木酢液廢物的醫(yī)療論文范文

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1試驗方法

1.1磁化熱解方法向熱解爐內(nèi)通入適量磁化空氣，加速爐內(nèi)熱分解反應(yīng)，并依靠反應(yīng)自身產(chǎn)生的熱量維持爐內(nèi)溫度，從而省去了外加熱源。磁化熱解產(chǎn)生的冷凝液將通過爐底的槽孔收集于爐體下方的集液槽，產(chǎn)生的煙氣則由脫煙加熱室進行消煙、脫臭。

1.2樣品預(yù)處理將收集到的冷凝液低溫避光保存，取中部澄清液，用中速定性濾紙進行過濾，再按照1∶100的體積比，用乙醚進行萃取。得到的萃取液用無水硫酸鈉脫水后，過0.22μm濾膜后用于色譜分析。

1.3GC-MS成分分析取萃取液，采用GC-MS聯(lián)用儀對試樣進行成分分析。氣相色譜條件:Agilent19091N-233毛細(xì)管柱(30m×250μm×0.5μm)，初始溫度40℃，保持4min后，以5℃/s升溫至230℃。載氣為氦氣，載氣速度為1.1096mL/min，進樣量為1μL，模式為不分流。溶劑延遲為4min，采集模式為全掃描，質(zhì)量數(shù)為30～300。質(zhì)譜條件:EI源，電子能量70eV。通過氣質(zhì)聯(lián)用儀(GC-MS)對磁化熱解冷凝液的成分進行定性分析，并采用面積歸一化法對其主要成分進行相對含量計算。

2結(jié)果與分析

2.1磁化熱解過程磁化空氣是由空氣通過磁場受磁化產(chǎn)生的，單個磁場由兩塊磁鐵組成，共18組，單塊磁鐵的磁感應(yīng)強度為3000GS。磁化空氣依靠氣泵送入，流量為60L/min。醫(yī)療廢物一次投加量為24kg，每4h投加1次。醫(yī)療廢物經(jīng)磁化熱解之后，產(chǎn)生3類物質(zhì):煙氣、冷凝液、爐灰。煙氣中含有大量可燃?xì)怏w，在通過脫煙加熱室后產(chǎn)生明亮的火焰。冷凝液為深棕色、具刺激性氣味的酸性液體。爐灰中包含了玻璃藥瓶、金屬鑷子等無機物，爐灰的減量率達到90%以上。2.2GC-MS分析

2.2.1試驗結(jié)果由GC-MS分析冷凝液樣品，通過軟件庫解析，定性識別出下列物質(zhì):有機酸包括乙酸、丙酸、丙二酸，占總質(zhì)量的21.96%。醛類包括糠醛、苯甲醛、5-甲基呋喃醛，占總質(zhì)量的14.42%。醇類包括5-己烯基-1-醇、麥芽醇、糠醇、環(huán)丙基甲醇，占總質(zhì)量的4.11%。酚類包括苯酚、對甲基苯酚、2，6-二叔丁基對甲苯酚、5-甲基間苯二酚、愈創(chuàng)木酚，占總質(zhì)量的22.18%。酯類包括2-［(三甲基甲硅烷基)氧基］-三甲基甲硅烷丙酸酯、氨基甲酸丙酯、丁內(nèi)酯、當(dāng)歸內(nèi)酯、3-甲基丁內(nèi)酯、4-羥基-5-氧代己酸內(nèi)酯、2-羥基-丁內(nèi)酯，占總質(zhì)量的10.28%。酮類包括羥基丙酮、2-環(huán)戊烯酮、3，4-二甲基-2-環(huán)戊烯酮、2-乙?；秽?、3-甲基-2-環(huán)戊烯-1-酮、2，3-二甲基-2-環(huán)戊烯酮、5-甲基-2-乙酰基呋喃、2，5-二氫-3，5-二甲基-2-呋喃酮、5-甲基-2-嘧啶酮、甲基環(huán)戊烯醇酮、3-甲基環(huán)己酮、4-甲基-2(H)-呋喃酮，占總質(zhì)量的23.09%。此外，還包括八甲基環(huán)四硅氧烷、2-乙炔基吡啶、乙基苯、2，2-二甲基丙酰肼，共38種有機化合物。在這些化合物中，多數(shù)都含有五元環(huán)、六元環(huán)的結(jié)構(gòu)，占65.41%。其中，含有吡喃基團的占1.27%，含呋喃基團的占32.36%，含環(huán)戊烯基團的占16.46%，含環(huán)己烷基團的占1.31%，含嘧啶基團的占1.74%，內(nèi)酯類占7.44%，含苯環(huán)基團的占35.13%。

