杨郭昊, 张本农, 胡艳军

(浙江工业大学 能源与动力工程研究所, 浙江 杭州 310023)

0 引 言

环境持久性自由基(Environment Persistent Free Radicals, EPFRs)是一类具有顺磁稳定性、氧化性较强且带有毒性化学基团的新型有机污染物,在环境中可诱发生物系统的细胞机体等癌变损伤[1-2]。研究证实木材[3-4]、煤炭[5-6]、聚合有机类废弃物[7-8]以及生活垃圾[9-10]等各种有机固废燃烧产生的细颗粒物中存在EPFRs。燃烧源细颗粒物排放对周边大气环境中的EPFRs污染问题引起了学者关注。Yang[11]等和Chen[12-13]等分别采集了北京、西安等地煤和生活垃圾焚烧发电厂周边大气颗粒物,分析发现其中EPFRs浓度比纯净大气高出2～4个数量级。深入探究燃烧源EPFRs生成的基础理论问题,对燃烧工艺清洁排放和大气环境保护具有重要的现实意义。

随着我国人口增加、城市化发展及经济增长,有机固废总产量呈爆发式增加。燃烧作为应用较广的有机固废处置技术,能够实现有机固废的减量化及能源转化利用。截至2020年,在我国城市大宗处置的有机固废中,生活垃圾和市政污泥燃烧处理比分别达51%和21%[14]。这些有机固废燃烧约产生入炉物料量0.5%～5%的细颗粒物,它们是燃烧过程中无机类和有机类污染物形成与分布的载体,也是实现燃烧工艺清洁排放的难点和研究热点。随着大宗固废燃烧处置技术的推广,燃烧源细颗粒物中新型有机污染物EPFRs的生成排放问题日益受到重视,基于燃烧体系探索细颗粒物表面EPFRs的生成机理尤为重要。

燃烧体系中EPFRs的生成行为与细颗粒物的形成过程具有协同发展的关联性,并最终发展为“有机自由基-金属离子-无机颗粒”的有机整体,能够在环境中长时间稳定存在。……