生活垃圾焚燒廢氣中二噁英的采樣、監(jiān)測方法研究

生活垃圾焚燒廢氣中二噁英的采樣、監(jiān)測方法研究摘要二惡英污染物具有毒性強(qiáng)、性質(zhì)穩(wěn)定、容易在各種生物體內(nèi)日積月累等特點(diǎn)，是對(duì)人類身體健康的看不見的威脅。這里主要汽車制造的工業(yè)污染和使用兩種不同類型的城市垃圾焚化爐焚化爐為研究對(duì)象,收集工廠范圍內(nèi)的空氣,通過分析兩種不同的材料在環(huán)境空氣樣品,工廠的污染強(qiáng)度活動(dòng)和污染源的分布分析,初步評(píng)價(jià)職業(yè)人口在不同勞動(dòng)強(qiáng)度的二惡英暴露風(fēng)險(xiǎn)。結(jié)果如下:有毒的濃度相當(dāng)于在鑄造環(huán)境空氣采樣點(diǎn)低于環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),和平均二惡英可值(國際毒性當(dāng)量)在車間0282pgi-teq/m3,其中鎘的可值區(qū)是最大的。鑄造車間的主要污染物是PCDFs。介紹了我國現(xiàn)行垃圾焚燒煙氣中二惡英使用壽命監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范的解釋和實(shí)踐。根據(jù)煙道類型，研究了不同的采樣時(shí)間和采樣間隔。結(jié)果表明，在相同穩(wěn)定排放源的情況下，縱向和橫向煙道二惡英毒性試驗(yàn)達(dá)到了等效排放濃度水平。當(dāng)監(jiān)測樣品數(shù)量滿足時(shí)，不同采樣時(shí)間和采樣間隔的二惡英監(jiān)測結(jié)果無顯著差異。關(guān)鍵詞：生活垃圾；焚燒；二噁英；監(jiān)測；采樣論文類型：理論研究

目錄摘要 ]。2.2垃圾焚燒廠采樣點(diǎn)位綜述選址焚燒企業(yè)的基本情況見表2-1。采樣點(diǎn)位的分布如圖2-3所示。表2-1垃圾焚燒電廠基本綜述名稱處理規(guī)模焚燒爐類型煙氣處理類型A1050t爐排爐SDS+ACI+BFB2000t循環(huán)流化床SDS+ACI+BF循環(huán)流化床焚燒植物在城市垃圾處理規(guī)模1050d,并配備了3×350dthree-drivebackthrust爐和煙氣處理系統(tǒng)(semi-in-type中和反應(yīng)器+活性炭噴射+袋式過濾器SDS+ACI+BF)和滲濾液污水處理系統(tǒng)。B市垃圾焚燒廠處理規(guī)模2000d,4×520ud循環(huán)流化床垃圾焚燒爐，煙氣處理系統(tǒng)(半干式中和堆+活性炭噴射SDS+ACHBF)以及滲濾液污水處理系統(tǒng)安裝。圖2-3采樣點(diǎn)的分布情況樣品點(diǎn)(a14b1-4)分別設(shè)置在兩家工廠的宿舍區(qū)、辦公區(qū)、中控室和主廠房焚燒爐。在采樣季節(jié)，該地區(qū)主要風(fēng)向?yàn)闁|南。在區(qū)域內(nèi)沒有明顯2碼貢獻(xiàn)源的位置設(shè)置背景控制區(qū)。有兩個(gè)采樣點(diǎn)(C1和C2)。2.3取樣法大氣樣品采集的參照標(biāo)準(zhǔn)是hj77.2-2008《同位素稀釋高分辨氣相色譜-高分辨質(zhì)譜法測定環(huán)境空氣和廢氣中的二惡英》。2.3.1采樣器材的準(zhǔn)備一些物質(zhì)可能會(huì)干擾采樣的結(jié)果，采樣前需要凈化采樣材料，來保證采樣材料的無污染。（1）玻璃纖維過濾器(GFF,20.3cmx254cm)，購于瑞典Munktell。收集樣品前，將濾膜用錫紙包起來(不封口)，在450℃的馬弗爐中烘烤4h，然后封好，留待以后使用。確保濾膜在使用過程中沒有折痕。