医疗废物焚烧炉周边环境介质中二噁英的浓度、同系物分布与来源分析

采用高分辨气相色谱/高分辨质谱仪(HRGC/HRMS)测定了我国西北某医疗废物焚烧炉排放烟气及周边环境空气、土壤和植物样品中2,3,7,8-PCDD/Fs含量和组成,并对周边环境中二噁英来源进行了初步解析.监测结果表明烟气中二噁英毒性当量浓度(以I-TEQ计)均值为184 ng·m-3,远超医疗废物焚烧废气排放标准限值(0.5 ng·m-3),环境空气、土壤和植物样本中二噁英毒性当量浓度均值分别为7.30 pg·m-3、52.5 pg·g-1、146 pg·g-1,均处于较高的污染水平.污染源下风向上的环境空气样品中二噁英浓度明显高于上风向上样品中的浓度,下风向样品中的浓度随与污染源距离的增加呈现先升高后降低的趋势,最高浓度的样本距污染源700 m左右.烟气样品2,3,7,8-PCDD/Fs同类物单体质量浓度(毒性当量)分布特征与主导风下方向空气、土壤、植物样本中的具有较强的相似性.样本二噁英浓度空间分布特征、同类物分布特征及主成分分析数据均表明,该区域环境中二噁英主要来源于医疗废物焚烧烟气排放.     

生活垃圾焚烧炉湿法洗涤后烟气二噁英的排放特征

现场采样分析了4个生活垃圾焚烧炉烟气通过湿法洗涤后二噁英的排放浓度。结果表明:4个焚烧炉烟气和底灰中二噁英毒性当量浓度分别为1. 15～24. 88 ng I-TEQ/m~3和25. 69～231. 43 ng I-TEQ/kg,烟气中二噁英排放浓度远高于国家排放标准(0. 1 ng I-TEQ/m~3)(GB 18485—2014《生活垃圾焚烧污染控制标准》)。烟气同系物分析表明,湿法洗涤后4个采样点烟气中4～8氯代PCDFs分布呈现较大的差异,但是4～8氯代PCDDs基本随氯取代数的增加而增加;底灰中4个采样点4～8氯代PCDFs和PCDDs分布相似,除了O_8CDF外,其余同系物基本随氯取代数的增加而增加。从毒性当量浓度来看,烟气和底灰中Pe_5CDF浓度占比最大,占总浓度的35. 65%～47. 02%。湿法洗涤对4～8氯代PCDFs和PCDDs的效率基本随氯取代数的增加而降低,主要原因可能是高温烟气使洗涤系统内二噁英发生了解析作用。     

生活垃圾焚烧厂周边环境空气中PCDD/Fs含量及分布特征

对我国某工业区生活垃圾焚烧厂周边5km范围内14个采样点环境空气中四氯~八氯代二 英(2,3,7,8-PCDD/Fs)含量及其组成特征进行了分析.结果表明该垃圾焚烧厂周边环境空气PCDD/Fs浓度的变化范围为1.74~15.2pg/m3(0.156~1.44pg I-TEQ/m3),均值为4.60pg/m3(0.426pg I-TEQ/m3),其中3个点位接近或超出日本环境空气质量标准限值(0.6pg I-TEQ/m3),表明某些区域处于一个较高的污染水平;最大浓度点位于焚烧设施下风方向1.3km处,与AERMOD预测的最大落地浓度位置一致.1,2,3,4,6,7,8-HpCDF和OCDD是空气中二 英质量浓度主要贡献因子,而2,3,4,7,8-PeCDF是毒性当量浓度的主要贡献因子.样品中二 英同族物分布的指纹特征显示出可能受MSWI源影响点位与非MSWI影响(或受此源影响较小)点位的区别.主成分分析(PCA)源解析结论与空间分布以及指纹特征分析结论基本一致,且更具体地判断MSWI的影响点位,在一定程度上说明了此方法的可靠性.二 英呼吸暴露剂量估算结果表明该区域人群二 英呼吸暴露风险总体处于较为安全的水平.     

