城市生活垃圾焚燒爐的二惡英排放特征
1 引言
我國(guó)城市生活垃圾焚燒爐主要有機(jī)械爐排焚燒爐和流化床焚燒爐兩種。垃圾焚燒過(guò)程可以產(chǎn)生二惡英類(lèi)化合物，如多氯代二苯并二惡英和呋喃(PCDD／Fs)、多氯聯(lián)苯(PCBs)等，這些化合物可通過(guò)飛灰表面的催化反應(yīng)被合成，并吸附在垃圾焚燒的飛灰上。垃圾焚燒是環(huán)境中廣泛存在的二惡英類(lèi)化合物的一個(gè)主要來(lái)源，如何控制和削減垃圾焚燒過(guò)程中產(chǎn)生的二惡英類(lèi)化合物已經(jīng)成為世界各國(guó)研究的熱點(diǎn)。本文比較了國(guó)內(nèi)2種類(lèi)型的垃圾焚燒爐（機(jī)械爐排焚燒爐、流化床焚燒爐）產(chǎn)生的飛灰中PCDD/Fs的分布特點(diǎn)，為改進(jìn)垃圾焚燒工藝、控制和削減二惡英類(lèi)化合物提供參考。
2 材料與方法
2.1樣品的采集和凈化
利用我國(guó)華東、華南等地區(qū)使用的流化床垃圾焚燒爐、機(jī)械爐排垃圾焚燒爐，利用TCR等動(dòng)力采樣儀（意大利）分別采集煙道氣樣品，本項(xiàng)工作共完成5臺(tái)爐排爐、5臺(tái)流化床焚燒爐的采樣工作，共收集爐排爐樣品15個(gè)、流化床樣品15個(gè)。所有樣品采樣前均在XAD-2樹(shù)脂中添加10ul的100ng/ml的37Cl4-TCDD(由美國(guó)Cambridge同位素實(shí)驗(yàn)室提供)采樣內(nèi)標(biāo)，所有采集的煙道氣樣品密封后低溫運(yùn)輸和保存。
所有樣品加入15中13C12-PCDD/Fs提取內(nèi)標(biāo)，用甲苯索氏提取16h．樣品提取液經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮后，依次通過(guò)酸化硅膠柱、氧化鋁柱和弗羅里土柱，用不同配比的正己烷和二氯甲烷溶劑淋洗和洗脫，收集含有PCDD／Fs的洗脫液，將洗脫液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮，用高純氮?dú)獯蹈珊螅尤牖厥章蕛?nèi)標(biāo)，密封待測(cè)。
2.2 儀器分析
采用同位素稀釋、高分辨氣相色譜(Agilent 6890N，美國(guó))和高分辨質(zhì)譜(Autospec，Micromass，英國(guó))聯(lián)用技術(shù)測(cè)定樣品中的PCDD／Fs。GC部分操作條件：石英毛細(xì)管氣相色譜柱：Rtx-2330(Restec公司)，60m×0.25mm(id)×0.1μm，柱溫程序：90℃（1.5min），25℃/min到180℃，3℃/min到260℃（25min）；He氣為載氣，進(jìn)樣口溫度280℃，傳輸線溫度260℃，不分流進(jìn)樣1μL。MS部分操作條件：EI源，離子化電壓為37eV，離子化電流為650μA，加速電壓為8000V，離子源溫度為250℃，選擇離子檢測(cè)（SIM），檢測(cè)電壓為350V，質(zhì)譜分辨率為R=10000。
3 結(jié)果與討論
5臺(tái)機(jī)械爐排焚燒爐煙道氣排放PCDD/Fs毒性當(dāng)量的濃度在0.056~0.530 ng TEQ/Nm3之間，均值和殘差為0.326±0.187ng TEQ/Nm3。5臺(tái)流化床焚燒爐煙道氣排放PCDD/Fs毒性當(dāng)量的濃度在0.038~0.329 ng TEQ/Nm3之間，均值和殘差為0.185±0.131ng TEQ/Nm3。2378取代PCDD/Fs的分布如圖1。機(jī)械爐排焚燒爐煙道氣排放2378取代PCDD/Fs均表現(xiàn)為1234678-HpCDD、OCDD和1234678-HpCDF貢獻(xiàn)較大，在2378取代PCDD/Fs總量中占44.01~60.48%。所研究的3臺(tái)流化床焚燒爐煙道氣排放2378取代PCDD/Fs表現(xiàn)出與爐排爐相同的趨勢(shì)，1234678-HpCDD、OCDD和1234678-HpCDF的貢獻(xiàn)占59.73~65.01%，其余兩臺(tái)流化床焚燒爐表現(xiàn)為2378-TCDF、12378-PeCDF和23478-PeCDF較高，占2378取代PCDD/Fs總量的47.80~69.42%，其原因可能與焚燒溫度和氧含量有關(guān)（Pekarek等Chemosphere，2001，Addink等Chemosphere，1991）。
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圖1. 機(jī)械爐排和流化床焚燒爐2378取代PCDD/Fs的排放分布與特征
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