（2）聚氨酯(PUF，聚氨酯術(shù)語)，直徑65毫米，厚76毫米。采樣前用85℃洗滌去離子水，用甲醇脫水。用二氯甲烷溶劑索氏提取16-24小時(shí)之后真空干燥。（3）匹套鋁罐:用來存儲(chǔ)PUF之前和之后的收集、超聲波清洗然后純水清洗,干燥其次是丙酮和二氯甲烷洗滌。。（4）玻璃套管:將PUF放入進(jìn)樣器，超聲波清洗，然后用純水清洗，干燥后用丙酮和二氯甲烷漂洗。2.3.2樣品采集與儲(chǔ)存因?yàn)榄h(huán)境空氣中存在為微量有機(jī)物的二噁英類污染物，由于分析檢測的需要，使用大流量環(huán)境空氣采樣器(TCRTecora,Italy)，如圖24所示。因?yàn)榭諝庵写嬖谑呛哿坑袡C(jī)物的二噁英污染物，由于分析檢測的需要，使用大流量環(huán)境空氣采樣器(TCRTecora,Italy)，如圖2-5所示。圖2-4環(huán)境空氣二噁英類采樣原理圖采樣前后用流量計(jì)檢查工作流程。細(xì)顆粒物(PM2.5)采樣采用玻璃纖維濾膜法，氣相采樣采用聚氨酯(PUF)法。每一點(diǎn)的采樣都是同時(shí)進(jìn)行的。每個(gè)點(diǎn)連續(xù)收集4天，流速250L/min。采樣前，現(xiàn)場向PUF加入采樣內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)(EPA23SSS);采樣后，將玻璃濾膜用錫箔紙包好，將PUF密封在配套的鋁罐中，密封在密實(shí)的袋子中，在-20℃的冰箱中避光保存，進(jìn)行分析和測試。2.4PCDD/FS預(yù)處理及儀器分析2.4.1分析用材料和儀器1.真空干燥器(VacucenterVC50，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器，SalvisLAB，瑞士(r-215,Buch，瑞士)。MGS氮?dú)夤娘L(fēng)機(jī)(MG2200，日本福島)。高分辨色譜-高分辨質(zhì)譜(hrgc-hrms,Agilent6890,WatersAutoSpec)2.實(shí)驗(yàn)試劑及藥物:甲醇、丙酮、二氯甲烷、甲苯、正己烷、農(nóng)殘，從美國霍尼韋爾公司購買。濃硫酸、右醇、廣州化學(xué)試劑公司NAOH、固體、廣州化學(xué)試劑廠公司。3.凈化填料:中性硅膠(3%H2O):中性硅膠70~230目，購自Mek(德國達(dá)姆施塔特)馬弗爐在使用550℃>5h后激活之前,添加3%(質(zhì)量比)的高純水,搖勻,干燥器中保存?zhèn)溆盟嵝怨枘z(40%HsSO4)在燒瓶說好的6克中性硅酮,夸夸其談的人振蕩的硫酸添加40克硅膠均勻流狀態(tài)堿性硅膠添加33克到67克(33%)良好的中性硅膠準(zhǔn)備1摩爾氫氧化鈉溶液濃度、搖勻,備用。堿性氧化鋁(3%水):高度凈化的堿性氧化鋁(150目)，在550℃的馬弗爐中活化8小時(shí)，然后放入烘干機(jī)中冷卻至室溫在97年中期g激活堿性氧化鋁添加3g高純水,搖勻,留出佛羅里達(dá)硅酸鎂:60~100目,從里德爾DEhaen購買公司(希利、德國),550℃激活使用前12小時(shí),放入干燥器降至室溫,密封封存。無水硫酸鈉，國產(chǎn)，高純度高性價(jià)比，在450℃焙燒4h以上再使用，冷卻到室內(nèi)溫度一致，保存?zhèn)溆玫牟Ａ?進(jìn)口)于烘干機(jī)中，在450℃焙燒4小時(shí)以上使用;將棉花用二氯甲烷半小時(shí)超聲三次，在真空干燥機(jī)中干燥完畢后，在干燥機(jī)中放著備用。標(biāo)準(zhǔn)溶液中的222標(biāo)準(zhǔn)溶液購自美國德克薩斯州奧斯汀市的劍橋同位素公司。