苯为前驱物形成二恶英的反应机理
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问题:废旧塑料焚烧过程、防控措施不到位,易产生二噁英有毒物质。
简述二噁英产生原因、防控措施。
是什么:二噁英通常指具有相似结构和理化特性的一组多氯取代的平面芳烃类化合物,属氯代含氧三环芳烃类化合物,包括75种多氯代二苯并一对一二噁英和135种多氯代二苯并呋哺,缩写为PCDD/Fs。
来源:目前,由于木材防腐和防止血吸虫使用氯酚类造成的蒸发、焚烧工业的排放、落叶剂的使用、杀虫剂的制备、纸张的漂白和汽车尾气的排放等是环境中二噁英的主要来源。
一、焚烧炉中二恶英废气的产生原因垃圾焚烧炉中二恶英有两种成因:一是二恶英类物质混入垃圾,二是焚烧炉在燃烧垃圾过程中产生二恶英,其机理相当复杂。
有关研究认为,焚烧垃圾时,二恶英的形成机理如下:1.1高温合成即高温气相生成PCDD。
在垃圾进入焚烧炉内初期干燥阶段,除水分外含碳氢成份的低沸点有机物挥发后与空气中的氧反应生成水和二氧化碳,形成暂时缺氧状况,使部分有机物同氯化氢(HC1)反应,生成PCDD。
1.2从头合成在低温(250℃~350℃)条件下大分子碳(残碳)与飞灰基质中的有机或无机氯生成PCDD。
残碳氧化时,有65%~75%转变为一氧化碳,约1%转变为氯苯再转变为PCDD,飞灰中碳的气化率越高,PCDD的生成量也越大。
1.3前驱物合成不完全燃烧及飞灰表面的不均匀催化反应可形成多种有机气相前驱物,如多氯苯酚和二苯醚,再由这些前驱物生成PCDD。
因不完全燃烧产生的剩余部分前驱物及未燃烬的环烃物质在烟气所含金属(尤其是Cu)的催化作用下与氯化物和02 反应,生成二恶英类物质,反应温度在300℃左右。
如果采用静电除尘,当烟气在流过静电除尘器时,由于静电干燥器含有较多的Cu、Ni、Fe等金属微粒,且烟气入口温度为300℃左右,因而很容易生成二恶英类物质,所以近年来优先采用袋式除尘器。
二恶英在焚烧炉中产生,致于哪一种机理起主导作用则取决于炉型、工作状态和燃烧条件。
二、焚烧炉中二恶英废气的控制方法二恶英类物质是在垃圾焚烧过程中产生的,不可能仅用单一的洗气、除尘、净化装置就可以除去,必须在焚烧固体废物时进行全过程控制。
二恶英的物性、来源、机理及解决方法目录1. 二恶英的物性、来源、机理及解决方法 (3)1.1二恶英物性分析 (3)名称 (3)结构 (3)物性 (3)1.2二恶英的污染源 (4)1.3二恶英的生成机理及影响因素 (4)1.3.1二恶英的“de novo反”应机理及模型 (5)1.3.2二恶英的低温前驱物催化反应机理(200~ 500℃) (5)1.3.3二恶英的高温气相反应机理(500~ 800℃) (7)1.3.4影响二恶英生成的因素 (8)1.3 PCDD /Fs 控制措施 (9)1.二恶英的物性、来源、机理及解决方法1.1 二恶英物性分析名称二恶英是多氯二苯并对二恶英PCDDs 及多氯二苯并呋喃PCDFs这两类化合物的统称。
狭义的二恶英是指2,3,7,8-四氯二苯并对二恶英( TCDD ),因其在二恶英类物质中毒性最强,所以有时国内学术界所指的二恶英特指该物质。
结构二恶英为含有 2 个或1 个氧键连结2 个苯环的含氯有机化合物。
由2 个氧原子联结 2 个被氯原子取代的苯环为 PCDDs;由 1 个氧原子联结 2 个被氯原子取代的苯环为 PCDFs。
每个苯环上都可以取代 1~4 个氯原子,形成众多的异构体,其中 PCDDs 有 75 种异构体, PCDFs 有 135 种异构体。
其分子结构如下图所示:物性1、分子量 321.96。
2、白色结晶体。
3、熔点为 302~ 305℃, 705℃开始分解,800℃时 21s 完全分解。