基于后向轨迹对城市大气中二噁英长距离迁移来源的探讨

通过对广州某商住区大气中二噁英的季节性监测,结合后向轨迹的计算,对大气中PCDD/Fs的浓度及其长距离迁移来源进行分析.结果表明:大气中二噁英浓度有季节性变化特点,其趋势为冬季(14.4 pg·m^-3)>秋季(10.0 pg·m^-3)>春季(5.54 pg·m^-3)>夏季(3.88 pg·m^-3).同时,大气中PCDD/Fs单体特征也具有季节性特点,秋冬季节七氯代、八氯代PCDD/Fs百分比高于春秋两季,春夏两季低氯代单体百分比含量高于秋冬两季.追溯采样期间该城市大气的后向轨迹,发现秋冬两季到达广州的气团主要经过湖南、湖北和江西等北方或东北方的内陆省份,而春夏两季到达广州的气团主要经过我国东海和南海海域上空.而这种变化很可能是造成广州大气中二噁英浓度季节性变化的主要原因.     

生活垃圾焚烧发电中二噁英控制技术研究进展

随着中国生活垃圾焚烧事业的蓬勃发展,垃圾焚烧过程产生的二噁英问题受到社会越来越多的关注,选择合适的控制技术手段来使二噁英的排放达到国家标准,是垃圾焚烧厂必须面对的问题。本文主要从垃圾预处理、炉内燃烧、尾部烟道、烟气净化及飞灰稳定化五个方面综述并总结在生活垃圾焚烧发电厂中二噁英控制技术研究应用进展,并提出了今后二噁英控制技术的研究方向。     

城市空气颗粒物来源解析与减排措施优化

随着全球工业化与城市化的迅速发展,空气污染问题日益受到国际社会的广泛关注。空气质量的下降不仅关系到人类的健康和生活质量,还对生态环境、气候变化产生深远的影响。颗粒物作为主要的空气污染物种之一,其来源、危害与控制策略已成为众多研究者关心的焦点。本文对城市空气中颗粒物的主要来源进行深入分析,并探讨其对人类健康和环境造成的潜在危害,同时提出一系列的减排对策。     

生活垃圾焚烧废气中二噁英监测采样研究

对当前国内生活垃圾焚烧废气中二噁英监测相关标准和技术规范的解读和实践操作后,认识到生活垃圾焚烧废气中二噁英监测采样的现状及不足.针对不同类型烟道,不同采样时间和不同采样时间间隔分别进行了研究.实验结果表明,同一稳定气流的排放源中,水平烟道和垂直烟道测试二噁英毒性当量排放浓度水平相当;满足监测采样量要求下,不同采样时间和采样时间间隔对二噁英监测结果并无显著差异,对此给出几点相应采样建议.     

硫氨磷基阻滞剂对飞灰特性的影响及对二噁英的阻滞效果

阻滞剂技术由于操作简单、成本低和效率高等优点,被广泛应用于实际生活垃圾焚烧炉,逐渐成为控制二噁英生成的重要技术之一。选取某台典型循环流化床生活垃圾焚烧炉为研究对象,通过高精度给料设备向余热锅炉两侧喷射硫氨磷基阻滞剂,研究阻滞剂对飞灰物化特性影响及其对二噁英的阻滞效果。结果表明:硫氨磷基阻滞剂对飞灰中的PCDD/Fs有很好的阻滞效果,喷射阻滞剂后飞灰中PCDD/Fs毒性当量从2.31 ng I-TEQ/g降至0.23 ng I-TEQ/g,阻滞率达到90.0%;阻滞剂主要通过减少氯源、改变飞灰粒径及表面特性等实现飞灰中二噁英的高效阻滞。此外,阻滞剂对飞灰中部分重金属有一定的固化作用,其中对Pb固化效果最好,达到49.02%。该成果可为后续硫氨磷基阻滞剂的工业化应用提供技术支撑。     

