废物焚烧及工业金属冶炼烟气中二噁英的排放水平及同系物分布

为掌握二噁英（PCDD/Fs）排放重点行业的二噁英排放特性与工艺影响因素,为相关行业的二噁英排放治理提供基础性数据支持,采用同位素稀释高分辨气相色谱质谱法对生活垃圾焚烧（MWI）、危险废物焚烧（HWI）、再生有色金属冶炼（SNP）和铁矿石烧结（SNT）烟气中的二噁英的排放特征进行比较,并讨论了物料组成、含氧量、含氯量、催化离子、尾气处理装置及处理量对二噁英排放特征的影响。结果表明,生活废弃物焚烧排放烟气质量浓度最低,危险废弃物燃烧、再生有色金属冶炼次之,铁矿石烧结烟气的二噁英质量浓度最高。危险废物焚烧、再生有色金属冶炼和铁矿石烧结三者烟气中二噁英的同系物分布吻合度较高,均以PCDFs为主,推断二噁英的合成机理均以从头合成为主。4种烟气来源的氯化度均高于6,主要为高氯代产物。物料来源与组成的复杂性为二噁英提供了良好的合成环境。高含氧量及使用水幕除尘装置会增加二噁英的生成,但含氧量约高于18%时可抑制PCDD/Fs的产生。而高含氯量和高含量的催化金属离子则有助于PCDFs的生成。

长江流域重庆段水体中全氟化合物的污染特征及风险评价

全氟化合物(perfluorinated compounds,PFCs)因其环境持久性、生物富集性、潜在毒性以及长距离迁移性等特性而引起了广泛的社会关注。长江流域重庆段是三峡库区的主要组成部分,同时也是重庆工农业生产和人民生活用水的主要来源,其水质情况直接影响着周边及其下游沿线居民的生产生活和健康水平。为了解长江流域重庆段内全氟化合物的污染分布特征与风险水平,采用固相萃取分离富集与液相色谱-串联质谱联用相结合的方法,分析了重庆境内长江干流及其主要2条支流(嘉陵江和乌江)地表水中16种PFCs的质量浓度,并运用风险商法以及健康风险值计算模型对该研究区域进行了风险评估。结果表明,长江流域重庆段普遍检出PFCs,地表水中PFCs总质量浓度范围为1.54-61.94 ng·L^-1。PFCs的空间分布总体上呈现沿水流方向降低的趋势,并且干流的检出质量浓度高于支流,在干流入境断面和乌江入境断面分别出现最高值和最低值。来源分析显示,研究区域PFCs主要来源于工业废水排放。风险评估结果表明,该流域地表水中PFCs尚未达到对生态环境和人体健康具有风险的水平。该研究通过对长江重庆段地表水中PFCs的研究,为该地区PFCs污染现状提供基础资料,也能够为该地区水质改善、水环境保护及制定相关管控措施提供重要的科学依据。

市政污泥与生活垃圾掺烧的重金属排放特征与风险

中国市政污泥年产生量逐年攀升,低热值、高含水率和污染物富集等特征为市政污泥的处理处置带来难度,未能科学处置的市政污泥将带来生态风险,因此高效科学的污泥处理处置手段是打好污染攻防战的重要环节。与生活垃圾协同焚烧是实现市政污泥减量化和提高污泥综合利用率的有效处理方法。为探讨市政污泥与生活垃圾协同焚烧后的重金属排放特征与模式,于2016年5月(湿季)与2017年1月(干季)采集广东省某生活垃圾焚烧设施在掺烧0%、5%、10%和15%市政污泥后排放的烟气、飞灰和炉渣样品,并采用原子吸收分光光度法和原子荧光光度法系统分析各焚烧组的Cu、Pb、Cd、Ni、As和Cr的排放特征。结果表明,在干湿两季,各污泥掺烧比例下烟气中Cu、Pb、Cd、Ni、As和Cr的质量浓度分别为0.0016、0.0099、0.0008、0.0025、0.0022和0.1253 mg·m^−3,未超过《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2014)限值,能够达标排放。市政污泥掺烧可能引起烟气中部分重金属质量浓度下降,而对飞灰与炉渣中重金属质量分数的影响较小,可按照生活垃圾焚烧后固体废物的处理方法统一处理。Cd、Cr和Cu等重金属排放分布特征存在明显的季节性差异,其中干季主要分布于飞灰与炉渣(大于98%)中,在湿季则主要分布于炉渣(大于70%)中,重金属分布特征可能受焚烧物料的重金属含量与季节性焚烧条件的影响。综上所述,在低于15%掺烧比例条件下,市政污泥与生活垃圾协同焚烧对重金属排放浓度不产生显著影响,与生活垃圾协同焚烧是市政污泥安全处理处置的重要手段。

