垃圾焚烧飞灰或炉渣中二(口恶)(口英)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6.7ng I-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0.8ng I-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1.1pg I-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.     

垃圾焚烧飞灰或炉渣中二

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6.7ng I-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0.8ng I-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1.1pg I-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.     

生活垃圾焚烧飞灰中的二英分布及指示异构体的识别

对我国4座生活垃圾焚烧炉飞灰样品中的二英分析结果表明,二英的毒性当量范围为0.34～3.80 ng/g.二英异构体的分布具有相似性,其中1,2,3,7,8-PeCDD和2,3,4,7,8-PeCDF共占毒性当量的33.6%～40.5%.结合对某生活垃圾焚烧炉长期监测结果,同一焚烧炉不同时期飞灰样品的二英毒性当量与1,2,3,7,8-PeCDD和2,3,4,7,8-PeCDF贡献值具有很好的线性相关性（r分别为0.996 3和0.997 4）,1,2,3,7,8-PeCDD和2,3,4,7,8-PeCDF可作为指示异构体用于焚烧飞灰中二英毒性的快速测定,尤其适用于同一焚烧炉的长期监测,指示因子分别为4.466?4和3.164?6;不同焚烧炉飞灰的二英毒性当量与2,3,4,7,8-PeCDF有很好的线性相关性（r=0.984?9）,2,3,4,7,8-PeCDF可作为不同焚烧炉飞灰中二英检测的指示异构体,指示因子为3.419 4.     

医疗废物焚烧烟气中二(口恶)英排放特征研究

医疗废物焚烧是二(口恶)英排放的重点源,但缺乏对其系统、全面的研究,为进一步明确其二(口恶)英排放水平和分布特征,获得二(口恶)英排放监控的重要基础数据,以3处医疗废物焚烧炉为研究对象,采用高分辨气相色谱/高分辨质谱联用仪对烟气中二(口恶)英进行测定和分析。结果表明,烟气中二(口恶)英质量浓度均值为2.379 ng/Nm~3,毒性当量浓度均值为0.249 ng/I-TEQ Nm~3,达到国家排放标准;同系物指纹特征分布以PCDFs为主,质量浓度和毒性当量浓度贡献率最大的单体分别为1,2,3,4,6,7,8-HpCDF和2,3,4,7,8-PeCDF;2,3,4,7,8-PeCDF对I-TEQ相关性最好,相关系数R~2达0.959,可作为指示单体;排放因子均值为6.087μg I-TEQ/t,明显高于生活垃圾焚烧炉,需引起更多关注。     

电弧炉炼钢过程中二□英类的排放浓度和同类物分布

对国内某电弧炉炼钢设施的烟气和飞灰样品中二(噁)英类物质进行了采样分析.结果表明:炉内直接排烟和屋顶罩排烟烟气中的二(噁)英类毒性当量(TEQ)浓度平均值分别为0.13和0.17 ng/m3(均指I-TEQ当量);2种烟气的布袋飞灰中二(噁)英类毒性当量质量分数分别为7.5和55.0 ng/kg;PCDDs同类物的质量浓度随着氯取代数的增加而呈升高趋势,PCDFs实测质量浓度和毒性当量浓度均远大于PCDDs;排放分布特征表明,电弧炉炼钢设施排放的二(噁)英类生成机理应为从头合成反应.     

3个城市生活垃圾焚烧炉飞灰中二噁英类分析

对3个城市生活垃圾焚烧炉飞灰中二英类浓度分布的实验研究表明,飞灰中二英类异构体的浓度分布具有相类似的特征,高氯代二英类的含量明显高于低氯代二英类.飞灰中二英类的毒性贡献主要来自多氯二苯并呋喃(PCDFs).布袋除尘器前添加活性炭粉末时,飞灰的二英类浓度比没有添加活性炭时高1.8倍,而尾气中二英类浓度相应降低.     

基于污泥掺烧的某生活垃圾焚烧厂烟道气、飞灰及炉渣中的二(口恶)英特征

以我国南方某生活垃圾焚烧厂掺烧10%市政污泥的生活垃圾为研究对象,对前/后口废气、飞灰、炉渣及用于掺烧的污泥中17种二(口恶)英的含量进行了测定,并分析了其指纹分布特征.结合焚烧工况及处理设施,从生成机理角度探讨了二(口恶)英的排放特征、毒性当量浓度主成分特征及主要单体的排放因子线性关系.结果表明：掺烧10%的市政污泥后,废气中二(口恶)英的去除率为99.4%,低于国家排放标准;固体废物中二(口恶)英含量为飞灰 > 炉渣 > 污泥.这说明采用高温焚烧和"活性炭喷射+布袋除尘"装置不会影响掺烧10%污泥的达标排放.指纹分布特征表明,前口废气以1,2,3,4,6,7,8-HpCDF和OCDD为主,后口废气以OCDD和OCDF为主;飞灰、炉渣及污泥中的主要单体为OCDD、1,2,3,4,6,7,8-HpCDD、OCDF、1,2,3,4,6,7,8-HpCDF.主成分分析显示,前口废气和飞灰中的二(口恶)英毒性分布特征相似;炉渣和污泥的毒性分布特征相似;后口废气有自身的特征.这说明在相同工况条件下,经同一设施处理的废物中二(口恶)英排放特征相似.排放因子分析表明,2,3,4,7,8-PeCDF和1,2,3,6,7,8-HxCDF、1,2,3,6,7,8-HxCDD和1,2,3,7,8,9-HxCDD与总毒性排放因子具有较强的线性关系,且呋喃类（PCDFs）强于二(口恶)英类（PCDDs）.     

