煤沥青中多环芳烃的消减抑制研究

通过不同类型改性剂来降低煤沥青的多环芳烃含量,采用气相色谱法来分析煤沥青多环芳烃的含量,采用红外分析了煤沥青改性机理,通过模拟道路施工温度实验,评价改性前后煤沥青烟气释放量的变化情况.结果表明,醛类及强氧化剂类物质可以使煤沥青的多环芳烃含量降低明显,部分控制了煤沥青铺路用所产生多环芳烃的含量,其中,苯丙烯醛改性后煤沥青中苯并芘当量含量降低率为44%,其与煤沥青多环芳烃的反应机理为C-烷基化反应.1     

煤沥青中16种多环芳烃烷基化反应的量子化学研究

采用第一性原理研究煤沥青中16种多环芳烃在HF催化作用下和乙烯的烷基化反应历程。从吸附焓变及活化能角度探讨16种多环芳烃和乙烯烷基化的反应机理:反应物可以经过三种历程,形成六元环的过渡态。在任何一种历程中,HF都活化乙烯分子,氟原子帮助脱掉芳环上的氢。从16种多环芳烃中选取苊、、苯并[a]芘和苯并[g,h,i]芘作为研究对象,计算上述4种物质所有可能位点的烷基化反应活化能,数据显示所有活化能位于两个不连续区间,活泼位点位于146~171kJ/mol,不活泼位点位于242~247kJ/mol.不活泼位点有一个明显的特征是与之相连的两个碳原子均含有一个碳氢键。运用上述规律计算其余12种PAHs活泼位点烷基化反应活化能,综合16种PAHs和乙烯烷基化反应的活化能数据,得到了煤沥青中16种多环芳烃和乙烯烷基化的难易顺序,最容易的是苯并[a]蒽,最难的是芴。     

常减压蒸馏对煤沥青中毒性多环芳烃脱除效果的研究

采用常、减压蒸馏技术对山西某厂所产JY煤沥青中EPA重点监控的16种毒性多环芳烃进行脱除;使用气相色谱(GC)分析蒸馏残渣及其水可溶物中毒性多环芳烃的成分和含量。结果表明:当蒸馏温度为425℃时,常、减压蒸馏技术能完全脱除煤沥青中2-3环的芳烃,4-6环的脱除率在40%左右,残渣的当量毒性降低约38%,残渣水可溶物中毒性多环芳烃含量降低约100%.当蒸馏温度高于425℃时,煤沥青蒸馏残渣中的毒性多环芳烃含量继续减少,但使用性能变差。     

对苯二甲醇改性煤沥青降低毒性多环芳烃含量

采用交联剂对苯二甲醇在对甲苯磺酸催化及环己烷溶剂作用下,对煤沥青进行化学改性以降低其毒性多环芳烃含量。探讨了改性剂用量、催化剂用量、反应温度、反应时间对美国环保局(EPA)优先监控的16种毒性多环芳烃含量降低率的影响,筛选出最佳工艺条件:改性剂用量占煤沥青6%,催化剂用量占煤沥青12%,反应温度50℃,反应时间2h.在此条件下,煤沥青中16种毒性多环芳烃总含量降低率达到74.14%,其中强致癌物苯并[a]芘含量降低率为78.38%.通过模型化合物芘与改性剂的反应,对产物进行热重及红外分析推测脱毒机理,结果证明多环芳烃与对苯二甲醇之间极可能发生亲电取代交联作用。     

炭黑对煤沥青热解缩聚行为的影响

通过TG对煤沥青和煤沥青/炭黑复合物热失重过程的研究,分析了两类煤沥青物料的热解缩聚特征,并对煤沥青和煤沥青/炭黑复合物的热解缩聚行为进行了对比.结果表明,煤沥青/炭黑复合物中煤沥青热解挥发过程不同于煤沥青,炭黑的添加使煤沥青易发生缩聚反应,有利于煤沥青稠环芳烃分子缩聚成焦,从而有效地提高了煤沥青的成焦率.     

