第一篇:7種主要氣態污染物的處理技術
班級 環本二班 學號 1105430232 姓名 蔣佳 分數
第二次作業
下列7種主要氣態污染物的處理技術:
一、粉塵控制技術
1.高壓靜電除塵技術 將50赫茲、220伏交流電變成100千瓦以上直流電加到電暈極(陰極)形成不均勻高壓電場,使氣體電離產生大量的負離子和電子,使進入電場的氣體粉塵荷電,在電場力的作用下,荷電粉塵趨向相反的電極上,一般陽極為集塵極,依靠振打落入灰斗排出,完成凈化除塵過程。高壓靜電除塵器高效低阻可廣泛用于建材、冶金、化工等行業粉塵污染場合。它處理粉塵濃度高,對001微米微細或高比電阻粉塵,除塵效果更為明顯,系列產品滿足不同風量的烘干設備,匹配靈活,適合烘干機廢氣特性的粉塵治理。
2.旋風除塵技術 工作原理是在風機的作用下,含塵氣流由進口以較高的速度沿切線方向進入除塵器蝸殼內,自上而下作螺旋形旋轉運動,塵粒在離心力的作用下,被甩向外壁,并沿壁面下旋,隨著圓錐體的收縮而轉向軸心,受下部阻力而返回,沿軸心由下而上螺形旋轉經芯管排出。外壁的塵粒在重力和向下運動的氣流帶動下,沿壁面落入灰斗,達到除塵的目的。由于旋風除塵器是依靠塵粒慣性分離,除塵效率與粒徑成正比,粒徑大除塵效果好;粒徑小,除塵效果差,一般處理20微米以上的粉塵,除塵效率在70%~90%。
3.袋除塵技術 對顆粒0.1微米含塵氣體,除塵效率可高達99%,烘干機廢氣除塵選用袋除塵器不用考慮排放濃度超標問題。烘干機抗結露玻纖袋除塵器是目前理想的除塵凈化設備。該設備采用微機控制,分室反吹,定時清灰,并裝有溫度檢測顯示,超溫報警裝置,采用CW300—FcA抗結露玻纖濾袋,可有效防止濾袋結露,也不會燒壞濾袋。
4.濕法除塵技術 含塵氣體由引風機通過風管送入除塵塔下部,由于斷面變大,流速降低,并且粗顆粒粉塵先在氣流中沉降,較細粉塵隨氣流上升,噴淋下來水珠與粉塵氣流逆向運動,粉塵被濕潤自重不斷增加,在重力作用下,克服氣流的升力而下降成泥漿水,通過下部管道進入沉淀池,達到除塵的目的。泥漿水一般經過2~3級循環沉淀變清水,用泵打入除塵塔內循環使用,不造成二次污染。
5.濕法除塵技術 由沉降室和高壓靜電組成除塵工藝是含塵廢氣由引風機經風管高速送入沉降室,碰撞到墻壁上,氣流走向改變,使風速迅速降低,顆粒粉塵沉降,經輸送設備排出,微細粉塵隨氣流進入高壓靜電除塵器電場,在離子的連續轟擊下而荷電,飛向集塵極被收集后排出,凈化后的氣體由風管排入大氣。
6.旋風+高壓靜電除塵技術 該除塵技術是烘干機含塵廢氣由風管進入前級高效旋風除塵器進行預除塵,粉塵由灰斗經排灰設備排出,氣流含塵濃度降低,然后進入高壓靜電除塵器的二級除塵,凈化后的氣體出風機排入大氣,使除塵效率提高,工藝靈活,安全可靠。二、二氧化硫控制技術
1.拋棄法:將脫硫的生成物作為固體廢物拋掉 2.回收法:將SO2轉變成有用的物質加以回收 3.濕法脫除SO2技術
1)石灰石-石膏法脫硫技術 煙氣先經熱交換器處理后,進入吸收塔,在吸收塔里SO2 直接與石灰漿液接觸并被吸收去除。治理后煙氣通過除霧器及熱交換器處理后經煙囪排放。吸收產生的反應液部分循環使用,另一部分進行脫水及進一步處理后制成石膏。
2)旋流板脫硫除塵技術 針對煙氣成份組成的特點,采用堿液吸收法,經過旋流、噴淋、吸收、吸附、氧化、中和、還原等物理、化學過程,經過脫水、除霧,達到脫硫、除塵、除濕、凈化煙氣的目的。脫硫劑:石灰液法、雙堿法、鈉堿法。4.半干法脫除SO2技術 噴霧干燥脫硫技術 利用噴霧干燥的原理,在吸收劑(氧化鈣或氫氧化鈣)用
固定噴頭噴入吸收塔后,一方面吸收劑與煙氣中發生化學反應,生成固體產物;另一方面煙氣將熱量傳遞給吸收劑,使脫硫反應產物形成干粉,反應產物在布袋除塵器(或電除塵器)處被分離,同時進一步去除SO2。
循環流化床煙氣脫硫技術 利用流化床原理,將脫硫劑流態化,煙氣與脫硫劑在懸浮狀態下進行脫硫反應。5.干法脫除SO2技術
1)活性炭吸附法
在有氧及水蒸氣存在的條件下,可用活性炭吸附SO2。由于活性炭表面具有的催化作用,使吸附的SO2被煙氣中的氧氣氧化為SO3,SO3再和水反應吸收生成硫酸;或用加熱的方法使其分解,生成濃度高的SO2,此SO2可用來制酸。)催化氧化法