4、极难溶于水,可溶于大部分有机溶剂,有极强脂溶性。
常温下在水中的溶解度为 7.2× 10-6 mg/ L ,在二氯苯的溶解度为1400mg/ L。
5、性质稳定。
土壤中的半衰期为12a,气态二恶英在空气中光化学分解的半衰期为 8.3d,体内的半衰期估计为7 至 11 年。
1.2 二恶英的污染源20 世纪 90 年代初世界范围大气中二恶英的来源(kg TEQ /a)Sources ofPCDD /Fs in air in the world来源排放量波动范围城市废弃物焚烧1130680~1158粘合剂及危险废弃物焚烧680~400 900金属生产350210~490粘合剂 (非燃危险品 )320190~450医院废弃物焚烧8449~ 119铜再生循环利用7847~ 109含铅汽油燃烧116~16不含铅汽油燃烧10.6~1.4合计30002400~36001.3 二恶英的生成机理及影响因素目前几种被接受的PCDD /Fs 生成机理主要有 :1、从头合成 (De nove)反应机理2、前驱物合成机理3、高温气相反应机理4、直接释放机理从头合成反应机理被广大学者认为是PCDD /Fs 的主要生成途径,其次为前驱物合成机理,而直接释放则是最为次要的生成途径。
二噁英的产生原理和控制方案二噁英(Dioxins)是一类有机化合物,由一些特定的化学反应产生,其结构中含有两个苯环并连接一个二氧杂环。
二噁英具有极强的毒性,对人类和环境都造成严重的危害。
因此,了解二噁英的产生原理并采取相应的控制方案是至关重要的。
二噁英的产生原理主要分为两个方面:燃烧过程和化学反应。
燃烧过程是二噁英产生的重要途径之一。
在焚烧废物、燃煤和焦化等过程中,如果温度不够高或氧气供应不足,废物中的有机物会发生不完全燃烧,生成二噁英。
尤其是在含氯有机物存在的情况下,氯原子会与氧气和碳氢化合物发生反应,生成二噁英。
化学反应也是二噁英形成的重要途径。
例如,某些化学工业过程中产生的废物,如某些农药、杀虫剂和某些有机溶剂,经过一系列复杂的化学反应,最终会生成二噁英。
此外,还有一些特殊情况,如电容器的制造和焚烧、废物处理和回收等过程中,也会产生二噁英。
针对二噁英的控制方案主要包括以下几个方面:从源头上控制二噁英的排放是最有效的方法之一。
对于工业生产过程中产生的废物,应采取合理的处理方式,减少二噁英的生成。
例如,在焚烧废物时,应确保燃烧温度足够高,氧气供应充足,以确保废物充分燃烧,减少二噁英的产生。
此外,还可以采用先进的废物处理技术,如高温氧化、催化燃烧和化学吸附等方法,有效降低二噁英的排放。
对于已经产生的二噁英,应采取有效的治理措施。
例如,在工业废水处理过程中,可以采用生物降解、化学氧化和吸附等方法,去除废水中的二噁英。
此外,在土壤和空气污染治理中,也可以利用吸附、化学还原和生物降解等方法,减少二噁英的迁移和转化,降低对环境的影响。
加强监测和管理也是控制二噁英的重要手段。
通过建立完善的监测体系,及时发现和控制二噁英的排放源,制定相应的管理措施,可以有效减少二噁英的产生和排放。
此外,还可以加强对工业企业的监管,推动其加强环境管理,减少二噁英的排放。
公众的环保意识和参与也是控制二噁英的重要因素。
通过加强环境教育,提高公众的环保意识,鼓励公众参与环境保护活动,可以形成良好的环境保护氛围,促进二噁英的控制和治理。
二恶英的物性、来源、机理及解决方法目录1. 二恶英的物性、来源、机理及解决方法 ......... 错误!未定义书签。
二恶英物性分析 ..................................... 错误!未定义书签。
名称 .............................................. 错误!未定义书签。
