【摘要】：近年來,垃圾焚燒技術(shù)憑借高溫無害化、減容和減重的優(yōu)點,在我國大陸經(jīng)濟發(fā)達地區(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期運行可能帶來的二次污染問題,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象,通過模擬計算(復(fù)雜工業(yè)源擴散模型和混合庫模型)、環(huán)境監(jiān)測和統(tǒng)計分析(因子分析和化學質(zhì)量平衡分析)相結(jié)合的方法,對焚燒廠周邊土壤、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)境暴露風險等進行了系統(tǒng)的研究,得到了如下主要結(jié)論： 2006和2007年土壤二惡英總濃度(毒性當量)分別為54.1-285 ng kg-1 (0.39-5.04 ng I-TEQ kg-1)和73.6-377 ng kg-1 (0.60-6.38 ng I-TEQ kg-1); 2006-2007年土壤總濃度和毒性當量分別增加了30%和31%(中位值),其中有3個采樣點的增幅超過1 ngI-TEQ kg-1。土壤同系物、有毒異構(gòu)體濃度和毒性當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是毒性當量的最大貢獻者(2006和2007年平均分別為31%和30%)。 大氣二惡英總濃度(毒性當量)變化范圍為3.96-164 pg m-3 (0.059-3.03 pg I-TEQm-3),其濃度的空間分布與土壤動態(tài)變化趨勢相一致；幾乎所有大氣樣品呈現(xiàn)出TCDF占主導地位(20-41%)的同系物指紋特征,其特點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是毒性當量貢獻最大的有毒異構(gòu)體(30-53%)；相反,大氣有毒異構(gòu)體濃度指紋特征不盡相同,主要貢獻者為OCDD. OCDF和1,2,3,4,6,7,8-HpCDF中的一個,并隨時間和空間而異。 2007年生活垃圾焚燒廠煙氣二惡英排放濃度相對較低(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水鍋爐煙氣(HWB-W)和露天布料焚燒(OB-C)下風向空氣二惡英濃度分別為1.95 ng I-TEQ Nm-3和6.14 pgI-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量的主要貢獻者(49-75%)。 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：C14DD/Fs (37-56%), Cl5-6DD/Fs (58-86%)和Cl7-8DD/Fs (86-98%);總體上Junge-Pankow (PLo)吸附模型和Harner-Bidleman (Koa)吸收模型預(yù)測值和觀測的φ(除了冬季)匹配度較好,對于PLO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)于對應(yīng)的PLO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)于低溫下化合物氣固相交換過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。 因子分析表明露天垃圾焚燒、開水鍋爐煙氣和機動車尾氣是引起土壤二惡英動態(tài)變化和大氣二惡英污染的主要來源,相反,生活垃圾焚燒廠煙氣排放對周邊環(huán)境的影響較小,四者對大氣二惡英毒性當量的平均貢獻率(基于化學質(zhì)量平衡模型)分別為63%、18%、12%和7%；復(fù)雜工業(yè)源擴散模型和混合庫模型的模擬結(jié)果表明生活垃圾焚燒廠煙氣排放對大氣二惡英毒性當量的平均貢獻率為2%,對周邊0-250、500-750和1500-3000 m范圍內(nèi)土壤二惡英毒性當量增量的平均貢獻率分別為64%、8.5%和1.1%；對于二惡英排放達到國家標準(1 ng I-TEQ Nm-3)的現(xiàn)代化生活垃圾焚燒廠,其長期運行對周邊土壤,特別是遠離焚燒廠區(qū)域(d1 km)的影響是有限的。 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1.77×10-4ngI-TEQ kg-1 day-1和2.61×10-3到1.35×10-2 ng I-TEQ kg-1 day-1;呼吸是環(huán)境暴露的主要途徑,分別占兒童和成人暴露量的87-99%和88-99%；兒童和成人的環(huán)境暴露非致癌風險指數(shù)范圍分別是8.63-44.3×10-3和6.53-33.8×10-3,致癌風險指數(shù)范圍分別是5.17×10-6到2.65×10-5和3.91×10-6到2.02×10-5,其中來自生活垃圾焚燒廠煙氣排放的貢獻率僅為7%。
【圖文】：

燒廠周邊環(huán)境中二惡英的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)境暴露風險等進行系統(tǒng)的研究，其技術(shù)路線如圖1.3所示。城市生活垃圾焚燒廠二惡英排放的環(huán)境影響研究分分配規(guī)律探索索 土土壤 壤 壤壤壤壤壤壤 指指指指指指指 指指紋特征征 成成成成成成 成成果果總總總總總總 總總結(jié)結(jié)濃濃度水平平 平平平平污污染源 源 源源源源源源 健健健健健健健健健健健健健健健健 健健康風險評價價 混混合庫模型 型型土壤濃度度 度度度度度度度度 數(shù)數(shù)數(shù)數(shù)數(shù)數(shù)數(shù)數(shù)數(shù)數(shù)數(shù)數(shù)數(shù)數(shù)數(shù)數(shù) 數(shù)數(shù)據(jù)分析 析 大大氣擴散模型 型型大氣濃度度 度度度度度度度度 排排排排地地 地氣氣氣二惡英數(shù)據(jù)庫庫 放放放放形形 形象象象象象象象象象象 源源源源 源 源 源 基基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫 庫 圈圈圖1.3課題技術(shù)路線根據(jù)該技術(shù)路線圖，擬開展如下研究:l)在建立排放源、地形和氣象基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的前提下，利用大氣擴散模型和混合庫模型，獲得由焚燒廠煙氣排放引起的周邊土壤二惡英濃度的分布，，并在此基礎(chǔ)上進行土壤采樣點的布置和二惡英濃度及其指紋特征的跟蹤調(diào)查。2)在土壤二惡英調(diào)查的基礎(chǔ)上，在有代表性的土壤采樣點(根據(jù)二惡英污染程度及其指紋特征)附近布置大氣采樣點

土壤采樣點位置的確定基于以下原則:(l)為更好地研究生活垃圾焚燒廠二惡英排放的環(huán)境影響，采樣點的布置主要根據(jù)垃圾焚燒廠多年(2002一2005)運行引起的周邊土壤二惡英濃度增量的分布(圖2.1，具體參數(shù)設(shè)置和計算方法詳見7.3.3節(jié));(2)為減少其他污染源的影響(如機動車)，采樣點盡量遠離馬路干道等障礙物;(3)為增加對比性和可操作性，所有采樣點均位于裸露的農(nóng)田之中。漁漁毅…、一、一……………、、、、產(chǎn)尸尸廠尸‘///八”八 UnUn

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