有色金属冶炼过程中UP-POPs的生成与排放研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 聂志强 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2012-05 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 郑明辉 |
| 关键词 | UP- POPs 有色金属 分布特征 排放因子 清单 UP-POPs Nonferrous metal Congener profile Emissions factor Inventory |
| 学位专业 | 环境科学 |
| 中文摘要 | 工业热过程是非故意生成的持久性有机污染物（UP-POPs）的主要来源，根据UP-POPs的生成机制，并结合有色冶金的工艺技术特点，推断有色金属冶炼可能是UP-POPs的重要潜在排放源。然而，由于有色金属冶炼过程复杂、工艺种类繁多、污染控制技术与设施千差万别，致使有色金属行业中UP-POPs的识别和量化还存在很大的不确定性，尤其是对潜在的有色金属冶炼过程中UP-POPs的生成和排放的系统研究更是属于空白。 本研究着眼有色金属行业中的潜在排放源和已识别的再生金属工业源，选取了该行业中产量比重较大的镁、原生铜、再生铜、再生铝冶炼和焚烧炉焚烧导线回收有色金属（以下简称焚烧导线）的11家典型企业作为研究对象，对有色金属冶炼过程中UP-POPs的排放水平、排放特征、排放因子、生成机制、影响因素及UP-POPs之间的相关性进行了系统的研究。通过对结果的分析，得出以下结论： 1. 本研究首次对我国特有的炼镁工艺—皮江法炼镁过程中UP-POPs的排放水平和排放特征进行了研究，并依据二恶英类（PCDD/Fs）的单体及同类物排放特征分布推断从头合成可能是PCDD/Fs的主要生成途径。依据测定结果，提出了镁冶炼过程中六类UP-POPs的排放因子：PCDD/Fs为412 ng TEQ t-1，类二恶英多氯联苯（dl-PCBs）为18.6 ng TEQ t-1，多氯萘（PCNs）为3329 μg t-1，六氯苯（HxCBz）为820 μg t-1及五氯苯（PeCBz）为1326 μg t-1。依据提出的排放因子和镁的生产量，估算了我国2009年镁生产中UP-POPs的年排放量分别为：PCDD/Fs和dl-PCBs共为0.46 g WHO-TEQ，PCNs为1651 g，HxCBz为403 g和PeCBz为653 g，为我国的POPs清单的建立和完善提供了科学的数据支持。 2. 本研究量化了焚烧导线是UP-POPs的一个重要排放源，并对导线焚烧过程中UP-POPs的排放浓度、同类物分布特征做了详尽的研究。结果表明：废气和底灰中UP-POPs的总毒性当量范围分别为：13.1-48.3 ng TEQ Nm-3和0.08-2.8 ng TEQ g-1。2,3,4,7,8-PeCDF和1,2,3,7,8-PeCDD是PCDD/Fs主要的毒性浓度贡献单体，而CB-126和CB-169是dl-PCBs毒性当量贡献最大的两个单体。同时由于两厂采用不同的焚烧工艺与设备，废气中dl-PCBs的单体分布特征也差别较大。至于PCNs，CN-66/67和CN-73是主要的毒性贡献单体。尽管导线焚烧被认为是露天焚烧的替代技术，但其环境风险仍较大，可能会对环境和人类健康造成潜在的危害，需当地政府和有关部门引起重视。 3. 本研究在课题组之前的工作基础之上，进一步深入研究不同原料组成和前处理技术对再生铜冶炼过程中UP-POPs生成和排放的影响。同时，也首次对以铜精矿为原料的原生铜冶炼过程中六类UP-POPs的生成和排放进行了系统的研究。结果表明：经过原料的预处理技术，再生铜冶炼过程中UP-POPs的排放因子和浓度较以前的调查有明显的降低；原料组成的不同导致其再生铜冶炼过程中UP-POPs的排放因子差别很大，从而说明原料是影响UP-POPs生成的一个重要的因素；不同原生铜冶炼工艺段中UP-POPs的排放浓度及同类物分布特征差别也较大。依据测定的结果，提出并确定了铜冶金行业的UP-POPs排放因子，估算了我国2010年原生铜和再生铜六类UP-POPs的排放范围分别是0.13-2.1 g TEQ yr-1和2.1-16.1 g TEQ yr-1。这些研究结果可以为我国更好的建立和完善POPs清单提供有用的数据支持，也为管理者制定UP-POPs的消减和控制策略提供科学的参考。 4. 本文最后对有色金属冶炼过程中六类UP-POPs的排放水平、排放特征及排放因子进行了比较研究。结果表明：有色金属冶炼过程中以OCDD，1,2,3,4,6,7,8-HpCDD，OCDF和1,2,3,4,6,7,8-HpCDF四个单体为PCDD/Fs的主要特征单体；CB-118，CB-105和CB-77是dl-PCBs主要的排放单体，而PCNs则主要以低氯萘为主，PCNs的指示性单体特征也明显不同于工业化学品的特征分布。因此，对有色金属冶金过程中六类UP-POPs的排放特征研究为识别环境中这些典型UP-POPs的特定污染来源提供了参考依据。同时，也比较了五类有色金属冶炼过程中UP-POPs的排放水平和排放因子，这些数据为估算有色金属冶炼行业UP-POPs 的排放量提供了科学依据，同时对确定优先控制的UP-POPs 排放源也具有重要意义。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2013-10-15 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/7150]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_环境化学与生态毒理学国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 聂志强. 有色金属冶炼过程中UP-POPs的生成与排放研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2012. |
入库方式： OAI收割
来源：生态环境研究中心
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