TiO2光催化降解垃圾焚烧炉飞灰中二噁英的实验研究

光催化降解有机污染物是目前环保研究的热点课题。本文以垃圾焚烧炉的飞灰为对象,研究TiO2作为催化剂在500w汞灯照射下,飞灰中二噁英的随光照时间的降解效率。实验结果表明:在一定的光照条件下,TiO2光催化氧化分解二噁英的效率与飞灰本身的特性有关,特别是与飞灰含碳量以及铁等金属含量有关。飞灰中铁、铜等金属元素可促进二噁英光解,而碳则抑制了二噁英的光解。     

生活垃圾焚烧过程中二噁英抑制剂研究进展

二噁英可在环境中造成持久性有机污染和危害。自20世纪80年代在生活垃圾焚烧烟气中发现二噁英以来,各国学者针对二噁英排放控制开展了大量基础和应用研究。其中化学抑制剂可从根源上抑制焚烧过程中二噁英生成,一直是该领域的研究热点。介绍了二噁英的生成机理及现有控制策略,指出采用抑制剂的优越性;综述了二噁英抑制剂种类及抑制机理,包括常用的氮基/硫基抑制剂、碱性抑制剂和复合抑制剂,并特别阐述了新型磷基抑制剂的研究进展。根据各类抑制剂在实验室的小试研究成果,提出了未来新型抑制剂的研发思路。而实际焚烧工况复杂多变、抑制剂对二噁英的控制效果不稳定,难以达到小试实验效果,因此抑制剂在实际生活垃圾焚烧过程中的应用和推广仍需深入研究和优化。     

生活垃圾循环流化床焚烧锅炉飞灰中二噁英热解析特性研究

实际垃圾焚烧系统中飞灰会在尾部烟道堆积并在受热后发生二噁英的再生成、热降解及向烟气解析等协同作用.本文研究了半干法脱硫塔前生活垃圾焚烧飞灰在受热过程中二噁英的质量变化及其气固相分布情况,重点研究了反应温度、含氧量及硫胺基复合阻滞剂的添加等对飞灰中二噁英热解析特性的影响.试验结果表明,250℃时飞灰析出的气相二噁英很少,而450℃时气相二噁英的比例高达99.7%;氧含量对飞灰中二噁英的热解析特性影响较大,当氧含量为6%时,气相二噁英的析出量最大,达到2.87 ng·g-1;350℃时添加硫胺基复合阻滞剂后二噁英总量明显下降,表明阻滞剂能够抑制二噁英再合成,但气相中二噁英的比例从47.69%上升到87.50%.     

医疗废物焚烧厂周边环境空气中二英浓度分布及其健康风险评估

于2015-2018年冬季（12月-2月）对广东省某医疗废物焚烧厂排放烟气及焚烧设施周边2.5 km范围内6个采样点分别进行了4次烟气和环境空气样品采集,应用高分辨气相色谱/高分辨质谱（HRGC-HRMS）联用技术对二（口恶）英（PCDD/Fs）浓度水平进行监测并对其组成特征进行了分析,运用主成分分析法（PCA）对周边环境空气中二（口恶）英来源进行了初步解析,同时采用VLIER-HUMAAN模型评估其对人体的健康风险.结果表明该医疗废物焚烧厂烟气二（口恶）英毒性当量浓度为0.542~21.300 ng·Nm^-3（以I-TEQ计）,排放水平较高;周边环境空气中PCDD/Fs质量浓度和毒性当量浓度变化范围分别为0.682~196.000 pg·m^-3和0.036~17.700 pg·m^-3（以I-TEQ计）,周边环境空气中PCDD/Fs浓度明显受到排放源烟气落地点的影响.空气样品中二（口恶）英同族体及异构体分布指纹谱图与该焚烧设施排放烟气类似,空气质量浓度主要贡献单体以OCDD、1,2,3,4,6,7,8-HpCDF、OCDF以及1,2,3,4,6,7,8-HpCDD为主,主要毒性贡献单体为2,3,4,7,8-PeCDF.PCA源解析结论与指纹谱图特征分析结论基本一致,该研究区域中环境空气二（口恶）英主要来源于医疗废物焚烧烟气排放.健康风险评估结果表明,该区域人群呼吸暴露风险总体处于较为安全的水平（0.0032~0.141 pg TEQ·kg^-1·d^-1）,部分个体的呼吸暴露贡献率超过了评价限值,应引起重视.     

