浅谈二噁英采样方法

浅谈二噁英采样方法

王博圳

深圳市深港联检测有限公司    518000

【内容摘要】 随着世界人口的逐渐增加、生活水平的提升，每天世界上产生的生活垃圾、工业垃圾、医疗垃圾也在日渐增多。目前世界上对垃圾的处理方式主要是以焚烧和填埋为主，而垃圾焚烧中会产生大量的有毒有害的物质，其中就包括二噁英，本文主要介绍二噁英的采样方法。

【关键词】二噁英   采样方法     发展现状

1.二噁英基本信息

二噁英，是一种无色无味、毒性严重的脂溶性物质。二噁英与其衍生化合物的毒性各有不同，另外此类化合物因具脂溶性之故，会积聚在动物脂肪组织及植物的某些部位。自然界的微生物和水解作用对二噁英的分子结构影响较小，因此，环境中的二噁英很难自然降解消除。它包括210种化合物。它的毒性十分大，是砒霜的900倍，有“世纪之毒”之称，万分之一甚至亿分之一克的二噁英就会给健康带来严重的危害。

1.1.二噁英的性质

二噁英性质稳定，土壤中的半衰期为12a，气态二噁英在空气中光化学分解的半衰期为8.3d，在人体内降解缓慢，主要蓄积在脂肪组织中。二噁英是一种含 Cl的强毒性有机化学物质 ,在自然界中几乎不存在,只有通过化学合成才能产生，是目前人类创造的最可怕的化学物质，被称为“地球上毒性最强的毒物”。

1.1.1.物理性质

二噁英在标准状态下呈固态，熔点约为303～305 ℃。二噁英极难溶于水，在常温情况下其溶解度在水中仅为7.2×10-6 mg/ L。而同样在常温情况下，其在二氯苯中的溶解度高达1400mg/ L，这说明二噁英很容易溶解于脂肪，所以它容易在生物体内积累，并难以被排出。二噁英在705 ℃以下时是相当稳定的，高于此温度即开始分解。另外，二噁英的蒸气压很低，在标准状态下低于1.33×10-8Pa，这么低的蒸气压说明二噁英在一般环境温度下不易从表面挥发。这一特性加上热稳定性和在水中的低溶解度，是决定二噁英在环境中去向的重要特性。

1.1.2.二噁英的毒性

二噁英是一种致癌物，接触二噁英也可以引起严重的生殖和发育问题，它也可以影响免疫系统和扰乱激素水平的调节。

二噁英是环境内分泌干扰物的代表。它们能干扰机体的内分泌，产生广泛的健康影响。二噁英能引起雌性动物卵巢功能障碍，抑制雌激素的作用，使雌性动物不孕、胎仔减少、流产等。低剂量的二噁英能使胎鼠产生腭裂和肾盂积水。给予二噁英的雄性动物会出现精细胞减少、成熟精子退化、雄性动物雌性化等。

2.二噁英的采样

二噁英的采样系统主要是利用过滤和吸附原理，等速的来采集样品。首先废气会先经过采样管中的滤筒，环境空气则经过一张滤膜，这主要都是是起到过滤的作用。废气接下来就经过吸附剂，起到进一步的吸附作用。与此同时，废气二噁英中的冷凝系统会对高温的烟气进行冷凝，避免二噁英蒸汽溢出，导致采样人员吸入。

2.1.采样介质

无论是有组织废气中的，还是环境空气中的采样介质，都分为滤筒（滤膜）和吸附材料两种。

2.1.1.滤筒与滤膜

滤筒和滤膜都是采用玻璃纤维的。有组织废气二噁英采样所用的滤筒比平时那些用于常规颗粒物、烟尘采样的滤筒都要大。长度为15cm，直径为3cm;而用于环境空气中二噁英采样的滤膜尺寸大小应与过滤材料支架匹配，一般大小不一。

2.1.2吸附材料

有组织废气二噁英采样采用XAD-2大孔树脂对废气中的二噁英进行吸附。 XAD-2大孔树脂，是一种适用范围比较广泛的树脂，对多种有机化合物，均具有较强的吸附能力，分离纯化效果极佳。XAD-2树脂外观为乳白色或浅黄色不透明球状颗粒，化学性质比较稳定，几乎不溶于酸、碱及有机物，方便及实验过程中对吸附剂、洗涤剂的选择。