采樣內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn):EPA23SSS，包括2、37、8-pcdd/FS5個(gè)混合標(biāo)準(zhǔn)?；鞓?biāo)：USEPA23PAR，含有17種2,3,7,8PCDD/Fs的混標(biāo)。萃取內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn):UEPA23RSS，2、3、7、8-氯取代標(biāo)準(zhǔn)溶液，含1C12標(biāo)記。進(jìn)樣內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn):EPA23SS，2,3,7,8-氯取代的內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，包含兩個(gè)1C12標(biāo)記。2.4.2預(yù)處理方法1.PCDD/Fs的提取和提取體系先用二氯甲烷預(yù)提取4h，然后將濾膜和PUF放入電纜抽提器中，以正己烷與氯甲烷的體積比為混合溶劑提取24h。采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)法將提取液濃縮至1~2mL，并進(jìn)行回流。在添加提取之前提取內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)的1c標(biāo)簽。2.凈化柱采用甲醇、丙酮、二氯甲烷、甲苯、正己烷清洗干凈，風(fēng)干后安裝。凈化柱填料的加載順序如圖2-5所示。柱采用干法加載。填充柱后，用80mL正己烷對(duì)硅膠進(jìn)行預(yù)洗。圖2-5凈化柱當(dāng)正己烷流動(dòng)到無水硫酸鈉上平面時(shí)，將活塞關(guān)閉，使用正己烷或二氯甲烷，將活塞清洗干凈。然后加入萃取精料，用1mL正己烷對(duì)萃取瓶進(jìn)行3次洗滌，每次洗滌的洗滌液加入到柱中。當(dāng)混合物達(dá)到無水硫酸鈉水平時(shí)，先用120mL正己烷洗柱，然后用30ml95:5正己烷洗柱/二氯甲烷洗滌含有多氯聯(lián)苯等組分的樣品溶液。(當(dāng)儀器檢測到二惡英回收率時(shí)，這部分出水被暫時(shí)保留和丟棄)。含PCDD/Fs的樣品溶液用100mL二氯甲烷洗滌，150mL燒瓶回收。旋轉(zhuǎn)蒸汽濃縮至1mL左右后，氮?dú)獯禎饬考s為10uL。

3分析結(jié)果比較的PCDD/FS周圍空氣污染水平和工廠之間的PCDD/FS濃度水平鑄造與周圍空氣之間的PCDD/FS濃度水平鑄造與周圍空氣之間的PCDD/FS濃度水平和PCDD/FS的濃度采樣點(diǎn)在鑄造領(lǐng)域表3-1和圖3-1所示。表3-1鑄造車間環(huán)境空氣二惡英濃度(pg/m3)圖3-1鑄造廠空氣樣品中二噁英濃度背景SN環(huán)境空氣區(qū)域eruying濃度很低，范圍為001~052pgm3，平均為019pgm3。其中，濃度最高的是SN2二惡英，比其他的背景采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)高出很多。推測原因可能是由于該點(diǎn)位于酒店附近，交通流量比較大，受到廢氣排放的影響。住宅小區(qū)環(huán)境空氣二噁英濃度為032-1.57pgm3的二噁英濃度，有081pgm3的平均濃度，明顯低于鑄造廠外環(huán)境空氣二噁英濃度(1926pgm3)和廣州市住宅小區(qū)二惡英濃度(274pgm3)。