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。     

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.     

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.     

水泥窑除尘器捕集灰中PCDD/Fs、PCBs和PCNs的分布特征

应用同位素稀释、高分辨气相色谱-质谱联用技术测定了国内3种类型水泥窑(机械立窑、湿法旋窑和新型干法旋窑)以及生活垃圾焚烧炉和医疗垃圾焚烧炉的除尘器捕集灰中PCDD/Fs、PCBs和PCNs的浓度和毒性当量,比较了同族体和同类物的分布特征.结果表明,水泥窑除尘器捕集灰中二英及其类似物PCDD/Fs、PCBs和PCNs的总毒性当量(以TEQ计)分别在4.0～62、 0.069～3.9和0.47～2.8 ng·kg^-1之间,远小于垃圾焚烧炉除尘器捕集灰.占优势的PCDD/Fs同族体都是TCDFs,相对较多的2, 3, 7, 8位氯取代二英同类物有OCDD、 2,3,7,8-TCDF、 1,2,3,4,6,7,8-HpCDF;水泥窑除尘器捕集灰中PCBs同族体的分布特征与垃圾炉相似,占优势的同族体都是四氯联苯,含量较高的共平面PCBs同类物有PCB77、PCB105、PCB118;不同窑型水泥窑除尘器捕集灰中PCNs同族体分布特征相似,占优势的同族体都是四氯萘,没有检测到八氯萘的存在,含量较高的二英类毒性PCNs同类物是毒性最大的PCN 66/67.     

废物焚烧厂烟气中PCDD/Fs和PCNs的排放特征

采用同位素内标稀释高分辨气质联用分析法,对废物焚烧厂的烟气样品PCDD/Fs和PCNs进行了测定,分析了其排放特征以及相关性,为有组织排放的PCDD/Fs和PCNs的控制提供理论依据.实验结果表明,空白实验中未发现明显的背景干扰;样品中PCDD/Fs的采样内标回收率范围为74.0%~90.1%,提取内标的回收率范围为53.3%~120.0%,均符合US EPA23和CHN HJ77.2-2008的质量控制标准;PCDD/Fs的同系物浓度均随着氯取代数目的增加而增加,而PCNs同系物则随着氯取代数目的增加表现出先增大后减小的规律.同系物之间的皮尔森相关系数分析结果可知,这两类污染物相邻同系物相关性系数明显大于非相邻同系物相关性系数,表明低氯代同系物可能是生成高氯代同系物的一个重要途径.此外,PCNs和PCDD/Fs同系物的线性相关分析结果表明,一些PCNs化合物（PeCN、HxCN、HpCN、OCN）与某些PCDD/Fs（OCDD、PeCDF、HxCDF、HpCDF）具有良好的相关性（R²=0.55~0.78）,由此推断在废物焚烧过程中这些同系物可能具有相类似的生成机制.     

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.     

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.     

《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.      

西南地区再生铝冶炼行业二(口恶)英大气排放

采用现场监测方式调查了西南地区5家再生铝冶炼企业废气中PCDD/Fs排放情况.结果表明,5家再生铝企业废气中PCDD/Fs浓度范围(以TEQ计,下同)为0.015~0.16 ng·m-3,平均为0.093 ng·m-3;PCDD/Fs排放因子范围为0.041~4.68μg·t-1,平均排放因子2.01μg·t-1;其中,坩埚熔炼炉的PCDD/Fs排放因子最高.各家再生铝冶炼企业废气中17种PCDD/Fs异构体分布特征差异明显.另外,仅安装了布袋除尘装置企业的废气中R PCDF/PCDD最低,为1.7;而其他安装了水冷或水喷淋设施企业的废气中R PCDF/PCDD为3.8~12.6(平均7.7).以上结果表明,再生铝冶炼企业PCDD/Fs生成机制与废气处理装置类型关系密切.本研究结果为我国制定再生铝行业排放标准和最佳可行性技术指导规范提供了技术支撑.     

蚀刻废液及其回收后生产的铜盐产品中PCDD/Fs含量水平及分布特征

通过高分辨气相色谱-高分辨磁质谱联用仪(HRGC-HRMS)测定了蚀刻废液及其回收利用后生产的铜盐产品中17种2,3,7,8取代PCDD/Fs的浓度.结果表明,蚀刻废液中PCDD/Fs浓度范围为0～3 460 pg·L-1,平均值为616 pg·L-1,毒性当量浓度WHO-TEQ范围为0～246 pg·L-1,平均值为42.9 pg·L-1;铜盐产品中PCDD/Fs浓度范围为1.08～24.6 ng·kg-1,平均值为8.83 ng·kg-1,毒性当量浓度WHO-TEQ范围为0.112～0.715 ng·kg-1,平均值为0.338 ng·kg-1.通过净化处理工艺可以除去蚀刻废液中大部分PCDD/Fs.在蚀刻废液生产的各级产品中,工业级产品中PCDD/Fs浓度高于饲料级与电镀级产品.各铜盐产品中PCDD/Fs具有相似的单体分布特征:①PCDFs的百分含量明显高于PCDDs;②除硫酸铜类产品中的2,3,7,8-TCDF外,单体的氯取代数越大,百分比含量越高.     