市政污泥与生活垃圾协同焚烧的二噁英排放特征及毒性当量平衡

于2016年5月和2017年1月,分别对南方某生活垃圾焚烧发电厂开展生活垃圾与市政污泥(分别为0%、5%、10%和15%)协同焚烧试验,探讨市政污泥掺烧对生活垃圾焚烧过程中PCDD/Fs排放的影响.在不同季节中,PCDD/Fs均主要分布于飞灰与炉渣中.受焚烧过程中PCDD/Fs的结构破合与重组的影响,废渣中以2,3,4,7,8-PeCDF(13.0%~72.1%)单体为主.2016年5月,每吨焚烧原料(指生活垃圾跟污泥的混合物)混合焚烧排放的PCDD/Fs毒性当量比原料本身含有的增加了14.1~29.2μg TEQ/t,而2017年1月则降低了9.2~9.9μg TEQ/t.生活垃圾焚烧过程中加入市政污泥能够提高焚烧材料中的硫元素与氯元素的质量比,从而抑制PCDD/Fs的再合成.综上所述,在保证生活垃圾焚烧发电厂的电力生产条件下,适当的市政污泥与生活垃圾协同焚烧能够降低焚烧过程中的PCDD/Fs排放,从而实现市政垃圾污泥的安全处理处置.

北江中下游内分泌干扰物的空间分布、生态风险及产业相关性

为了解北江中下游内分泌干扰物(endocrine disrupting chemicals,EDCs)空间分布及生态风险,利用LC-MS/MS和GC-MS对北江中下游8个水源地、8个典型种植业下游、5个典型水产养殖业下游及4个大型污水处理厂水样中10种EDCs进行分析.结果表明,10种目标EDCs有6种低于检出限,仅双酚A、雌酮、辛基酚和壬基酚有检出,其中双酚A、壬基酚为北江中下游中主要EDCs,平均浓度分别为360 ng·L^(-1)和382 ng·L^(-1).空间分布与影响因素分析表明,宏观因素影响区域EDCs浓度整体水平,水源地中辛基酚与壬基酚分别与第一、第二产业总值有明显相关性;局部浓度水平受产业类型、产品种类与上下游等因素影响,种植业、水产养殖业下游EDCs浓度水平主要受区域种植、养殖面积影响,其次是种植、养殖产品种类,污水处理厂出水EDCs浓度与设计处理量、服务人口呈强烈正相关.生态风险评价显示,双酚A、辛基酚和壬基酚生态风险随流域流向逐渐升高,启示对单位长度河段生态风险的变化率分析有助于确定EDCs污染源头.

东江下游典型饮用水源地抗生素抗性基因分布研究

抗生素抗性基因(AntibioticsResistanceGenes,ARGs)是环境中的一类新型污染物。为了解东江下游地区水源地中ARGs的污染水平及其影响因素,采用实时荧光定量PCR技术,对东江下游地区9个河流型饮用水源地和5个湖泊型饮用水源地8种ARGs[sul1、sul2、sul3、tet(M)、tet(O)、tet(Q)、tet(G)、ermB]的绝对丰度进行检测分析。结果表明:东江下游饮用水源地总ARGs绝对丰度水平偏低,ARGs总丰度范围为2.37×10~7-4.80×10~8 copies?L^(-1),其中抗性基因sul1的丰度相对较高,这可能与磺胺类药品是常用药品有关。磺胺类ARGs(sul1、sul2)在所有饮用水源地中均有检出,而sul3的检出率为85.7%;四环素类ARGs[tet(M)、tet(O)、tet(Q)、tet(G)]的检出率较高,为64.3%-100%;大环内酯类ARGs检出率最低。河流型水源地上游点位ARGs绝对丰度为1.03×108 copies?L^(-1),下游点位绝对丰度为2.89×10~8 copies?L^(-1),因此河流型饮用水源地的ARGs绝对丰度水平随着河流方向呈现逐渐升高趋势。除了一处曾为水产养殖的备用湖泊型水源地外,河流型水源地除sul1外的抗性基因丰度(3.25×10~5 copies?L^(-1))明显高于湖泊型饮用水源地(1.14×10~5 copies?L^(-1))。通过对东江下游典型饮用水源地ARGs进行研究,为该地区ARGs污染现状提供了基础数据,也为水环境中ARGs污染整治提供依据。

头发作为环境污染物人体暴露生物检测材料的研究进展

内暴露监测是评估污染物健康风险与健康效应的重要基础.作为血液、尿液等传统内暴露检测材料的替代品,头发凭借其“非侵入性、易获取、能够反映长期暴露”的特点,正日益受到研究人员的广泛关注,目前已被有效应用于污染物过量暴露监测.与此同时,头发作为污染物人体内暴露检测材料仍存在一些不足,如广泛存在且难以完全去除的外暴露污染问题,导致头发中的污染物含量能否真正反映人体内负荷水平仍存在一定争议;头发中污染物的含量受多种因素的共同影响,目前尚难以建立基于健康效应的参考范围.本文从典型重(类)金属元素和有机污染物两个方面,对近年来文献报道的有关头发中环境污染物的检测方法、清洗效果、暴露评估、与内外暴露的相关关系、内外暴露的区分方法以及健康效应与安全阈值等方面的研究进展进行综述,对现有研究结果之间的异同进行总结和分析,对目前存在的瓶颈问题进行梳理和讨论,并对进一步的研究方向进行展望,为进一步拓展头发作为环境污染物人体暴露生物检测材料的应用具有重要的参考意义.