管道喷射吸附法净化垃圾焚烧尾气试验研究

在流化床试验装置上进行垃圾焚烧,焚烧尾气采用管道喷射吸附工艺净化.在活性炭加料量为1.6 g/m3时,脱硫率为83%,脱硝率为88%,脱氯率为27%.试验可得:活性碳、高岭土和活性矾土3种吸附剂对垃圾焚烧烟气中酸性气体的净化效果活性炭效果最好,高岭土效果最差;随着吸附剂加料量的增加,重金属的脱除率增加,且增幅逐渐趋缓.3种吸附剂对重金属的吸附能力比较表明:对Cd,Pb,Cu的吸附效果活性炭最好,高岭土次之,活性矾土最差;而对于Hg活性矾土的吸附效果最好;活性矾土对Cd也有较好的脱除效果.垃圾焚烧飞灰中多环芳烃主要以3环、4环和5环的形式存在,其他各环多环芳烃的数量较少;烟气中主要是3环和4环多环芳烃,未检测到6环多环芳烃,2环和5环多环芳烃的质量浓度相对较低;在喷入量相同的条件下,高岭土去除多环芳烃的效率最高,活性炭次之,活性矾土最低.总体而言,活性炭具有较好的综合吸附性能.     

不同煤种中可提取多环芳烃的分析

煤利用过程中释放多环芳烃类污染物带来重大环境问题,研究不同变质程度煤中PAHs的含量与分布可为煤利用过程中的PAHs的形成与释放控制提供资料。本文在对淮北煤中PAHs的提取分析的基础上,结合本实验室研究数据,着重分析了不同煤种对可提取多环芳烃含量、分布影响。研究认为煤中碳、氢、氧及其它煤质组分与可提取多环芳烃有着密切的关系。     

七台河煤焦油沥青的柱层析分离及GC-MS分析

以石油醚为洗脱液,采用柱层析法对七台河煤焦油沥青中可溶缩合多环芳烃进行了分离.在定量收取的洗脱液中分别析出了白色晶体、白色粉状物质和无色晶体(分别标记为J1,J2,J3),对它们进行了气相色谱-质谱(GC-MS)分析.结果表明,J1中主要为3个环的多环芳烃和杂环化合物,以菲、荧蒽、芘、蒽为主要成分.J2中主要为4个环的多环芳烃和杂环化合物,以荧蒽、2,3-苯并芴、2-甲基荧蒽、苯并[a]蒽、9,10-苯并菲为主要成分.J3中全部为4~5个环的多环芳烃,以苯并芘、苯并荧蒽为主要成分.     

北京前门、天坛、定陵地区大气中多环芳烃研究

本文对北京前门、天坛、定陵地区大气中的有机污染物进行了分析.发现前门、天坛地区大气中有机污染是严重的,明显高于市郊定陵地区.其中有机污染物以含N、S、O的杂环化合物为主,在多环芳烃中检出了40多种化合物.其中大多属于美国国家环保局(EPA)优先控制污染物,很多是具有致癌和怀疑有致癌性的多环芳烃.主要来源于煤的不完全燃烧,也有相当部分来源于汽车尾气的排放.因此,我们认为减少多环芳烃在空气中的大量排放,维护人体健康是刻不容缓的.     

煤气化多环芳烃初步研究

为了研究煤及其气化产物中多环芳烃的分布特征,在一台小型常压流化床气化炉上进行了以空气和水蒸气为气化剂的煤气化试验,经索氏萃取和K-D浓缩后,采用带荧光检测器和二极管矩阵检测器的高效液相色谱仪对原煤、底渣、旋风焦、布袋焦和煤气中被US EPA列为优控污染物名单的16种多环芳烃进行了测定.试验结果表明:煤气化前后多环芳烃质量分数和毒性当量质量分数的分布特征相似,但多环芳烃的组成和质量分数不同;煤化程度增加,原煤多环芳烃质量分数和毒性当量质量分数减小,煤气化多环芳烃的质量分数先接连后减,毒性当量质量分数与煤化程度呈线性关系;部分煤种气化多环芳烃的质量分数高于原煤多环芳烃质量分数,且煤气化多环芳烃的种类分为原煤未分解的多环芳烃、热解合成的多环芳烃、自由基高温缩合生成的多环芳烃.     

