二噁英和多溴聯(lián)苯醚的城市點(diǎn)源污染特征與氣粒分配.pdf

1、本文針對 PCDD/Fs和 PBDEs兩類半揮發(fā)性有機(jī)物，研究了其在市政垃圾發(fā)電廠、某鋼鐵廠兩類典型的城市點(diǎn)污染源的排放情況及對周邊環(huán)境的影響，并通過對氣-粒分配模型參量的分析和優(yōu)化，采用優(yōu)化后的各氣-粒分配模型對污染物在幾類點(diǎn)源與非點(diǎn)源的氣-粒分配行為進(jìn)行比較研究。
　　文章通過優(yōu)化PCDDs和PBDEs的同步分析方法，對所采集的大氣、土壤、飛灰及煙道氣樣品采用索氏提取法萃取污染物成份，提取液經(jīng)過硅膠-酸性硅膠層析柱凈化、碳柱凈

2、化、濃縮后，利用HRGC/HRMS和GC/MS分別對PCDD/Fs和 PBDEs進(jìn)行定性與定量分析，同時(shí)采用 ELISA分析試劑盒對固體樣品中的PCDD/Fs進(jìn)行比較分析，采用PCA、HCA和K-mean分析方法對環(huán)境樣品中污染物的來源進(jìn)行解析，采用逸度模型對土氣分配趨勢進(jìn)行分析；對平衡態(tài)氣粒分配模型進(jìn)行了優(yōu)化，同時(shí)利用平衡態(tài)模型和穩(wěn)恒態(tài)模型對污染物在點(diǎn)污染源與非點(diǎn)污染源的氣-粒分配行為進(jìn)行比較分析。
　　PCDD/Fs在兩類點(diǎn)污

3、染源周邊環(huán)境的污染特征分別為，垃圾焚燒發(fā)電廠環(huán)境污染特征中周邊土壤濃度為17.2~157 pg/g（0.59~8.81 pg WHO-TEQ/g），OCDD是最大的有毒異構(gòu)體，對毒性當(dāng)量貢獻(xiàn)最大的是2,3,4,7,8-PeCDF和1,2,3,7,8-PeCDD；大氣樣品二噁英濃度為873~1120 fg/m3(51.2~61.6 fg WHO-TEQ/m3)，對毒性當(dāng)量貢獻(xiàn)最大的是2,3,4,7,8-PeCDF；飛灰樣品毒性當(dāng)量濃度為6

4、13~597 pg WHO-TEQ/g；煙道氣毒性當(dāng)量為49 pg WHO-TEQ/m3；排放煙氣濃度低于我國環(huán)保部最新出臺(tái)的二噁英限制排放標(biāo)準(zhǔn)。鋼鐵廠污染特征中環(huán)境土壤樣品PCDD/Fs的濃度范圍為26.1~101 pg/g(0.72~4.44 pg WHO-TEQ/g)， OCDD是最大的有毒異構(gòu)體，對毒性當(dāng)量貢獻(xiàn)最大的是2,3,4,7,8-PeCDF；飛灰樣品毒性當(dāng)量濃度為67.5~71.8 pg WHO-TEQ/g；煙道氣樣品P

5、CDD/Fs濃度為0.394 ng/m3，毒性當(dāng)量濃度為0.0358 ng WHO-TEQ/m3。源解析表明，垃圾焚燒發(fā)電廠及煉油廠是該污染源周邊環(huán)境樣品PCDD/Fs污染的主要原因，而機(jī)動(dòng)車尾氣排放也為該區(qū)域PCDD/Fs污染的重要原因之一；鋼鐵廠點(diǎn)污染源的排放對周邊環(huán)境的影響要小于垃圾發(fā)電廠對周邊環(huán)境的影響，且機(jī)動(dòng)車尾氣的排放對該鋼鐵廠區(qū)域環(huán)境中的PCDD/Fs的污染有一定貢獻(xiàn)。土氣交換分析表明，PCDD/Fs的逸度商值在0.01到