在催化劑的作用下可將SO2氧化為SO3后進行利用。可用來處理硫酸尾氣及有色金屬冶煉尾氣,技術成熟,已成為制酸工藝的一部分。但用此法處理電廠鍋爐煙氣及煉油尾氣,則在技術上、經濟上還存在一些問題需要解決。
三、氮氧化物處理技術
1.吸附法 利用吸附劑對NOx 的吸附量隨溫度或壓力的變化而變化的原理, 通過周期性地改變反應器內的溫度或壓力,來控制NOx 的吸附和解吸反應,以達到將NOx 從氣源中分離出來的目的。常用的吸附劑為分子篩、硅膠、活性炭和含氨洗煤。
2.光催化氧化法 利用TiO2 半導體的光催化效應脫除NOx 的機理是: TiO2受到超過其帶隙能以上的光輻射照射時,價帶上的電子被激發,超過禁帶進入導帶,同時在價帶上產生相應的空穴。電子與空穴遷移到粒子表面的不同位置,空穴本身具有很強的得電子能力,可奪取NOx 體系中的電子,使其被活化而氧化。電子與水及空氣中的氧反應生成氧化能力更強的·OH及O-2 等,是將NOx 最終氧化生成NO-3 的最主要氧化劑。
3.液體吸收法 水吸收、酸吸收(如濃硫酸、稀硝酸)、堿液吸收(如氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鎂)和熔融金屬鹽吸收。還有氧化吸收法、吸收還原法及絡合吸收法等對以一氧化氮為主的氮氧化物,可先進行氧化,將廢氣的氧化度提高到l~1.3后,再進行吸收。
4.吸收還原法 用亞硫酸鹽、硫化物、硫代硫酸鹽、尿素等水溶液吸收氮氧化物,并使其還原為N2亞硫酸銨具有較強的還原能力,可將NOx還原為無害的氮氣,而亞硫酸銨則被氧化成硫酸銨,可作化肥使用。
5.生物法 微生物凈化氮氧化物有硝化和反硝化兩種機理,適宜的脫氮菌在有外加碳源的情況下,利用氮氧化物為氮源,將氮氧化物同化合成為有機氮化合物,成為菌體的一部分(合成代謝),脫氮菌本身獲得生長繁殖;而異化反硝化作用(分解代謝)則將NOx 最終還原成氮。
四、揮發性有機污染物控制技術
1.吸收法 利用某一VOC易溶于特殊的溶劑(或添加化學藥劑的溶液)的特性進行處理,這個過程通常都在裝有填料的吸收塔中完成。
2.冷凝法對于高濃度VOC,可以使其通過冷凝器,氣態的VOC降低到沸點以下,凝結成液滴,再靠重力作用落到凝結區下部的貯罐中,從貯罐中抽出液態VOC,就可以回收再利用。
3.吸附法 利用某些具有從氣相混合物中有選擇地吸附某些組分能力的多孔性固體(吸附劑)來去除VOC的一種方法。目前用以處理VOC最常用的吸附劑有活性炭和活性碳纖維,所用的裝置為閥門切換式兩床(或多床)吸附器。
4.生物法 利用微生物分解VOC,一般用于處理低濃度VOC。
5.等離子體法 通過陡前沿、窄脈寬(ns級)的高壓脈沖電暈放電,在常溫常壓下獲得非平衡等離子體,即產生大量的高能電子和O?、OH?等活性粒子,對VOCs分子進行氧化、降解反應,使VOCs最終轉化為無害物。
6.氧化法 對于有毒、有害、不須回收的VOC,熱氧化法是一種較徹底的處理方法。它的基本原理是VOC與O2發生氧化反應,生成CO2和H20,化學方程式如下:aCxHyOz+bO2→cCO2+dH2O 一般通過以下兩種方法使氧化反應能夠順利進行:一是加熱,使含VOC的廢氣達到氧化反應所需的溫度;二是使用催化劑,氧化反應在較低的溫度下在催化劑表面進行。
五、惡臭控制技術
1.微生物分解法 利用循環水流將惡臭氣體中污染物質容于水中,再由水中培養床培養出微生物,將水中的污染物質降解為低害物質,除臭效率可達70%,但受微生物活性影響,培養出來的微生物只能處理一種或幾種相近性質的氣體,為提高處理效率和穩定運行,必須頻繁添加藥劑、控制PH值、溫度等,這樣運行費用相對比較高,投入人工也比較多,而且生物一旦死亡將需要較長時間重新培養.2.等離子法 利用活性炭內部空隙結構發達,有巨大比表面積原理來吸附通過活性炭池的惡臭氣體分子,初期處理效率可達65%,但極易飽和,通常數日即失效,需要經常更換,并需要尋找廢棄活性碳的處理辦法,運行維護成本很高,適用于低濃度、大風量氣體,對醇類、脂肪類效果較明顯,但濕度大的廢氣效果不明顯,且容易造成環境二次污染。
