城市固体废物中邻苯二甲酸酯的污染特性研究

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邻苯二甲酸酯(Phthalic Acid Ester,PAEs)是一类典型的环境激素类物质,能够影响人和其他动物的内分泌系统,导致生殖、发育和行为异常。PAEs广泛应用于日用化学品的生产中。随着这些合成产品的使用和处理处置,大量PAEs从这些固体基质中迁移至环境。作为这些日用化学品的最终归属,固体废物成为PAEs的重要二次污染源头。现有研究主要着眼于食品包装在使用中的PAEs渗出和生活垃圾填埋场渗滤液中PAEs的存在与转化。但是对PAEs在固体废物中的含量水平与分布状况、PAEs由固相向渗滤液迁移的特点,以及固体废物包含或生成的溶解性有机物对PAEs迁移的作用等尚不清楚。 本文以实验研究为手段,从固体废物基质、向渗滤(沥)液的迁移,所受到的溶解性有机物的影响3个方面对PAEs在城市固体废物及其相关体系中存在与分布的污染特性进行了分析和讨论。 1)生活垃圾是城市固体废物的重要组成部分,也是富含PAEs日用化学品的主要汇集地。通过对生活垃圾9种物理组成中6种优先控制PAEs含量和分布的考察,发现邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)在生活垃圾各物理组成中出现的频率和平均浓度最高,在被测样品中的浓度范围分别为ND-296μg/g和ND-115μg/g。邻苯二甲酸二甲酯(DMP)和邻苯二甲酸二乙酯(DEP)浓度次之,邻苯二甲酸丁基苄基酯(BBP)和邻苯二甲酸二辛酯(DOP)最少。它们在垃圾各物理组成中的分布既无特定比例,也无优势物理组成存在。就垃圾物理组成(湿基)而言,塑料是DEHP的主要贡献者(4.8-96.9 μg/g);而布类和纸类中的DBP和DEHP含量均较高;厨余、果类和竹木中含有多种PAEs。 2)在日用塑料包装袋样品中,97.22%含有DBP和DEHP;36.11%含有2种或2种以上PAEs。统计分析表明,塑料包装袋的来源、色彩与其PAEs总含量(∑PAEs)具有较高的关联性,菜市场塑料包装袋可能产生的PAEs污染明显高于其它各类塑料包装袋。彩色塑料包装袋中∑PAEs高于非彩色塑料包装袋。 3)道路清扫落叶的叶片组织和表面附着物中均含有DBP和DHEP,主要以气相形式存在于大气中的DBP易于为叶片组织所吸收;叶片表面附着物中DEHP的含量高于DBP;并且它们的含量受到机动车交通的影响。 4)在城市生活垃圾收运和处理过程多个环节采集渗滤液样品进行检测,发现垃圾处理前期渗沥液的TOC、COD、BOD<,5>等常规指标总体上都呈逐渐升高的趋势;而进入填埋处置后,上述指标均降至最低。生活垃圾中的PAEs向渗滤(沥)液迁移的过程与上述常规指标所描述的宏量有机物一致;渗滤(沥)液所含有的溶质对PAEs的迁移有所影响;除填埋场渗滤液外,DBP和DEHP在渗沥液中的浓度随着垃圾处理过程的进行都呈不断增大的趋势;填埋场渗滤液中,DBP和DEHP浓度均较短期处理过程降低,且DEHP的降低程度明显低于DBP。 5)通过组分分离的手段,将渗滤液分离为HA,FA和HyI 3个组分,分别考察PAEs在这3个组分中的含量和各组分的性质,探讨PAEs与渗滤液中DOM。的界面关系。研究结果显示,PAEs倾向于吸附在各渗滤液的HA组分上,无关渗滤液是否回灌和填埋场填龄;DOM的芳构化程度与PAEs在其组分中的分布无关;考虑到PAEs和DOM的分子结构,氢键可能是PAEs与渗滤液DOM组分界面关系的主要机理;根据三维荧光光谱(EEM),PAEs在HyI组分上有一定分布,可能与HyI组分与腐殖质物质在分子结构上具有一定相似性有关。 6)通过微滤膜过滤的方法,将污泥分为溶解性和非溶解的固相残留物部分,考察污泥中所含有的PAEs在溶解性和非溶解性部分的分配比例。研究发现,污泥中所含有的DBP和DEHP大部分保留在污泥的固相残留物中;对于含有较多可溶解的疏水性腐殖质物质的污泥样品,DBP和DEHP在溶解性部分分布的比例高于含有较多亲水性类蛋白质物质的污泥样品;DBP和DEHP在污泥溶解性部分和非溶解性部分的分配只与污泥溶解性部分的SUVA<,254>相关,说明PAEs与污泥溶解性部分的界面关系可能与兀电子作用有关。
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