基于同步輻射技術(shù)研究城市生活垃圾焚燒中元素的遷移轉(zhuǎn)化及其對(duì)環(huán)境的影響
發(fā)布時(shí)間:2022-08-01 11:35
城市的快速發(fā)展導(dǎo)致生活垃圾的產(chǎn)生越來越多,垃圾焚燒因其減容量大、資源回收效率高等優(yōu)點(diǎn),已成為生活垃圾處理的一種發(fā)展趨勢(shì)。目前我國(guó)正在大力推廣垃圾焚燒,然而垃圾焚燒帶來的二次污染,如重金屬元素、酸性氣體的排放污染等不容忽視。同步輻射技術(shù)因其具有低的檢出限、高精度、原位無損等優(yōu)點(diǎn),而成為分析復(fù)雜環(huán)境樣品的有效手段。本論文工作利用同步輻射X射線熒光分析(Synchrotron radiation X-ray fluorescence,SRXRF)和同步輻射X近邊結(jié)構(gòu)(X-ray absorption near-edge Structure,XANES)等技術(shù)研究了生活垃圾焚燒排放物中元素的含量及遷移特性,對(duì)垃圾焚燒廠周邊大氣顆粒物的污染特征、來源和細(xì)胞毒理特性進(jìn)行了分析,并評(píng)估了焚燒排放顆粒物對(duì)周邊大氣環(huán)境的影響。S和Cl在生活垃圾焚燒過程及無害化處理焚燒產(chǎn)物中對(duì)重金屬的遷移有重要影響。本文利用XANES技術(shù)分析了原生垃圾(廚余)、焚燒產(chǎn)物飛灰和爐渣、焚燒廠煙氣排放沉降點(diǎn)的大氣顆粒物中的S、Cl等的化學(xué)形態(tài),利用SRXRF和ICP-MS等技術(shù)分析元素的濃度。結(jié)果顯示,S在原生垃圾、飛灰和爐渣...
【文章頁數(shù)】:116 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 城市生活垃圾焚燒問題
1.1.1 城市生活垃圾處理現(xiàn)狀
1.1.2 城市生活垃圾焚燒的副產(chǎn)物
1.2 生活垃圾焚燒產(chǎn)生的二次污染物研究現(xiàn)狀
1.2.1 金屬元素的特征及遷移轉(zhuǎn)化
1.2.2 S、Cl元素的特征及遷移轉(zhuǎn)化
1.2.3 垃圾焚燒對(duì)大氣顆粒物的影響
1.2.4 利用同步輻射技術(shù)研究生活垃圾焚燒問題的現(xiàn)狀
1.3 本論文的研究意義和研究?jī)?nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)原理與方法
2.1 同步輻射X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)(XAFS)
2.1.1 同步輻射X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)(XAFS)
2.1.2 EXAFS和XANES的原理和應(yīng)用領(lǐng)域
2.1.3 XANES的元素化學(xué)種態(tài)分析
2.1.4 XANES實(shí)驗(yàn)
2.2 同步輻射X熒光分析技術(shù)
2.2.1 同步輻射X熒光分析原理
2.2.2 X射線熒光分析實(shí)驗(yàn)
2.2.3 微束X射線熒光分析實(shí)驗(yàn)
2.3 其他研究方法概述
2.3.1 電感耦合等離子體質(zhì)譜儀
2.3.2 離子色譜實(shí)驗(yàn)
2.3.3 掃描電子顯微鏡
2.4 采樣及制樣方法
第三章 垃圾焚燒中S、Cl的特征及遷移轉(zhuǎn)化
3.1 實(shí)驗(yàn)條件及數(shù)據(jù)處理
3.1.1 樣品準(zhǔn)備
3.1.1.1 采樣點(diǎn)的設(shè)置
3.1.1.2 樣品采集
3.1.2 樣品測(cè)量和數(shù)據(jù)分析
3.2 生活垃圾處理過程中S和Cl的特征及遷移轉(zhuǎn)化
3.2.1 原生垃圾、爐渣、飛灰及焚燒廠煙氣排放沉降點(diǎn)大氣顆粒物中輕元素的含量
3.2.2 原生垃圾、爐渣、飛灰、沉降點(diǎn)大氣顆粒物中S的化學(xué)種態(tài)
3.2.3 飛灰、爐渣、沉降點(diǎn)大氣顆粒物中Cl的化學(xué)種態(tài)
3.2.4 生活垃圾焚燒過程中S和Cl的遷移轉(zhuǎn)化
3.3 S、Cl元素的水溶性離子特征
3.4 小結(jié)
第四章 垃圾焚燒中金屬元素的特征及遷移轉(zhuǎn)化
4.1 實(shí)驗(yàn)
4.1.1 樣品準(zhǔn)備
4.1.2 樣品測(cè)量和數(shù)據(jù)處理
4.2 原生垃圾中金屬元素的特征
