含溴阻燃剂的热降解动力学与若干重要的湿处理化学反应研究

含溴阻燃剂（BFRs）在电子、建筑、纺织等行业使用量大且历史悠久，其环境危害是当前环境科学的研究热点。人们已在各种环境介质中检出了BFRs，但对其详细的排放途径缺少研究。本项申请选择典型的BFRs，即四溴双酚A、六溴环十二烷、十溴联苯醚，针对BFRs的生产、使用、回收利用三大排放途径之一的"含BFRs产品回收利用过程"，进行系统的热降解和典型化学处理过程研究，阐明BFRs的热降解与热蒸发动力学，认识这一热过程可能生成的二次污染物。模拟典型的化学处理过程，如甲醇、丙酮、甲苯、盐酸、硝酸、硫酸、王水处理对BFRs化学组成的影响,以及这一过程可能造成的二次污染。研究工作不仅对各种途径BFRs的排放估算、环境行为研究有帮助，也可以为BFRs的污染控制提供依据，如温度、溶液、体系的选择等关键问题。无论是从环境科学、还是从环境技术角度看，本项研究均具有一定基础性和创新性。

电子垃圾的回收处理已成为社会各界广泛关注的热点。电子垃圾含有许多有毒有害物质，如含溴阻燃剂（BFRs），这些物质在回收处理过程中可能会释放到环境中，引起严重的环境污染问题，给人体健康带来重大风险。因此，本项目围绕BFRs在各种电子垃圾处理过程中涉及的化学演变等问题开展了一系列深入系统的研究工作。.首先，本项目选取了三种最常用的BFRs（TBBPA、HBCD、BDE209）为代表，研究了它们在不同有机溶剂（丙酮、甲苯和甲醇）处理过程中的环境行为变化。研究发现，丙酮会引起TBBPA和HBCD的转化以及二次污染物的形成，而甲醇和甲苯对TBBPA和HBCD的转化没有影响，BDE209在三种有机溶剂处理过程中均不发生转化。另外，我们还比较了不同温度条件电子垃圾中常见金属（如镍、铜、锌、铁等）对TBBPA和HBCD在三种溶剂中的转化反应动力学、转化途径及转化机理的影响。以上研究结果为BFRs的萃取、回收和化学定量分析提供重要的数据支撑。.其次，本项目还研究了三种BFRs在不同酸处理过程（硫酸、硝酸和盐酸）中的环境行为变化。在不同的酸处理过程中，三种BFRs的转化速率、转化动力学、转化产物及转化途径均不同，造成的二次污染也不同。此外，我们还研究了反应温度和时间对BFRs转化的影响。总体来说，TBBPA比HBCD更容易转化，而BDE209不发生转化。该研究为酸处理过程中环境风险评估、优化处理条件等提供重要的基础数据。.最后，本课题分析了在O2和N2条件下三种BFRs在25-500℃热解动力学过程，通过数据处理拟合得到了Sigmoidal函数，该结果为在特定温度下的BFRs的裂解量进行模拟计算提供了参考。同时，我们还分析了三种BFRs的热解产物，证实这些产物为溴代二噁英/呋喃的前体，并监测了在无氧和有氧条件下三种BFR热解过程中溴代二噁英/呋喃的浓度水平以及金属（Fe、Cu、Zn）的催化作用，同时本项目还探索了塑料对三种BFRs热裂解速率的影响，为塑料的安全回收提供了理论参考。另外，本项目还对电子垃圾焚烧过程以及城市环境中溴代二噁英/呋喃的排放特征与环境行为进行了深入的研究。.在本项目实施的4年中，课题组取得了显著成绩，在相关领域国际主流杂志正式发表SCI论文17 篇，培养科研骨干1名，博士生3名，硕士生1名，在读博士生2名，在读硕士生1名。