二惡英類有機污染物的污染危害及控制措施

石 斌

（烏魯木齊市環(huán)境監(jiān)測中心站 新疆 烏魯木齊 830000）

二惡英類有機污染物的污染危害及控制措施

石 斌

（烏魯木齊市環(huán)境監(jiān)測中心站 新疆 烏魯木齊 830000）

隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，我國垃圾的產(chǎn)生量逐年增多，垃圾焚燒作為減量化、無害化、穩(wěn)定化和資源化的一種行之有效的技術(shù)逐漸被認可，垃圾焚燒處理廠的數(shù)量逐漸增加。但該處理過程中易產(chǎn)生的二惡英作為目前已知的毒性最大的物質(zhì)之一，其污染嚴重威脅著人類的健康，已經(jīng)引起世界各國的關(guān)注。本文介紹了二惡英的性質(zhì)、危害、主要來源，并結(jié)合我國實際情況，對二惡英的污染控制提出了幾點建議。

二惡英；城市垃圾；垃圾焚燒；污染控制

近年來，隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市人口的迅速增長，城市垃圾的排放量和種類也持續(xù)增加，相對于填埋、堆肥等傳統(tǒng)垃圾處理技術(shù)而言，垃圾焚燒技術(shù)以其無害化、減量化和資源化的特點，越來越受到人們的重視。但由于城市生活垃圾成分的復雜性、多樣性，在焚燒過程中會產(chǎn)生大量的二次污染物，主要有廢氣、廢水和廢渣。其中廢氣由兩部分組成：一部分是顆粒物，包括有機物、重金屬等污染物；另一部分是氣態(tài)污染物，以酸性氣體氯化氫（HCl）、二氧化硫（SO2）、氟化氫（HF）、氮氧化物（NOX）、一氧化碳（CO）為主。 重金屬類污染物主要以鉛（Pb）、汞（Hg）及鎘（Cd）為主，另外，垃圾焚燒所排放的廢氣中有很多種因燃燒不完全而產(chǎn)生的有機污染物，這些產(chǎn)物中毒性比較強的有多氯二苯并二惡英（polychlorinated dibenzo-p-dioxin，簡稱 PCDDs）、多氯二苯并呋喃（polychlorinated dibenzofuran，簡稱 PCDFs）、多環(huán)芳香烴化合物（polycyclic aromatic hydrocarbon，簡稱 PAHs）等[1]。

由于生活垃圾的特殊性，在焚燒過程中不可避免地會產(chǎn)生大量的氣態(tài)污染物，而這其中，二惡英類劇毒物質(zhì)對環(huán)境造成很大危害。因此，生活垃圾焚燒煙氣中的二惡英是近幾年來世界各國所普遍關(guān)心的問題，有效控制二惡英類物質(zhì)的產(chǎn)生與擴散，直接關(guān)系到垃圾焚燒及垃圾發(fā)電技術(shù)的推廣和應用。

1 二惡英類物質(zhì)的性質(zhì)

通常所說的二惡英不是一種單一物質(zhì)，而是指結(jié)構(gòu)和性質(zhì)都很相似的包含多種同類物質(zhì)或異構(gòu)體的兩大類有機化合物，其全稱分別是多氯二苯并二惡英（75種異構(gòu)體）和多氯二苯并呋喃（135種異構(gòu)體）。在這些異構(gòu)體中，對人類身體健康影響最大毒性最大的是2，3，7，8-四氯化二惡英。二惡英類是高熔點、高沸點的物質(zhì)，在常溫下為無色晶體狀態(tài)，不溶于水，易溶于四氯化碳。由于二惡英在水平和垂直兩個方向均為對稱結(jié)構(gòu)，它的化學性質(zhì)非常穩(wěn)定，自然界的微生物和水解作用對二惡英的分子結(jié)構(gòu)影響很小，不僅對酸堿，而且在氧化還原作用下都很穩(wěn)定，一般加熱到800℃才降解，然而大量破壞時溫度需要超過1000℃，一旦冷卻又可重新合成。因此，環(huán)境中的二惡英很難自然降解消除[2]。

2 二惡英類物質(zhì)的危害

二惡英類污染物，1977年被世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究中心認定為一級致癌物，即使很微量也能在體內(nèi)長期蓄積，它對人體的作用至今無法規(guī)定出作用閾值。2，3，7，8-四氯代二苯-并-對二惡英（2，3，7，8-TCDD）是迄今為止人類已知的毒性最強的污染物，只要1盎司（28.35克）就可以殺死100萬人，相當于氰化鉀（KCN）的1000倍。世界衛(wèi)生組織2007年公布的一份報告顯示，人類短期接觸高劑量的二惡英，就可能導致皮膚損害，如氯痤瘡和皮膚色斑，還可能改變肝臟功能，而如果長期接觸該類物質(zhì)，就會令免疫系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)以及生殖系統(tǒng)受到損害，影響后代的生存和繁衍。二惡英持久性強，在環(huán)境中持久存在并不斷富集，一旦攝入生物體內(nèi)疚很難分解或排出，其潛伏期可能影響到人類的子孫后代。

