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1、杭州电子科技大学毕业设计（论文）外文文献翻译毕 业 设 计（论文） 题 目塑料热解炭黑的脱灰及其补强性能研究翻译题目Toxicity of char residues produced in the co-pyrolysis of different wastes学 院材料与环境工程学院专 业环境科学姓 名金波班 级学 号指导教师周洁 不同废物共热解产生炭残留物的毒性的分析* 作者：Maria Bernardoa,*, N.Lapaa, M.Gon,lvesa, R.Barbosaa, B.Mendesa, F.Pintob, I.Gulyurtlub出处：Waste Management 3
2、0 (2010) 628635.摘要：不同废物热解后的炭残留物（塑料，松生物质和旧轮胎）用化学方法和毒性检测进行了表征。其中一部分固定炭用二氯甲烷（DCM）提取，以减少转移到有机污染物中炭的毒性。提取的炭（炭A）和没被提取的炭（炭B）中呈现的不同挥发性是有其燃烧氧化损失的质量所决定的。在这两种炭中确定了一组选定的重金属（镉，铅，锌，铜，汞，砷）。炭受到浸出测试ISO/TS 21268 2，2007以及由此产生的提取物分别进行了进一步的无机组参数特点决定（pH值，电导率，镉，铅，锌，铜，汞和砷的含量）和几种有机污染物的浓度（挥发性芳香碳氢化合物和烷基酚）。一个生态毒理学特性利用了弧菌鲵生物指标。
3、此化学和生态毒理学结果分析是通过理事会的决定2003/33/CE和废物毒性评价方法标准（CEMWE）。在这项工作中得到的结果表明，与DCM的提取是一种去除高波动性至中固体残渣热解有机污染物的有效方法，从而降低其毒性的潜力。从焦炭中浸出锌即使在DCM萃取处理后，也可有助于获得从焦炭的提取物的毒性。两种炭（用DCM处理的和未被DCM处理的）被列为危险生态毒性废物。1简介近年来，欧盟和其他工业化国家工业废物的数量大幅增加（欧盟统计局，2005年；美国环保局，2007年）。废弃物热处理是一种可行的替代废物填埋的方法，并其产物被允许作为能源资源和化学工艺原料。被人们经常使用的热处理是燃烧，气化和热解。焚
4、烧会导致温室气体，释放的有毒气体彻底破坏了废物的有机质含量。气化和热解是能生产从废物原料中提取的气体和/或液体燃料从而再生（至少部分）废物的能量和有机价值（Malkow，2004年；Porteous，2001年）。在热解过程，废物受到高温，缺少空气或缺氧的环境下，生产可作为如燃料或化学原料的碳氢化合物的混合物（蒸气和液体组分）和富含碳的固体残渣（Buekens和黄，1998；亚曼，2004年）。碳质残留物主要是黑碳构成，又包含了矿物质最初在当前的废物和大量浓缩的副产品高分子量，在热解过程中形成。一般来说，热解炭不具备足够高的质量作为原料重复使用性能，除非升级步骤执行，其最终目的地是填埋（Hel
5、leur等，2001年）。这点，因此，重要的是评估这种残留物和垃圾渗滤液是一种需要的物质组成及浸出行为的深入了解毒性和生态毒性的潜力。欧洲立法确立了在堆填区废物（2003/33/EC，2003年）验收标准。这些标准大多是基于无机化合物的浸出浓度和几组有机物（苯系物- 苯，甲苯，乙苯和二甲苯，矿物油-C10至C40的，印刷电路板的-多氯联苯多氯联苯和多环芳烃的-多环芳香碳氢化合物）当前由浸出标准EN12457取得的浸出液（CEN，2002年）。但是，这个欧洲标准规定的范围不包括浸出有机污染物。其毒性特性溶出方法（TCLP）（美国环保局，1996年a）废物特性的目的是确定有机和无机组分在液体，固体
