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              淄博科宇電器有限公司
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              變壓器械的構造及特征

              編輯:淄博科宇電器有限公司   字號:
              摘要:變壓器械的構造及特征
              二十世紀六七十年代,我國累計生產了近萬t的PCBs,其中9 000 t為1號PCB,以三氯聯苯為主,另外1 000t為2號PCB,以五氯聯苯為主。2號PCB用作油漆添加劑,作為開放性使用進入環境,1號PCB用于電力變壓器和電容器,目前大多已廢棄,有關PCBs在土壤、水、沉積物和水生生物中的研究已有很多,但對于環境中PCBs的污染來源問題還很難斷定。含PCBs變壓器油的泄漏是環境中PCBs的主要來源之,國內學者對環境樣品中PCBs異構體的“指紋”分析時,往往以美國產品Aroclor1242的同類物分布作為我國主產三氯聯苯的分布狀況。由于生產工藝的差別,蔣可等

              在研究國產PCBs中共平面dioxin-like PCBs時,發現國產三氯聯苯與國外產品還存在著很大的差異。為了研究國產PCBs的同類物的分布特征、環境毒性及其與國外產品的差異,為評估我國廢棄變壓器/電力電容器中殘留PCBs的環境毒性提供最基本的依據,作者研究了國產變壓器油中1號PCB中84種PCBs同類物分布特征。

              1實驗部分1.1樣品國產YL/CL/RL系列電力電容器和變壓器廢油樣品(含國產商品1號PCBs),由沈陽環境科學研究院提供。

              1.2試劑與儀器正己烷、二氯甲烷、異辛烷(農殘級,DIKMA公司);丙酮(色譜純,天津光復化工廠);二甲基亞砜(DMSO,99.7%,Acros organics生產);濃硫酸(優級純北京化工廠)。硅膠(100200目,Merk公司),150℃下加熱16h活化,3.3%水滅活。無水硫酸鈉(分析純,北京化工廠)于600℃馬弗爐中焙燒5h,以除去其中的有機物。二次去離子水(18.2M?)由Milli-Q Plus超純水處理系統處理。

              PCB標準品由美國Accustand公司提供,混和標樣由84種PCB同系物構成,其中Cl 2-PCBs10種(按IUPAC命名分別為4-,5-,6-,7-,8-,9-,10-,12-,13-,15-CB),Cl 3-PCBs11種(16-,17-,18-,19-,22-,26-,28-,31-,32-,33-,37-CB),Cl 4-PCBs 19種(41-,42-,44-,45-,47-,48-,49-,52-,53-,56-,60-,64-,66-,70-,71-,74-,76-,77-,81-CB),Cl 5-PCBs 19種(83-,84-,85-,87-,89-,91-,92-,95-,97-,99-,100-,101-,105-,110-,114-,118-,119-,123-,126-CB),Cl 6-PCBs 12種(128-,131-,132-,135-,138-,144-,149-,153-,156-,163-,167-,169-CB),Cl 7-PCBs 6種(170-,171-,172-,174-,180-,190-CB),Cl 8-PCBs 5種(194-,199-,200-,202-,205-CB),Cl 9-PCBs 2種(206-,207-CB)。標準品以異辛烷稀釋成母液,取混合標準母液以異辛烷逐步稀釋,配制成標準工作液,其濃度范圍為5.080.0ng/mL.安捷倫5890/5973Ⅱ型GC-MS,DB-5MS柱(60m×0.25mm×0.25μm,JW Sci.Co產品)。

              1.3樣品處理樣品前處理方法。取50μL油樣溶于10mL正己烷充分混勻,用15mL×4DMSO萃取,合并DMSO相。加入100mL去離子水溶解,用50mL×3正己烷反萃取,合并正己烷相。旋轉蒸發濃縮至約10mL,10mL×3濃硫酸酸洗,水洗至中性。過無水硫酸鈉除水,濃縮至約12mL,過硅膠柱(3.3%水滅活硅膠)凈化,旋轉蒸發至約2mL,移至KD濃縮瓶。加入內標PCB204,高純氮氣吹,定容1mL.移入樣品瓶中,備GC-MS分析測定。

              1.4 GC/MS實驗條件DB-5MS色譜柱,進樣口溫度250℃,檢測器溫度300℃,升溫程序為90℃保持1min,之后以15℃/min升到160℃,然后以3℃/min升到280℃(保持15min)。恒流無分流進樣;載氣為高純氦氣;流速為1.0mL/min.

