城市污泥和水稻秸秆生物炭中多环芳烃的含量及毒性评价

• 作者: 刘丽 张锡涛 范世锁 顾凯业
• 来源期刊: 生态环境学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 污泥生物炭 秸秆生物炭 多环芳烃 热解温度 毒性当量
• 年，卷（期）: 2020,（9）
• 页码范围: 1874-1882
• 页数: 9页
• 分类号: X171.5
• 语种: 中文
• DOI: 10.16258/j.cnki.1674-5906.2020.09.020

摘要

剩余污泥和水稻秸秆是典型的城市和农林固体废弃物,都是制备生物炭的理想原料.生物炭制备过程中可能会产生多环芳烃类物质(PAHs).PAHs的含量及毒性评价可为生物炭的制备及应用选择提供重要的依据.目前,对比不同热解温度下剩余污泥生物炭和水稻秸秆生物炭中PAHs的含量及毒性评价的报道还较少.因此,文章以典型的固体废弃物——剩余污泥和水稻秸秆为原料,在300、400、500、600、700℃下进行热解,采用高效液相色谱法(HPLC)测定生物炭15种典型PAHs(多环芳烃)的含量,并采用毒性当量因子(Toxic Equivalent Factor,TEF)方法评价了生物炭的毒性特征.结果表明,在300—600℃内,污泥生物炭中多环芳烃生成量随热解温度的提高而降低,600℃时达到最低,质量分数为5.344 mg·kg?1,而在700℃下,质量分数达到了252.78 mg·kg?1.当热解温度在300—600℃时,秸秆生物炭中PAHs的质量分数随着热解温度的上升呈现降低的趋势;在600℃时热解无多环芳烃生成;而700℃时仅生成少量多环芳烃.低温热解时,污泥生物炭中更容易产生2环和3环多环芳烃,在高温热解时,则更容易生产4环和5环多环芳烃.热解温度为300—400℃时,污泥生物炭和秸秆生物炭以2环和3环PAHs为主;在热解温度为500—700℃时,污泥和秸秆生物炭中PAHs以4环和5环PAHs为主(600℃秸秆生物炭除外).在300—600℃热解温度范围内,污泥生物炭的苯并[a]芘毒性当量浓度(TEQBaP)随热解温度增加而下降,600℃时,污泥生物炭的TEQBaP最低,为0.9781 mg·kg?1,而700℃制备的污泥生物TEQBaP最高,可达109.7608 mg·kg?1.300℃秸秆生物炭中3环PAHs对TEQBaP贡献最大,其他温度下制备的污泥和秸秆生物炭中,5环PAHs对TEQBaP贡献最高.热解温度为600℃时,污泥和秸秆制备的生物炭中PAHs含量均最低,且PAHs毒性当量浓度最小.因此,从PAHs含量和毒性角度考虑,600℃可作为剩余污泥或水稻秸秆制备生物炭的推荐温度(秸秆和污泥过0.18 mm筛,升温速率为10℃·min?1,停留时间为2 h).

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	刘丽		11	12	2.0	3.0
2	范世锁		12	27	3.0	5.0
3	张锡涛		1	0	0.0	0.0
4	顾凯业		1	0	0.0	0.0