6、和多相废物中的移动性。通过化学方法获得的浸出液的特点，作为一种间接测量的毒性。在TCLP溶出试验由美国环保局提出废物特性被认为是一个积极的步骤，由于用乙酸作为浸出剂，相当于差的情况浸出方案。在TCLP溶出试验，然而，在预测的废物堆填区的典型条件下元素（特别是碱性废物）提取不准确是这一过程的差距。另外，通过应用生物溶出试验测试TCLP得到的浸出液可以用醋酸作为浸出剂而被限制或干扰，可以通过自身，诱导毒性和/或影响的毒性评价，即通过调节pH值。浸出过程的建议适用于有机化合物，在Nordtest作了未命名的技术报告“污染土壤和废物中的有机成分为特性的浸出试验”（Hjelmar等，2000年）。最近，
7、一个ISO浸出标准，ISO / TS21268，处理受污染的土壤中有机物的释放标准被提出了（通过ISO/ TS21268部分1-4，2007年）。本标准包括一系列的过程设计，以防止损失非挥发性有机污染物，但不包括适用于挥发性有机物的范围。这浸出技术的标准处理有机化合物的提取是刚刚开始。有关其从化学和生态毒理学与分析相结合的固体废物浸出研究有机化合物的数量非常有限的（Schultz等，2002年；Vaajasaari等，2004年）。特别是，对化学和共热解煤焦生态毒理学特性结合起来研究没有被鉴定。作者最近提出了专门讨论这一问题的项目（Bernardo 等, 2009年），在其中一个这种类型的生态
8、毒性残留物作了分类。在目前的研究中，这一战略是扩大和应用到从共热解塑料，轮胎，松生物质获得碳的特性采用国际标准的ISO / TS21268-2，2007年。这些碳用DCM处理的效果做出评价。在其中大多程度上DCM促进减少碳的有机污染物以及他们的毒性和分类是怎样影响本研究的。一份详细的化学表征，包括进行了无机和有机参数，并与生态毒理学测试的结果有关。2.材料和方法2.1.热解实验热解实验是在一个1升高压炉（帕尔仪器）中进行的。高压炉是第一次加载，然后关闭，清除，以氮气加压至0.41兆帕斯卡。然后加热直到到达反应温度（420)，这个温度持续15分钟。在这一时期结束时，高压炉逐步冷却到室温温度。混合
9、废物受到的热解是由30%（W/W）松生物量，30%（W/W）废旧轮胎和40%（W/W）塑料组成的。塑料的混合物56%（W/W）聚乙烯，27%（W/W）的聚丙烯和17%（W/W）的聚苯乙烯，用以模拟目前在葡萄牙的城市生活垃圾的组成部分。为了优化生产的液体部分，热解条件和废物混合物的组成被选出来，因为它包含高能有机化合物，可提炼成高优质的燃料。这是以前研究的主要目标（Paradela等，2009）。通过这些实验条件下的反应产物分别为10%（W/W）的气体，60%（W/W）的液体和25%（W/W）的固体。更详细的资料可以从Paradela等的研究中找到（2009）。因此，一部分相对较高的液体被生产出
10、来，但也获得了一部分象征性的固体（碳）。因此，有必要研究这些固体成分和碳的属性，以确定他们的处理方法和安全问题。其中一部分实验中得到的热解固体残渣在索氏提取器（美国ASTMD 5369-93，2003）中用（DCM）方法提取用以消除有机污染物的目的。如果DCM的提取是一个技术可行的办法，对这种处理方法进行评估，以减少碳的潜在危害。DCM是能够从在共热解塑料和生物质产生的固体残渣中提取的大部分挥发物，减少其毒性以及潜在危害，这点已经被Bernardo等预先证明了（2009年）。该提取物产量约为54%。用DCM提取的炭渣被命名为炭渣A，剩下的除残渣部分被命名为炭渣B。2.2.在原料废物中和在炭渣中
11、的有机含量测定原料废物（松树，生物质和轮胎）和炭渣中的有机含量是用马弗炉逐渐量减燃烧有关的固体样品测定了。对样品进行加热，每次增量为50从室温（251）加热到8001（相对于原料废物）和6001（相对于炭渣），其余各温度阶段为10分钟。在每个加热阶段结束时，样品从炉中被撤下，冷却至室温，在干燥器中称重。2.3测定原料的废物中的重金属和炭的含量根据美国环保局3052方法使用一种微波消解法（USEPA，1996b）去消解塑料，松生物质和废轮胎。对于炭残留物，用30%的过氧化氢（v/v）在95的水浴中作为先前处理，然后在相同温度下用王水（盐酸：硝酸，1：3，v/v）处理。最后，用密闭的聚四氟乙烯容器