某垃圾焚烧厂投产前后周边土壤二英类化合物的分布

为研究垃圾焚烧厂运行对周边土壤二英类化合物（PCDD/Fs）含量的影响,采集了珠三角地区某垃圾焚烧厂投产前和投产后周边土壤样品,分析研究了该垃圾焚烧厂运行对周边土壤中PCDD/Fs含量和组分的变化.结果表明:①2012年（投产前）珠三角地区某垃圾焚烧厂周边土壤PCDD/Fs含量较低,范围为163~591 ng/kg（毒性当量范围为0.198~0.863 ng I-TEQ/kg,I-TEQ为国际毒性当量因子折算的毒性当量值）;2017—2019年（投产后）周边土壤PCDD/Fs含量范围为151~1.75×103 ng/kg（毒性当量范围为0.812~3.88 ng I-TEQ/kg）,与其他研究相比处于较低的水平.②投产后,距该垃圾焚烧厂较近（1.5 km）的采样点（S1）土壤PCDD/Fs含量逐年增长,在较远（5.2 km）但人口较密集的采样点（S3）土壤PCDD/Fs含量整体较高,但呈逐年下降趋势.③投产后,土壤中的17种PCDD/Fs单体组分中,毒性当量贡献率最高的单体为八氯二苯并二英（OCDD）和2,3,4,7,8-五氯二苯并呋喃（2,3,4,7,8-PeCDF）,二者毒性当量贡献率范围为15.7%~45.4%.④在同一采样点土壤PCDD/Fs单体组分年间差异不明显,但同一年份不同采样点差异明显.研究显示,目前该垃圾焚烧厂周边土壤PCDD/Fs含量较低,但仍需要长期监测其可能带来的风险.      

垃圾焚烧厂周边大气二噁英含量及变化特征——以北京某城市生活垃圾焚烧发电厂为例

2013年4月至2014年1月对北京市某生活垃圾焚烧厂周边4km范围内5个采样点环境空气中二噁英含量、组成特征及季节变化特征进行了分析.结果表明该垃圾焚烧厂周边环境空气中PCDD/Fs质量浓度的变化范围为8.3~115pg/m³,毒性当量(TEQ)变化范围为0.11~1.9pg I-TEQ/m³,其中秋季1个采样点和冬季全部采样点超出日本环境空气质量标准限值(0.6pg I-TEQ/m³).1,2,3,4,6,7,8-HpCDF和OCDF均是四季空气中PCDD/Fs质量浓度的主要贡献单体,而2,3,4,7,8-PeCDF是总TEQ贡献最大的单体.空间分布特征表现为近源点位(~400m)浓度水平较高而其他点位(>1000m)浓度水平与距污染源距离远近没有显著相关性;季节变化特征表现为冬季值显著高于其他季节,分析可能与冬季采暖及大气扩散条件差导致的大气整体污染较重有关.样品中二噁英同族体及异构体分布指纹谱图与焚烧设施排放烟气存在差别,主成分分析(PCA)源解析结论与指纹谱图特征分析结论一致,体现为多种污染源共同作用的影响.二噁英呼吸暴露剂量估算结果表明该区域人群呼吸暴露风险总体处于较为安全的水平(0.034~0.161pg I-TEQ/(kg·d)),但仍需关注大气重污染天气发生时的呼吸暴露风险.     

生活垃圾焚烧厂周边土壤中PCDD/Fs及重金属含量

为了解城市生活垃圾焚烧发电厂周边表层土壤中二噁英、重金属来源及分布特征,选取成都地区3座典型生活垃圾焚烧厂作为研究对象,开展了周边土壤中17种多氯二苯并对二噁英/呋喃（PCDD/Fs）及11种重金属含量监测.结果显示,土壤样品中的PCDD/Fs和重金属的浓度范围分别为0.25~7.5ng I-TEQ/kg和0.23～580.57mg/kg;3座垃圾焚烧厂周边土壤中多氯二苯并呋喃（PCDFs）的毒性当量浓度贡献率要高于多氯二苯并二噁英（PCDDs）,PCDFs毒性当量浓度平均贡献率达到55%;土壤样品中Cd、Hg、Pb、Cu、Zn之间具有良好的相关性,Hg、Pb、Zn与部分PCDFs具有良好的相关性,相关系数r分别为0.792、0.760、0.788,所对应的p值分别为0.034、0.047、0.035,并被归类为同一聚类,可将这部分重金属元素作为重金属示踪剂来表征PCDFs的来源.     