4.3 飛灰和爐渣中金屬元素的特征
4.3.1 金屬元素含量及富集特征
4.3.2 有毒元素Pb的化學(xué)種態(tài)
4.4 飛灰和爐渣的形貌特征
4.5 飛灰和爐渣單顆粒的元素分布圖像
4.6 小結(jié)
第五章 生活垃圾焚燒對(duì)周邊大氣顆粒物的影響
5.1 生活垃圾焚燒廠煙氣排放沉降點(diǎn)大氣顆粒物采樣
5.2 周邊沉降點(diǎn)大氣顆粒物的特征
5.2.1 質(zhì)量濃度粒徑分布
5.2.2 不同粒徑段顆粒物的形貌特征
5.2.3 沉降點(diǎn)大氣顆粒物中金屬元素的特征
5.3 生活垃圾焚燒廠周邊大氣顆粒物的源解析
5.3.1 單顆粒源解析
5.3.2 Pb的來源示蹤源解析
5.4 大氣顆粒物的細(xì)胞生物學(xué)效應(yīng)
5.4.1 實(shí)驗(yàn)試劑和儀器
5.4.2 實(shí)驗(yàn)樣品和方法
5.4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
5.5 小結(jié)
第六章 總結(jié)和展望
附錄:鉛蓄電池的鉛污染研究
1. 樣品準(zhǔn)備和數(shù)據(jù)測(cè)量
2. 結(jié)果和討論
3. 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
論文發(fā)表情況
參加會(huì)議
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]垃圾焚燒飛灰中主要元素的深度分布及形態(tài)[J]. 侯霞麗,李曉東,陳彤,陸勝勇,紀(jì)莎莎,任詠. 浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2015(05)
[2]我國(guó)城市生活垃圾處理行業(yè)2013年發(fā)展綜述[J]. Specialized Committee of Urban Domestic Refuse of CAEPI;. 中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè). 2014(12)
[3]中國(guó)城市生活垃圾的現(xiàn)狀與管理對(duì)策探討[J]. 梁斯敏,樊建軍. 環(huán)境工程. 2014(11)
[4]PIXE和XRF用于北京新鎮(zhèn)地區(qū)PM2.5源解析研究[J]. 金象春,張貴英,肖才錦,黃東輝,袁國(guó)軍,姚永剛,王興華,華龍,王平生,倪邦發(fā). 原子能科學(xué)技術(shù). 2014(07)
[5]日本垃圾處理的經(jīng)驗(yàn)及對(duì)我國(guó)的啟示[J]. 薛冰川. 世界環(huán)境. 2014(02)
[6]四氧化三鉛組成的測(cè)定實(shí)驗(yàn)改進(jìn)研究[J]. 高仁金,郭巧萍. 實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù). 2013(06)
[7]珠三角某垃圾焚燒廠周邊環(huán)境空氣重金屬分布特征研究[J]. 張海龍,李祥平,林必桂,齊劍英,陳永亨,任明忠,方建德. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2013(07)
[8]泰安市某蓄電池生產(chǎn)企業(yè)周圍土壤重金屬污染現(xiàn)狀調(diào)查與分析[J]. 趙愛霞,姜詠棟,王玉軍,劉元鵬,王京春. 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(02)
[9]Sulfur speciation and bioaccumulation in camphor tree leaves as atmospheric sulfur indicator analyzed by synchrotron radiation XRF and XANES[J]. Jianrong Zeng,Guilin Zhang,Liangman Bao,Shilei Long,Mingguang Tan,Yan Li,Chenyan Ma,Yidong Zhao. Journal of Environmental Sciences. 2013(03)
[10]Utilization of municipal solid waste incineration fly ash in lightweight aggregates[J]. 譚文發(fā),王里奧,黃川,劉元元,J.E.Green,D.Newport,T.Green. Journal of Central South University. 2012(03)