二噁英濃度明顯高于在廠房內(nèi)的空氣環(huán)境背景區(qū)和住宅區(qū),從141年到7.50pg/m3,平均418pgm3,分別是背景區(qū)域和居民區(qū)的22倍和5倍,低于王國內(nèi)的研究空氣濃度的兩個(gè)樸鑄造車間(5006pgnm3),以及臺(tái)灣某燒結(jié)廠爐料區(qū)域和燒結(jié)區(qū)域二噁英濃度(7.09pgm3,1785pgm3)較低，原因可能是廠區(qū)里通風(fēng)加除塵設(shè)備功能完好，對(duì)于控制二噁英無組織排放的能力強(qiáng)。在企業(yè)的車間區(qū)域中，落砂區(qū)的二噁英含量明顯高于鑄造區(qū)、鎘化區(qū)，是因?yàn)槁渖皡^(qū)的工作環(huán)境較熱，溫度達(dá)到200~500℃，鑄造材料中帶有苯二氮類的有機(jī)添加劑，該區(qū)域由于厭氧燃燒所以形成了二噁英前體或二噁英。還有，空氣中的顆粒物在落砂區(qū)域會(huì)比較多，是因?yàn)槁渖皶r(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵，所以所吸收的二噁英濃度高于其他區(qū)域。樣品采集后樹脂和濾筒充分干燥，冷凝水用二氯甲烷萃取、干燥、濃縮后與樹脂和濾筒合并，加入;C同位素標(biāo)記二唔英的提取內(nèi)標(biāo)EPA23IS用甲苯作為溶劑，使用手動(dòng)索氏提取儀提取24小時(shí)。提取液分別經(jīng)過濃硫酸酸洗、干燥、定容、分離后用酸堿多層硅膠和活性炭分散硅膠進(jìn)行純化，濃縮后加入內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)EPA23RS中固定體積，再用高分辨色質(zhì)進(jìn)行在線定性定量分析。間隔6小時(shí)與連續(xù)采樣的樣品二A,英毒性當(dāng)量濃度見表3。間隔6小時(shí)樣品濃度變化較大，濃度分別0.030,0.034和0.017I-TEQng/m;，這可能與焚燒爐工況波動(dòng)有一定關(guān)系;連續(xù)采樣樣品濃度比較穩(wěn)定，濃度分別為0.027,0.021和0.020I-TEQng/m;。但間隔6小時(shí)與連續(xù)采樣的樣品二唔英平均毒性當(dāng)量濃度分別為0.027I-TEQng/m;和0.023I-TEQng/m;，兩者基本一致，由此可見，不管是等時(shí)間間隔采樣還是連續(xù)采樣，對(duì)監(jiān)測結(jié)果并無顯著差異。

4焚燒生活垃圾二噁英的防治技術(shù)措施4.1降低爐內(nèi)形成的技術(shù)措施(1)因?yàn)轱暳现械慕饘俅呋瘎┖吐群芏?，所以要減少他的含量。原料中金屬元素和氯的結(jié)合會(huì)導(dǎo)致生活垃圾焚燒過程中二惡英的形成。因此，有必要從源頭控制，垃圾分類，避免高有機(jī)氯含量和一些金屬垃圾進(jìn)入焚燒爐。(2)保證完全燃燒。為了工藝參數(shù)的優(yōu)化，采用“3T+E”工藝，即要有大于850℃的焚化溫度，大于2S的停留時(shí)間是很有必要的，他可以一直保持著足夠的風(fēng)量和氣固比濁度。4.2避免爐外低溫合成(1)加入抑制劑。抑制劑，例如胺，石灰，含硫的物質(zhì)，加入到到煙霧中。抑制劑可以針對(duì)部分二噁英的金屬催化劑或者讓它和碳十二反應(yīng)來減少二噁英所需要的氯源。(2)配備快速應(yīng)急溫度冷卻裝置。裝備余熱鍋爐回收能量，可以把煙氣溫度降低到500至600攝氏度。再之后，沒有快速應(yīng)急冷卻設(shè)備，煙氣溫度將緩慢下降到250攝氏度。這時(shí)的溫度是二噁英產(chǎn)生的最大值。因此，應(yīng)采用快速應(yīng)急冷卻裝置，將煙氣溫度在1s內(nèi)由500至600℃降至200℃以下，以縮短煙氣在200-500℃溫度范圍內(nèi)的停留時(shí)間。(3)控制收塵器的溫度。收塵器收集的大量粉煤灰為二惡英的實(shí)際形成提供了碳源和金屬催化劑。