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1試驗方法

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

1.2樣品預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聯用儀對試樣進行成分分析。氣相色譜條件:Agilent19091N-233毛細管柱(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，質量數為30～300。質譜條件:EI源，電子能量70eV。通過氣質聯用儀(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生的，單個磁場由兩塊磁鐵組成，共18組，單塊磁鐵的磁感應強度為3000GS。磁化空氣依靠氣泵送入，流量為60L/min。醫療廢物一次投加量為24kg，每4h投加1次。醫療廢物經磁化熱解之后，產生3類物質:煙氣、冷凝液、爐灰。煙氣中含有大量可燃氣體，在通過脫煙加熱室后產生明亮的火焰。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:有機酸包括乙酸、丙酸、丙二酸，占總質量的21.96%。醛類包括糠醛、苯甲醛、5-甲基呋喃醛，占總質量的14.42%。醇類包括5-己烯基-1-醇、麥芽醇、糠醇、環丙基甲醇，占總質量的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、愈創木酚，占總質量的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、丁內酯、當歸內酯、3-甲基丁內酯、4-羥基-5-氧代己酸內酯、2-羥基-丁內酯，占總質量的10.28%。酮類包括羥基丙酮、2-環戊烯酮、3，4-二甲基-2-環戊烯酮、2-乙酰基呋喃、3-甲基-2-環戊烯-1-酮、2，3-二甲基-2-環戊烯酮、5-甲基-2-乙?；秽?，5-二氫-3，5-二甲基-2-呋喃酮、5-甲基-2-嘧啶酮、甲基環戊烯醇酮、3-甲基環己酮、4-甲基-2(H)-呋喃酮，占總質量的23.09%。此外，還包括八甲基環四硅氧烷、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，多數都含有五元環、六元環的結構，占65.41%。其中，含有吡喃基團的占1.27%，含呋喃基團的占32.36%，含環戊烯基團的占16.46%，含環己烷基團的占1.31%，含嘧啶基團的占1.74%，內酯類占7.44%，含苯環基團的占35.13%。

2.2.2分析討論首先，含量前10位的物質如表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。說明醫療廢物經磁化熱解后產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、醇類物質含量也十分豐富，因此兩者具備相近的理化性質與資源開發潛力。其次，與其他文獻研究結果進行對比，一般酚類物質的取代基往往為甲基或甲氧基，結構較為簡單，但是醫療廢物磁化熱解產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，該物質的來源很有可能是醫療廢物中的塑料、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、八甲基環四硅氧烷2種含硅元素的物質，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果中都沒有檢測出有機硅物質，因此其必然與醫療廢物中的物質成分有關。查閱資料發現，八甲基環四硅氧烷的初級形態二甲基環體硅氧烷主要用于進行開環聚合成不同聚合度的硅油、硅橡膠和硅樹脂等。因此，這些含硅元素物質很可能來自醫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%，考慮到糠醛在醫藥［16］與高分子材料方面的應用，有可能是醫療廢物中某些材料與藥物對糠醛含量產生了影響。冷凝液中的酯類含量較高，特別是丁內酯為主的內酯類物質基本沒有出現在其他文獻的檢測結果中。

3結論

雖然醫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，使得高分子物質的碳鏈在被等離子氧撕裂的同時，也與氧原子結合產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原料產生的木酢液相近，具有較高的資源利用潛力。另一方面，由于醫療廢物的成分較為復雜，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別，而這些成分對醫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：同濟大學環境科學與工程學院