12、装的王水微波酸洗消解处理完成对样品的无机成分溶解。消化样品的过滤和保存是在ISO5667-3标准（ISO5667-3）描述条件下，直到分析结束。用原子吸收光谱法（AAS）测定一组选定的重金属（镉，铅，锌，铜，汞和砷）的含量（APHA，1992年）。2.4浸出试验浸出试验遵循浸出试验标准（ISO/TS 21268-第2部分，2007年；ISO/TS 21268-第1-4部分，2007年）。这个标准已经发展到测量无机释放，测量从土壤和土壤材料中非挥发性有机成份，测定提取物的生态毒性效果。在这个研究中，考虑到固体残留物的热解和土壤物质(他们都是粒状物质)的物理相似性，因为没用一个标准为特定的炭渣中有
13、机化合物的测定，一个适应的标准被提出了。相对EN12457-2比较，浸出标准的ISO/TS21268-2，2007年，比EN12457-2无机成分的定义更严格的要求，尤其是浸水库（硼硅玻璃和/或聚四氟乙烯的使用），从洗出液的固体的分离，应避免吸附或挥发损失这一步骤。用一个单级分批试验L/S和10L/kg的比例进行一个废物混合溶液的浸出试验，在20的恒定温度下进行。该容器（玻璃瓶封顶）的震动是在一个10分钟每转的旋转速度在震荡仪中进行，在240.5小时内。根据标准溶出试验，用的是一种浓度为0.001mol/L的氯化钙溶液。在溶出试验结束时，这个混合液被静置15分钟，提取物用GF/CWhatman
14、玻璃纤维过滤仪器过滤。每个样品做重复和空白试验。提取物被分为多个子样本，被使用于不同的化学和生态毒理学分析。用于测定提取物的中的重金属根据国际标准ISO5667-3保存（ISO5667-3，1994年）。对于生态毒理学试验和有机污染物的测定，提取物分别保存在4 1的温度环境下。2.4.1提取物的化学表征该提取物的无机分析参数为以下：pH（ISO10523，1994年），电导率（ISO 7888，1985年）和重金属含量（APHA，1992年）。选择要监测和量化的有机化合物是一组15环芳香烃：苯，甲苯，乙苯，邻/间/对/-二甲苯，异丙苯，丙基苯，4-乙基甲苯，叔丁基，1,2,3-三甲苯，1-甲基
15、苯，丁苯，1,4-二乙苯和1,2,4,5-四甲苯，一组11烷基酚：邻/间/对甲酚，3,4二甲基苯酚，2,6二甲基苯酚，2,3二甲基苯酚，2,5二甲基苯酚，2,4二甲基苯酚，2,3,5三甲基苯酚，2,4,6三甲基和2,3,6-三甲基。用静态顶空取样和气相色谱与质谱测定15环芳香提取物的挥发性有机化合物的浓度。顶空取样技术是由使用以下实验条件：平衡时间- 30分钟；提取温度-60；洗出液溶液的体积-25毫升；顶空体积-25毫升。用注射器向气相色谱系统注入的方法收集0.5的顶空（气）量。GC系统是一个用分不分流进样器的焦点气相色谱仪配备，一个TR - V1的毛细管柱（30米0.25毫米ID1.4微米片）和一个PolarisQ质谱仪检测器。载气为1.5毫升/分钟的氦气。样品是在一个1分钟不分流时间和50毫升/分钟分流时间温度有60的不分流模式下注入的。接口和离子源分别保持在220。烘箱温度程序为：32（保持5分钟），上升到100（5/分钟），上升到250（10/分钟），最后上升到280（50/分钟，保持1分钟）。在MS系统的运作模式，用一个质量范围从m/ z为50至200完整的扫描。朗读Bn, jibn, y bn, ln/m/rn/ -r jibn, y bng bn, propylbenzene,4 ethyltoluene, sh dng j,1,2,4 sn
