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近年来,垃圾焚烧技术凭借无害化、减量化和资源化的优点,在我国,特别是经济发达地区得到了迅速的推广和应用。然而,生活垃圾焚烧厂的兴建和长期运行可能带来二次污染问题,尤其是焚烧排放的PCDD/Fs、PCBs和PCNs等UP-POPs的环境毒性及其健康危害已引起了社会的广泛关注。为了建立有效的措施控制这些UP-POPs的排放,亟需了解我国生活垃圾焚烧厂周边环境中PCDD/Fs、PCBs和PCNs等的污染状况。
本文以某典型生活垃圾焚烧厂为研究对象,对其排放的烟气及周边土壤样品进行采集,应用已建立的同位素稀释高分辨气相色谱-高分辨质谱方法对其中PCDD/Fs、PCBs和PCNs的含量进行了测定,此外,还研究了PCDD/Fs、PCBs和PCNs的同类物分布特征及在焚烧厂周边的空间分布,得到了如下主要结论:
(1)本研究对该生活垃圾焚烧厂周边土壤中PCDD/Fs的水平及分布特征进行了调查分析,发现焚烧厂周边土壤样品中2,3,7,8-PCDD/Fs的总浓度为14.68-63.02 pg g-1;I-TEQs为0.47-2.07 pg I-TEQ g-1,是背景土壤样品(0.46 pgI-TEQ g-1)的1-4倍,可见该焚烧厂周边土壤在一定程度上受到了它所排放的PCDD/Fs的影响。对比研究发现,焚烧厂烟气中PCDD/Fs浓度越高,对周边土壤环境影响越明显。通过比较研究土壤和烟气样品中PCDD/Fs同类物分布特征,对其进入环境后的归趋和转化进行了分析。在对焚烧厂周边土壤中PCDD/Fs的空间分布进行分析时发现,在一定范围内,随着距离的增加,PCDD/Fs浓度呈现逐步下降趋势;等浓度线显示焚烧厂周边约1000 m范围内受到其排放的PCDD/Fs影响较大。
(2)本研究对该生活垃圾焚烧厂周边土壤中PCBs的水平及分布特征进行了研究,结果发现焚烧厂周边土壤样品中dl-PCBs和指示性PCBs的总浓度为28.0-264.4 pg g-1;WHO-TEQ值为0.020-0.18 pg WHO-TEQ g-1,是背景土壤样品(0.026 pg WHO-TEQ g-1)的1-7倍,可以看出,该焚烧厂周边环境土壤一定程度上受到了它所排放PCBs等有毒污染物的影响。分析同类物分布特征时发现,所有土壤样品的同类物分布特征非常相似,低氯代同类物的浓度要远高于高氯代同类物。对于dl-PCBs浓度而言,CB118对浓度贡献率最大,其次依次为CB77和CB105;对于毒性当量分布而言,CB126是贡献最大的毒性同类物。在对焚烧厂周边环境土壤中PCBs的空间分布进行分析时发现,在一定范围内,随着距离的增加,PCBs浓度呈现逐步下降趋势;等浓度线图显示焚烧厂周边约1250m范围内受到PCBs影响较大。
(3)本研究对该生活垃圾焚烧厂周边土壤中PCNs的水平及分布特征进行了调查分析,发现该焚烧厂周边土壤样品中PCNs的总排放浓度(MoCNs-OCNs)在0.89到5.41 ng g-1的范围内,dl-PCNs总浓度为30.35-280.9 pg g-1,TEQ值为0.008-0.130 pg TEQ g-1。土壤样品具有相似的分布特征,即以低氯代PCNs为主,其中TiCNs是最主要的同类物,这一特征与烟气样品非常相似。对于dl-PCNs浓度而言,CN-1和CN-5/7是土壤样品中dl-PCNs总浓度的主要贡献同类物。在对焚烧厂周边环境土壤中PCNs的空间分布进行分析时发现,在一定范围内,随着距离的增加,PCNs浓度呈现逐步下降趋势,等浓度线图显示焚烧厂周边约800m范围内受到PCNs影响较大。PCA分析发现绝大部分土壤样品都受到了该焚烧厂排放的PCNs的影响。