结构 .............................................. 错误!未定义书签。
物性 .............................................. 错误!未定义书签。
二恶英的污染源 ..................................... 错误!未定义书签。
二恶英的生成机理及影响因素............... 错误!未定义书签。
二恶英的“de novo”反应机理及模型错误!未定义书签。
二恶英的低温前驱物催化反应机理(200~500℃)错误!未定义书签。
二恶英的高温气相反应机理(500~800℃)错误!未定义书签。
影响二恶英生成的因素................ 错误!未定义书签。
PCDD /Fs控制措施 ................................. 错误!未定义书签。
1. 二恶英的物性、来源、机理及解决方法二恶英物性分析名称二恶英是多氯二苯并对二恶英PCDDs及多氯二苯并呋喃PCDFs这两类化合物的统称。
狭义的二恶英是指2,3,7,8-四氯二苯并对二恶英(TCDD),因其在二恶英类物质中毒性最强,所以有时国内学术界所指的二恶英特指该物质。
结构二恶英为含有2个或1个氧键连结2个苯环的含氯有机化合物。
由2个氧原子联结2个被氯原子取代的苯环为PCDDs;由1个氧原子联结2个被氯原子取代的苯环为PCDFs。
每个苯环上都可以取代1~4个氯原子,形成众多的异构体,其中PCDDs有75种异构体,PCDFs有135种异构体。
二噁英的产生原理和控制方案一、引言二噁英(Dioxins)是一类有机化合物,由苯并二恶英(polychlorinated dibenzo-p-dioxins, PCDDs)和多氯联苯(polychlorinated biphenyls, PCBs)两个家族组成。
它们具有高度毒性和持久性,对人类健康和环境造成严重危害。
因此,了解二噁英的产生原理以及控制方案对于保护环境和人类健康至关重要。
本文将详细解释二噁英的产生原理,并介绍一些常用的控制方案,包括源头控制、处理技术和监测方法等。
二、二噁英的产生原理1. 燃烧过程中的形成最常见的二噁英形成途径是燃烧过程中的生成。
当含氯有机物与氢氧化物存在时,高温下会发生氯化反应,并形成多个卤素化合物。
这些卤素化合物在进一步反应中生成更稳定且具有高毒性的二噁英。
2. 工业过程中的排放工业过程中也是二噁英产生的重要途径。
许多工业活动,如焚烧、冶炼、制药和化学合成等,使用了含氯有机物作为原料或催化剂。
这些过程中的燃烧、氧化和还原反应会导致二噁英的生成。
3. 自然环境中的形成除了人为活动,二噁英也可以在自然环境中形成。
例如,森林火灾和火山喷发会释放大量有机物和氯化物,从而促进二噁英的生成。
此外,微生物的代谢活动也可能导致二噁英的产生。
三、二噁英的控制方案1. 源头控制源头控制是预防和减少二噁英产生的最有效方法之一。
它包括以下几个方面:•替代有机物:使用不含氯或含氯较少的替代品可以降低二噁英生成的潜力。
•确保完全燃烧:在工业过程中,确保完全燃烧可以减少未完全反应产物中含有未被转化为无害物质的有机氯。
•控制温度和氧化性:控制燃烧过程中的温度和氧化性可以减少二噁英的生成。
•垃圾分类和处理:合理分类和处理垃圾可以减少焚烧过程中有机氯的释放。
2. 处理技术对于已经产生的二噁英,采用适当的处理技术是必要的。
以下是一些常用的处理技术:•活性炭吸附:活性炭可以有效吸附二噁英,将其从废气或废水中去除。
