复合聚并协同脱除燃煤颗粒物及颗粒态重金属的中试研究

燃煤颗粒物和其上富集的As、Se、Pb等重金属排入大气后危害环境和人体健康。本研究开发以湍流聚并、壁面回流吸附为原理的复合聚并器，研究了聚并前后对颗粒物和颗粒态重金属的聚并效果。首先采用数值模拟方法综合考虑压力损失、速度均匀性和颗粒物聚并效果，优选了折叶片作为复合聚并器的叶片类型。随后进行了不同流量的颗粒物聚并中试研究，发现复合聚并器对PM₁的聚并率可达32.84%，随着流量从11.1 m/s增加到17.6 m/s，PM_2.5聚并率呈现一定下降趋势，说明了流量增加导致颗粒停留时间缩短和颗粒物聚并率的下降。通过对比聚并前后颗粒物中As、Se、Pb的浓度变化，发现聚并过程增强了对气态重金属的吸附，也会聚集富含重金属的纳米级颗粒物，从而造成PM₁中重金属浓度的增加。聚并后PM₁内的As、Se、Pb绝对浓度的降低，显示了复合聚并器对颗粒物和颗粒态重金属的协同脱除效果。     

330 MW燃煤机组异相凝并对重金属排放控制的实验研究

湖北某电厂1号机组容量为330 MW，配备双室四电场静电除尘器，为了考察异相凝并技术对细颗粒物以及重金属脱除效率的影响，对1号机组除尘器前后，脱硫塔后进行颗粒物与重金属采样测试。结果表明，在烟道中喷射凝并吸附剂后，ESP入口颗粒态重金属占比增加，其中，Se元素在PM_2.5和PM₁₀上增加尤为明显，而气态的重金属含量有所降低，表明凝并吸附剂增强了颗粒态重金属的凝并效果，小颗粒态与气态重金属通过异相凝并过程转移至大颗粒态。喷入凝并吸附剂后，石膏中重金属含量显著降低，说明能够进入脱硫石膏的重金属含量减少，异相凝并提升了ESP对重金属的脱除作用；在尾部烟道末端烟囱排放口采样点，重金属含量相较于未喷入凝并吸附剂的工况，有着明显的降低，表明了经过异相凝并之后，排放至大气中的重金属显著减少，异相凝并对于重金属的控制起到关键作用。     

固相微萃取-气相色谱串联质谱法检测北京大气细颗粒物中的多环芳烃

采用固相微萃取与气相色谱串联质谱联用,建立了快捷测定大气细颗粒物(PM2.5)中16种优控多环芳烃的方法.目标物先用二氯甲烷富集浓缩,然后用100 μm聚二甲基硅氧烷萃取纤维,通过超声萃取方式,在60℃条件下,萃取30 min.在优化的在多反应监测模式下,方法回收率在56.8％ ～ 106.0％之间,检出限为0.022～0.056 ng/m3.应用此方法检测了清华大学采样点采取的2013年1月1到15日北京PM2.5空气样品中的16种PAHs,实验结果表明,PAHs总质量浓度在290～1812 ng/m3之间,其中四环PAHs的总质量浓度最大(145 ～937 ng/m3),其次是五环PAHs(总质量浓度81.1～664.5 ng/m3),分子质量浓度较高的依次是荧蒽、芘、苯并(b)荧蒽、(蕴)、苯并(a)芘、苯并(k)荧蒽、苯并(a)蒽和菲,PAHs的污染主要来源于化石燃料燃烧和机动车排放.     

172个国家环境空气监测点位投入试运行

据环保部有关负责人日前向媒体通报,空气质量新标准第二阶段监测实施工作取得阶段性成果,40个城市共172个国家环境空气监测网监测点位已建成或改造完毕,投入监测试运行并发布相关信息。据悉,从2013年10月1日起,这些监测点开始试运行并在相关网站或媒体上发布二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物、臭氧、一氧化碳和细颗粒物等6项基本项目的实时监测数据等信息。这标志着空气质量新标准第二阶段监测实施工作取得阶段性成果。至此,我国共114个城市668个点位开展     

大气颗粒物中砷及其形态的研究进展

大气颗粒物中毒性准金属元素砷及其形态含量变化引起的环境健康问题受到了广泛关注。由于工业生产和煤燃烧等人类活动,砷普遍存在于多种环境介质中。排放到大气中的砷能够随气流进行长距离迁移,致使一些偏远区域大气中的砷含量明显超出欧盟的限制标准(6 ng/m3)。砷的毒性表达很大程度依赖其存在种态,无机砷毒性大于有机砷,且砷(Ⅲ)的毒性明显强于砷(Ⅴ)。本文概述了大气中砷的来源,并选取自2000年来的代表性成果比较了不同国家及不同功能区大气砷的含量变化,同时对1975年来多数关于大气颗粒物中砷形态变化特征的研究进行了评述。     