              質譜條件:EI源,電子能量70eV,源溫度250℃,質量掃描范圍m/z 30450,選擇離子監測模式(SIM),內標法定量。

              1.5質量保證和質量控制(QA/QC)連續分析7個濃度為5倍噪聲的標樣,取得其標準偏差(S1),儀器檢測限(IDL)=1.94 S1,即0.0180.048pg/mL.重復分析7個基質(未加油樣的正己烷)加標樣,加標濃度為5倍IDL,取得其標準偏差(S2),方法檢測限(MDL)=1.94 S2,即0.061.20pg/mL.方法的加標回收率為74%117%.

              2結果與討論2.1結果我國變壓器油中84種PCBs的總濃度范圍為79.8286.6mg/mL,平均濃度約為155.9mg/mL,圖1(a)給出了我國變壓器油中PCB各異構體的平均百分含量??梢?,在84種PCB中,僅檢出了36種PCBs(CB6,CB5+8,CB13,CB18,CB17,CB15,CB16,CB32,CB26,CB31+28,CB33,CB53,CB22,CB 45,CB52,CB49,CB47+48,CB44,CB42,CB37,CB41+71,CB64,CB74,CB70,CB76,CB66,CB56+60,CB110,CB77,CB118,CB105),且主要以低氯代PCB為主,高氯代PCB含量很少,大部分高氯代PCBs低于儀器的檢測限。在所有檢測的異構體中,約有17.4%的PCBs是CB-18(2,2,5-T3CB),次之是CB-33(2,3,4-T3CB)和CB-31+28(2,4,5 T3CB+2,4,4T3CB)分別占了13.5%和8.3%,含量最高的全是三氯代聯苯,這與我國在20世紀6070年代所生產的1號PCB主要是三氯聯苯的事實相符。

              為了進行對比,給出了美國產Aroclor1242中各異構體的平均百分含量。我國生產的1號PCB其總含氯量約為42.9%,與美國生產的Aroclor 1242(氯含量約為40%42%)的含氯量極為相似。Aroclor1242中PCB也主要以低氯代PCB為主,但各異構體的相對百分含量差異比國產PCBs小, Aroclor1242中共檢出99種異構體(CB1,CB2, CB3, CB4, CB5, CB6, CB7, CB8, CB9,CB10, CB12, CB13, CB15, CB16, CB17, CB18,CB19, CB20, CB22, CB23, CB24, CB25, CB26,CB27, CB28, CB29, CB31, CB32, CB33, CB34,CB35, CB37, CB40, CB41, CB42, CB43, CB44,CB45, CB46, CB47, CB48, CB49, CB51, CB52,CB53, CB54, CB55, CB56, CB57, CB59, CB60,CB63, CB64, CB66, CB67, CB70, CB71, CB72,CB74, CB75, CB76, CB77, CB81, CB82, CB83,CB84, CB85, CB86, CB87, CB89, CB91, CB92,CB94, CB95, CB96, CB97, CB99, CB101, CB102,CB105, CB109, CB110, CB114, CB115, CB117,CB118, CB122, CB123, CB124, CB125, CB128,CB132, CB138, CB141, CB149, CB153, CB156,CB158, CB163)。