污泥残炭对城市污泥催化热解制油影响的实验研究

以污泥残炭作为城市污泥热解的催化剂,考察热解温度、残炭添加比例对热解产物产率及有机相成分的影响.结果表明:对非催化热解,有机相产率在500℃时达到最大值6.83%.添加残炭有利于污泥中挥发分的脱除,残炭对有机相加氢脱氧及含氯化合物的脱除效果较好,但不利于多环芳烃的脱除.对污泥残炭进行改性,通过负载Fe,Cu,Al和Ni等金属元素,研究改性后残炭对污泥热解的催化作用.结果表明:负载Al的残炭对污泥中挥发分的脱除效果最佳,残炭改性后热解液有机相的热值升高,黏度降低,含氧化合物和含氮化合物含量均降低.添加负载Fe的残炭对有机相加氢脱氧及黏度降低效果最好,与添加原始残炭相比,负载Fe的残炭催化得到的有机相黏度降低了24.32%,烷烯烃类含量增加了17.62%.添加负载Ni的残炭可有效降低含氮化合物含量,添加负载Cu的残炭有机相中未发现多环芳烃.     

北京石景山古城地区大气中有机污染物定性定量研究

对北京石景山古城地区大气中有机质浓度、各族组成及其饱和烃、多环芳烃的组成和分布特征进行了分析。大气飘尘芳烃中共检测出 4 0多种多环芳烃 ,其中很多属于美国国家环保局 (EPA)优先控制污染物 ,具有致癌和怀疑有致癌的多环芳烃。其主要来源于煤的不完全燃烧 ,也有相当部分来源于汽车尾气的排放。其中煤比石油所造成的污染更为严重。从本次所测定的典型多环芳烃的含量即可发现 ,经过几年大力整治 ,特别是经过北京市蓝天工程 ,2 0 0 1年大气中的多环芳烃含量比 1997年低得多 ,使北京市大气环境质量得到了很大的改善。     

燃煤飞灰中碳对多环芳烃吸附作用的研究

分别采集燃用褐煤、烟煤和无烟煤电厂排放的飞灰,研究了飞灰中碳对多环芳烃的吸附作用.研究表明:飞灰中碳含量与多环芳烃吸附量之间具有极强的正相关性;飞灰中多孔碳与空心碳的形态结构有利于多环芳烃的吸附.研究旨在为多环芳烃的污染防治提供必要的依据.     

燃煤电厂排放可吸入颗粒物中多环芳烃的分布特征

分别以燃用褐煤、烟煤与无烟煤的3个电厂为例,研究3个电厂排放可吸入颗粒物中多环芳烃的分布特征.研究结果表明:燃煤电厂排放飞灰或可吸入颗粒物中所含的对人类有很大危害作用的多环芳烃化合物的种类及其含量已达到不容忽视的程度;多环芳烃的排放量与煤种有很大的关系;随着可吸入颗粒物粒径的减小,多环芳烃的含量逐渐增加.研究旨在为多环芳烃的污染防治、多环芳烃排放标准的制定等方面提供必要的依据.     

北京石景山古城地区大气中有机污染物定性定理研究

对北京石景山古城地区大气中有机质浓度，各族组成及其饱和烃，多环芳烃的组成和分布特征进行了分析。大气飘尘芳烃中共检测出40多种多环芳烃，其中很多属于美国国家环保局（EPA）优先控制污染物，具有致癌和怀疑有致癌的多环芳烃，其主要来源于煤的不完全燃烧，也有相当部分来源于汽车尾气的排放。其中煤化石油所造成的污染更为严重。从本次所测定的典型多环芳烃的含量即可发现，经过几年大力整治，特别是经过北京市蓝天工程，2001年大气中的多环芳烃含量比1997年低得多，使北京市大气环境质量得到了很大的改善。     