等离子体技术在处理垃圾焚烧飞灰中的应用研究

对飞灰进行TCLP重金属浸出试验,发现重金属Cd的浸出浓度达到0.322 5 mg/L,高出国家规定的毒性浸出标准(Cd:0.3mg/L),采用美国EPA规定的1613方法分析飞灰中的二(噁)英含量,其毒性当量I-TEQ为0.45 ng/g.利用直流双阳极等离子体电弧对飞灰进行熔融处理,对得到的熔渣进行分析,结果表明,飞灰经过熔融处理后,重金属的浸出浓度得到很好的控制,远低于毒性浸出标准,飞灰中的二(噁)英毒性当量I-TEQ接近91.6%被降解消除,得到的熔渣呈非结晶质的玻璃质结构,具有非常致密的微观结构.     

中国火葬场二噁英类污染物排放及减排技术研究

对中国某火葬场9具遗体进行了二(口恶)英类污染物排放测试,测试结果表明,烟气中二(口恶)英类物质总浓度为89～350ng·m-3,毒性当量浓度为1.5～5.4ng·m-3;PCDFs的总浓度高于PCDDs的总浓度;以此估算中国2004年火化遗体过程中二(口恶)英类污染物的年排放量为11.2～46.9 g·a-1.通过实验分别研究了布袋除尘器、布袋除尘器加不同厚度的活性炭纤维毡组合对火化遗体烟气中二(口恶)英类污染物的去除效果.结果表明,布袋除尘器去除火化烟气中二(口恶)英类污染物的效率为57.4%;布袋除尘器分别与厚度为5、15mm的活性炭纤维毡组合去除火化烟气中二(口恶)英类污染物的效率分别为64.0%和89.2%.     

滨海城市降尘中二噁英污染特征及暴露风险

选取滨海城市厦门建筑、道路和村庄的降尘为研究对象,用高分辨气相色谱-高分辨质谱联用仪对降尘中的二口恶英进行了测定。研究结果表明,厦门市降尘中二口恶英的含量在128~776 pg/g范围,平均值为377 pg/g;其中道路降尘中二口恶英的含量最高,浓度均值为421 pg/g,其次为村庄降尘和建筑降尘,仅为道路降尘的0.3和0.7倍。降尘中二口恶英毒性当量同样表现为道路降尘>村庄降尘>建筑降尘。二口恶英的呼吸暴露风险显示儿童呼吸暴露量要高于成年人,虽然除了集美大道降尘中二口恶英的呼吸暴露量高于WHO建议标准外,其他7个点位二口恶英的呼吸暴露量低于WHO的标准,但厦门市作为滨海城市降尘中区存在的潜在健康风险不容忽视。     

深圳市废弃物焚烧炉飞灰中二噁英含量水平和特征分析

采用同位素稀释的高分辨气相色谱/高分辨磁式质谱联用仪(HRGC/HRMS)对深圳市8所垃圾焚烧厂飞灰中二噁英进行准确定量检测,分析比较不同炉型、不同种类废弃物焚烧厂飞灰中的二噁英浓度水平和分布情况.结果发现8所废弃物焚烧炉飞灰中二噁英浓度差异较大,5所往复炉排生活垃圾焚烧炉样品中二噁英的质量浓度和TEQ浓度平均值都小于热解型医疗垃圾焚烧炉.两所不同的工业危险废物焚烧炉中,以烧废物矿油的立式筒焚烧炉的二噁英含量远大于以焚烧电路板为主的回转窑焚烧炉.不同焚烧炉飞灰中二噁英异构体的浓度分布具有相类似的特征,高氯代二噁英的含量明显高于低氯代二噁英同系物.不同的PCDD/Fs单体对I-TEQ的贡献率在不同的焚烧设备中十分相似,2,3,4,7,8-Pe CDF、1,2,3,7,8-Pe CDD、2,3,4,6,7,8-Hx CDF 3种单体是TEQ浓度的主要贡献单体.在布袋除尘器前喷淋活性炭能有效吸附烟气中二噁英,将其转移到飞灰中.本研究是首次针对深圳市运行中的废弃物焚烧炉进行飞灰中二噁英排放分析,为二噁英排放监控提供重要的基础数据.     

