生活垃圾填埋过程中溴代阻燃剂的污染释放特征研究

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溴代阻燃剂(BFRs)被广泛应用于日常生活的各种材料中,对人体、生物体和环境均具有潜在危害,我国作为一个主要以填埋为无害化处置方式的国家,使得许多含BFRs的废弃物最终会随着生活垃圾一起进行填埋处置。BFRs的污染会长期存在于填埋场渗滤液中,而目前关于填埋过程中BFRs污染情况的研究较少,因此探讨填埋场渗滤液中BFRs的释放特征具有实际指导意义。本研究选择含多溴联苯醚(PBDEs)和六溴环十二烷(HBCD)等新增列POPs废物为对象,利用气相色谱质谱仪和三重四级杆液质联用仪等仪器进行检测,调查了填埋场渗滤液中两种物质的污染现状并分析了污染物的分布与渗滤液理化特性的关系,进而探索了典型含PBDEs和HBCD废物在渗滤液中的浸出特征,同时通过建立典型模拟填埋装置明确两种物质的释放规律。研究结果表明:(1)在全国不同地区的填埋场中,老龄填埋场渗滤液中的常规指标、重金属含量和BFRs浓度普遍高于年轻龄填埋场。填埋场渗滤液中PBDEs浓度范围为68.03~343.55 pg/m L,其中BDE209是主要的特征单体,HBCD浓度范围为68.52~123.55 pg/m L,主要同分异构体为?-HBCD,且PBDEs和HBCD含量与渗滤液理化特性具有较显著相关性。(2)在120 d的浸出实验中,废物样品中PBDEs和HBCD浸出量均随时间显著增长,其中PBDEs浸出量随时间呈线性增长,不同废物中PBDEs浸出量范围为14963pg/m L~69648 pg/m L,挤塑聚苯乙烯泡沫塑料(XPS)和模塑聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)中HBCD浸出量分别为10987.91 pg/m L和6091.59 pg/m L,其中BDE209为PBDEs中的主要同系物,HBCD的三种同分异构体浸出量相差不大。在不同影响因素的浸出试验中,温度和表面活性剂浓度对废物样品中PBDEs和HBCD的浸出影响均较为显著。(3)模拟填埋的结果表明,PBDEs在厌氧和准好氧填埋中释放量随时间均逐渐升高,其中准好氧填埋在液相中的PBDEs释放量高于厌氧填埋,且释放速率更快,而气相中厌氧填埋的PBDEs释放量更高;厌氧和准好氧填埋中HBCD释放量呈线性增长,其中厌氧填埋中HBCD的释放量约为准好氧填埋的四倍,而在两种填埋方式的气相中几乎未检出HBCD。研究显示,生活垃圾填埋过程中BFRs的污染释放较为严重,应对其加强管控。同时,本研究成果对于探索POPs废物中污染物环境化学行为具有一定的科学意义,同时将为垃圾填埋过程中BFRs的风险管理和我国危险废物鉴别体系提供理论依据。
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