二恶英的物性、来源、机理及解决方法目录1. 二恶英的物性、来源、机理及解决方法 (3)1.1 二恶英物性分析 (3)名称 (3)结构 (3)物性 (3)1.2 二恶英的污染源 (4)1.3 二恶英的生成机理及影响因素 (4)1.3.1二恶英的“de novo”反应机理及模型 (5)1.3.2二恶英的低温前驱物催化反应机理(200~500℃) (5)1.3.3二恶英的高温气相反应机理(500~800℃) (7)1.3.4影响二恶英生成的因素 (8)1.3 PCDD /Fs控制措施 (9)1. 二恶英的物性、来源、机理及解决方法1.1 二恶英物性分析名称二恶英是多氯二苯并对二恶英PCDDs及多氯二苯并呋喃PCDFs这两类化合物的统称。
狭义的二恶英是指2,3,7,8-四氯二苯并对二恶英(TCDD),因其在二恶英类物质中毒性最强,所以有时国内学术界所指的二恶英特指该物质。
结构二恶英为含有2个或1个氧键连结2个苯环的含氯有机化合物。
由2个氧原子联结2个被氯原子取代的苯环为PCDDs;由1个氧原子联结2个被氯原子取代的苯环为PCDFs。
每个苯环上都可以取代1~4个氯原子,形成众多的异构体,其中PCDDs有75种异构体,PCDFs有135种异构体。
其分子结构如下图所示:物性1、分子量321.96。
2、白色结晶体。
3、熔点为302~305℃,705℃开始分解,800℃时21s完全分解。
4、极难溶于水,可溶于大部分有机溶剂,有极强脂溶性。
常温下在水中的溶解度为7.2×10-6 mg/ L,在二氯苯的溶解度为1400mg/ L。
5、性质稳定。
土壤中的半衰期为12a,气态二恶英在空气中光化学分解的半衰期为8.3d,体内的半衰期估计为7至11年。
1.2 二恶英的污染源20世纪90年代初世界范围大气中二恶英的来源(kg TEQ /a)Sources ofPCDD /Fs in air in the world1.3 二恶英的生成机理及影响因素目前几种被接受的PCDD /Fs生成机理主要有:1、从头合成(De nove)反应机理2、前驱物合成机理3、高温气相反应机理4、直接释放机理从头合成反应机理被广大学者认为是PCDD /Fs的主要生成途径,其次为前驱物合成机理,而直接释放则是最为次要的生成途径。
二恶英生成机理二恶英生成机理:1、直接释放机理:燃烧含有微量二恶英的固体废物,在未充分完全燃烧的条件下,其排出的烟气中必然含有残余的二噁英。
2、重新合成:反应载体为大分子的碳结构,包括:活性炭,碳,焦炭,残留碳,飞灰等,这些反应载体在催化剂(主要为铜族化合物)作用下反应,生成二噁英。
①大分子的碳结构的边缘,以并列方式进行氯化反应,产生领位氯化基的碳结构。
②氧化破坏碳结构,进行重组生成二噁英。
③在活性炭表面进行氧化降解(氧化铜为主要催化剂),产生芳香族氯化物(二噁英的中间产物)3、前驱物的异相催化反应机理,发生在灰飞表面的异相催化反应,反应物质为有机小分子。
①主要碳结构的降解作用,形成小分子物质,然后反应产生二噁英。
②凝结两个前驱物形成中间产物,再进行分子间的环化作用,形成二噁英。
影响二噁英生成的因素:①碳源:不论是在重新合成反应中,还是在前驱物异相催化反应中,都需要提供一定数量的碳源。
②氯源:二噁英在形成过程中需要含氯物质提供一定数量的氯原子。
③温度:温度是影响二噁英形成的重要因素之一。
④催化剂:在重新合成反应和前驱物异相催化反应中,即使有足够的碳源和氮源且有适宜的反应温度。
如果没有催化剂的存在,也不会有太多二噁英的生成。
⑤氧:实验观察到在缺氧条件下,二噁英的生成浓度开始下降。
在重新合成反应中氧的存在是必须的,固体废物焚烧过程中,随氧浓度的升高,二噁英生成浓度一般也随之升高。
⑥水:固体废物中所以含的水份在二噁英生成过程中具有一定作用。
(1)作为附加氧源,氢原子的存在降低了二噁英的氧化程度。
(2)提供氢氧自由基。