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。     

废弃物焚烧飞灰中持久性自由基与二噁英及金属的关联探究

环境持久性自由基稳定性强,在二噁英生成反应中发现其存在.为了研究实际废弃物焚烧飞灰中持久性自由基的特性,对6个不同焚烧厂布袋飞灰分别进行了持久性自由基、二噁英以及金属检测,结果表明天津医疗废物焚烧飞灰、江西南昌生活垃圾焚烧飞灰和浙江兰溪生活垃圾焚烧产生的碳黑、炉渣都含有持久性自由基.其中天津样品信号最强,检测到羟基自由基、以碳原子为中心的自由基及半醌类自由基3种信号.对比各个样品的二噁英毒性当量(以I-TEQ计)发现,江西南昌飞灰样品的最高,高达7.229 4 ng·g~(-1),而自由基信号最强的天津样品的二噁英毒性当量却仅有0.092 8 ng·g~(-1),自由基信号强弱与二噁英含量并未表现出明显的数值关系.同时样品中持久性自由基自旋浓度随着金属质量分数比重的升高也呈现升高趋势,以Al、Fe、Zn变化情况最为明显,可见自由基信号强弱与金属存在一定的关联性.此外,Zn在天津样品中含量最高(0.813 7%),是其他样品的数倍,同时该样品含有较高浓度的以氧为中心的自由基,可以推测金属Zn对持久性自由基的形成影响较大,且易形成半衰期长的自由基类型.     

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.     

Evaluation of PCDD/Fs and metals emission from a circulating fluidized bed incinerator co-combusting sewage sludge with coal

The emission characteristics of polychlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans (PCDD/Fs) and heavy metals were evaluated during co-combustion of sewage sludge with coal from a circulating fluidized bed incinerator. The stack gas, slag and fly ash samples were sampled and analyzed. The gas-cleaning system consisted of electrostatic precipitators and a semi-dry scrubber. Results showed that the stack gas and fly ash exhibited mean dioxin levels of 9.4 pg I-TEQ/Nm 3 and 11.65 pg I-TEQ/g, respectively, and showed great similarities in congener profiles. By contrast, the slag presented a mean dioxin level of 0.15 pg I-TEQ/g and a remarkable difference in congener profiles compared with those of the stack gas and fly ash. Co-combusting sewage sludge with coal was able to reduce PCDD/Fs emissions significantly in comparison with sewage sludge mono-combustion. The leaching levels of Hg, Pb, Cd, Ni, Cr, Cu, and As in the fly ash and slag were much lower than the limits of the environmental protection standard in China. These suggest that the co-combustion of sewage sludge and coal is an advisable treatment method from an environmental perspective.     

再生铝?铅生产企业PCDD/Fs排放浓度与特征

研究了国内3家再生金属企业排放烟气和飞灰中PCDD/Fs排放浓度和同系物分布特征,其中两家再生铝企业?一家再生铅企业.研究结果显示:两家再生铝企业排放烟气中PCDD/Fs毒性当量浓度( I-TEQ)分别为2.14和0.88ng TEQ/Nm3,飞灰中分别为33.90和0.77ng TEQ/g;再生铅企业排放烟气和飞灰中PCDD/Fs毒性当量浓度分别为0.037ng TEQ/Nm3和0.014ng TEQ/g;两家再生铝企业排放烟气中PCDD/Fs同族体分布存在较大差异,而飞灰中PCDD/Fs同族体分布却十分相似;再生铅?铝企业排放的PCDD/Fs同系物分布特征差异较明显;且根据PCDFs与PCDDs总浓度比值大于1可以判断,二者排放PCDD/Fs的形成机理都以从头合成为主.     

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.      

Detoxifying PCDD/Fs and heavy metals in fly ash from medical waste incinerators with a DC double arc plasma torch

Medical waste incinerator (MWI) fly ash is regarded as a highly toxic waste because it contains high concentrations of heavy metals anddioxins, including polychlorinateddibenzo-p-dioxins (PCDDs) and polychlorinateddibenzofurans (PCDFs). Therefore fly ash from MWI must be appropriately treated before beingdischarged into the environment. A melting process based on adirect current thermal plasma torch has beendeveloped to convert MWI fly ash into harmless slag. The leaching characteristics of heavy metals in fly ash and vitrified slag were investigated using the toxicity characteristic leaching procedure, while the content of PCDD/Fs in the fly ashes and slags was measured using method 1613 of the US EPA. The experimental results show that thedecomposition rate of PCDD/Fs is over 99% in toxic equivalent quantity value and the leaching of heavy metals in the slag significantlydecreases after the plasma melting process. The produced slag has a compact and homogeneous microstructure withdensity of up to2.8 g/cm3 .