3.等離子法 利用高壓電極發射離子及電子,破壞惡臭分子結構的原理,轟擊廢氣中惡臭分子,從而裂解惡臭分子,對低濃度的惡臭氣體凈化效果明顯,在正常運行情況下可達到80%以上,能處理多種臭氣充分組成的混合氣體,不受濕度的影響,且無二次污染;但用電量大,且還需要清灰,運行維護成本高,對高濃度易燃易爆氣體極易引起爆炸。
4.植物噴灑液除臭法 通過向產生惡臭氣體的空間噴灑植物提取液將惡臭氣體進行中和、吸收,達到脫臭的目的,除臭效果低濃度可達到50%,不同的臭氣選擇不同的噴灑液,需經常添加植物噴灑液,且需維護設備,運行維護費用高,易造成二次污染。
5.UV光解凈化法 采用高能UV紫外線,在光解凈化設備內,裂解氧化惡臭物質分子鏈,改變物質結構,將高分子污染物質裂解、氧化為低分子無害物質,其脫臭效率可99%,脫臭效果大大超過國家1993年頒布的惡臭物質排放標準(GB14554-93),能處理氨、硫化氫、甲硫醇、甲硫醚、苯、苯乙烯、二硫化碳、三甲胺、二甲基二硫醚等高濃度混合氣體,內部光源可使用三年,設備壽命在十年以上,凈化技術可靠且非常穩定,凈化設備無須日常維護,只需接通電源即可正常使用,且運行成本低,無二次污染。
六、鹵化物氣體控制技術 1.首先考慮其回收利用價值。如氯化氫氣體可回收制鹽酸,含氟廢氣能生產無機氟化物和白炭黑等。
2.吸收和吸附等物理化學方法在資源回收利用和鹵化物深度處理上工藝技術相對成熟,優先使用物理化學類方法處理鹵化物氣體。
3.堿液吸收含氯或氯化氫(鹽酸酸霧)廢氣;水、堿液或硅酸鈉,吸收含氟廢氣;石灰水洗滌低濃度氟化氫廢氣;水吸收氟化氫生成氫氟酸,同時有硅膠生成,應注意隨時清理,防止系統堵塞。
4.電解鋁行業治理含氟廢氣宜采用氧化鋁粉吸附法。技術要求
1)治理設備應特別考慮鹵化物對金屬的腐蝕特點,選擇合適的防腐材料。7.5.4.2 用水吸收含氟廢氣宜采用多級吸收,吸收裝置宜采用文丘里洗滌器、噴射式洗滌器等,也可采用湍球塔、空塔等。
2)
用吸收法處理含氯、氯化氫廢氣時宜采用湍球塔、噴淋塔或填料塔,設備材料宜采用聚氯乙烯、橡膠襯里或玻璃鱗片樹脂襯里。用氫氧化鈉作吸收劑時,應注意降溫并保持較高的pH 值。
3)
采用氧化鋁粉吸附法治理含氟廢氣的主要工藝要求如下:
a)輸送床凈化工藝:輸送床(管道)內流速一般為15 m/s ~18m/s,排出氣體經除塵器凈化達標后排空,吸附飽的氧化鋁送往電解槽煉鋁;
b)沸騰床(流化床)凈化工藝:沸騰床層上氧化鋁的靜止高度可為30 mm ~
40mm,床內氣體流速約為0.28m/s,凈化后的氣流經除塵器凈化達標后排空,吸附飽 和的氧化鋁送電解槽煉鋁。
參考文獻:http://
七、含重金屬氣體控制技術 1.從機理方面控制
(1)盡可能阻止(或減少)金屬顆粒的形成。如在燃燒中通過改變金屬化合物的形式來改變金屬飽和壓力,使它在尾部煙道中盡量按我們想要的方式冷凝下來;(2)減少排出爐膛的金屬顆粒數量。這樣,進入大氣的重金屬元素必然會減少,如采用高效除塵設備。
2.從設備處于燃燒前后的位置來控制
(1)燃燒前預處理 主要指煤炭加工技術,包括選煤、動力配煤、型煤、水煤漿等,這些技 術一般通過提高煤燃燒效率,減少煙氣的排放量來達到降低重金屬污染的目的。采用先進的 洗選技術可使煤中重金屬元素含量明顯降低。
1)浮選法 重金屬元素與其他礦物質類似,主要存在于無機物中,當在煤粉漿液中加入有機浮選劑進行浮選時,有機物主要成為浮選物,無機礦物質則主要成為浮選礦渣,這樣,重金屬元素將會富集在浮選廢渣中,從而起到除去煤中重金屬的目的。
2)化學脫硫 煤中重金屬元素相當一部分存在于硫化物、硫酸鹽中,如As、Co、Hg、Se、Pb、Cr、Cd等元素就主要存在于硫酸鹽中。如果采用一定的化學方法脫去原煤中的硫酸鹽與硫化物,也就相應除去了存在于其中的重金屬元素。
燃燒中控制 改變燃燒工況和添加固體吸附劑。由于重金屬在高溫下易揮發,且揮發率隨溫度升高而升高。揮發后的重金屬會在煙道下游發生凝結、非均相冷凝、均相結核等物理化學變化,形成亞微米顆粒繼而增加排放到大氣中的重金屬量。