2.2.2分析討論首先，含量前10位的物質(zhì)如表1所示，考察作為木酢液最主要2種成分的乙酸與苯酚［12］，其中的乙酸含量最高，而苯酚位列第四。說明醫(yī)療廢物經(jīng)磁化熱解后產(chǎn)生的冷凝液具有木酢液的特征成分，且含量較高，同時醛、酮、酯、醇類物質(zhì)含量也十分豐富，因此兩者具備相近的理化性質(zhì)與資源開發(fā)潛力。其次，與其他文獻研究結(jié)果進行對比，一般酚類物質(zhì)的取代基往往為甲基或甲氧基，結(jié)構(gòu)較為簡單，但是醫(yī)療廢物磁化熱解產(chǎn)生的冷凝液中檢出的2，6-二叔丁基對甲苯酚，不僅取代基是較為復(fù)雜的叔丁基，而且含量很高，位居第二。通過查閱資料可知，2，6-二叔丁基對甲苯酚被用于有機合成，用作橡膠、塑料防老劑，以及汽油、變壓器油、透平油、動植物油、食品等的抗氧化劑［13］。因此，該物質(zhì)的來源很有可能是醫(yī)療廢物中的塑料、橡膠制品中添加的抗氧化劑。最后，還檢測出了2-［(三甲基甲硅烷基)氧基］-三甲基甲硅烷丙酸酯、八甲基環(huán)四硅氧烷2種含硅元素的物質(zhì)，共占3.52%。由于雙子葉植物中的硅含量極低［14］，而且其他文獻的分析結(jié)果中都沒有檢測出有機硅物質(zhì)，因此其必然與醫(yī)療廢物中的物質(zhì)成分有關(guān)。查閱資料發(fā)現(xiàn)，八甲基環(huán)四硅氧烷的初級形態(tài)二甲基環(huán)體硅氧烷主要用于進行開環(huán)聚合成不同聚合度的硅油、硅橡膠和硅樹脂等。因此，這些含硅元素物質(zhì)很可能來自醫(yī)療廢物中的硅橡膠制品?？啡┑暮繛?1.44%，而其他文獻中糠醛的含量一般在10%以下，最高為7%，考慮到糠醛在醫(yī)藥［16］與高分子材料方面的應(yīng)用，有可能是醫(yī)療廢物中某些材料與藥物對糠醛含量產(chǎn)生了影響。冷凝液中的酯類含量較高，特別是丁內(nèi)酯為主的內(nèi)酯類物質(zhì)基本沒有出現(xiàn)在其他文獻的檢測結(jié)果中。

3結(jié)論

雖然醫(yī)療廢物中的有機成分主要是高分子有機物，其中的氧含量很低，但是通過通入磁化氧氣與之進行熱分解反應(yīng)，使得高分子物質(zhì)的碳鏈在被等離子氧撕裂的同時，也與氧原子結(jié)合產(chǎn)生了豐富多樣的含氧有機物，獲得的冷凝液成分也與生物質(zhì)原料產(chǎn)生的木酢液相近，具有較高的資源利用潛力。另一方面，由于醫(yī)療廢物的成分較為復(fù)雜，除了人工合成的高分子材料以外，還包括多種多樣的添加劑、藥劑等復(fù)雜成分，使得冷凝液的成分不可避免地與木酢液有一定的區(qū)別，而這些成分對醫(yī)療廢物熱解木酢液功用的具體影響，仍需進一步探究。

作者：夏冰斌王峰楊海真單位：同濟大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院