珠江三角洲垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣污染物的呼吸暴露風(fēng)險(xiǎn)研究

黃道建， 陳曉雯， 蔡鳳珊， 許榕發(fā)， 莊 僖， 于曉巍， 錢益斌

(1. 生態(tài)環(huán)境部華南環(huán)境科學(xué)研究所， 廣州 510655； 2. 海南省環(huán)境科學(xué)研究院， ?？?570206)

隨著廣東省人口的增長(zhǎng)和人民生活水平的提高，生活垃圾產(chǎn)量日益增長(zhǎng)與垃圾處理能力相對(duì)不足的矛盾日益突出，已成為廣東省社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程中迫切需要解決的問(wèn)題[1]. 政府十分重視城市生活垃圾的處理問(wèn)題，積極推動(dòng)和大力扶持各類垃圾無(wú)害化處理工程的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)，截至2017年10月，廣東省累計(jì)建成112座生活垃圾無(wú)害處理場(chǎng)(廠)，其中衛(wèi)生填埋場(chǎng)86座、焚燒廠26座，總處理能力達(dá)7.94 萬(wàn)t/d[2]. 目前，生活垃圾處理技術(shù)日趨成熟，生活垃圾處理方式從過(guò)去的以簡(jiǎn)易填埋為主,逐步轉(zhuǎn)向以衛(wèi)生填埋和焚燒為主、生物處理等多種技術(shù)協(xié)同處理的格局. 與傳統(tǒng)填埋方式相比，生活垃圾焚燒處理方式具有改善環(huán)境、實(shí)現(xiàn)資源再利用、節(jié)約土地、經(jīng)濟(jì)效益顯著和易于市場(chǎng)化運(yùn)作等優(yōu)點(diǎn)，在珠江三角地區(qū)中心地帶得到了較好的應(yīng)用. 然而，在垃圾焚燒過(guò)程中不可避免會(huì)產(chǎn)生污染物：顆粒物(PM10、PM2.5)、氮氧化物(NOx)、二氧化硫(SO2)、氯化氫(HCl)、重金屬(Cd、Cr、Pb及其化合物)和二噁英(PCDD/Fs)等. 這些污染物可能對(duì)周邊空氣環(huán)境造成一定影響，目前的研究方向主要從局部地區(qū)污染防治轉(zhuǎn)向研究區(qū)域尺度的影響問(wèn)題[3-7]，此類污染物危害人們的健康并制約了城市的可持續(xù)發(fā)展. 因此，生活垃圾焚燒所致的人群健康風(fēng)險(xiǎn)與生態(tài)環(huán)境問(wèn)題已成為公眾關(guān)注的熱點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外針對(duì)空氣、土壤、飛灰等介質(zhì)中污染物水平、污染特征及周邊人群健康風(fēng)險(xiǎn)(或職業(yè)損害)等開展了大量研究[8-12]，但目前暫無(wú)關(guān)于珠江三角洲中心地帶生活垃圾焚燒設(shè)施周圍環(huán)境大氣污染現(xiàn)狀、人群健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面的研究.

本研究選取廣東省珠江三角洲中心地帶的3座生活垃圾焚燒發(fā)電廠為研究對(duì)象，利用大氣擴(kuò)散模型(AMS/EPA Regulatory Model,AERMOD)模擬煙氣中特征污染物的擴(kuò)散特性，并應(yīng)用美國(guó)環(huán)境保護(hù)署(United States Environmental Protection Agency，US EPA)發(fā)布的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法評(píng)估其對(duì)人體的健康風(fēng)險(xiǎn)，探討城市生活垃圾焚燒設(shè)施對(duì)人群健康的影響，以期為環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管理提供技術(shù)支撐.

