典型新污染物治理国际经验研究——以《斯德哥尔摩公约》管控的持久性有机污染物为例

持久性有机污染物(POPs)是一类典型的新污染物,以欧美为代表的发达国家早在20世纪70年代就开始对POPs治理进行探索,逐渐形成一套针对有毒有害化学品的管理体系。首先结合《斯德哥尔摩公约》,梳理美国、日本、加拿大、部分欧洲国家等典型发达国家POPs治理相关法律法规以及欧洲针对POPs治理形成的国家—欧盟—国际三级法律体系;其次基于风险控制理念提出了以POPs为代表的具有PBT特性(持久性、生物蓄积性和毒性)的有毒有害化学品管控先进国际经验和对重点化学品进行识别、筛选、评估、管控的优先性策略;为促进我国新污染物治理和《斯德哥尔摩公约》履约工作提出相关建议。     

水泥窑共处置过程中水泥生料对Pb与Cd的吸附/冷凝特性

为了研究水泥窑共处置过程中水泥生料对Pb、Cd的吸附/冷凝特性,采用氮吸附仪和SEM(场发射扫描电镜)对水泥生料的基本物理性质(比表面积、孔径和微观表面积)进行研究;同时,利用小型试验装置对重金属Pb、Cd的氧化物(PbO、CdO)展开了吸附/冷凝研究. 结果表明:水泥生料的比表面积(2.49 m2/g)较小,微观表面结构致密无孔,因此,在水泥窑共处置过程中水泥生料对重金属的吸附/冷凝作用以冷凝为主. 进入控温立式炉的重金属可分为三部分:①冷凝在管壁上,其中Pb、Cd分别占各自入炉总量的67%～72%、58%～65%;②吸附/冷凝在水泥生料上,其中Pb、Cd分别占各自入炉总量的13%～17%、16%～21%;③随烟气释放到空气中,其中Pb、Cd分别占各自入炉总量的10%～18%、14%～26%. 水泥生料对Pb、Cd的吸附/冷凝特性均可用双常数方程拟合,线性拟合的相关系数均在0.95以上. 动力学方程拟合得到水泥生料对Pb、Cd的吸附/冷凝活化能,二者分别为5.827、6.050 kJ/mol,由此可预测水泥生料对Pb和Cd的吸附/冷凝量.      

烧结机共处置危险废物过程中重金属Pb、Zn的挥发特性

利用化学试剂PbCl2、ZnCl2来模拟危险废物,研究了烧结机共处置危险废物过程中Pb、Zn的挥发特性.首先选取PbCl2、ZnCl2两种化合物的纯化学试剂分别进行了热重分析实验,然后对掺有一定比例PbCl2、ZnCl2的烧结矿原料进行煅烧,采集分析煅烧烟气和煅烧所得烧结矿中Pb和Zn的总量.实验结果表明,在刚开始煅烧的一段时间内,Pb、Zn两种重金属挥发特性相似,均是随着时间的增加以及温度的升高而挥发率逐渐上升,而当煅烧超过一定时间后,其挥发和固化反应会达到平衡,当煅烧的温度为1200℃时,Pb和Zn的挥发率分别为97.13%和65.04%.运用化学反应动力学理论对Pb、Zn两种重金属在烧结机共处置过程中的挥发规律进行动力学模拟,模拟结果表明,PbCl2中Pb挥发的动力学方程可表示为α=f(T,t)=1-exp[-7.90exp(-5595/T)t];而ZnCl2中的Zn为α=f(T,t)=1-exp[-0.534exp(-3210/T)t].     

机械化学法对含氯有机物的脱氯研究进展

评述了机械化学法脱氯的影响因素、反应机制、机械能与脱氯反应转化率的理论分析和脱氯研究中的分析方法.影响机械化学法脱氯效果的重要影响因素为机械能、脱氯剂、脱氯剂与处理物的混合比.脱氯反应中.主要存在脱氯形成自由基以及氢化和聚合反应两种反应路径.机械能与含氯有机物的分解率呈线性关系.     

中美管理政策差异对污染场地安全利用的启示

中国污染场地管理工作起步较晚,政策体系不完善,污染场地从发现到修复,再到安全利用、后期监管的全流程暂未完全打通,存在许多节点不清、主体不明的问题.美国污染场地管理从前期环境标记到修复和开发建设同步进行,再到修复后利用的长期监测,已形成一套相对完整的管理政策体系,值得借鉴.对比污染场地特性差异,总结得出中国污染场地管理过...     