目前,燃燒中控制重金屬排放的技術主要有以下幾種: 1)流化床燃燒技術 2)織物(布袋)過濾技術 3)吸附劑吸附技術
燃燒后控制 1)高效除塵
2)濕法煙氣脫硫 在煙氣處理裝置中加凝固劑 對于Hg的處理,由于它在煙氣中主要以氣態存在,可以在煙氣處理裝置中加入凝固劑,如Na2S和NaClO3等,來減少氣態Hg的存在。
參考資料:http://wenku.baidu.com/view/ec7626f2aa00b52acfc7caea.html
第二篇:水果種值賬務處理
生物資產是指與農業生產相關的有生命的(即活的)動物和植物。生物資產包括消耗性生物資產、生產性生物資產和公益性生物資產。2006年新頒布的《企業會計準則第5號——生物資產》中規定的消耗性生物資產和公益性生物資產賬務處理比較簡單,現僅探討生產性生物資產的相關問題。
(1)甲企業2007年初自行營造100畝蘋果樹。當年發生種苗費180000元,平整土地所需機械作業費20000元,當年肥料90000元,農藥10000元,人工費80000元,管護費50000元。
借:生產性生物資產——生長期生物資產
430000
貸:原材料——種苗
180000
——化肥
90000
——農藥
10000
應付職工薪酬
80000
累計折舊
20000
銀行存款
50000
(2)蘋果樹3年后掛果。從2008年起,年撫育發生化肥費用70000元,農藥10000元,人工費15000元,管護費20000元。
2008年及2009年賬務處理:
借:生產性生物資產一生長期生物資產
115000
貸:原材料——化肥
70000
——農藥
10000
應付職工薪酬
15000
銀行存款
20000
(3)該蘋果樹成長期2年。即開始掛果至穩產成熟期需要兩年時間。成長期年撫育發生化肥費47000元,農藥10000元,人工費10000元,管護費10000元。該蘋果樹從掛果時起,預期經濟收費經濟壽命12年。(假定該蘋果樹采用成本模式計量,采用年限平均法計提折舊,假定該蘋果樹期滿無殘值)2010年賬務處理: 2010年該蘋果樹開始掛果,即達到預期經營目的,其成本為660000元(430000+115000+115000)。
借:生產性生物資產——成長期生物資產
660000
貸:生產性生物資產——生長期生物資產
660000
2010年年折舊額=660000/12=55000(元)
借:農業生產成本
55000
貸:生產性生物資產累計折舊
55000
2010年有關支出予以資本化,作為生產性生物資產增值成本處理。
借:生產性生物資產——成長期生物資產 77000
貸:原材料——化肥
47000
——農藥
10000
應付職工薪酬
10000
銀行存款
10000
2011年賬務處理:年初成長期生物資產成本=660000+77000=737000(元)
2011年年折舊額=(737000-55000)/(12-1)=62000(元)
借:農業生產成本
62000
貸:生產性生物資產累計折舊
62000
2011年有關支出予以資本化,作為生產性生物資產增值成本處理:會計分錄同2010年。
(4)成熟期后,年化肥20000元,農藥10000元,人工費3000元,其它管護費2000元。該蘋果樹2012年進入成熟期。其賬面成本為814000(660000+77000+77000)元。
2012年—2021年(共10年)賬務處理:
各年折舊額=(814000-55000-62000)/10=69700(元)
借:農業生產成本
69700
貸:生產性生物資產累計折舊
69700
成熟期后各年后續支出不符合資本化條件,予以費用化處理:
借:農業生產成本
35000
貸:原材料——化肥
20000
農藥
10000
應付職工薪酬
3000
銀行存款
2000
第三篇:污染物處理效果、排放情況檢測報告制度--ZM
污染物處理效果、排放情況檢測報告制度
為響應國家節能減排的號召,公司一方面積極改進工藝,采用更節能、更環保的新技術,從源頭上抓環保建設,建立一整套完整的污水處理設施。為了更好的保護環境,加強和規范環保設施的正常運行,提高工作效率,響應環保局的污染物排放報告,特結合公司實際情況,制定本制度。