环境空气中二噁英采样则是采用PUF棉进行吸附。PUF棉直径为90mm～100mm，厚50mm～60mm，密度0.016g/cm3。

2.2.采样前准备

无论是有组织废气还是环境空气中二噁英的采样，首先都要先编写采样计划、确定采样点位、采样频次、质量保证措施、经费等。

对于有组织废气来说，每个采样点位每次至少采集三个样品，连续采样，分别测定，以平均值作为报告结果，每个样品的采样量应不小于最低采样量，采样时间应不小于两个小时[1]。深圳部分垃圾焚烧发电厂采集五个样。

而对于环境空气二噁英来说，它一般都是两个采样点，分别布在上风向和下风向。采样时间是连续采样24小时，一个点采集一次。

2.3.采样装置

2.3.1.环境空气二噁英采样装置

环境空气二噁英的采样装置相对有组织废气来说要简单一点。大致为一下几部分。

大流量采样器：环境空气二噁英采样装置应按标准采样流程进行设计，过滤材料支架尺寸应与滤膜匹配，吸附材料容器应能够容纳2块PUF棉，并保证系统的气密性。

采样泵：进行等流速采样时，在装有滤膜的状态下，采样泵负载流量能够保证在100L/min～300L/min 的流量下连续长时间采样，并具有流量调节功能。

吸附材料充填管：材料一般为不锈钢或铝制。

2.3.2.有组织废气二噁英采样装置

有组织废气二噁英采样装置一般有以下几部分。

采样管（枪）：采样管材料一般为硼硅酸盐玻璃、钛金材料，采样管安装于采样枪里，每次采样完毕应清洗干净。

滤筒托架：大小应与滤筒大小相符，材料一般为石英玻璃，托架应保证气密性良好。

冷凝系统：冷凝原理与蒸馏水时原理相似。

气相吸附柱：为石英玻璃管，用于装吸附材料XAD-2树脂

主机：包括采样泵、流量计。还有一些烟气传感器，烟气参数主要用于计算最后结果。

2.4.采样步骤

2.4.1环境空气二噁英采样步骤

首先准备好大流量采样器，接着将大气二噁英采样器运送到采样点，连接采样装置并固定，采样器必需放在没有障碍的区域，至少离任何障碍物2米以上。排气口需拉到下风处避免空气回流到采样头。然后开始采样，松开洗净的采样头下部，戴上无尘手套，将PUF棉（预先在实验室填充加标）安装到采样套筒中，用蹑子将玻璃纤维滤膜（预先400℃烘烤5小时）放在滤膜架上，固定好之后启动采样装置，设定压差表到预定流量。

采样开始五分钟后观察流量是否稳定并测量空气温度、湿度、风向、风速等参数，同时对采样点周围环境作描述记录。若采样点周围存在污染源，还要记录污染源名称、排放情况、距离采样点的距离及方位等信息。条件允许时最好对现场做拍照确认。

预设采样时间中点及结束前五分钟需记录压差表读数及周围环境条件，然后关闭电源，用镊子谨慎地取出滤纸，朝内对折2次后置于PUF玻璃套筒顶端，然后盖上盖子并用锡箔纸包好，采样瓶和锡箔纸外都贴好标签（包括空白样品），样品运送期间滤膜及PUF套筒都需避光并且放在装有冰块的冷藏箱内（低于10℃）。

2.4.2.有组织废气二噁英采样步骤

根据之前编写好的采样计划，准备好仪器和所需要的介质，到达现场后，先测定废气的参数，用来确定采样嘴的大小，然后估算好采样体积。

按照顺序连接好采样装置的各个部分，检查采样装置气密性，确定气密性良好。带上无尘手套，用镊子将包裹在锡箔纸里的已称重滤筒夹出，安装到滤筒托架里。接着将XAD-2树脂装进气相吸附柱里，采样介质安装完毕。

将采样枪插入烟道内，封闭采样孔，让采样嘴对准气流方向。先测定烟道内废气温度、含湿量、含氧量、流速等参数。随后开始等速采样，采样过程中要注意烟道内流速、压力的变化。同时采样过程中冷凝系统正常运作，使进入到XAD-2树脂的温度小于25℃，同时气相吸附柱要在避光环境中。

采样完成后，先拿出采样枪，然后停止采样泵，将采样信息（包括起止时间、流速、压力等等信息）打印出来。将样品取出，放在专用容器内，低温保存，并尽快送回实验室分析。

3.参考文献

［1］HJ/T 365-2007．危险废物(含医疗废物)焚烧处置设施二噁英排放监测技术规范［S］.