⑦反应时间:大量实验表明,在适宜温度下,经过5—30min,二噁英的生成率急剧增大,并在2~4h完成。
防治措施1.控制燃烧温度:二噁英的最佳生成温度为300,但在400以上时。
仍然有二噁英生成的可能,当温度达到900~1000时,二噁英将无法生成,因此维持燃烧温度高于1000是防止生成的首要条件。
垃圾焚烧系统中二恶英类形成机理及影响因素作者:金宜英田洪海聂永丰摘要:垃圾焚烧是城市中二恶英类污染的主要来源之一,因此如何控制焚烧二恶英类的形成和排放是目前研究的热点。
本文探讨了垃圾焚烧过程中二恶英类的三种形成途径:原始垃圾中存在二恶英类、从头合成、前体物形成。
并且进一步分析了二恶英类形成的影响因素(包括反应物、反应表面、催化剂、温度、烟气环境、氯源、水分),从而为二恶英类的形成和排放控制提供理论基础和依据。
关键词:二恶英类;机理;影响因素城市生活垃圾焚烧处理已有一定的历史,在经济发达国家获得广泛应用。
在日本、瑞士、丹麦以及荷兰有50%-80%的垃圾进行焚烧处理。
但是自1977年首次在垃圾焚烧炉的排气和飞灰中发现二恶英类后,焚烧排放的二恶英类污染越来越受到人们的重视。
国外特别是工业化国家已经对垃圾焚烧处理设施的二嗯英类排放和控制进行了较为系统地研究,不少国家已经制定了相关法律或标准。
1999年发生的比利时二恶英类污染鸡事件,使得国内有关部门开始关注环境二嗯英类的排放和污染问题,在2000年颁布的《生活垃圾焚烧污染控制标准》中规定了二恶英类的排放标准。
但是到目前为止,还没建立详细的控制技术标准。
本文将针对焚烧系统中二恶英类形成的机理及影响因素,做系统的研究,以实现针对我国垃圾的特性,进行形成机理和影响因素的研究。
1形成机理虽然垃圾焚烧过程中二恶英类的形成机理相当复杂,到目前为止尚未完全了解二恶英类在垃圾焚烧过程中形成的详细化学反应,但学术界比较认同二恶英类是在焚烧炉低温区域烟气和飞灰的环境中,通过一些多相反应产生的说法。
普遍认为垃圾焚烧时排放的二恶英类来源于三条途径:原始存在、从头合成和前体物形成。
1.1原始存在垃圾中存在二恶英类。
它们或者在燃烧过程中未经历任何变化,或者经过了不完全的分解破坏后,继续在固体残渣和烟气中存在。
1.2从头合成二恶英类的从头合成过程是在低温(250~350℃)条件下大分子碳(残碳)与氧、氯、氢,通过基元反应,在催化作用下形成二恶英类。
1. 从头合成机理
其中PCDD/PCDF 是由与最终产物(PCDD/PCDF)基本上不具相似性的非抽出型碳(C)所生成的;当碳、氧、氢和氯处于200 °C ~ 650 °C 的温度区间的燃烧过程中会生成痕量的PCDD/PCDFs。
2. 前驱物合成机理
与热过程一样,碳、氢、氧和氯也是需要的。
在化工过程中,如果下面一个或多个条件成立时,PCDD 和PCDF 容易生成:
•温度升高(>150 °C);
•碱性条件(尤其是净化阶段);
•金属催化;
•紫外(UV)光照或存在能产生自由基的物质。
在含氯化学品生产中,下列工艺被认为是PCDD 和PCDF 的源,从上到下按生成PCDD/PCDF 的可能性从高到低顺序排列。
制造过程:
●氯酚类及它们的衍生物;
●氯代芳烃类及它们的衍生物;
●氯代脂肪族类化合物;
●氯代催化剂和无机化合物。
废弃物焚烧
生活垃圾焚烧、危险废物焚烧、医疗废物焚烧、污泥焚烧、一般工业固废焚烧、动物尸体焚烧。
制浆造纸
——焚烧木质素和锅炉蒸煮黑液
——含氯漂白过程
——木材原料含有五氯苯酚的防腐剂
水泥生产
——通常使用的燃料有煤炭、油、气或者石油焦、废油、废溶剂、动物骨粉、部分工业废弃物,某些时候也会使用一些危险废弃物。
大多数这些替代燃料都将在窑头(热端)的燃烧器处进行焚烧。
铁矿石烧结
炼钢生产
焦炭生产
铸铁生产
镀锌钢生产
再生有色金属生产
镁生产
黄铜和青铜生产