污染场地修复后再利用的典型安全风险及长期监管策略研究

从国内外工程实践看,部分污染程度较重、污染情况复杂的场地,修复后再利用过程中对人体健康、生态环境或工程建设会产生一定的安全风险。长期监管是保障修复后场地安全再利用的核心措施,目前我国在这方面的研究还很不足。统计分析了我国近年来550个污染场地案例数据,结果表明修复后场地再开发为居住用地类型的占比达58.7%;在此基础上剖析了重金属污染场地固化/稳定化后再释放和有机污染场地修复后蒸气入侵2类典型安全风险。借鉴国外的长期监管经验,结合国内案例实践,从长期监测、制度控制、定期回顾、公众参与及场地档案管理5个方面提出了针对上述典型安全风险的长期监管建议。

     

危险废物中有机物热降解动力学模型

为研究有机危险废物在高温工业窑炉中的协同处置效果,对典型有机物苯和氯乙烯进行热降解实验。将定量的气态苯、氯乙烯和空气的混合物分别通入高温管式炉中煅烧,用气相色谱质谱仪检测尾气中有机物浓度,确定其热降解动力学特性。结果表明：低温阶段苯和、氯乙烯的热降解率随温度较快速增加,高温阶段缓慢增加,1 000℃以上可完全热降解;延长煅烧时间促进苯和氯乙烯的热降解。最终得到苯和氯乙烯的热降解动力学模型,模型可以用于预测危险废物中有机物高温热降解率。     

烧结机共处置过程中重金属Cd、As的挥发特性研究

选取优级纯化学试剂CdCl2和As2S3来模拟危险废物中的重金属,按一定比例将其与烧结矿原料均匀混合后进行共处置煅烧。主要研究了在煅烧过程中Cd和As的挥发规律,同时对煅烧所得烧结矿进行消解实验求得固化的重金属量。实验结果表明,Cd的挥发率随着温度的升高和时间的增加而不断增大,直到达到一个平衡而不再继续增大,对Cd的挥发进行动力学模拟得到挥发率α与煅烧温度T和煅烧时间t的关系式为α=1-exp(-0.669exp(-3567.6/T)t)。而As则呈现出温度越高挥发率越低的规律,当温度为1 200℃时,煅烧75 min后As的挥发率仅为9.8%,即共处置过程中As与烧结矿原料发生化学反应而固化下来,挥发较少,可认为对人体健康和环境造成的危害较小。     

干法水泥回转窑共处置滴滴涕废物的示范工程

利用新型干法悬浮预热预分解回转窑对滴滴涕废物进行共处置研究.滴滴涕废物以1t/h的投加速率,从窑尾烟室加入窑系统,比较了未处置废物工况和处置滴滴涕废物工况下烟气、生料、熟料、飞灰中滴滴涕和二 浓度.结果表明:在投加滴滴涕废物工况下,滴滴涕得到有效分解,其销毁率和销毁去除率分别为99.99953%和99.999982%;在处置滴滴涕废物前后烟气二 浓度没有发生明显变化,其浓度排放远低于水泥窑废物处置要求低于0.1ng-ITEQ/Nm3的水平;该水泥生产工艺系统在处置滴滴涕废物时,二 烟气排放因子为0.0396μg/t熟料,熟料排放因子为0.220μg/t;滴滴涕废物处置对炉窑生产,运行工况参数和常规污染排放没有显著影响.     

有机危险废物在惰性气氛中热降解动力学特征

为研究有机危险废物在惰性或还原性高温工业窑炉(如炼铁高炉、炼焦炉、煤气化炉、煤液化炉等)中的协同处置效果,分别选择热稳定性在第1~2等级中的典型有机物——苯和氯乙烯,在氮气气氛高温管式炉进行热降解试验. 将定量的气态苯或氯乙烯分别与氮气混合后通入高温管式炉中,采用GC-MS检测煅烧后尾气中苯和氯乙烯的浓度,以分析其热降解特性. 结果表明:苯在500~1 100 ℃时热降解率(a)随温度(T)升高而快速增加,增幅达70%;在1 100 ℃以上时,苯热降解率缓慢增加,最终达到完全降解.氯乙烯在300~900 ℃时热降解率快速增加,增幅在55%左右,900 ℃以上热降解率增加缓慢直至完全降解.苯和氯乙烯的热降解率均随煅烧时间(t)增加而升高.苯和氯乙烯的热降解动力学模型分别为a=1-exp[-743.3exp(-12 930/T)t]和a=1-exp[-3.90exp(-4 307.8/T)t].通过苯的热降解动力学模型,可预测热稳定性高于氯乙烯的有机物的热降解率;而通过氯乙烯的热降解动力学模型,可预测比其热稳定性低的有机物的热降解率.