城市生活垃圾焚烧炉的二恶英排放特征
1 引言
我国城市生活垃圾焚烧炉主要有机械炉排焚烧炉和流化床焚烧炉两种。垃圾焚烧过程可以产生二恶英类化合物，如多氯代二苯并二恶英和呋喃(PCDD／Fs)、多氯联苯(PCBs)等，这些化合物可通过飞灰表面的催化反应被合成，并吸附在垃圾焚烧的飞灰上。垃圾焚烧是环境中广泛存在的二恶英类化合物的一个主要来源，如何控制和削减垃圾焚烧过程中产生的二恶英类化合物已经成为世界各国研究的热点。本文比较了国内2种类型的垃圾焚烧炉（机械炉排焚烧炉、流化床焚烧炉）产生的飞灰中PCDD/Fs的分布特点，为改进垃圾焚烧工艺、控制和削减二恶英类化合物提供参考。
2 材料与方法
2.1样品的采集和净化
利用我国华东、华南等地区使用的流化床垃圾焚烧炉、机械炉排垃圾焚烧炉，利用TCR等动力采样仪（意大利）分别采集烟道气样品，本项工作共完成5台炉排炉、5台流化床焚烧炉的采样工作，共收集炉排炉样品15个、流化床样品15个。所有样品采样前均在XAD-2树脂中添加10ul的100ng/ml的37Cl4-TCDD(由美国Cambridge同位素实验室提供)采样内标，所有采集的烟道气样品密封后低温运输和保存。
所有样品加入15中13C12-PCDD/Fs提取内标，用甲苯索氏提取16h．样品提取液经旋转蒸发浓缩后，依次通过酸化硅胶柱、氧化铝柱和弗罗里土柱，用不同配比的正己烷和二氯甲烷溶剂淋洗和洗脱，收集含有PCDD／Fs的洗脱液，将洗脱液旋转蒸发浓缩，用高纯氮气吹干后，加入回收率内标，密封待测。
2.2 仪器分析
采用同位素稀释、高分辨气相色谱(Agilent 6890N，美国)和高分辨质谱(Autospec，Micromass，英国)联用技术测定样品中的PCDD／Fs。GC部分操作条件：石英毛细管气相色谱柱：Rtx-2330(Restec公司)，60m×0.25mm(id)×0.1μm，柱温程序：90℃（1.5min），25℃/min到180℃，3℃/min到260℃（25min）；He气为载气，进样口温度280℃，传输线温度260℃，不分流进样1μL。MS部分操作条件：EI源，离子化电压为37eV，离子化电流为650μA，加速电压为8000V，离子源温度为250℃，选择离子检测（SIM），检测电压为350V，质谱分辨率为R=10000。
3 结果与讨论
5台机械炉排焚烧炉烟道气排放PCDD/Fs毒性当量的浓度在0.056~0.530 ng TEQ/Nm3之间，均值和残差为0.326±0.187ng TEQ/Nm3。5台流化床焚烧炉烟道气排放PCDD/Fs毒性当量的浓度在0.038~0.329 ng TEQ/Nm3之间，均值和残差为0.185±0.131ng TEQ/Nm3。2378取代PCDD/Fs的分布如图1。机械炉排焚烧炉烟道气排放2378取代PCDD/Fs均表现为1234678-HpCDD、OCDD和1234678-HpCDF贡献较大，在2378取代PCDD/Fs总量中占44.01~60.48%。所研究的3台流化床焚烧炉烟道气排放2378取代PCDD/Fs表现出与炉排炉相同的趋势，1234678-HpCDD、OCDD和1234678-HpCDF的贡献占59.73~65.01%，其余两台流化床焚烧炉表现为2378-TCDF、12378-PeCDF和23478-PeCDF较高，占2378取代PCDD/Fs总量的47.80~69.42%，其原因可能与焚烧温度和氧含量有关（Pekarek等Chemosphere，2001，Addink等Chemosphere，1991）。
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图1. 机械炉排和流化床焚烧炉2378取代PCDD/Fs的排放分布与特征
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