2,4-滴类产品生产
三氯苯酚生产四氯苯醌生产氯苯生产
聚氯乙烯生产遗体火化。
苯为前驱物形成二噁英的反应机理苯为前驱物形成二噁英的反应机理「篇一」1.二恶英的产生途径2.在焚烧过程和化学反应中二恶英是由苯环与氧、氯等组成的芳香族化合物,其中毒性最强的为2、3、7、8四氯联苯(2、3、7、8TCDD)。
二恶英在自然界中不存在, 完全由人为污染造成。
其来源包括:(1)苯酚类的除草剂的生产过程和燃烧过程及对用这种除草剂喷洒过的植物的燃烧过程;(2)造纸厂在纸浆的氯气漂白过程中漂白废液;(3)焚烧含有石油产品、含氯塑料(聚氯乙烯)、无氯塑料(聚苯乙烯)、纤维素、木质素、煤炭等垃圾物;(4)含铅汽油的使用;(5)烟草的燃烧;(6)在农药生产和氯气生产过程中以副产品或杂质形式产生二恶英;(7)灭螺用的五氯酚钠含有痕量二恶英。
通过近几年的研究发现,城市垃圾的不完全燃烧是城市二恶英的主要来源。
2.二恶英的形成机理城市垃圾焚烧炉中二恶英有两种成因:一是二恶英类物质混入垃圾,二是焚烧炉在燃烧垃圾过程中产生二恶英,其机理相当复杂。
有关研究认为,焚烧垃圾时,二恶英的形成机理如下:2.1.高温合成:即高温气相生成PCDD。
在垃圾进入焚烧炉内初期干燥阶段,除水分外含碳氢成分的低沸点有机物挥发后与空气中的氧反应生成水和二氧化碳,形成暂时缺氧状况,使部分有机物同氯化氢(HCl)反应,生成PCDD。
焚烧技术标准中是根据一氧化碳浓度判断供氧不足状况的。
2.2.从头合成:在低温(250~350℃)条件下大分子碳(残碳)与飞灰基质中的有机或无机氯生成PCDD。
残碳氧化时,有65%~75%转变为一氧化碳,约1%转为氯苯转变为PCDD,飞灰中碳的气化率越高,PCDD的生成量也越大。
2.3.前驱物合成:不完全燃烧及飞灰表面的不均匀催化反应可形成多种有机气相前驱物,如多氯苯酚和二苯醚,再由这些前驱物生成PCDD。
高温燃烧产生含铝硅酸盐的原始飞灰中含有不挥发过渡金属和残碳。
飞灰颗粒形成了大的吸附表面。
飞灰颗粒在出炉膛冷却的同时,颗粒表面上的不完全燃烧产物之间,不完全燃烧产物与其它前驱物之间发生多种表面反应,另一方面与不挥发金属及其盐发生多种缩合反应,生成表面活性氯化物,再经过多种复杂的有机反应生成吸附在飞灰颗粒表面上的PCDD。
焚烧垃圾温度为750℃且氧过剩时最易生成不完全燃烧物。
具体哪一种机理起主导作用取决于炉型、工作状态和燃烧条件。
生成PCDD的前提可以概括为:存在有机或无机氯,存在氧,存在过渡金属阳离子作为催化剂。
发生1952年伦敦烟雾事件的直接原因是燃煤产生的二氧化硫和粉尘污染,间接原因是开始于12月4日的逆温层所造成的大气污染物蓄积。
燃煤产生的粉尘表面会大量吸附水,成为形成烟雾的凝聚核,这样便形成了浓雾。
另外燃煤粉尘中含有三氧化二铁成分,可以催化另一种来自燃煤的污染物二氧化硫氧化生成三氧化硫,进而与吸附在粉尘表面的水化合生成硫酸雾滴。
这些硫酸雾滴吸入呼吸系统后会产生强烈的刺激作用,使体弱者发病甚至死亡。
这次的烟雾事件发生的主要原因,是由于小镇上的工厂排放的含有二氧化硫等有毒有害物质的气体及金属微粒在气候反常的情况下聚集在山谷中积存不散,这些毒害物质附着在悬浮颗粒物上,严重污染了大气。
人们在短时间内大量吸入这些有毒害的气体,引起各种症状,以致暴病成灾。
多诺拉烟雾事件和1930年12月的比利时马斯河谷烟雾事件,及多次发生的伦敦烟雾事件、1959年墨西哥的波萨里卡事件一样,都是由于工业排放烟雾造成的大气污染公害事件。
大气中的污染物主要来自煤、石油等燃料的燃烧,以及汽车等交通工具在行驶中排放的有害物质。
全世界每年排入大气的有害气体总量为5.6亿吨,其中一氧化碳(CO)2.7亿吨,二氧化碳(CO2)1.46亿吨,碳氢化合物(CH)O.88亿吨,二氧化氮(NO2)0.53亿吨。
