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废弃物焚烧过程前生体合成PBDD/Fs的生成-阻滞机制研究
  • 项目名称:废弃物焚烧过程前生体合成PBDD/Fs的生成-阻滞机制研究
  • 项目类别:面上项目
  • 批准号:20977099
  • 申请代码:B070204
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2010-01-01-2012-12-31
  • 项目负责人:刘文彬
  • 负责人职称:副研究员
  • 依托单位:中国科学院生态环境研究中心
  • 批准年度:2009
中文摘要:

溴代二恶英类(PBDD/Fs)作为副产物在废弃物焚烧中的排放逐渐受到关注。本课题通过优化前处理方法等途径,完善同位素稀释-高分辨气相色谱/高分辨质谱分析方法;对焚烧炉尾气进行分析进而筛选出多溴联苯醚、多溴酚、多溴苯等PBDD/Fs前生体,进行尾气冷却过程(250-650℃)的实验室模拟研究,考察不同前生体、飞灰组成、反应温度、反应时间、N2/O2载气等的影响;结合山东泰山生活垃圾焚烧厂的中试平台试验,通过对反应中间体、产物以及PBDD/Fs分布特征的分析,揭示废弃物焚烧过程PBDD/Fs的生成机制和影响因素,建立PBDD/Fs指纹图谱;据此有针对性的提出CaO阻滞PBDD/Fs合成的技术方案。研究成果将揭示废弃物焚烧尾气中PBDD/Fs的生成-阻滞机制,对于开展废弃物焚烧PBDD/Fs的减排和控制具有重要的指导意义,同时也对我国履行斯德哥尔摩公约提供技术支持。

结论摘要:

多溴代二苯并二恶英/多溴代二苯并呋喃(PBDD/Fs,溴代二恶英)与多氯代二苯并对二恶英/多氯代二苯并呋喃(PCDD/Fs)具有相似的理化学性质和毒性。本课题通过优化前处理方法等途径,建立了三种分析溴代二恶英(PBDD/Fs)的方法,包括HRGC/HRMS、GC/MS/MS分析方法和GC/ECD分析方法。通过对提取与净化方法进行整合与优化,建立了以同位素稀释高分辨色质联机为基础的二恶英类物质分析体系,实现一次提取,分步净化,多次测定,最终对同一样品多组分同时分析,有效降低试验费用与分析周期。通过选择包括焚烧和冶金行业在内的典型设施研究潜在的PBDD/Fs排放源,研究了典型工业源设施中的PBDD/Fs排放水平和特征。结果显示,焚烧炉和火化机等同焚烧过程相关的设施PBDD/Fs排放的TEQ浓度范围在0.010~0.054ng/Nm3,而冶金过程的TEQ浓度范围在0.14~1.5 ng/Nm3,冶金过程中PBDD/Fs的排放显著高于焚烧过程。本研究通过开展模拟试验和实际工况的研究,揭示焚烧过程中二恶英的生成机理及影响因素,为氯代二恶英、溴代二恶英等POPs的减排和控制提供理论和数据参考。依托泰安中科环保电力有限责任公司的500吨生活垃圾焚烧炉设计并建设了中试实验平台,开展了生活垃圾焚烧中试实验平台试验研究。系统研究了钙基阻滞剂温度、粒度分布、投加比例等因素对垃圾焚烧尾气冷却过程中二恶英类的影响。选取典型的生活垃圾焚烧设施,研究二恶英在环境中的迁移转化过程和规律,建立二恶英污染源解析方法,并评估生活垃圾焚烧设施对周边地区造成的二恶英环境污染风险。大气和土壤样品中除某些特殊点位(A、D)外,基本未发现显量PBDD/Fs存在。大气样品中,A、D和F点处毒性当量分别为8.9×10-3、10.55×10-3和11.13×10-3 pg I-TEQ/m3;对于土壤样品,在A、D、F和G点处毒性当量分别为0.224、1.148、0.068和0.024 pg I-TEQ/g。大气和土壤样品中PBDD/Fs的浓度和毒性当量均处于较低水平。同时对该焚烧厂周边大气中PCDD/Fs开展了研究,检测结果相比其它国家的检测数据为高。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 3
  • 3
  • 0
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  • 0
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