城市生活垃圾焚燒爐的二惡英排放特征

更新時間：2008-10-15 15:53 來源：作者: 倪余文閱讀：4087

1 引言

我國城市生活垃圾焚燒爐主要有機械爐排焚燒爐和流化床焚燒爐兩種。垃圾焚燒過程可以產生二惡英類化合物，如多氯代二苯并二惡英和呋喃(PCDD／Fs)、多氯聯苯(PCBs)等，這些化合物可通過飛灰表面的催化反應被合成，并吸附在垃圾焚燒的飛灰上。垃圾焚燒是環境中廣泛存在的二惡英類化合物的一個主要來源，如何控制和削減垃圾焚燒過程中產生的二惡英類化合物已經成為世界各國研究的熱點。本文比較了國內2種類型的垃圾焚燒爐（機械爐排焚燒爐、流化床焚燒爐）產生的飛灰中PCDD/Fs的分布特點，為改進垃圾焚燒工藝、控制和削減二惡英類化合物提供參考。

2 材料與方法

2.1樣品的采集和凈化

利用我國華東、華南等地區使用的流化床垃圾焚燒爐、機械爐排垃圾焚燒爐，利用TCR等動力采樣儀（意大利）分別采集煙道氣樣品，本項工作共完成5臺爐排爐、5臺流化床焚燒爐的采樣工作，共收集爐排爐樣品15個、流化床樣品15個。所有樣品采樣前均在XAD-2樹脂中添加10ul的100ng/ml的37Cl4-TCDD(由美國Cambridge同位素實驗室提供)采樣內標，所有采集的煙道氣樣品密封后低溫運輸和保存。

所有樣品加入15中13C12-PCDD/Fs提取內標，用甲苯索氏提取16h．樣品提取液經旋轉蒸發濃縮后，依次通過酸化硅膠柱、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，將洗脫液旋轉蒸發濃縮，用高純氮氣吹干后，加入回收率內標，密封待測。

2.2 儀器分析

采用同位素稀釋、高分辨氣相色譜(Agilent 6890N，美國)和高分辨質譜(Autospec，Micromass，英國)聯用技術測定樣品中的PCDD／Fs。GC部分操作條件：石英毛細管氣相色譜柱：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，進樣口溫度280℃，傳輸線溫度260℃，不分流進樣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（SIM），檢測電壓為350V，質譜分辨率為R=10000。

3 結果與討論

5臺機械爐排焚燒爐煙道氣排放PCDD/Fs毒性當量的濃度在0.056~0.530 ng TEQ/Nm3之間，均值和殘差為0.326±0.187ng TEQ/Nm3。5臺流化床焚燒爐煙道氣排放PCDD/Fs毒性當量的濃度在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。機械爐排焚燒爐煙道氣排放2378取代PCDD/Fs均表現為1234678-HpCDD、OCDD和1234678-HpCDF貢獻較大，在2378取代PCDD/Fs總量中占44.01~60.48%。所研究的3臺流化床焚燒爐煙道氣排放2378取代PCDD/Fs表現出與爐排爐相同的趨勢，1234678-HpCDD、OCDD和1234678-HpCDF的貢獻占59.73~65.01%，其余兩臺流化床焚燒爐表現為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（Pekarek等Chemosphere，2001，Addink等Chemosphere，1991）。