所以要避免二噁英的產(chǎn)生就應(yīng)該把溫度控制在200攝氏度以下。4.3去除末端二噁英1)活性炭注射法。活性炭注射器的后端有一個(gè)袋式過濾器它的溫度應(yīng)低于160攝氏度。(2)選擇性催化還原法。使用選擇性催化還原法是去除煙氣中的氮氧化物的較好方法可以協(xié)同二噁英排放。在催化劑的作用下可以將部分的二噁英氧化成小分子的氣體，來減少二噁英的排放。(3)尾氣凈化效率。目前，對(duì)于我在大部分企業(yè)里的采樣經(jīng)驗(yàn)了解我國生活垃圾焚燒煙氣凈化系統(tǒng)基本采用煙氣聯(lián)合處理工藝，即“SNCR脫硝+半干法去酸+活性炭吸附+布袋除塵”，效率高凈化，降低二惡英的效果顯著。4.4提高標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)營管理水平高標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格管理和標(biāo)準(zhǔn)化的生活垃圾設(shè)施建設(shè)，可以提高生活垃圾焚燒的穩(wěn)定性和運(yùn)行條件的連續(xù)性，降低爐膛停止和爐膛啟動(dòng)的頻率，有效降低二噁英的產(chǎn)生和排放。4.5粉煤灰安全有效的處置粉煤灰中不但含有大量的金屬之外，而且還帶有二噁英。應(yīng)根據(jù)危險(xiǎn)廢物標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行系統(tǒng)性管理，焚燒廠產(chǎn)生的煤灰應(yīng)進(jìn)行固結(jié)穩(wěn)定化處理，成為專業(yè)的危險(xiǎn)廢物填埋場處置。作為二噁英排放的重要來源之一，減少二噁英的排放具有有效的意義。依據(jù)垃圾焚燒中二噁英的來源，我們應(yīng)該采取相應(yīng)的防治措施,垃圾分類是最重要的第一步,從源的生活垃圾燃燒過程中垃圾爐選型、材質(zhì)及工藝,采用綜合治療技術(shù)和規(guī)范的高水平的管理實(shí)現(xiàn)有效控制二噁英的浪費(fèi)。

結(jié)論雖然本文研究了工作場所的二噁英水平以及鑄造廠和垃圾焚燒廠工作人群的暴露風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)闀r(shí)間和條件的限制，需要進(jìn)一步研究以下問題。(1)本文采樣時(shí)間有限，監(jiān)測點(diǎn)較少，環(huán)境空氣儀器設(shè)備點(diǎn)位范圍有限，會(huì)影響到結(jié)果的代表性和可比性。在我之后的研究之中，我應(yīng)當(dāng)適當(dāng)考慮增加采樣點(diǎn)位數(shù)和采樣的時(shí)間。(2)在文中的污染源的列舉分析中，潛在污染源引用到其他作者文獻(xiàn)中的二噁英污染值作為參考依據(jù)，沒有進(jìn)行實(shí)際的參考值，在將來的研究中還需要進(jìn)一步完善。(3)雖然呼吸暴露是本研究人群暴露的主要途徑，造成的傷害皮膚接觸途徑不應(yīng)該被忽略。在接下來的研究中，應(yīng)考慮粉塵收集和分析，以研究工作人群從皮膚接觸途徑暴露的水平。(4)可以進(jìn)一步研究在未來職業(yè)團(tuán)體的影響,可以考慮分析類二惡英污染物暴露水平的工人在同一時(shí)間,有條件的可以在當(dāng)?shù)蒯t(yī)院聯(lián)合工作組健康調(diào)查和分析二惡英類污染物和職業(yè)病的關(guān)系,完成全面評(píng)估的二惡英暴露身體的風(fēng)險(xiǎn)水平。