              可見,Aroclor1242的PCBs主要以三氯和四氯代聯苯為主,分別占總量的45%和31%,其次是二氯和五氯代聯苯,分別占13%和10%;而我國變壓器油所含PCBs主要以三氯聯苯為主,在所測總量中其含量高達63%,其次是四氯和二氯代聯苯,分別占24%和9%,我國生產的變壓器油中PCBs同類物的分布特征與美國的Aroclor1242產品較為相似,都是以三氯代聯苯為主,但四氯代聯苯與美國的Aroclor1242相比含量較低。另外,我國生產的變壓器油中五氯代聯苯的含量遠低于美國的Aroclor1242,在所測PCBs中其含量僅為總量的3%;六氯和七氯代等高氯代聯苯在我國變壓器油的PCBs中含量極微。

              2.2討論評估PCBs環境毒性的風險不僅要考慮其總含量和同類物,而且取決于毒性最大的幾種異構體的存在。PCBs的毒性與氯原子取代位置有很大關系,無鄰位氯取代,或僅有12個鄰位氯取代的PCBs同系物是有毒的,稱類二PCB(dioxin-like PCB)。鄰位沒有氯原子取代的共平面PCBs毒性較大,尤其以雙對位和多于2個側位氯取代的PCBs毒性最大,如CB77,CB81,CB126,和CB169,其結構最接近于2,3,7,8-TCDD??梢?,國產PCBs中,共平面PCBs含量僅占測定總量的1.6%,其中CB-77的含量最高,對TEQ的貢獻最大,占6種劇毒PCBs的72%,其次是CB-105和毒性最強的CB-126,分別占15%和8%.國產PCBs未檢測到CB-169,蔣可等

              在研究國產PCBs及其焚燒煙灰中的dioxin-like PCBs時,也未檢測到CB-169.國產PCBs的TEQ值比國外產品低,僅相當于Aroclor1242的15%,但Aroclor1242中未檢測到劇毒的CB-126,Aroclor1242中84%的毒性貢獻來自CB-77,其次為CB-105,約占13%.從異構體的分布情況來看,國產1號PCBs產品與美國Aroclor1242存在著較大的差別。

              我國PCBs典型污染地區的大氣研究結果表明,無論在氣態還是顆粒物中所檢測到的PCBs均為低氯代PCBs,高氯代PCBs均未檢測到,國外報道的大氣顆粒物中的PCBs以四氯代和六氯代PCBs為主,我國國內用于電容器介質油主要是低氯代PCBs的事實是相符的。據調查,廢舊電容器的拆解及電容器油的流失是當地PCBs污染的來源,污染區大氣中PCB-31+28含量高達95.35ng/m 3,而在國產變壓器油/電力電容器油所用PCBs異構體中PCB-31+28含量高達12.97mg/mL,表明含PCBs廢油的泄漏已嚴重污染當地的生態環境,同時揭示出廢棄電力容器/變壓器的拆解以及廢油的任意排放是當地環境中PCBs的主要來源。Ren等

              研究表明,我國土壤中PCBs污染以低氯代PCBs為主,其中三氯代PCBs含量最高(34%),這與國產變壓器/電力電容器油中所用PCBs的異構體分布是一致的,這也表明含PCBs廢棄電力電容器/變壓器油的泄漏已成為我國環境中PCBs的主要污染源。

              3結論3.1我國變壓器油中PCBs主要以低氯代PCBs為主,三氯聯苯在所測總量中含量高達63%,其次是四氯和二氯代聯苯,分別占24%和9%.

              3.2我國生產的變壓器油中PCBs同類物的分布特征與美國的Aroclor1242產品較為相似,國產PCB總含氯量約為42.9%,與美國生產的Aroclor 1242(氯含量約為40%42%)的含氯量極為相似。

              3.3國產PCBs中,共平面PCBs含量僅占測定總量的1.6%,其中以CB-77的含量最高,對TEQ的貢獻最大,占6種劇毒PCBs的72%,其次是CB-105和毒性最強的CB-126,分別占15%和8%.

              3.4國產PCBs未檢測到CB-169,國產PCBs的TEQ值僅相當于Aroclor1242的15%.
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