煤焦化固废的污染特征与环境风险研究

为研究煤焦化过程中焦化固废的潜在环境风险，利用GC-MS和ICP-MS等高精度测试技术研究了某煤焦化企业产生的煤焦化固废(焦油和焦油渣)中16种多环芳烃(PAHs)和7种典型有害元素的浓度特征，分别评价了PAHs和有害元素的潜在健康风险。结果表明：煤焦油和焦油渣中PAHs的总量为174650 mg/kg和69010 mg/kg，并主要以萘、苊烯、芴、菲、蒽、荧蒽和芘为主；煤焦油和焦化渣中的PAHs组成结构较为相似，均以2-4环的PAHs为主，占比分别为91.5%和93.2%，其中3环的PAHs的占比分别达41%和48.5%；单体PAHs的等效致癌毒性中，致癌毒性贡献较大的主要有苯并[a]芘、苯并[b]荧蒽、苯并[a]蒽和二苯并[a,h]蒽这些中高环的PAHs；与土壤环境质量标准GB36600-2018规定的有害元素风险筛选值相比，发现煤焦油和焦油渣中有害元素的含量远低于国家标准规定的风险筛选值。     

褐煤及其低温热解半焦中可溶多环芳烃特征

低温热解提质是实现褐煤清洁高效利用的重要途径之一。半焦作为提质后的固体产物在工业和民用清洁燃料方面得到广泛应用。以来自中国内蒙古(SHM)、印度尼西亚(YN)和蒙古国(WM)的3个褐煤及其550℃下热解半焦为样本，采用溶剂萃取结合GC/MS分析的方法研究其可溶多环芳烃(PAHs)含量及组成特征。结果显示，3个褐煤的PAHs总量(∑PAHs)、US EPA规定的优控16种PAHs质量分数(∑16PAHs)及对应烷基取代PAHs质量分数(∑aPAHs)分别在4 362～125 635、1 871～35 039和1 723～61 757 ng/g,揭示了不同来源褐煤的PAHs含量差异显著且aPAHs含量丰富的特征。3个褐煤对应热解半焦的∑PAHs、∑16PAHs和∑aPAHs质量分数分别在4 679～10 289、1 831～6 354和744～2 737 ng/g。不同来源褐煤产出半焦的PAHs含量变化不同，SHM半焦的PAHs含量显著低于原煤，YN半焦的PAHs含量高于原煤，WM半焦中PAHs总量与其原煤相近，但其16PAHs含量较原煤相比有所增加。半焦的∑aPAHs含量均低于对应母体∑...     

焦化厂污染土壤中多环芳烃降解菌群解析

以苯并[a]芘、苯并[a]蒽、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽、茚并[1,2,3-cd]芘5种较难降解的多环芳烃为碳源和能源,采用富集培养的方法从焦化厂污染的土壤中筛选分离得到50株PAHs降解菌。通过对其16S rRNA基因序列分析,将这些PAHs降解菌分为15个种群,分别属于Sphingomonas(鞘氨醇单胞菌属)、Methylobacterium(甲基杆菌属)、Burkholderia(伯克霍尔德氏菌属)、Rhodococcus(红球菌属)、Bradyrhizobium(慢生根瘤菌属)、Phyllobacterium(叶杆菌属)、Chryseobacterium(金黄杆菌属)、Microbaterium(微杆菌属)8个属,其中优势菌为鞘氨醇单胞菌属。纯菌株降解能力测试表明,培养12 d后,菌株3-6-12降解效果要优于其他菌株,对苯并[a]蒽、苯并[a]芘、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽、茚并[1,2,3-cd]芘的降解率分别可达39.64%、33.52%、38.57%、25.37%、31.17%。实验结果可为多环芳烃污染土壤的生物修复提供高效的降解菌源。     

污泥热解过程中多环芳烃排放规律

研究了不同温度(350~1050℃)下污泥热解过程液、气、固三相产物中16种多环芳烃(PAHs)排放规律。结果表明,PAHs趋向富集于液相产物中,其次为气相产物,在液相产物中检测到所有16种PAHs,650℃液相产物中16种PAHs(∑16PAHs)总质量比最高,为96%;750℃气相产物中∑16PAHs质量比最高,为21.3%以上;固相产物中PAHs含量极少,仅在650℃时达1%。所有温度下液相产物中2、3和4环PAHs均占据主导地位,∑2,3,4环PAHs质量比达95%以上,850℃时液相产物中∑EPA-PAHs含量最高,达15.25 mg·kg-1。气相产物主要以萘(Na P)、苊烯(Acp)、芴(Flu)和蒽(Ant)PAHs为主,未检测到高环PAHs。在高温热解阶段,污泥大分子结构裂解到达高峰,伴随产物的二次断裂、合成、环化等反应,气相产物中∑低PAHs生成含量达到最高7.248 mg·kg-1。不同温度下污泥热解产物中PAHs的毒性当量(TEQ)变化规律与其生成量变化基本一致,在850℃时液相产物中PAHs的TEQ最高达1.129。     