第四篇:持久性有機污染物分析及處理方法的研究
環境工程導論
華中科技大學
——環境工程導論
我國持久性有機污染物分析及處理方法的研究
學號:M201370196
姓名:蔣祖艷
指導老師:
院系專業:化學與化工學院 分析化學專業
我國持久性有機污染物分析及處理方法的研究
摘要:介紹持久性有機污染物的定義,來源,特性。分析了持久性有機污染物在我國大氣,土壤,水環境中的污染情況以及處理方法的研究進展。
關鍵詞:持久性有機污染物;分布現狀;處理方法
1.持久性有機污染物的種類、來源和特性
持久性有機污染物((Persistent Organic Pollutants,POPs),是指在環境中難以分解,能夠在環境中長期存在,可以通過各種傳輸途徑而進行全球尺度的遷移擴散,通過食物鏈在生物體內累積,對人體和環境產生毒性影響的一類有機污染物[1]。這些污染物并不是自然界本身就存在的,而是人類工業革命帶來的產物.持久性有機污染物給人類和環境帶來的危害已經成為全球性問題。
根據《斯德哥爾摩公約》,首批列入公約控制的POPs共有12種(類)。這十二種持久性有機污染物分別是:艾氏劑(aldrin)、氯丹(chlordans)、滴滴涕(DDT)、狄氏劑(dieldrin)、異狄氏劑(endrin)、七氯(heptachlor)、六氯苯(hexachlorobenzene)、滅蟻靈(mirex)、多氯聯苯(PCBs)、毒殺芬(toxaphene)、二噁英(dioxins)和多氯二苯并呋喃(PCDFs)。
根據POPs的定義,國際上公認POPs具有下列四個重要的特性:
(1)持久性。由于POPs物質對生物降解、光解、化學分解作用有較高的抵抗能力,一旦被排放到環境中,它們難于被分解。
(2)生物積蓄性,對有較高營養等級的生物造成影響。由于POPs具有低水溶性、高脂溶性的特點,導致POPs從周圍媒介中富集到生物體內,并通過食物鏈的生物放大作用達到中毒濃度[2]。
(3)遷移性。POPs所具有的半揮發性使得它們能夠以蒸汽形式存在或者吸附在大氣顆粒上,便于在大氣環境中做遠距離的遷移,同時這一適度揮發性又使得它們不會永久停留在大氣中,能夠重新沉降到地球上。
(4)高毒性。POPs大都具有“三致(致癌、致畸、致突變)”效應。
2.我國的POPs污染現狀
2.1大氣中的持久性有機污染物
在大氣中POPs一般以氣體的形式存在,或者吸附在懸浮顆粒物上,發生擴散和遷移,導致POPs的全球性污染。農村和城市空氣中POPs的污染狀況不同,天氣和POPs的長距離遷移導致了農村POPs濃度的增加。城市中,垃圾焚燒處理會產生大量二噁英,同時汽車的尾氣顆粒物中也存在POPs。
2.2 土壤中的持久性有機污染物
土壤是植物和一些生物的營養來源,土壤中存在POPs無疑會導致POPs在食物鏈上發生傳遞和遷移。中國農業土壤在禁用DDT和六六六20年后,一些地區最高殘留量仍在1mg/ kg以上。1988年調查的中國土壤有機氯農藥的殘留狀況,呈現南方>中原>北方空間格局,南北差距較為顯著,平均殘留水平南方相當于北方的3.3倍。南方和中原地區菜地中殘留量均高于農田,南方尤為突出[3]。
2.3水體中的持久性有機污染物
POPs在水體及沉積物中的殘留及富集近年來已逐漸引起重視。研究表明,有機氯類污染物在華南地區地下水中普遍檢出[4,5];淮河黃浦江等水體中多氯有機物濃度高于國外相應的濃度,沉積物中多氯有機物濃度與國外部分水體沉積物中的多氯有機物濃度基本相當
等。
3.POPS的治理研究
3.1 生物修復方法
一直以來,生物法是治理有機物污染的一種比較理想的方法。它的主要原理是通過生物作用,將土壤、地下水或海洋中的有機污染物降解成CO2和H2O或轉化為其他無害物質。
植物修復的原理是利用植物能忍耐和超量積累環境中污染物的能力,通過植物的生長來清除環境中的污染物,是一種經濟、有效、非破壞型的污染土壤修復技術。但到目前為止,植物修復還不能達到完全修復POPs污染環境的目的[10]。微生物修復是利用微生物的代謝活動把POPs 轉化為易降解的物質甚至礦化,微生物修復具有操作簡便、易于就地處理等優點,但選擇性較高,且耗時較長,并且許多微生物體內缺乏有效的生物降解酶。動物修復是指土壤中的一些大型土生動物和小型動物種群,能吸收或富集土壤中殘留POPs,并通過自身的代謝作用,[6,7];中國東海岸的出海口和海灣都檢測出了POPs[8,9]
