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1、近年來(lái),垃圾焚燒技術(shù)憑借高溫?zé)o害化,減容和減重的優(yōu)點(diǎn),在我國(guó)大陸經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)得到了迅速的推廣和應(yīng)用。然而,城市生活垃圾焚燒廠興建和長(zhǎng)期運(yùn)行可能帶來(lái)的二次污染問(wèn)題,尤其是二惡英排放的環(huán)境毒性及其健康危害已引起了社會(huì)的廣泛關(guān)注。為了建立有效的措施控制二惡英的排放,亟需了解我國(guó)大陸城市生活垃圾焚燒廠周邊二惡英的污染狀況。本文以杭州某城市生活垃圾焚燒廠為研究對(duì)象,通過(guò)模擬計(jì)算(復(fù)雜工業(yè)源擴(kuò)散模型和混合庫(kù)模型)、環(huán)境監(jiān)測(cè)和統(tǒng)計(jì)分析(因子分析和化學(xué)
2、質(zhì)量平衡分析)相結(jié)合的方法,對(duì)焚燒廠周邊土壤、大氣和潛在污染源二惡英污染水平和指紋特征、大氣二惡英氣固相分配規(guī)律、環(huán)境二惡英發(fā)生源解析以及焚燒廠周邊居民二惡英環(huán)境暴露風(fēng)險(xiǎn)等進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,得到了如下主要結(jié)論:
⑴2006和2007年土壤二惡英總濃度(毒性當(dāng)量)分別為54.1-285 ng kg-1(0.39-5.04ng I-TEQ kg-1)和73.6-377 ng kg-1(0.60-6.38 ng I-TEQ kg
3、-1);2006-2007年土壤總濃度和毒性當(dāng)量分別增加了30%和31%(中位值),其中有3個(gè)采樣點(diǎn)的增幅超過(guò)1 ngI-TEQ kg-1.土壤同系物、有毒異構(gòu)體濃度和毒性當(dāng)量指紋特征較為相似,OCDD是最主要的同系物,且呋喃濃度隨氯代數(shù)的增加而減少;除OCDD外,濃度貢獻(xiàn)較大的有毒異構(gòu)體包括1,2,3,4,6,7,8-HpCDD、1,2,3,4,6,7,8-HpCDF和OCDF;2,3,4,7,8-PeCDF是毒性當(dāng)量的最大貢獻(xiàn)者(2
4、006和2007年平均分別為31%和30%)。
⑵大氣二惡英總濃度(毒性當(dāng)量)變化范圍為3.96-164 pg m-(0.059-3.03 pg I-TEQm-3),其濃度的空間分布與土壤動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)相一致;幾乎所有大氣樣品呈現(xiàn)出TCDF占主導(dǎo)地位(20-41%)的同系物指紋特征,其特點(diǎn)是同系物濃度隨氯代數(shù)的增加而減少(除了OCDD);和土壤相似,2,3,4,7,8-PeCDF是毒性當(dāng)量貢獻(xiàn)最大的有毒異構(gòu)體(30-53%)
5、;相反,大氣有毒異構(gòu)體濃度指紋特征不盡相同,主要貢獻(xiàn)者為OCDD、OCDF和1,2,3,4,6,7,8-HpCDF中的一個(gè),并隨時(shí)間和空間而異。
⑶2007年生活垃圾焚燒廠煙氣二惡英排放濃度相對(duì)較低(0.083-0.795 ng I-TEQNm-3),而離散的排放源濃度較高,如以木材為燃料的開(kāi)水鍋爐煙氣(HWB-w)和露天布料焚燒(OB-C)下風(fēng)向空氣二惡英濃度分別為1.95 ng I-TEQ Nm-3和6.14 pgI-
6、TEQ m-3;排放源同系物指紋特征較為相似,即二惡英和呋喃濃度比小于1;相反,排放源有毒異構(gòu)體濃度指紋特征各異,如HWB-W以2,3,4,7,8-PeCDF為主,而OB-C則以O(shè)CDD、1,2,3,4,6,7,8-HpCDF和OCDF為主;盡管如此,2,3,4,7,8-PeCDF是大部分排放源毒性當(dāng)量的主要貢獻(xiàn)者(49-75%)。
⑷大氣二惡英固相百分比(φ)隨氯代數(shù)目增加和環(huán)境溫度降低而增加,全年平均變化范圍為:Cl4
7、DD/Fs(37-56%),Cl5-6DD/Fs(58-86%)和Cl7-8DD/Fs(86-98%);總體上Junge-Pankow(PoL)吸附模型和Harner-Bidleman(Koa)吸收模型預(yù)測(cè)值和觀測(cè)的φ(除了冬季)匹配度較好,對(duì)于PoL模型,采用氣相色譜保留指數(shù)(GC-RIs)方法得到的匹配度要優(yōu)于熵值法,而基于GC-RIs方法的Koa模型的匹配度要優(yōu)于對(duì)應(yīng)的PoL模型;冬季高總懸浮顆粒物濃度下φ的低匹配度很大程度上歸結(jié)
8、于低溫下化合物氣固相交換過(guò)程延緩引起的非平衡狀態(tài),而非濾膜表面的氣相吸附誤差。
⑸因子分析表明露天垃圾焚燒、開(kāi)水鍋爐煙氣和機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣是引起土壤二惡英動(dòng)態(tài)變化和大氣二惡英污染的主要來(lái)源,相反,生活垃圾焚燒廠煙氣排放對(duì)周邊環(huán)境的影響較小,四者對(duì)大氣二惡英毒性當(dāng)量的平均貢獻(xiàn)率(基于化學(xué)質(zhì)量平衡模型)分別為63%、18%、12%和7%;復(fù)雜工業(yè)源擴(kuò)散模型和混合庫(kù)模型的模擬結(jié)果表明生活垃圾焚燒廠煙氣排放對(duì)大氣二惡英毒性當(dāng)量的平均貢獻(xiàn)
9、率為2%,對(duì)周邊0-250、500-750和1500-3000 m范圍內(nèi)土壤二惡英毒性當(dāng)量增量的平均貢獻(xiàn)率分別為64%、8.5%和1.1%;對(duì)于二惡英排放達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(1 ng I-TEQ Nm-3)的現(xiàn)代化生活垃圾焚燒廠,其長(zhǎng)期運(yùn)行對(duì)周邊土壤,特別是遠(yuǎn)離焚燒廠區(qū)域(d>1 km)的影響是有限的。
⑹生活垃圾焚燒廠周邊兒童和成人的環(huán)境暴露量范圍為3.45×10-5到1.77×10-4 ngI-TEQ kg-1day-1和2
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