬季秋季春季夏季,季节性变化特征明显。比值法和主成分分析显示,温州城区大气PM_(2.5)中PAHs的主要污染源是燃煤、机动车尾气以及生物质燃烧。总PAHs日均毒性当量浓度为0.44~11.28ng TEFs/m~3,平均值为3.44ng TEFs/m~3。成人和儿童的终生超额致癌风险(ILCR)年均值分别为7.11×10~(-7)、4.98×10~(-7),表明温州城区PM_(2.5)中PAHs对人体健康影响水平较低,在可接受范围内。     

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.     

铁矿石烧结过程中的二噁英检测方法研究

铁矿石烧结过程是二噁英产生的重要来源,烧结烟气的复杂性和二噁英的痕量/超痕量特性使二噁英的检测成为难题。针对铁矿石烧结特性,制定了适用于烧结杯实验和烧结机现场的二噁英采样方法,采用高分辨气相色谱(HRGC)/高分辨质谱(HRMS)对烟气中的二噁英进行检测。通过检测分析,4种采样内标物质回收率均在75%~110%,说明采样及检测过程准确、可靠,烧结杯实验和烧结机现场烟气的二噁英毒性当量浓度分别为0.50、0.43ng TEQ/m3,与权威机构检测结果基本吻合,该方法可为铁矿石烧结过程二噁英检测提供技术支持。     

水泥窑协同处置村镇生活垃圾

针对位于新型干法水泥厂附近且生活垃圾收运较为困难的村镇,提出了一种利用新型干法水泥窑协同处置垃圾的简易模式。实验将预处理后的村镇生活垃圾定量喂入水泥窑系统中,并对比了掺烧20、50和80 t村镇生活垃圾前后,水泥熟料品质、窑系统工况以及污染物排放的情况。结果表明:实验期间在80 t范围内,生活垃圾的掺烧使水泥熟料抗压强度最多降低3 MPa,但仍符合国家标准;对水泥窑衬结皮和窑工况稳定性基本没有影响;同时对水泥窑系统污染物排放量无负面影响,烟气中二恶英的含量为0.004 0 ng TEQ/m3,远远低于国家标准。     

电子垃圾焚烧排放的二噁英对周围大气环境的影响

为了研究电子垃圾焚烧产生的二噁英对周围环境的影响,同时在E1和E2采样点分别采集9个大气样品.E1周围分布大量的电子垃圾焚烧点,E2则位于E1南9 km处,周围无其他明显的二噁英排放源.所采样品用同位素稀释法进行分析测定,结果表明,E1和E2大气样品中二噁英的平均质量浓度分别为127.37、22.37 pg/m3,平均毒性当量浓度分别为8.777、1.305 pg I-TEQ/m3.八氯代二苯并呋喃(OCDF)、八氯代二苯并二噁英(OCDD)、七氯代二苯并呋喃(1,2,3,4,6,7,8-HpCDF)和七氯代二苯并二噁英(1,2,3,4,6,7,8-HpCDD)对2,3,7,8位氯代的二噁英的总浓度贡献较大,而五氯代二苯并呋喃(2,3,4,7,8-PeCDF)则对总毒性当量浓度贡献最大,其贡献率超过40%.在E1和E2两个采样点,二噁英在气相中的比例均随着氯原子取代数的增加而降低.两采样点相似的二噁英分布模式和气固分配,说明E2大气中二噁英主要来自于E1电子垃圾焚烧产生的二噁英.     

某电子垃圾拆解园周边农田土壤中多环芳烃的污染特征及风险评估

研究了某电子垃圾拆解园周边151个农田土壤样品中16种多环芳烃(PAHs)的污染特征和环境风险。结果表明,125个表层土壤样品中PAHs总质量浓度在149.0~2.0×104μg/kg,均值为1 805.5μg/kg,随着剖面土壤深度增加,PAHs含量总体呈递减趋势。通过来源解析,电子拆解园周围土壤中PAHs污染主要由废弃的电子电器元件的粗放燃烧和汽车尾气排放共同引起。土壤风险评估表明,7种类二噁英毒性PAHs的毒性当量(TEQPAH)在6.000×10-5~0.689pg TEQ/g,平均值为0.015pg TEQ/g;苯并(a)芘、二苯并(a,h)蒽、苯并(a)蒽、苯并(b)荧蒽、茚并(1,2,3-cd)芘致癌风险率超出百万分之一的样本比例分别为20.53%、6.62%、1.99%、2.65%、2.65%,其中采样点1、68两个点位表层土壤的苯并(b)荧蒽致癌风险率超过了万分之一。     