1 研究方法

1.1 研究對(duì)象概況

研究區(qū)域?qū)儆趤啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，光照充足，熱量豐富，氣候溫暖，溫度變幅小，雨量充沛，干濕季明顯. 選擇的3座生活垃圾焚燒發(fā)電廠分別位于研究地區(qū)的中心區(qū)域、東北角和西北角，最小廠距約為27 km，服務(wù)范圍基本覆蓋研究區(qū)域. 生活垃圾焚燒發(fā)電廠1(以下簡(jiǎn)稱“廠1”)的垃圾焚燒處理規(guī)模為9×600 t/d(9臺(tái)規(guī)模為600 t/d的焚燒爐，全文同)，配套發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量分別為2×15、3×15、2×25 MW，煙囪高度均為120 m，煙囪有效內(nèi)徑均為1.21 m，煙氣出口溫度分別為150、150、160 ℃. 廠1所在區(qū)域全年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|向和東北向，占32.33%，年靜風(fēng)頻率為0.94%，廠區(qū)周邊共有17個(gè)敏感點(diǎn)，涵蓋常住人口約41 000余人，在其下風(fēng)向區(qū)域建有學(xué)校(小學(xué))、社區(qū)、村莊等. 生活垃圾焚燒發(fā)電廠2(以下簡(jiǎn)稱“廠2”)焚燒處理規(guī)模為2×600 t/d，配套發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量為2×18 MW，煙囪高度為120 m，煙囪有效內(nèi)徑為1.37 m，煙氣出口溫度為215 ℃. 廠2所在區(qū)域全年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|向和東北向，年靜風(fēng)頻率為2.25%，廠區(qū)周邊共有24個(gè)敏感點(diǎn)，涵蓋常住人口約21 000余人，在其下風(fēng)向建有學(xué)校(職業(yè)學(xué)校、中小學(xué)、幼兒園)、社區(qū)等. 生活垃圾焚燒發(fā)電廠3(以下簡(jiǎn)稱“廠3”)垃圾焚燒處理規(guī)模為3×500 t/d，配套發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量為2×18 MW，煙囪高度為80 m，煙囪有效內(nèi)徑為1 m，煙氣出口溫度為150 ℃. 廠3所在區(qū)域主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北向、北向和南向，分別占16.88%、15.16%、6.12%，其中秋季和冬季以偏東風(fēng)為主，春季和夏季偏東風(fēng)與偏南風(fēng)交替，年靜風(fēng)頻率為2.33%，廠區(qū)周邊共有18個(gè)敏感點(diǎn)，涵蓋常住人口約46 000余人，在其下風(fēng)向建有學(xué)校、醫(yī)院、社區(qū)等.

3座生活垃圾焚燒發(fā)電廠均裝有與其相配套的煙氣凈化系統(tǒng)(選擇性非催化還原(SNCR)脫硝+半干法煙氣脫硫+活性炭吸附+袋式除塵器)，焚燒爐運(yùn)行時(shí)間均為8 000 h/a. 在各廠正常運(yùn)行工況下，煙氣特征污染物及煙氣特征污染物的預(yù)測(cè)源強(qiáng)如表1所示.

表1 各生活垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣的預(yù)測(cè)源強(qiáng)Table 1 The sources of smoke prediction for each municipal solid waste incineration plant

1.2 大氣環(huán)境影響的預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)

1.2.1 預(yù)測(cè)模型及數(shù)據(jù)來(lái)源 選擇《大氣環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則》(HJ 2.2—2018)推薦的AERMOD模型進(jìn)行預(yù)測(cè)[13]. AERMOD模型是由US EPA聯(lián)合美國(guó)氣象學(xué)會(huì)組建的法規(guī)模式改善委員會(huì)(AERMIC)在ISC3基礎(chǔ)上開發(fā)的一個(gè)穩(wěn)態(tài)煙羽模型，可基于大氣擴(kuò)散邊界層數(shù)據(jù)特征模擬點(diǎn)源、面源、體源等排放出的污染物在短期(小時(shí)平均、日平均)、長(zhǎng)期(年平均)的質(zhì)量濃度分布，適用于農(nóng)村或城市地區(qū)、簡(jiǎn)單或復(fù)雜地形[14-15]. 在對(duì)流邊界層中利用雙高斯垂直色散函數(shù)全面考慮大氣中的上升氣流和下降氣流，該方法已被廣泛應(yīng)用于模擬大氣中各種污染物擴(kuò)散特征[16-19]的研究.