用高级氧化技术去除植物油中的多环芳烃

应用植物油淋洗可去除土壤中高浓度多环芳烃,为进一步去除多环芳烃,采用高级氧化(臭氧氧化、过氧化氢和紫外线联合氧化)对两种含多环芳烃植物油进行处理,并考察了运行参数对多环芳烃去除效果的影响.结果表明臭氧具有氧化植物油中多环芳烃的能力,对蒽和荧蒽的氧化能力强于菲.用紫外线、10%过氧化氢,在pH=3的条件下处理MO植物油,总多环芳烃的去除率最高,为81%;按此条件对含高浓度多环芳烃EO植物油处理8 h,总多环芳烃去除率为76.5%,达到良好效果.     

基于氢谱核磁技术的桦甸页岩油化学结构特性分析

对桦甸油页岩进行不同终温的干馏实验收集页岩油,通过对不同终温的页岩油进行氢谱核磁实验分析,以期考察油页岩干馏过程中热解产物所发生的物理化学变化,为油页岩干馏工艺提供数据支持。分析结果表明,随着热解终温的升高,芳烃百分含量略有减小,其中单环芳烃含量随着温度的升高而减小,多环芳烃含量则逐渐增加。环烷烃相对百分含量随着温度的升高而减小,链烷烃含量也呈增加趋势。干馏过程所生成页岩油的化学结构组成发生复杂的化学变化,且随干馏终温的变化影响着页岩油化学结构参数,如烷基侧链的脱除、芳香环的缩合反应、环烷环的脱氢反应与断环反应等。     

煤焦油沥青中致癌多环芳烃含量气相色谱法测定研究

介绍了煤焦油沥青中致癌多环芳烃(PAHs)的测定方法及分布.对典型煤焦油和煤焦油沥青中的14种PAHs的含量进行了研究.实验采用煤焦油沥青溶剂萃取-萃取物柱色层层析一层析液芳烃分气相色谱分析三步骤.用萘、菲、屈、二苯并[a,h]蒽做内标物体系测定了14种PAHs标准物的保留指数用于定性鉴别;用三苯甲烷、9,10-二苯葸做内标物体系测定了其相对校正因子并用内标法测定了原料中14种PAHs的含量.用标准物混合物试验,结果表明:SE-54毛细管柱能够很好地分离绝大部分PAHs标准物,只有对苯并[k]荧蒽和苯并[b]荧蒽两种沸点很接近的异构体分离效果稍差.鉴别和测定准确可靠:对芴、菲等沸点较低的PAHs含量测定,其标准偏差范围为0.02～0.08;对茚并[1,2,3-cd]芘等高沸点PAHs的测定,其标准偏差范围为0.11～0.29.根据煤沥青PAHs组成及各个PAH相对苯并[a]芘致癌性的当量系数计算了煤沥青的苯并[a]芘当量含量.     

太湖表层沉积物中的多环芳烃及其毒性评估

通过有机萃取和色质联用分析太湖沉积物中15个多环芳烃,其中12个被检出,包括5种世界卫生组织规定的PAHs代表物．分析结果表明,太湖北部的多环芳烃总量明显高于中部和南部。低分子量多环芳烃与高分子量多环芳烃的含量差别不大,但在地域上比例有所变化;根据荧蒽／芘(Fl／Py)的比值统计,多环芳烃主要来源于石油燃烧,部分为煤和木材的燃烧形成．基于沉积物中多环芳烃的环境质量标准,在9种同系物中有3种超过毒性风险效应低值,但都小于毒性风险效应中值,因此太湖沉积物中多环芳烃的环境毒性相对较低．太湖沉积物中多环芳烃的不均匀分布也反映了沿湖地区的经济发展程度．     

环境中的多环芳烃与致癌性

多环芳烃属于最强的致癌物质，研究多环烃的形成机理、致癌性与其结构的关系，及多环芳烃在环境中的存在与分布、有助于人们更好的保护环境。