持久性有机污染物（POPs）中二英类化合物的技术综述

王储

摘 要：文章介绍了持久性有机污染物的研究对象、方法、方向、技术热点，以及二 英降解的主流研究方法和进展。

关键词：二 英；有机污染物；降解

引言

持久性有机污染物（POPs）中氯代有机污染物和二 英类化合物最为典型。鉴于POPs对环境和人体的破坏和毒害，中国人大在2004年6月批准我国加入《POPs公约》，并于同年11月11日生效。文章整理回顾了以二 英类化合物为主的持久性有机污染物当今处理方法和技术，为以后差异化研究提供了参考。

1 研究简述及技术热点

1.1 研究对象、方法、方向的研究简述

研究处理物的载体对象主要有废水、污泥、土壤、空气等；研究治理的方法主要有物理法，化学法，生物法和焚烧法；物理法主要用活性炭吸附法、气提阀、萃取法将氯代有机物从气、水等主体中分离出来；化学法分为化学氧化法、化学还原法，化学氧化法主要包括焚烧法、湿式氧化法、臭氧氧化法、光催化氧化法等，化学还原法包括双金属催化还原法、零价金属还原法和一般还原法等；生物法则是通过植物根系吸收POPs或微生物酶降解POPs；焚烧技术是处理城市生活垃圾的一种技术，适用于处理大量高浓度的持久性有机污染物，通过高温处理以使其污染物减少。研究方向主要有设备、工艺、催化剂、降解组分等。

1.2 热点技术分析——碱催化技术的研究进展

碱催化分解技术（BCD，Base-Catalyzed decomposition）是其中一项重要的技术，这项技术是美国环保局风险降低工程实验室和美国海军工程服务中心联合开发用于修复被有机氯代污染物（像PCBs、二 英、农业等）污染的液体、土壤、淤积物等污染物的一种非燃烧技术，这项技术主要是在碱性环境及氮气环境中，加入氢供体催化剂等试剂后，加热到300℃以上，反应一段时间之后，实现绝对氯代有机污染物的降解。US4353793A（1982年10月12日）、US4351718A（1982年9月28日）用聚乙二醇（PEG）和聚乙二醇甲酯PEGM作为添加剂、碱化物去除氯代三联苯，US4410422A（1983年10月18日）研究了用PEG、碱性氢氧化物对含多氯芳香烃、多氯联苯的转化油降解无害化，US4663027A（1987年5月5日）用聚乙二醇、碱金属氢氧化物去除固体浆状物中的多氯芳香烃，US5228921A（1993年7月20日）研究了醇、桠枫、碱性氢氧化物为组分对含卤化有机污染物中的固体进行去污染化，US5198122A（1993年3月30日）通过超声波能量去除污染水源、固体材料中的有毒物质，JPH0625691A（1993年12月15日）研究了烃油脱卤代芳族化合物的方法。此后，研究人员又在催化剂、温度高低，设备等方向做出改进，以进一步提升降解有机污染物的效率。而国内方面，除去国外公司在中国申请的相关专利外，CN102058953A（2011年5月18日）开展了氯代有机物工业废物碱催化分解方面的装置及方法研究，CN102921144A（2013年2月13日）开展了用聚乙二醇和碱性物质处理氯代有机物的工艺。

2 二 英类化合物脱氯降解的方法

2.1 光降解

光降解具有环保、低能耗、降解率高等特点，利用紫外光或日光降解二 英类污染物的研究很多。例如，在碱性异丙醇溶液中，沙质沉积物中的PCBs在两周内几乎全部被日光还原脱氯分解，绝缘流体中的PCBs的氯还原脱除率只有34%，而直接紫外光解可在60min内达到92%，KR20050107975A（2005年11月16日）指出包裹半导体纳米颗粒的乙烯基聚合物中的半导体纳米颗粒可以显著地增加光降解效率。

2.2 催化光降解

為了提高降解速率和效率，还出现了催化光降解方法，其常用的催化剂是TiO2。CN101485958A（2009年7月22日）研究了用于降解烟气二 英的光催化反应器及光催化剂活化方法。

2.3 生物降解

环境中二 英类污染物的自然分解主要依靠缓慢的生物降解，一般在有氧或缺氧条件下进行，主要涉及氧化、还原脱氯等降解过程。大量的研究证明，如果选择合适的菌株，并加以驯化培养，可以加快二 英类污染物的生物降解。CN101234335A（2008年8月6日）采用在发酵反应器中加入废弃的生物质、降解醚溶液的方式，从而对包括多氯代二苯并二 英/呋喃在内的微量持久性有机污染物进行吸附，CN1724413A（2006年1月25日）用组合微生物降解氯代二 英类污染物。

2.4 高温焚烧

二 英类化合物在高温条件下可以分解，对于飞灰等危险固体废弃物可以采取高温焚烧熔融的方法，进一步降低脱除二 英类化合物的毒性。但是这种方法对工艺条件和设备有很高的要求，能耗也大，如果控制不合适，还可能促使二 英类化合物的二次合成，产生更大的危害。

CN101766951A（2010年7月7日）优选在550℃-650℃的温度范围内，使含氯的飞灰颗粒以及作为低温合成催化剂的重金属颗粒作为灰渣分离出去，从而，破坏飞灰在低温条件下合成二 英的条件。CN102583823A（2012年7月18日）提供一种依次将焚烧飞灰、垃圾渗滤液、空气/氧气注入高温高压反应釜中进行无害化处理，从而将垃圾焚烧飞灰中的二 英等有机污染物降解的方法。

2.5 电子束技术

有人在200℃用电子束技术通过羟基自由基反应破坏垃圾焚烧烟气中的PCDD/Fs，分解率可以达到90%以上，降低了烟气的处理成本。把非热的等离子体应用到飞灰中PCDD/Fs的脱毒也有报道，CN102989102A（2013年3月27日）对垃圾焚烧发电厂电子束辐照降解二 英的装置及方法进行了研究。

2.6 氧化或还原手段

可采用合适的试剂和反应条件，通过氧化或还原的手段（一般选择活泼的碱金属或碱土金属），将二 英类化合物彻底分解或转化为低毒的化合物。在醇溶液中用金属Ca进行垃圾焚烧飞灰PCBS、PCDD/Fs的脱氯降解，在较短的时间内，氯的脱除率都达到98%以上。

Fenton试剂在降解污染物中也得到应用，李秀华等[1]研究了

Fenton试剂对土壤中PCBs及其同系物的作用，曹梦华等[2]以Fenton法研究对含有有机氯农药土壤的修复。

JP2002052373A（2002年2月19日）研究了一种二 英类分解处理方法，尤其是一种对二 英类起还原反应的促进液的添加工序。CN202054659U（2011年11月30日）采用通入臭氧等氧化剂以促使污水中二 英氧化分解。

3 结束语

由于我国在污染物研究上起步较晚，在研究的对象、技术方案上国外同行领先国内一大步，这其中以碱催化技术最为明显，以美国专利为主的碱催化技术研究已经非常的深入，但近些年来随着国内在持久性有机物领域研究的大力投入，差距在逐步缩小，而作为国内近年来的主要研究对象—二 英，以后的研究则应注重差异化突破。

参考文献

[1]李秀华，骆永明，滕应，等.多氯联苯污染土壤的Fenton试剂化学修复效应[J].土壤，2010，42（2）：256-261.

[2]曹梦华，王琳玲，陈静，等.有机氯农药污染土壤的Fenton氧化修复研究[J].环境工程，2012，30（5）：526-532.