博士論文
[1]上海地區(qū)灰霾過程中的主要物理和化學(xué)問題研究[D]. 龍時(shí)磊.中國(guó)科學(xué)院研究生院(上海應(yīng)用物理研究所) 2014
碩士論文
[1]城市生活垃圾在焚燒過程中的重金屬遷移特性研究[D]. 任松彥.華南理工大學(xué) 2013
[2]城市生活垃圾焚燒過程中硫和氯的行為研究[D]. 呂國(guó)強(qiáng).昆明理工大學(xué) 2004
[3]垃圾焚燒過程中典型重金屬污染物的分布特性研究[D]. 張若冰.浙江大學(xué) 2002
本文編號(hào):3667375
【文章頁數(shù)】:116 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 城市生活垃圾焚燒問題
1.1.1 城市生活垃圾處理現(xiàn)狀
1.1.2 城市生活垃圾焚燒的副產(chǎn)物
1.2 生活垃圾焚燒產(chǎn)生的二次污染物研究現(xiàn)狀
1.2.1 金屬元素的特征及遷移轉(zhuǎn)化
1.2.2 S、Cl元素的特征及遷移轉(zhuǎn)化
1.2.3 垃圾焚燒對(duì)大氣顆粒物的影響
1.2.4 利用同步輻射技術(shù)研究生活垃圾焚燒問題的現(xiàn)狀
1.3 本論文的研究意義和研究?jī)?nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)原理與方法
2.1 同步輻射X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)(XAFS)
2.1.1 同步輻射X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)(XAFS)
2.1.2 EXAFS和XANES的原理和應(yīng)用領(lǐng)域
2.1.3 XANES的元素化學(xué)種態(tài)分析
2.1.4 XANES實(shí)驗(yàn)
2.2 同步輻射X熒光分析技術(shù)
2.2.1 同步輻射X熒光分析原理
2.2.2 X射線熒光分析實(shí)驗(yàn)
2.2.3 微束X射線熒光分析實(shí)驗(yàn)
2.3 其他研究方法概述
2.3.1 電感耦合等離子體質(zhì)譜儀
2.3.2 離子色譜實(shí)驗(yàn)
2.3.3 掃描電子顯微鏡
2.4 采樣及制樣方法
第三章 垃圾焚燒中S、Cl的特征及遷移轉(zhuǎn)化
3.1 實(shí)驗(yàn)條件及數(shù)據(jù)處理
3.1.1 樣品準(zhǔn)備
3.1.1.1 采樣點(diǎn)的設(shè)置
3.1.1.2 樣品采集
3.1.2 樣品測(cè)量和數(shù)據(jù)分析
3.2 生活垃圾處理過程中S和Cl的特征及遷移轉(zhuǎn)化
3.2.1 原生垃圾、爐渣、飛灰及焚燒廠煙氣排放沉降點(diǎn)大氣顆粒物中輕元素的含量
3.2.2 原生垃圾、爐渣、飛灰、沉降點(diǎn)大氣顆粒物中S的化學(xué)種態(tài)
3.2.3 飛灰、爐渣、沉降點(diǎn)大氣顆粒物中Cl的化學(xué)種態(tài)
3.2.4 生活垃圾焚燒過程中S和Cl的遷移轉(zhuǎn)化
3.3 S、Cl元素的水溶性離子特征
3.4 小結(jié)
第四章 垃圾焚燒中金屬元素的特征及遷移轉(zhuǎn)化
4.1 實(shí)驗(yàn)
4.1.1 樣品準(zhǔn)備
4.1.2 樣品測(cè)量和數(shù)據(jù)處理
4.2 原生垃圾中金屬元素的特征
4.3 飛灰和爐渣中金屬元素的特征
4.3.1 金屬元素含量及富集特征
4.3.2 有毒元素Pb的化學(xué)種態(tài)
4.4 飛灰和爐渣的形貌特征
4.5 飛灰和爐渣單顆粒的元素分布圖像
4.6 小結(jié)
第五章 生活垃圾焚燒對(duì)周邊大氣顆粒物的影響
5.1 生活垃圾焚燒廠煙氣排放沉降點(diǎn)大氣顆粒物采樣
5.2 周邊沉降點(diǎn)大氣顆粒物的特征
5.2.1 質(zhì)量濃度粒徑分布
5.2.2 不同粒徑段顆粒物的形貌特征
5.2.3 沉降點(diǎn)大氣顆粒物中金屬元素的特征
5.3 生活垃圾焚燒廠周邊大氣顆粒物的源解析
5.3.1 單顆粒源解析
5.3.2 Pb的來源示蹤源解析
5.4 大氣顆粒物的細(xì)胞生物學(xué)效應(yīng)
5.4.1 實(shí)驗(yàn)試劑和儀器
5.4.2 實(shí)驗(yàn)樣品和方法