以各生活垃圾焚燒發(fā)電廠煙囪為坐標(biāo)原點(diǎn)(0,0,0)，網(wǎng)格分辨率為50 m×50 m，3座生活垃圾焚燒發(fā)電廠的坐標(biāo)系覆蓋煙氣污染物排放及擴(kuò)散區(qū)域，受體網(wǎng)格點(diǎn)分別為3 721、2 601、441個(gè)，面積分別為28、20、3 km2. AERMOD所需的地面氣象數(shù)據(jù)采用研究地區(qū)常規(guī)觀測(cè)站(編號(hào)59289，22°58′ N，113°44′ E)在2017年連續(xù)1年的逐時(shí)、逐次的常規(guī)氣象觀測(cè)資料. 高空氣象資料采用WRF模式模擬的高空格點(diǎn)資料，格點(diǎn)經(jīng)緯度為(22°59′45.77″ N，113°35′31.44″ E)，每日2次(世界時(shí)0時(shí)和12時(shí)，對(duì)應(yīng)背景時(shí)的8時(shí)和20時(shí)). 地形數(shù)據(jù)采用美國(guó)太空總署(National Aeronautics and Space Administration，NASA)和國(guó)防部國(guó)家測(cè)繪局(NIMA)聯(lián)合測(cè)量的SRTM地形數(shù)據(jù)，精度為90 m×90 m.

1.2.2 大氣環(huán)境影響評(píng)價(jià) 依據(jù)研究地區(qū)相關(guān)環(huán)境空氣功能區(qū)劃，3座生活垃圾焚燒發(fā)電廠附近區(qū)域及評(píng)價(jià)范圍涵蓋《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3095—2012)中的一類區(qū)、二類區(qū)緩沖區(qū)和二類區(qū)[10]. 因此，本研究關(guān)注的煙氣特征污染物顆粒物(PM10、PM2.5)、NOx、SO2、Pb的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3095—2012)中的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，HCl參照?qǐng)?zhí)行《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(TJ 36—1979)中居住區(qū)大氣中有害物質(zhì)最高容許的質(zhì)量濃度，Cd參照?qǐng)?zhí)行《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3095—2012)附錄 A要求，PCDD/Fs參照?qǐng)?zhí)行日本空氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[20-22]. 各污染物標(biāo)準(zhǔn)值詳見(jiàn)表2.

表2 環(huán)境空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)Table 2 The implementation standards for ambient air quality

1.3 健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)包括4個(gè)基本步驟：(1)危害鑒定，即明確所評(píng)價(jià)污染要素的健康終點(diǎn)；(2)劑量-反應(yīng)關(guān)系，即明確暴露和健康效應(yīng)之間的定量關(guān)系；(3)暴露評(píng)價(jià)，即暴露參數(shù)，包括人體接觸的環(huán)境介質(zhì)中污染物的質(zhì)量濃度，以及人體與其接觸的行為方式與特征；(4)風(fēng)險(xiǎn)表征，即綜合分析劑量-反應(yīng)和暴露評(píng)價(jià)的結(jié)果，計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)值[23].

1.3.1 暴露模型 根據(jù)目前國(guó)內(nèi)外常用的呼吸暴露量化方法[24-27]，兒童和成人經(jīng)呼吸攝入污染物的日均暴露量通過(guò)下式計(jì)算:

(1)

其中，ADDinh為污染物經(jīng)呼吸攝入的日均暴露量(mg/(kg·d))；IR為攝入量(m3/d)；C為某環(huán)境介質(zhì)中污染物的質(zhì)量濃度(mg/m3)；EF為暴露頻率(d/a)；ED為暴露持續(xù)時(shí)間(a)；BW為體質(zhì)量(kg)；AT為平均暴露時(shí)間(a).