国内外生活垃圾焚烧烟气排放与监管标准比较分析

我国生活垃圾焚烧发电规模占全球的66.1%,环境风险不容忽视,需要制定适宜的烟气污染物排放限值与监管措施,可参考欧盟、美国、日本等较早应用生活垃圾焚烧处理的国家 (地区) 的有益经验。但是,现有的国内外对比研究仅关注了排放限值的差异,忽略了国内外标准在历史沿革、基准条件、适用对象、执行尺度等方面的差异及原因。本研究基于2017年以来国内生活垃圾焚烧行业专项整治取得的成效,深入分析国内外标准的差异及原因,得出以下结论：1) 烟气排放限值落地执行需要与之配套的监管措施,自动监测手段有利于实现对生活垃圾焚烧烟气常规污染物及炉温的全天候监管,在欧盟、美国已广泛应用,在我国的应用已取得良好成效;2) 与国外相比,我国生活垃圾焚烧烟气排放限值未考虑焚烧炉规模与技术差异化的影响,在排放与监管标准中未兼顾小型焚烧炉,但实际上有必要给予小型焚烧炉适度的、合理的差异化要求,以规范市场并增强环境监管的严肃性;3) 与国外相比,我国生活垃圾焚烧烟气排放限值总体上处于严格行列,监管刚性很强但柔性不足,部分省市制定的地方标准限值严于欧盟,但缺乏类似欧盟标准B类限值的达标评价方式,有必要在探索“正面清单”等更为灵活的监管方式的同时,基于自动监测手段表现出的精准监管能力,进一步优化和拓展更具弹性的排放限值与监管措施。本研究有利于识别我国生活垃圾焚烧行业环境监管政策和模式与发达国家 (地区) 的差异,可为进一步优化固定源环境监管政策和模式提供依据。     

武汉市PM2.5中二元羧酸的污染特征及来源解析

在武汉市工业区和交通区展开了PM_(2.5)样品采集,研究了PM_(2.5)中二元羧酸的化学组成、污染水平及来源。二元羧酸在工业区为103.1～2 219.2ng/m~3,年平均值为958.4ng/m~3;在交通区为66.9～2 176.8ng/m~3,年平均值为749.7ng/m~3。丙二酸/丁二酸(C_3/C_4,质量比,下同)表明,武汉市二元羧酸主要来自机动车尾气排放;己二酸/壬二酸(C_6/C_9)表明,二元羧酸的人为源贡献大于自然源。正定矩阵因子分解(PMF)模型解析结果显示,工业区中二次源占13.7%,建筑扬尘占23.1%,机动车尾气排放占37.0%,生物质燃烧占26.2%;交通区中二次源占8.9%,建筑扬尘占24.9%,机动车尾气排放占51.8%,生物质燃烧占14.4%。潜在源区贡献因子(PSCF)分析得出,武汉市夏季二元羧酸主要受到南部季风的影响,冬季主要受到西部冷空气的影响。     

燃煤机组烟气污染物排放特性研究

在分析超净排放技术和脱硫、脱硝及除尘中各污染物的作用机制基础上,研究了不同工况条件下SO_2、NO_x、烟尘的排放特性。结果表明:(1)脱硝工艺烟气温度控制在377~407℃,总风量控制在1 100~1 500t/h,出口NO_x质量浓度能够达到《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223—2011)超净排放(50mg/m~3)的脱硝标准,比改造前NO_x平均脱除效率提升6百分点。(2)改造后,出口烟气SO_2质量浓度为28.7 mg/m~3,低于35 mg/m~3;出口烟尘质量浓度为3.4 mg/m~3,低于5 mg/m~3,均达到了GB13223—2011超净排放的标准。(3)电厂完成改造后每年可减少SO_2及NO_x排放量分别为2.7万、1.3万t,年缴纳的SO_2和NO_x排污费用可减少2 526.3万元,具有显著的节能及经济效益。