把部分POPs分解為低毒或無毒產物[11],此方法對土壤條件要求較高。
3.2 熱技術
焚燒是處置POPs中多氯聯苯(PCBs)的基本方式,這類技術主要包括:高溫過燃燒技術、等離子體高溫分解技術、紅外脫毒技術、熔鹽脫毒技術、原位玻璃化技術、超臨界水氧化技術等。所有這些措施,保證了PCBs廢物的有效環境管理和處理,減少了PCBs的環境風險。焚燒法適用于處理大量高濃度的持久性有機物,但如果管理操作不善,可能會產生比原物質毒性更大的毒物如二噁英等。垃圾焚燒技術目前是中國處理城市固體垃圾普遍采用的方法,但是在對城市垃圾和固體廢物焚燒后的飛灰和煙道氣的檢測中發現,焚燒過程中會產生二噁英等劇毒有機污染物[12]。所以,對于含POPs的廢物的焚燒技術還有待于更進一步的深入研究。
3.3 物理方法
物理方法通常有吸收法、洗脫法、萃取法、蒸餾法和汽提法等。物理法可對POPs起到濃縮富集并部分處理的作用,常作為一種預處理手段與其他處理方法聯合使用[13]。物理方法操作相對簡便,適用于高濃度POPs工業廢水或廢液及事故性污染的處理。但它只能使污染物發生形態變化,不能從根本上解決POPs的污染問題。物理法可對污染物起到濃縮富集并部分處理的作用,常用做一種預處理手段與其它處理方法聯合使用。
3.4 化學方法
化學方法在POPs污染治理中的應用較多,主要有濕式、聲化學、超臨界水氧化法、超聲波氧化法、紫外光解技術、光催化法等。此外,人們還嘗試了電化學法、微波、放射性射線等高新技術,發現它們對多氯聯苯、六氯苯、五氯苯酚以及二噁英都有很好的去除作用。
電化學氧化技術是近年來中國處理POPs利用的一種新技術。電化學氧化技術借助具有電催化活性的陽極材料,能有效形成氧化能力極強的羥基自由基
(-OH),既能使POPs發生分解并轉化為無毒性的可生化降解物質,又可將之完全礦化為二氧化碳或碳酸鹽等物質。該項技術應用于POPs 廢水處理,不僅可彌補其他常規處理工藝的不足,還可與多種處理工藝有機結合提高水處理經濟性[14]。
超臨界水氧化法是充分利用水溫度和壓力超過647.3°K和22.5MPa時就達到超臨界狀態,具有高度選擇性、可壓縮性和強溶解力的特性。在此條件下,有
機物、氧和水均相混合開始自發氧化,在很短的時間內,99%以上的有機物能被迅速氧化成水、二氧化碳等小分子[15]。
光催化法是單獨使用紫外光或者和其他方法(如臭氧法、二氧化鈦法等)聯合使用將有機物催化氧化。近年來,半導體二氧化鈦和紫外光的光催化氧化難降解有機污染物成為人們研究的重點和熱點。這種處理過程的主要原理為:當光敏半導體二氧化鈦在一定能量的光照下,被激發出電子空穴對,它們可以與吸附表面的氧及水反應生成氫氧自由基,氫氧自由基具有極強的氧化作用,能使有機物降解[16]。
4.結語
持久性有機污染物會對人體和環境產生巨大的危害,而且具有污染源廣、難以降解、易于積蓄的特點,要從根本上解決其帶來的一系列環境和社會問題,決非一朝一夕可以做到的。要徹底解決持久性有機污染物的危害,我們應當努力禁止POPs的生產和使用,尋找替代品,嚴格管理和控制垃圾廢物的焚燒,加強POPs在環境中的降解、遷移轉化和歸宿的研究力度,對已經受到污染的土壤、水體等進行及時、有效的治理,同時尋找更加有效的治理方法,建立良好的POPs預測模型,進行生物效應研究和生態風險的評價,做好新產品的毒性研究和安全性評價,謹防新的持久性有機污染物的出現和累積。
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第五篇:水中有機污染物前處理方法進展
水中有機污染物前處理方法進展
摘 要:綜述了水樣中有機污染物前處理方法的進展情況;重點介紹液-液萃取、固相萃取、液相微萃取萃取和頂空處理技術5種前處理方法的一些基本情況及其優缺點。
關鍵詞:水樣;前處理;有機污染物;固相萃取;液相微萃取;膜萃取;頂空處理技術
