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我国是世界主要的焦炭生产和出口国,焦炭产量和出口量分别占世界的40%和60%以上。除火力发电外,炼焦作为主要的能源转化形式每年占我国总耗煤量的13%左右,远高于世界平均水平。焦化生产过程造成大量污染物的直接排放,除了常规污染物如颗粒物、SO2外,还包括大量具有生理毒性的有机化合物(如多环芳烃),对焦炭产区人们的生存环境和身体健康构成了严重的危害。本文选择了不同高度的4座机械化焦炉,即6m焦炉1座、4.3m焦炉两座(顶装和捣固)2座和3.2m焦炉1座,通过对焦化厂烟气和焦炉顶空气采样监测,对颗粒物和颗粒态多环芳烃的组成特征、排放因子和排放量进行了初步讨论,对科学评价炼焦行业对全国和焦炭产区的大气环境影响有较重要的意义。主要结论如下:1.不同高度机焦炉排放的颗粒物浓度水平差异明显,其中:6m焦炉(EC)颗粒物排放浓度最低,3.2m焦炉(YM)最高,且在有组织排放中,燃烧室废气中颗粒物浓度值最高,其次为地面站装煤和出焦过程。2.炼焦生产各工序烟气及焦炉顶空气中颗粒态多环芳烃含量差别较大。无组织排放的PAHs浓度比有组织排放低,16种PAHs的浓度均值为3.45μg/m3,其中苯并[b]荧蒽浓度最高(0.87μg/m3)。有组织排放的16种PAHs的总浓度中,出焦烟气最高,装煤烟气次之,燃烧烟气最低。3.不同采样点多环芳烃分布特征不同。在装煤和出焦烟气中,4环PAHs所占比例最大,分别占总体的49.47%和45.99%;燃烧室废气中3环比例最大,平均为44.89%;而在焦炉顶空气中5环PAHs的比例最大,平均为54.91%。4.将样品中各多环芳烃浓度进行归一化处理,建立炼焦污染源PAHs成分谱,结果表明苯并(k)荧蒽、屈相对含量较高,所占比例分别为18.7%和11.1%。四、五环的多环芳烃为主要污染物,占总百分比浓度为90%以上。炼焦过程BaP/BghiP、BaP/COR、PYR/BaP、IND/BghiP、Phen/Ant和BeP/BaP特征比值不同于其他污染源,在一定程度上可以示踪大气颗粒物中多环芳烃的来源。5.不同采样点PAHs的毒性特征不同。出焦处最大,与该点PAHs含量较为一致。焦炉顶PAHs浓度在四个采样点中最低,但其毒性却较高,仅次于出焦点。6.机械炼焦烟气中颗粒物和16种多环芳烃的排放因子分别为0.518kg/吨焦和63.076mg/吨焦。地面站烟气中芘、荧蒽和菲的排放因子最高,分别为3.926mg/t焦、2.052mg/t焦和1.397mg/t焦;燃烧室废气中芘、蒽和菲的排放因子最高,分别为8.360mg/t焦、7.654mg/t焦和6.698mg/t焦。7.根据我国机械炼焦焦炭年产量和本文所得到的各种污染物(颗粒物和多环芳烃)的排放因子,对这些污染物的年排放量进行了简单估算。2008年我国机械炼焦烟气中颗粒物和16种多环芳烃的年排放量分别为16.317万吨和19.869吨。