Occurrence and impact of polychlorinated dibenzo-p-dioxins/dibenzofurans in the air and soil around a municipal solid waste incinerator

To assess the influence of polychlorinated dibenzo-p-dioxins and polychlorinated dibenzofurans(PCDD/Fs) on the environment in the vicinity of municipal solid waste incinerators(MSWIs), we determined the levels of PCDD/Fs in air and soil samples collected around a MSWI, which is the largest in China. The International Toxicity Equivalency Quantity(I-TEQ) concentrations of PCDD/Fs in air samples were from 0.0300 to 1.03 pg I-TEQ/m~3(0.445–13.6 pg/m~3), with an average of 0.237 pg I-TEQ/m~3, while in soil samples they ranged from 0.520 to 3.40 pg I-TEQ/g(2.41–88.7 pg/g) with an average of1.49 pg I-TEQ/g. The concentrations of PCDD/Fs in air and soil samples were comparable to other areas, and Pe CDFs were the dominant contributors, which was different from stack gas homologue patterns. Multivariate statistical analysis showed that PCDD/Fs emission from the MSWI did not directly affect the profiles of PCDD/Fs in air and soils, so that vehicles and unidentified emission sources should be considered. The daily inhalation levels of PCDD/Fs for children(0.0110 to 0.392 pg I-TEQ/(kg·day) and adults(0.00600 to 0.221 pg I-TEQ/(kg·day) near the MSWI were lower than the tolerable daily intake of 1.00 to 4.00 pg WHO-TEQ/(kg·day), but in winter the values were higher than in summer. These results can be used as basic data for assessing the risk of PCDD/Fs exposure in residents living around this MSWI, and more monitoring programs and studies should be carried out around MSWIs.     

PCDD/Fs in soil around a hospital waste incinerator: comparison after three years of operation

Polychlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans (PCDD/Fs) can be formed during the cooling of flue gases in waste incinerator. These pollutants are either in the gas phase or attached to the fine particles, escaping dust collection. After stack emission, they are slowly oxidized photochemically (gas phase), or eventually are deposited (dry and wet deposition of particulate) in earth surface. In 2007 and 2010, 11 soil samples were collected in the vicinity of a hospital waste incinerator (HWI), prior and after its startup. In order to find out any variation of PCDD/Fs in soil, in brief dioxins, their concentrations were analyzed by high-resolution gas chromatography with high-resolution mass spectrometry (HRGC/HRMS). Compared to the baseline survey (2007), PCDD/Fs in soil significantly increased, by average, +81.6% in total PCDD/Fs and +132.7% in international toxic equivalency (I-TEQ) unit. By principal component analysis (PCA), both the PCDD/Fs homologue and the HxCDF isomer profile in soil were found to become more similar with fly ash. Generally, this incinerator influences the soil only in a limited area. More comprehensive supervision, stricter management and more advanced technology should be implemented in this plant to reduce pollutants emission, even though the level of PCDD/Fs in soil is quite low at present.     

垃圾焚烧飞灰中二噁英削减技术研究

二噁英(PCDD/Fs)是多氯代二苯并二噁英和多氯代二苯并呋喃的总称,因具有生物蓄积性、高毒性、难降解等特点而备受关注。垃圾焚烧是二噁英的重要来源,而其中超过50%的二噁英以飞灰形式排出。文章综述了热分解法、光降解法、机械化学法、生物降解法等飞灰二噁英毒性削减技术的国内外研究进展,并在此基础上对飞灰二噁英削减技术研究和管理提出了建议。