美国每年因大气污染死亡人数达5.3万多人,其中仅纽约市就有1万多人。
大气污染能引起各种呼吸系统疾病,由于城市燃煤煤烟的排放,城市居民肺部煤粉尘沉积程度比农村居民严重得多。
工业发达的洛杉矶城在40年代就拥有250万辆汽车,每天大约消耗1100吨石油,排出1000多吨碳氢化合物、300多吨氮氧化合物、700多吨一氧化碳。
碳氢化合物和氮氧化合物在强烈阳光下,会与活泼的氧化物如原子氧、臭氧、氢氧基等自由基发生作用,产生一系列复杂的光化学链式反应,生成醛、酮、烷、烯和中间产物——自由基。
自由基进一步促进NO向NO2转化,生成臭氧、醛类和过氧乙酰硝酸酯等多种重要的二次污染物化合物。
这些化合物同水蒸气在一起,在适当的条件下便形成了带刺激性的浅蓝色烟雾。
烟雾生成后的活动性极强,可以随风、云和降水在任何一片空间安家。
温室效应(英文:Greenhouse effect),又称“花房效应”,是大气保温效应的俗称。
大气能使太阳短波辐射到达地面,但地表向外放出的长波热辐射线却被大气吸收,这样就使地表与低层大气温度增高,因其作用类似于栽培农作物的温室,故名温室效应。
自工业革命以来,人类向大气中排入的二氧化碳等吸热性强的温室气体逐年增加,大气的温室效应也随之增强,已引起全球气候变暖等一系列严重问题,引起了全世界各国的关注。
水汽(H2O)、二氧化碳(CO2)、氧化亚氮(N2O)、甲烷(CH4)和臭氧(O3)是地球大气中主要的温室气体温室气体包括二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、氢氟碳化物、全氟碳化物、六氟化硫等。
燃烧化石燃料、农业和畜牧业、垃圾处理等等都会向大气中排放温室气体。
苯为前驱物形成二噁英的反应机理「篇二」二恶英是一类工业生产中无意产生的持久性有机污染物(POPs),具有高毒性、难降解和生物富集的特征,可通过空气、水、迁徙物种及产品远距离传输并沉积,并在生态系统中长期累积。
相关研究表明,二恶英是世界上毒性最强的物质之一,即使暴露在非常低剂量的二恶英中也有可能引发癌症、损害神经系统、引发免疫系统疾病、生殖紊乱以及干扰婴幼儿的正常发育,直接威胁人类生存繁衍和可持续发展。
包括二恶英在内的持久性有机污染物被联合国环境规划署(UNEP)视为“世界面临的最大挑战之一”。
由于POPs类物质对人体健康和生物体的巨大毒性和危害,国际社会于20xx年签署了《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》,旨在减少、消除和预防POPs污染,保护人类健康和环境。
中国作为公约的首批缔约国,于20xx年启动“中华人民共和国履行《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》国家实施计划(NIP)”,开始履行对各类POPs削减的承诺和义务。
在《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》中把首批受控的12种POPs物质分为了3大类:第一、第二类为故意生产的含氯杀虫剂;第三类为包括二恶英在内的非故意产生的持久性有机污染物(UPOPs)。
UPOPs由于其产生的伴生性,并且涉及国民经济中的众多行业,是减排POPs类物质的难点,也是NIP中主要控制的POPs类物质。
制浆造纸被认为是化学品和消耗性产品中最大的UPOPs排放源。
随着我国加入《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》,POPs减排和控制成为我国环境保护目标的重要内容,对于造纸行业的二恶英减排不仅是国际履约的重要保障,也是实现行业优化、转型、提高的重要机遇。