6、0.13之間，說明污染源使得 PCDD/Fs的土-氣交換以大氣向土壤為主，低氯同系物接近于土氣交換平衡，且溫度對這一趨勢的變化影響不大。
　　PBDEs在兩類點(diǎn)污染源周邊環(huán)境的污染特征分別為市政垃圾發(fā)電廠環(huán)境土壤樣品中BDE-209濃度范圍為5180~169000 ng/kg，對∑12PBDEs的貢獻(xiàn)率在94.0％以上。大氣樣品中BDE-209對∑12PBDEs的貢獻(xiàn)率在82.6~92.5%。飛灰樣品∑12PBDEs濃度為8580

7、~7720 ng/kg。煙道氣∑12PBDEs濃度為6.84 ng/m3。鋼鐵廠環(huán)境土壤樣品中BDE-209濃度范圍為893~10600 ng/kg，對∑12PBDEs的貢獻(xiàn)率在93.0%以上。大氣中∑12PBDEs的濃度范圍為13.9~102 pg/m3，BDE-209對∑12PBDEs的貢獻(xiàn)率在68.0~95.9%。飛灰樣品∑12PBDEs濃度為5590~5730 ng/kg。煙道氣樣品PBDEs濃度為5.7 ng/m3。源解析分析

8、表明，所有環(huán)境樣品中的PBDEs主要源于含有商用五溴聯(lián)苯醚和十溴聯(lián)苯醚商品的使用和焚燒，商用十溴聯(lián)苯醚在其中起到了主導(dǎo)作用，垃圾發(fā)電廠PBDEs的排放對周邊環(huán)境影響大于鋼鐵廠排放；土氣交換分析表明，兩點(diǎn)源逸度商值在10-1到10-4之間，表明土壤和大氣中的PBDEs以大氣沉降為主要形式，且點(diǎn)源區(qū)域的逸度商值低于非點(diǎn)污染源區(qū)的逸度商值。
　　基于 PL和 KOA的可轉(zhuǎn)換及等同性原則，確定了 Junge-Pankow模型、Hamer-

9、Bidleman模型對大氣顆粒相組分的百分含量Φ值描述的等同性，并建立了平衡態(tài)單位體積空氣氣溶膠“有效表面積”θ的計(jì)算公式。定義了穩(wěn)恒態(tài)大氣顆粒相組分的百分含量Φ值的模擬公式，并在此基礎(chǔ)上建立了穩(wěn)恒態(tài)單位體積空氣氣溶膠“有效表面積”θ的推導(dǎo)公式。
　　氣-粒分配研究表明，點(diǎn)源大氣中 PBDEs主要存在于顆粒相中，且隨著溴取代數(shù)增加而有增大的趨勢； PBDEs在采樣點(diǎn)氣相和顆粒相間沒有達(dá)到分配平衡，平衡態(tài)模型高估了顆粒相組分的含量，

10、穩(wěn)恒態(tài)模型則較好描述了PBDEs在非污染源區(qū)的氣-粒分配的真實(shí)狀態(tài)，而點(diǎn)源污染區(qū)氣-粒分配由于污染源的影響呈現(xiàn)平衡態(tài)趨勢。PCDD/Fs顆粒相百分含量隨著氯取代數(shù)目的增加而增加，此外PCDDs的顆粒相百分含量要高于對應(yīng)的PCDFs；氣-粒分配模型分析表明，在采樣期間 PCDD/Fs在點(diǎn)源及非點(diǎn)源氣-粒分配上均接近于平衡狀態(tài)，而穩(wěn)恒態(tài)模型對于PCDD/Fs在點(diǎn)源與非點(diǎn)源的模擬有一定局限性；在平衡態(tài)模型和穩(wěn)恒態(tài)模型的運(yùn)用過程中，基于優(yōu)化后的