致謝時(shí)間過得飛快，我們的大學(xué)生活也即將進(jìn)入尾聲，心里還是有點(diǎn)依依不舍的。從學(xué)校走出去，迎接自己的將是另一個(gè)生活，我會(huì)把我所學(xué)到的知識(shí)和對(duì)于這份學(xué)業(yè)的理解融入到實(shí)際的工作中去。這次的論文要是沒有王導(dǎo)師的認(rèn)真栽培我想我也不會(huì)有這樣的成績?cè)谶@里感謝王老師對(duì)我的栽培，從選題和定稿都是和王導(dǎo)師細(xì)心的指導(dǎo)有關(guān)；導(dǎo)師淵博的知識(shí)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)使我受益終身，在此表示深深的敬意和感謝。這次的寫作過程雖然不順利，但是這次寫作讓我知道，寫論文是要認(rèn)認(rèn)真真把全身心放進(jìn)去的一次重要的人生學(xué)習(xí)的旅程。是真正的自己學(xué)習(xí)的過程和研究的過程。沒有自己的認(rèn)真鉆研也不會(huì)有現(xiàn)在的論文，也不會(huì)有現(xiàn)在的成果，所以在這里也感謝努力的自己。這也是一個(gè)成長的過程，對(duì)未來自己的發(fā)展息息相關(guān)。另外，我還要感謝一下我的家人，在我寫作的過程中家人無時(shí)無刻不發(fā)來問候，對(duì)我論文的完成提供了很大的幫助。在我寫作困難期間家人也會(huì)耐心聽我訴苦安慰我一定要加油！在這里我由衷的感謝我的家人！最后，本人水平有限！還希望老師的指導(dǎo)和建議，我希望我可以繼續(xù)完善我的論文，老師的指導(dǎo)是我未來生活中不可缺少的一部分！我會(huì)不斷地充實(shí)自己。

參考文獻(xiàn)[1]DuGuo-Yong,WangQian,ZhangShu-Lin,ZhangSu-Kun,DengChun-Ping,ZhangHong-Ming,ZhuMeng-Xiang,JiangXin,ZhuCheng-Wang,RenYan-Ling.[DioxinPollutionandOccupationalInhalationExposureofPCDD/FsinMunicipalSolidWasteIncinerator].[J].Huanjingkexue=Huanjingkexue,2017,38(6).[2]LiuS,ZhangZ,SongGJ.[RiskassessmentofdioxininthesurroundingareaofawasteincinerationplantinBeijing].[J].Zhonghuayufangyixuezazhi[Chinesejournalofpreventivemedicine],2018,52(9).[3]羋金建,謝星宇.垃圾焚燒電廠產(chǎn)生的二噁英及其控制[J].設(shè)備管理與維修,2018(23):160-161.[4]韓樑鈞.生活垃圾焚燒過程中二噁英的防治技術(shù)[J].輕工科技,2018,34(11):95-96.[5]王天嬌.生活垃圾焚燒過程中二噁英及其關(guān)聯(lián)物氯苯的特性研究[D].浙江大學(xué),2018.[6]林斌斌.生活垃圾焚燒爐中氯苯與二噁英排放關(guān)聯(lián)研究[D].浙江大學(xué),2018.[7]俞明鋒,付建英,詹明秀,林曉青,陳彤.生活廢棄物焚燒處置煙氣中二噁英排放特性研究[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2018,38(05):1983-1988.[8]付建平,青憲,馮桂賢,尹文華,楊艷艷,黃錦瓊,韓靜磊,張素坤,謝丹平,任明忠.基于污泥摻燒的某生活垃圾焚燒廠煙道氣、飛灰及爐渣中的二噁英特征[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2017,37(12):4677-4684.[9]錢