通过应用和推广国际行业内先进的最佳可行技术与最佳环境实践,可大幅提高整个行业生产的环境友好程度和可持续发展能力。
我国造纸行业二恶英减排的困境行业整体环境保护能力欠缺现代造纸工业是一个对技术装备要求很高的行业,装备水平的高低直接决定了制浆造纸的技术工艺的选择以及产出效率和污染排放水平。
改革开放以来,中国造纸工业的技术与装备水平有了很大的提高,部分大型造纸企业已经拥有了世界上领先的技术与装备。
但是中小企业的状况就不容乐观,尤其是年产量在3万吨以下的生产线,其工业装备水平甚至远远低于20世纪六七十年代国际平均水平。
由于中小型造纸企业占了中国造纸行业的主要份额,中国造纸行业的整体技术装备水平与国际先进水平仍然存在很大的差距。
技术装备和工艺水平的落后,导致行业整体污染排放问题十分严重,20xx年造纸及纸制品工业产生的废水量和COD分别占工业排放的18.78%和33%,在国家统计的41个工业行业中,高居第1位。
我国大多数造纸企业的环境污染治理能力、环境管理水平和资金投入水平应对常规污染控制尚存在较大困难,对于二恶英减排更是力有不逮。
科技支撑薄弱二恶英是一种微量污染物,由于其异构体多、检出限极低,其减排需要较高的科技支撑能力。
我国从事二恶英及其减排研究开展较晚,技术力量较为薄弱,目前长期从事二恶英研究并具有检测能力仅清华大学、中国科学院生态环境研究中心等为数不多的几家研究机构。
而且,针对我国造纸行业不同工艺条件、不同造纸原料的二恶英排放特征和控制技术所做的原创性研究还存在空白。
减排的政策约束不强随着NIP的启动,二恶英减排已经成为了中国环境目标的重要内容,并且环保部也出台了《全国主要行业持久性有机污染物防治“十二五”规划》,但是针对造纸企业的二恶英排放并没有强制标准和要求,这导致对二恶英排放主体的强制约束不足,二恶英减排还没有成为企业决策的影响因素。
减排策略技术改造对策尽管整个造纸过程都有可能产生二恶英类化合物,但是许多研究也表明二恶英产生和释放会因为生产原料、生产工艺、生产流程、污染治理等生产条件的不同存在巨大的差异。
自从在制浆造纸废水中发现二恶英后,国外许多企业和机构对于工艺和生产优化对二恶英削减的作用进行了深入的研究,得到了一些可行的控制二恶英产生的新工艺。
UNEP在此基础上制定了造纸行业二恶英控制的最佳可行技术/最佳环境实践(BAT/BEP)导则。
由于我国造纸原料的复杂性以及产生工艺的差异性远远超过国外,因此,应该在借鉴国际先进控制经验的基础上筛选适合中国的工艺技术进行推广。
根据环保部20xx年开展的“中国无意产生的持久性有机污染物非木浆造纸行业排放研究”项目的研究成果,目前主要有工艺替代、工艺优化类技术措施适合在中国推广。
工艺替代措施。
工艺替代措施主要包括漂白工艺和蒸煮工艺的替代。
漂白过程中含氯漂白剂的使用已经被证明是造纸过程中二恶英产生最主要的环节,采用新的漂白工艺、减少或替换含氯漂白剂的用量是削减二恶英类形成的有效措施,目前成熟的技术包括:采用O2、O3、H2O2和酶漂等全无氯漂白工艺(TCF)和使用ClO2取代Cl2的无元素氯漂白工艺(ECF)。
蒸煮工艺的替代主要是采用连续蒸煮工艺替代间歇蒸煮工艺和蒸球蒸煮工艺。
工艺优化措施。
工艺优化措施可使用在蒸煮、洗浆和漂白多个工艺环节。
在蒸煮环节的优化措施有在蒸煮过程中添加蒽醌或多硫化物和改良连续蒸煮工艺,这能够在蒸煮过程中尽量脱除木素以减少二恶英类物质的前驱物的形成。
洗浆环节的措施有:强化漂前洗浆,通过增加洗鼓真空度、合理设计水腿和喷淋水位置、加大喷淋水量来提高纸浆的洗净度,降低水相中有机物的含量;增加螺旋挤浆设备等提高黑液提取率,减少中段水中的COD、BOD、SS等污染物质,降低氯化过程中二恶英类有机污染物的形成风险。