热解析-气相色谱或气相色谱-质谱法分析大气可吸入颗粒物中的半挥发性有机化合物

研制了一种热解析装置,并与气相色谱或气相色谱-质谱联用,定性定量分析了大气可吸入颗粒物中的半挥发性有机物。装置为直热式加热,升温速率快;直接安装在色谱进样器上方,无需冷阱聚焦。将热解析装置与气相色谱联用,优化了样品承载体材质、热解析条件和进样模式,并用于16种多环芳烃和9种正构烷烃的检测。结果表明,热解析-气相色谱方法对多环芳烃和正构烷烃的检出限分别为0.014~0.093 ng和0.016~0.026 ng,线性相关系数大于0.9975;用于3个城市PM10中的痕量多环芳烃和正构烷烃的定量测定,回收率分别在95%~135%(多环芳烃)和95%~115%(正构烷烃)之间。将热解析装置与气相色谱-质谱联用,比较了3个城市7种粒径分布的PMx(x=10,5,2,1,0.5,0.25,0.1)中的多环芳烃和正构烷烃,结果表明,不同粒径颗粒物均含有正构烷烃和PAHs,但含量相差很大。     

微波萃取/气质联用法测定细颗粒物(PM2.5)中邻苯二甲酸酯类化合物

建立了环境空气细颗粒物(PM2.5)中痕量邻苯二甲酸酯类化合物(PAEs)的微波萃取(ME)/气相色谱-质谱联用(GC-MS)分析方法。样品经乙酸乙酯-丙酮混合溶剂微波提取后,经DB-5MS色谱柱分离,采用SCAN/SIM模式进行质谱测定,外标法定量。结果显示,PAEs的线性范围为100~1 000 pg,方法的检出限为0.101~0.262 ng/m3,加标回收率81.6%~129%。将本方法应用于常州化工园区环境空气细颗粒物中PAEs的分析检测发现,大部分PAEs在样品中检出,其中邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二辛酯(DEHP)检出浓度较高,方法能够满足环境空气细颗粒物中痕量PAEs的测定要求。     

HPLC-HG-AFS测定大气颗粒物中砷的形态

采用高效液相色谱-氢化物发生原子荧光光谱联用测定了北京大气颗粒物中As(III),As(Ⅴ),二甲基砷酸(DMA)和一甲基砷酸(MMA)的含量。研究了仪器条件、流动相组成和梯度洗脱程序对砷形态分离的影响。实验结果显示,在优化的色谱与氢化原子荧光检测条件下,采用pH6.0,浓度为10 mmol/L和200 mmol/L NH4H2PO4为流动相A和B,在1~3 min内用60%的A和40%的B洗脱使砷的4种形态达到最佳分离效。As(III),As(Ⅴ),DMA和MMA的检出限为1.45,1.22,1.91和1.64 mg/L,回收率为90.5%~93.2%,相对标准偏差为0.38%~1.7%。方法适用于大气颗粒物中砷的形态分析研究。     

大气颗粒物对CS2催化氧化反应动力学研究

使用FTIR, XPS, BET, TG-DTG-DTA及原位XRD等方法研究了二硫化碳(CS2)在大气颗粒物表面多相催化反应历程及硫物种的转化过程. 结果表明, 在常温下, CS2能与大气颗粒物反应, 主要产物有羰基硫(COS)和正交α-S8, 少量硫物种被深度氧化, 在大气颗粒物表面形成正六价态硫. 反应体系中当氧气过量时, CS2在大气颗粒物表面多相催化反应遵循假二级反应动力学规律. 在296 K下, 该反应的表观速率常数为6.98×10-22 cm3*mol-1*s-1, 表观活化能为34.6 kJ/mol, 揭示了大气颗粒物具有消除CS2的重要作用以及深度氧化使颗粒物表面形成SO2-4的现象.     

丁二酮肟分光光度法测定大气颗粒物中的镍

采用硝酸、高氯酸消解大气颗粒物样品,以丁二酮肟显色,正丁醇萃取分离,分光光度法测定大气颗粒物中镍的含量。线性回归方程为A=0.2056c-8.027×10~(-3),相关系数r=0.9994,线性范围为0.01～2.44 mg/L,回收率为96％～105％,RSD为0.2％～1.5％,以3倍信噪比计算,镍的检出限为7.5×10~(-3)mg/L。