暴露參數(shù)是用來(lái)描述人體暴露環(huán)境介質(zhì)的特征和行為的基本參數(shù)，是決定環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)準(zhǔn)確性的關(guān)鍵因子. 此次風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估人群的呼吸暴露參數(shù)參考《中國(guó)人群暴露參數(shù)手冊(cè)》及相關(guān)文獻(xiàn)[7,23](表3).

表3 不同人群的呼吸暴露參數(shù)Table 3 The implementation standards for ambient air quality

1.3.2 毒性評(píng)估 本研究主要對(duì)顆粒物(PM10、PM2.5)、HCl、NOx、SO2、Pb、Cd、Cr、PCDD/Fs等煙氣特征污染物進(jìn)行數(shù)值模擬和人體暴露健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，將其中HCl、NOx、SO2和Pb劃為非致癌物，Cr、Cd和 PCDD/Fs 劃為致癌物. 對(duì)4種非致癌物的毒性評(píng)估采用參考劑量進(jìn)行表述，而對(duì)3種致癌物的毒性評(píng)估采用致癌斜率因子進(jìn)行表述，毒性評(píng)估參數(shù)來(lái)自美國(guó)環(huán)保局推薦的人體暴露健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)相關(guān)參數(shù)[28]. 化合物的毒性參數(shù)如表4所示，其中，RfD為單位時(shí)間里單位體重?cái)z取的不會(huì)引起人體不良反應(yīng)的污染物參考劑量(mg/(kg·d))，SF表示人體暴露于一定劑量某種污染物產(chǎn)生致癌效應(yīng)的最大概率(kg·d/mg).

表4 污染物的毒性參數(shù)Table 4 The toxic parameters of pollutants

目前尚未給出本次研究涉及的HCl攝入暴露參考劑量 RfD，但美國(guó)綜合風(fēng)險(xiǎn)信息系統(tǒng)(Integrated Risk Information System，IRIS)給出了HCl暴露參考質(zhì)量濃度 RfC=0.02 mg/m3[28]. 因此，本研究參照下列公式計(jì)算HCl的危險(xiǎn)度，以此來(lái)評(píng)估HCl的非致癌風(fēng)險(xiǎn)[5].

(2)

其中：HI為風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，RfC為污染物暴露參考質(zhì)量濃度(mg/m3)，C為污染物測(cè)定的質(zhì)量濃度(mg/m3).

1.3.3 風(fēng)險(xiǎn)表征 環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)分為致癌風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和非致癌物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)兩大類，二者均建立在對(duì)污染物人體暴露劑量的準(zhǔn)確評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上，在環(huán)境介質(zhì)中對(duì)污染物的質(zhì)量濃度準(zhǔn)確定量的情況下，暴露參數(shù)值的選取越接近評(píng)價(jià)目標(biāo)人群的實(shí)際暴露情況，則暴露劑量的評(píng)價(jià)結(jié)果越準(zhǔn)確，環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的結(jié)果也就越準(zhǔn)確[21].

非致癌風(fēng)險(xiǎn)通常用風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)(HQ)進(jìn)行描述[26,29-30]，計(jì)算公式如下：

(3)

其中：HQ表征單種污染物的非致癌風(fēng)險(xiǎn)，無(wú)量綱，當(dāng)HQ≤1時(shí)，風(fēng)險(xiǎn)較低或可以忽略，當(dāng)HQ>1時(shí)，存在非致癌風(fēng)險(xiǎn)；ADDinh為污染物經(jīng)呼吸的日均暴露劑量(mg/(kg·d))；RfD為單位時(shí)間里單位體重?cái)z取的不會(huì)引起人體不良反應(yīng)的污染物參考劑量(mg/(kg·d)).