茂名市茂南区工业园区周边土壤中PAHs的分布特征及风险评价

以茂名市茂南区石化工业园区为研究对象,测定了工业园区周边土壤中16种多环芳烃(polycyclicaromatichydrocarbons,PAHs)的含量,对照农用地和建设用地土壤污染风险管控标准,分析了其分布特征,采用轻重比和特征比值法对其来源作了解析,并采用毒性当量因子法进行了生态风险评价。结果显示：工业园周边土壤中的16种PAHs总含量为451～7899ng/g,均值1690ng/g,大部分点位PAHs单体均未超过土壤污染风险管控标准筛选限值,仅1个点位的苯并(a)芘(Benzo[a]pyrene,BaP)含量超过了土壤污染风险筛选值,未超过一类用地管制值;源解析结果显示工业区周边土壤中PAHs主要来源于非交通源的石油燃烧源,同时生物质和煤燃烧源也有部分贡献。生态风险评价表明16种PAHs的TEQ_BaP的范围为97.3～1540 ng/g,平均值为378.3 ng/g,7种致癌性PAHs是致癌风险的主要贡献者,其中苯并(a)芘和二苯并(a,h)蒽贡献率最高。茂名市茂南区工业园区周边土壤多数都符合国内建设用地土壤和农用地土壤污染风险管控标准。     

负载多壁碳纳米管SPME涂层制备及其性能

结合多壁碳纳米管优异的吸附性能,采用溶胶-凝胶法制备了负载多壁碳纳米管的固相微萃取(SPME)涂层,对16种多环芳烃(PAHs)标准化合物进行了萃取实验。结果表明:所制备的负载多壁碳纳米管的SPME涂层萃取性能优于商用PDMS涂层,特别是能有效提高对多环芳烃的萃取性能;对16种PAHs的检出限在0.21～9.86μg/L;除苯并(b)荧蒽外,在0～2500μg/L线性范围内,线性关系良好,相关系数均在0.9502～0.9999;5次平行样测定的相对标准偏差2.9%～14.3%。将该涂层应用于煤矿矿区地下水中多环芳烃类物质的检测,成功检测出了菲、蒽、荧蒽、芘、苣、苯并(a)芘等物质。     

韩家湾煤及其热解半焦中多环芳烃分布特征研究

低阶煤的热解是其深加工工艺的基础，为探究其固体产物半焦中多环芳烃(PAHs)的含量水平及组成特征，以陕西榆林韩家湾次烟煤及其不同温度条件下(350℃～700℃)生成的热解半焦为样品，采用溶剂萃取结合GC/MS方法分析其中PAHs分布特征。结果显示：韩家湾原煤中16种优控母体(美国环保署规定)PAHs含量(∑16PAHs, 15 161 ng/g)低于对应烷基取代PAHs含量(∑aPAHs, 24 055 ng/g),380℃热解半焦中∑16PAHs(19 003 ng/g)和∑aPAHs(45 009 ng/g)均呈极大值；半焦中∑16PAHs和∑aPAHs随温度呈先增后降的变化趋势，但aPAHs含量随热解温度变化的幅度大于16PAHs含量变化的幅度，推测热解过程释放的PAHs可能以aPAHs为主；16PAHs组成上，原煤以4环母体PAHs为主,半焦中则以2～3环PAHs为主；350℃～400℃热解半焦中萘和烷基萘含量显著高于原煤中相应成分的含量，表明煤在低温热解时发生裂解反应并生成大量萘系物。     

乌鲁木齐市大气可吸入颗粒物中多环芳烃与颗粒物比表面积、气象因素相关性的探讨

通过对2011年1月至12月期间乌鲁木齐大气可吸入颗粒物(PM2.5、PM2.5-10)中多环芳烃(PAHs)浓度、颗粒物比表面积的分析,并查询采样期间的气象因素(风速、湿度和温度)。分别将多环芳烃浓度和气象因素、颗粒物表面积做相关性分析。其中可吸入颗粒物PM2.5中除蒽之外,PM2.5质量浓度、各多环芳烃的浓度随其PM2.5比表面积均为正相关;PM2.5-10中,PM2.5质量浓度、各多环芳烃的浓度随其PM2.5-10比表面积也均为正相关。PM2.5和PM2.5-10质量浓度和气象参数之间的相关关系具有很明显的季节性特征。在采暖和非采暖期间,PM2.5和PM2.5-10中的总多环芳烃和温度之间为负相关性;采暖期间,可吸入颗粒物中所含的总PAHS浓度和风速也呈负显著相关,在非采暖期间PM2.5-10的质量浓度和风速呈正相关,而多环芳烃与风速之间都没有显著相关性。采暖期间,颗粒物的浓度及对应的∑PAHS浓度和大气湿度呈显著正相关,而在非采暖期间总多环芳烃浓度和湿度之间没有显著的相关性。     

基于HI和Risk模型的化妆品中多环芳烃暴露风险评估

为了提高人们对霜膏类化妆品中多环芳烃(PAHs)暴露带来的健康风险的关注,为积极推动对进口霜膏类化妆品的质量安全监管提供有力的数据支撑,检测市售的159种面霜和唇膏化妆品中16种PAHs含量。结合化妆品使用频率、使用量等数据,评估国内成人化妆品来源的PAHs暴露水平,采用危害指数(HI)模型和累积致癌风险(Risk)模型,对PAHs开展累积风险评估。结果显示15种PAHs在面霜和唇膏化妆品中有不同程度的检出。在面霜和唇膏平均每日暴露水平下,尚属安全。但在面霜最大每日暴露水平下,累积Risk值大于10^-4,致癌风险较高。建议监管层面加强对化妆品原料的监测和控制,面霜中二苯并[a,h]蒽(Dba)和苯并[k]荧蒽(BkF)需重点关注。     

焦化企业遗留地土壤中多环芳烃污染分布研究

多环芳烃(PAHs)是煤化工企业的特征污染物之一,为弄清焦化企业厂区内土壤污染分布状况,枣庄市环境监测站采用系统布点法,对搬迁后的某焦化企业遗留地土壤中的PAHs进行了采样监测。监测结果表明,各监测点位的PAHs检出率较高,且16种PAHs均有检出,说明调查区域内的焦化遗留场地均已受到了不同程度的污染,化产车间附近测点污染较为突出。