3 二惡英類物質(zhì)的主要來源

大氣環(huán)境中的二惡英90%來源于城市和工業(yè)垃圾的焚燒，其產(chǎn)生機理極為復雜，受多種因素影響（尤其是溫度），伴隨有多種化學反應，如分解、合成、取代等，首先形成反應產(chǎn)物的中間體即前驅(qū)物質(zhì)，最后形成終產(chǎn)物。二惡英類物質(zhì)的生成主要有兩個階段：一是在燃燒過程中生成。在垃圾的干燥、燃燒、燃盡的過程中，除水分外，還有低沸點的烴類揮發(fā)，這些揮發(fā)烴燃燒生成CO2和H2O，如果在此過程中局部供氧不足，含氯有機物就會生成易于生成二惡英類物質(zhì)的前驅(qū)物，這種前驅(qū)物和HCl、O2反應就可能生成劇毒的二惡英類物質(zhì)。二是燃燒以后生成，因不完全燃燒而產(chǎn)生的剩余部分前驅(qū)物質(zhì)和廢氣中的 HCl、O2等，在煙塵中的 Ca、Ni、Fe 等物質(zhì)的催化作用下，在300℃作用可能生成二惡英類物質(zhì)。對于二惡英類物質(zhì)的形成機理，目前還沒有成熟的理論，有待進一步研究[3-4]。

4 二惡英類物質(zhì)的污染控制

我國二惡英排放量大，排放源量多面廣，大氣環(huán)境和健康風險隱患突出，污染防治任務艱巨。但二惡英的減排控制也絕非僅僅一個簡單的政策問題或者技術(shù)問題，而是一個涉及面廣、要求齊抓共管的系統(tǒng)工程。從日本的經(jīng)歷可以看出，國家法規(guī)的頒布是一個重要轉(zhuǎn)折點，也是開展各項具體控制、治理工作的前提。目前，我國正處在高速的經(jīng)濟發(fā)展時期，如果我們不借鑒發(fā)達國家所走的彎路，可能要為二惡英類物質(zhì)污染付出寶貴生命和高昂的經(jīng)濟代價。

4.1 限制污染源，加強垃圾分類管理

為了有效的控制垃圾焚燒所帶來的二惡英的污染，我們需要積極提倡垃圾分類和處理，對含氯化合物垃圾有的可用填滿處理，從源頭避免含氯物質(zhì)進入焚燒爐燃燒，加強廢物（尤其如聚氯乙烯塑料袋等、焚燒后易產(chǎn)生二惡英的廢物）的回收再利用，限制焚燒垃圾量，限制二惡英的排放量，確定允許排放的最高濃度限量標準。2002年之前，日本制定的二惡英安全排放濃度為80ng/m3，但由于二惡英的強危害性，之后執(zhí)行新的標準0.1ng/m3。我國于2002年結(jié)合國內(nèi)外的研究成果和國內(nèi)焚燒技術(shù)水平，在《生活垃圾焚燒污染控制標準》中選用了安全值1.0ng/m3。而歐盟制定的0.1ng/m3是目前世界上最安全的排放標準[5－7]。

4.2 控制燃燒溫度，減少二惡英的產(chǎn)生

不完全燃燒產(chǎn)物（如CO、有機揮發(fā)物等）主要是由于焚燒條件控制不當所致，而有機揮發(fā)物是二惡英類物質(zhì)產(chǎn)生的前驅(qū)物質(zhì)，為減少二惡英類物質(zhì)的產(chǎn)生，控制焚燒條件是十分必要的，可采取對策主要有：（1）改善垃圾焚燒爐內(nèi)燃燒條件（低CO燃燒技術(shù)），調(diào)整一、二次風的分配，使煙氣混合攪拌和二次燃燒，從而達到完全燃燒；（2）提高燃燒溫度（原則維持在850℃以上），延長高溫區(qū)（850℃以上）煙氣停留時間（一般要求大于2分鐘）；（3）在煙氣凈化段采用急速冷卻的辦法，迅速將煙氣溫度降低至200℃以下，以減少煙氣在250－400℃溫度范圍內(nèi)的停留時間，達到避開二惡英再合成的溫度區(qū)間[8-9]。

［1］井濤，石建軍，井波.生活垃圾焚燒過程中的污染及治理措施[J].淮南職業(yè)技術(shù)學院學報，2002，2(1):30－32.

［2］大氣環(huán)境標準工作手冊[M].國家環(huán)保局科技標準司，1996－6－1.

［3］孟峭.國外垃圾焚燒廢氣污染防治技術(shù)的發(fā)展及應用[J].環(huán)境衛(wèi)生工程，1998，6(2):71－75.

［4］劉義清，胡飛.生活垃圾焚燒廢氣的治理研究[J].廣東化工，2010，37(12):105－106.

［5］羅春，彭民浩，彭輝，等.論二惡英污染產(chǎn)生的危害與治理對策[J].環(huán)境研究與監(jiān)測，2011，24(1):48－50.

［6］唐景春.國外二惡英污染及有關(guān)標準[J].城市環(huán)境與城市生態(tài)，2001，14(1):30－32.

［7］王敬賢，吳文忠.二惡英的主要來源、排放量及相關(guān)環(huán)境和健康標準[J].水生生物學報，2002，26(3):286－294.

［8］謝亨華，余媛媛.垃圾焚燒爐煙氣有害物質(zhì)的綜合治理工藝[J].環(huán)境與開發(fā)，1999，14(4):34－47.

［9］劉峰，郁鴻凌，張德莉，等.垃圾焚燒過程中二惡英的生成機理及控制研究[J].廣東化工，2010(8):39－42.

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