現代環境樣品分析方法發展趨向于測定不同基質樣品中低濃度有機污染物,同時在分析過程中盡量減少有機溶劑用量甚至完全不用有機溶劑,樣品前處理裝置也趨向小型化和自動化。這可通過引進新型高靈敏度分析裝置和方法實現,也可通過發展新的樣品前處理技術實現。市場上不斷出現的新檢測儀器不足以直接分析環境樣品中大部分有機污染物。因此,各種基體樣品中微量有機污染物的分析中樣品的前處理顯得尤為重要。本文綜述了水樣中有機污染物分析的5種前處理方法,并比較了各種方法的優缺點。液-液萃取(LLE)
LLE是分析水樣中有機污染物的傳統前處理方法,它用有機溶劑從水樣中一次或多次萃取濃縮、定容、分析有機物。
LLE中有機溶劑的選擇性是優化有機污染物萃取步驟的最重要的參數。調節水樣的pH值或加入無機鹽有助于提高有機污染物的萃取效率。調節有機相和水相的相比也能得到好的有機污染物的萃取效率。1979年MurrayI用LLE法使得樣品富集倍數達到10000。張愛麗等設計了小量水樣LLE法,能簡單快速分析水中苯酚含量。LLE是去除水樣中無機干擾非常有用的方法,它是一種典型的非選擇性前處理方法。但LLE法不易于自動操作;有機萃取劑消耗量大,給環境造成二次污染;耗時較長;萃取較臟水樣有時會形成乳濁液或沉淀等。后面提到的幾種前處理方法都不同程度地克服了LLE的一些缺點。固相萃取(SPE)
2.1 SPE
SPE中使水樣通過固相萃取小柱,分析物吸附到固定相上,然后通過熱脫附或用溶劑將分析物洗脫下來,濃縮、定容、分析。SPE所用固定相主要有反相C18固定相(BP-C18)、石墨化碳黑、苯乙烯-聚乙烯基苯(XAD)系列、聚二甲基硅氧烷(PDMS)等。這些固定相對不同有機污染物的選擇性不同,SPE可利用固定相的選擇性來萃取水樣中各種有機污染物,從而提高目標有機污染物的分析靈敏度。文獻表明,SPE主要用于痕量分析中,是LLE的有效替代方法。SPE的最大優點是減少了高純溶劑的使用,易于自動化,當它與熱脫附裝置聯用時可避免使用溶劑,降低實驗成本及溶劑后處理費用。SPE與LLE相比,分析時間大大減少,避免了LLE中易出現的乳化問題。但對許多樣品,SPE空白值較高,靈敏度比LLE差,極性化合物的萃取也存在一些問題。后來逐漸發展了SPE-GC-MS、SPE-HPLC在線分析方法。在線方法的優點是自動化分析,分析物損失少,外來污染少,方法精密度高,適于大批量樣品的分析;但缺點是順序操作,程序不靈活,導致不同步驟的優化較復雜,甚至不能優化。
2.2 固相微萃取(SPME)
1987年Pawliszyn小組率先研究了SPME法從水中萃取有機污染物,將熔融固定相裝到特制注射器的纖維頭上,將纖維頭放入水樣中萃取有機物,注射器直接進GC汽化室熱脫附后分析。SPME保留SPE的優點,避免了SPE中樣品高空白的缺點,完全避免使用溶劑。SPME已成功地使用在水中各種有機污染物的分析中。1993年Pawliszyn小組又發展了頂空固相微萃取法(HS-SPME),縮短了樣品萃取時間,易于測定各種介質中揮發性有機物。
2.3棒吸附萃取法(SBSE)
1999年,Sandra等用涂漬PDMS的攪拌棒對水樣進行預處理,脫附進樣,SBSE脫附方式有用熱脫附裝置及用程序升溫進樣技術(PTV)兩種。SBSE的富集因子為1000 SPME的富集因子為100,分析靈敏度高,檢出限為500ng/L,對某些物質(如多環芳烴、酞酸酯類、有機氯農藥等)可達10ng/L。研究表明SBSE中,K(o/w)大于500的溶質萃取回收率接近100%,SBSE中當K(o/w)>100時回收率高于50%,而SPME中只有K(o/w)>10000時回收率才可達50%以上。
2000年Bicchi小組發展了頂空吸附萃取(headspace sorptive extraction,HSSE)。將PDMS涂到棒上,棒靜置于溶液瓶上方,對溶液及其它介質樣品中揮發性物質進行萃取,然后熱脫附進入色譜儀分析,HSSE比HS?/FONT>SPME的回收率高,適合于痕量分析。液相微萃取(LPME)