5.4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
5.5 小結(jié)
第六章 總結(jié)和展望
附錄:鉛蓄電池的鉛污染研究
1. 樣品準(zhǔn)備和數(shù)據(jù)測(cè)量
2. 結(jié)果和討論
3. 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
論文發(fā)表情況
參加會(huì)議
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]垃圾焚燒飛灰中主要元素的深度分布及形態(tài)[J]. 侯霞麗,李曉東,陳彤,陸勝勇,紀(jì)莎莎,任詠. 浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2015(05)
[2]我國(guó)城市生活垃圾處理行業(yè)2013年發(fā)展綜述[J]. Specialized Committee of Urban Domestic Refuse of CAEPI;. 中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè). 2014(12)
[3]中國(guó)城市生活垃圾的現(xiàn)狀與管理對(duì)策探討[J]. 梁斯敏,樊建軍. 環(huán)境工程. 2014(11)
[4]PIXE和XRF用于北京新鎮(zhèn)地區(qū)PM2.5源解析研究[J]. 金象春,張貴英,肖才錦,黃東輝,袁國(guó)軍,姚永剛,王興華,華龍,王平生,倪邦發(fā). 原子能科學(xué)技術(shù). 2014(07)
[5]日本垃圾處理的經(jīng)驗(yàn)及對(duì)我國(guó)的啟示[J]. 薛冰川. 世界環(huán)境. 2014(02)
[6]四氧化三鉛組成的測(cè)定實(shí)驗(yàn)改進(jìn)研究[J]. 高仁金,郭巧萍. 實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù). 2013(06)
[7]珠三角某垃圾焚燒廠周邊環(huán)境空氣重金屬分布特征研究[J]. 張海龍,李祥平,林必桂,齊劍英,陳永亨,任明忠,方建德. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2013(07)
[8]泰安市某蓄電池生產(chǎn)企業(yè)周圍土壤重金屬污染現(xiàn)狀調(diào)查與分析[J]. 趙愛霞,姜詠棟,王玉軍,劉元鵬,王京春. 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(02)
[9]Sulfur speciation and bioaccumulation in camphor tree leaves as atmospheric sulfur indicator analyzed by synchrotron radiation XRF and XANES[J]. Jianrong Zeng,Guilin Zhang,Liangman Bao,Shilei Long,Mingguang Tan,Yan Li,Chenyan Ma,Yidong Zhao. Journal of Environmental Sciences. 2013(03)
[10]Utilization of municipal solid waste incineration fly ash in lightweight aggregates[J]. 譚文發(fā),王里奧,黃川,劉元元,J.E.Green,D.Newport,T.Green. Journal of Central South University. 2012(03)
博士論文
[1]上海地區(qū)灰霾過程中的主要物理和化學(xué)問題研究[D]. 龍時(shí)磊.中國(guó)科學(xué)院研究生院(上海應(yīng)用物理研究所) 2014
碩士論文
[1]城市生活垃圾在焚燒過程中的重金屬遷移特性研究[D]. 任松彥.華南理工大學(xué) 2013
[2]城市生活垃圾焚燒過程中硫和氯的行為研究[D]. 呂國(guó)強(qiáng).昆明理工大學(xué) 2004
[3]垃圾焚燒過程中典型重金屬污染物的分布特性研究[D]. 張若冰.浙江大學(xué) 2002
本文編號(hào):3667375
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