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.     

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.     

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.     

Polychlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans and polychlorinated biphenyls in surface soil from the Tibetan Plateau

Concentrations of Polychlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans（PCDD/Fs） and polychlorinated biphenyls（PCBs） in soil samples from Tibetan Plateau were determined. The average concentration of total 2,3,7,8-PCDD/Fs was（2.30 ± 1.02） pg/g, and World Health Organization Toxicity Equivalency（WHO-TEQ） average concentration was（0.013 ± 0.010）pg WHO-TEQ/g. The average concentration of ∑PCBs（7 indicator PCB and 12 dioxin like-PCB congeners） was（16.2 ± 9.25） pg/g, and WHO-TEQ average concentration was 0.043 ±0.049 pg WHO-TEQ/g. Comparing to previous studies in similar environmental conditions,PCDD/Fs and PCBs in this study showed a relatively lower concentration. The altitude dependences of PCDD/Fs and PCBs were also studied. Total organic carbon（TOC） normalized concentrations presented a quadratic relation with the altitudes, and an inflection could be found on the parabola of the total concentrations and some congeners of high concentration.The concentrations decreased with altitudes below about 4500 m above sea level（a.s.l.）, while they increased with altitudes above it. These phenomena indicate that cold condensation of PCDD/Fs and PCBs would happen above 4500 m a.s.l, on the Tibetan Plateau.     

Emission characteristics of dioxins, furans and polycyclic aromatic hydrocarbons during fluidized-bed combustion of sewage sludge

Pre-dried sewage sludge with high sulfur content was combusted in an electrically heated lab-scale fluidized-bed incinerator. The emission characteristics of polychlorinated dibenzo-p-dioxins (PCDDs), polychlorinated dibenzofurans (PCDFs) and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) were studied. Coal and calcium oxide (CaO) were added during the sewage sludge combustion tests to optimize combustion conditions and control SO2 emission. The results indicated that the flue gases emitted during mono-combustion of sewage sludge were characterized by relatively high concentrations of SO2, NOx and organic pollutants, due to the high sulfur, nitrogen, and volatile matter content of sewage sludge. The total 16 USEPA priority PAHs and 2,3,7,8-substituted PCDD/Fs produced from sewage sludge combustion were found to be 106.14 g/m3 and 8955.93 pg/m3 in the flue gas, respectively. In the case of cocombustion with coal (msludge/mcoal = 1:1), the 16 PAHs and 2,3,7,8-substituted PCDD/Fs concentrations were markedly lower than those found during mono-combustion of sewage sludge. During co-combustion, a suppressant e ect of CaO on PCDD/Fs formation was observed.     

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%.     

电子废物拆解区农业土壤中PCNs的污染水平、分布特征与来源解析

用GC-NCI-MS法测定了路桥农业表层土壤中46种多氯萘(PCNs)的含量.目的是了解该地区表层土壤中PCNs的污染水平、空间分布特征和来源.结果表明,所有表层土壤样品中ΣPCNs的含量为0.062～2.92 ng.g-1,平均值为0.630 ng.g-1.多数样品中tetra-CNs和penta-CNs是最主要的同族体,分别占18.4%～88.8%(平均值为46.7%)和8.40%～53.1%(平均值为30.7%),其次是tri-CNs,范围为0～47.3%,平均值为10.6%.聚类分析和燃烧指示物分析表明,采样点主要受Halowax1014和Halowax 1013工业品污染,PCBs工业品和电子废物燃烧也可能对污染有贡献.与国内外其它研究相比,研究区域内土壤中PCNs污染处于中等水平.     

几种可能来源对广东某地空气中二(口恶)英的影响

采用高分辨气相色谱法/高分辨质谱法（HRGC/HRMS）对广东某地生活垃圾焚烧厂烟道气及周边环境空气和可能来源的环境空气中17种二英进行了分析.讨论了所有样品中同系物、主要毒性贡献体的特性.并运用主成分和聚类分析法,探究了焚烧厂周边监测点位与焚烧厂排放烟气及可能来源的关系.结果表明周边空气中二英浓度低于焚烧厂烟道气,且不受主导风向的影响.在调查基础上,推断轮胎厂及露天焚烧为可能污染源.轮胎厂二英浓度均低于上风向监测点,露天焚烧空气中二英高于厂界外监测点.对各同类物百分比分析可知,烟道气和所有空气中主要同类物为OCDD、1,2,3,4,6,7,8-HpCDD及1,2,3,4,6,7,8-HpCDF,但空气中同类物还包括OCDF;焚烧厂周边监测点与轮胎厂空气中二英单体百分浓度相似,烟气与露天焚烧中二英单体分布相似.进一步研究表明所有空气样品中单体1,2,3,7,8-PeCDD和2,3,4,6,7,8-HxCDF与总毒性当量浓度的线性相关系数分别为0.95和0.75,相关性较强.主成分分析及聚类分析表明垃圾焚烧厂对周边空气产生影响,轮胎厂对上风向产生影响,露天焚烧对厂界影响较小.