1997年Jeannot小組和He小組提出液相微萃取(LPME),有機液滴掛在氣相色譜(GC)微量進樣器針頭上對物質進行萃取。微量進樣器,既用作GC進樣器,又用作微量分液漏斗。LPME分動態和靜態兩種,靜態LPME,用10μL微量進樣器抽取1μL溶劑,浸入到水樣中,水樣中有機物通過擴散作用分配到有機溶劑中,一定時間后,將溶劑抽回進樣器中,進GC分析。與靜態LPME操作不同,動態LPME用微量進樣器抽取1μL溶劑,將微量進樣器浸入到水樣中,抽取3μL水樣進入進樣器中,停留一定時間,推出3μL水樣,如此反復,取有機溶劑進行GC分析。與動態LPME相比,靜態LPME重復性較好,但富集倍數小,萃取時間長。動態LPME的重復性差,有待用自動微量進樣器來克服。動態LPME所用微量進樣器成本低,方法簡單,有望替代SPME。但SPME可用于頂空方法,這方面還沒有動態LPME的報道。膜萃取
膜萃取(membralle extraction)是用膜將目標分析物從樣品溶液(給體)萃取到萃取劑(受體)中。如果系統保持較長時間,相間可建立平衡。在樣品處理過程中,盡可能將目標分析物從給體轉到受體上。它可分為多孔膜和非多孔膜技術兩種。多孔膜技術有過濾和滲析等不同形式,其膜兩邊的溶液通過膜孔發生物理性接觸,這實際是一相萃取系統,其主要萃取原理是滲析,親水多孔膜的不同孔徑大小使得小分子和鹽可通過膜,而大分子留在溶液中。非多孔膜技術使用一種高分子材料膜或液體分開給體和受體,這種液體通常保留在多孔膜載體的孔中,形成載體液體膜(SLM)。大部分非多孔膜萃取系統中,膜在給體和受體相之間形成一個分離相,這樣形成三相萃取系統。當有機液體(受體)充滿疏水膜孔時,水相在膜表面直接和有機液體接觸,這一萃取系統被認為是兩相萃取系統。兩相系統的萃取效率主要取決于有機物在水相和有機相的分配系數。
膜萃取可與反相-液相色譜(RP-HPLC)、GC和CE等在線聯用。膜萃取克服了水本身的干擾、選擇性較高,然而低極性膜不適合極性有機污染物分析。
膜萃取成功地測定了水樣中許多有機污染物,有些膜對水中低濃度物質有較高的富集倍數。SLM對環境樣品比SPE法有明顯的凈化作用,去除了基體的吸附干擾,由此也提高了方法的靈敏度。其中吸附劑界面膜萃取技術最適合揮發性及半揮發性有機污染物的萃取。
5頂空處理技術
頂空處理技術(headspace technique)適合測定固體或液體樣品中揮發性有機物。頂空萃取技術主要取決于被分析物在氣相和液或固相間的分配系數,平衡向氣相部分遷移越多,分析物可檢測靈敏度越高。分配系數主要取決于分析物的蒸汽壓和其在水中的活度系數。頂空萃取技術分兩種類型,靜態頂空和動態頂空。
5.1 靜態頂空
樣品置于密閉樣品瓶中,平衡一段時間后,氣相中部分氣體進入GC中分析。增加平衡溫度或降低活度系數可增加氣相中有機物的量,從而提高分析靈敏度,將被分析物轉化為更易揮發,溶解度更低的物質進行分析,也可提高分析靈敏度。一般GC-FID檢出限在mg/L·μg/L范圍內。
5.2 動態頂空(吹掃捕集)
動態頂空又稱吹掃捕集。用惰性氣體連續吹掃水樣或固體樣品,揮發性物質隨氣體轉入到裝有固定相的捕集管中。加熱捕集管的同時用氣體反吹捕集管,揮發性物質進入GC進行分析。動態頂空中,具有高分配系數的物質可完全轉入到捕集管中,與靜態頂空相比,動態頂空的分析靈敏度大大提高。然而一些極易揮發的物質在吹掃-脫附過程中可能部分損失,而一些低揮發性物質不可能100%都吹出且富集到捕集管中。因此定量分析時需合理控制吹掃溫度。動態頂空最主要問題是吹掃過程中大量水蒸氣被攜帶出來,水蒸氣富集到捕集管中不僅對捕集管中固定相造成損害且水蒸氣進入氣相色譜儀中給色譜柱也造成損害,所以在水蒸氣進人捕集管前需將其除去,增加了儀器的復雜性,同時物質在此過程可能會
有一定損失。由于動態頂空幾乎可將樣品中揮發性物質完全富集到捕集管中,其檢出限較低,GC-FID可達μg/L級。展 望
以上5種水樣前處理方法中,都向無有機溶劑方向發展,且這5種前處理方法目前都不同程度實現在線分析。綜上所述,水中有機污染物前處理方法的發展趨勢是提高富集倍數、使用無溶劑萃取技術、萃取設備自動化及小型化,盡可能建立方便、靈敏、可靠、快速的水中有機污染物前處理方法。