致癌風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)通常以風(fēng)險(xiǎn)值(CR)表示[26,29-30]，計(jì)算公式如下：

CR=ADDinh×SF，

(4)

其中：CR為污染物致癌風(fēng)險(xiǎn)，無(wú)量綱，當(dāng)CR<10-6時(shí)，風(fēng)險(xiǎn)可以忽略或者可接受，CR在10-6～10-4之間(即每 1 萬(wàn)人到 100 萬(wàn)人增加1個(gè)癌癥患者)，認(rèn)為該物質(zhì)不具備致癌風(fēng)險(xiǎn)；當(dāng)CR>10-4時(shí)，具備致癌風(fēng)險(xiǎn)；ADDinh為污染物經(jīng)呼吸的日均暴露量(mg/(kg·d))；SF表示人體暴露于一定劑量某種污染物產(chǎn)生致癌效應(yīng)的最大概率(kg·d/mg).

1.4 生活垃圾焚燒煙氣污染物排放評(píng)價(jià)

3座垃圾焚燒發(fā)電廠的焚燒爐均在2014年后新建或完成技改，因此，本次研究的煙氣特征污染物顆粒物(PM10、PM2.5)、HCl、NOx、SO2、Cd、Pb+Cr和PCDD/Fs的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18485─2014)中表4規(guī)定的限值[31]，分別為20、50、250、80、0.1、1.0 mg/m3和0.1 ng TEQ/m3.

2 煙氣污染物預(yù)測(cè)結(jié)果及健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

2.1 預(yù)測(cè)結(jié)果

運(yùn)用AERMOD 模型對(duì)3座生活垃圾焚燒發(fā)電廠周邊空氣環(huán)境中煙氣特征污染物的全時(shí)段平均質(zhì)量濃度進(jìn)行預(yù)測(cè)(表5). 依據(jù)表2給出的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，各種煙氣特征污染物的全時(shí)段平均質(zhì)量濃度均遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)限值，由此可見(jiàn)，3座生活垃圾焚燒發(fā)電廠在監(jiān)測(cè)期間排放的煙氣特征污染物對(duì)周邊空氣環(huán)境的影響較小. 此外，各種煙氣特征污染物中顆粒物(PM10、PM2.5)、HCl、NOx、SO2、Pb、Cd和Cr在預(yù)測(cè)的全時(shí)段平均質(zhì)量濃度上無(wú)較大區(qū)別，PCDD/Fs則呈現(xiàn)出隨著預(yù)測(cè)面積增大而遞減的現(xiàn)象，這可能與PCDD/Fs光化學(xué)分解的半衰期短(8.3 d)且空氣環(huán)境背景值較低有關(guān).

表5 煙氣污染物全時(shí)段平均質(zhì)量濃度的預(yù)測(cè)結(jié)果Table 5 The prediction of average full-time concentration of flue gas mg/m3

2.2 環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

呼吸道、消化道和皮膚接觸是人體暴露于生活垃圾焚燒煙氣最主要的3種途徑，其中，呼吸暴露是廠區(qū)外圍大氣敏感點(diǎn)人群最為直接的暴露途徑[7]，因此，本研究在討論健康風(fēng)險(xiǎn)時(shí)主要針對(duì)呼吸暴露風(fēng)險(xiǎn). 選取3座生活垃圾焚燒發(fā)電廠排放的7種煙氣特征污染物全時(shí)段平均質(zhì)量濃度進(jìn)行呼吸暴露風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，依據(jù)暴露模型、毒性評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)表征的相關(guān)計(jì)算公式，3座生活垃圾焚燒發(fā)電廠周邊人群每日呼吸暴露量和人群呼吸暴露風(fēng)險(xiǎn)如表6所示.

表6 生活垃圾焚燒發(fā)電廠周邊人群的煙氣特征污染物呼吸暴露量和呼吸暴露風(fēng)險(xiǎn)Table 6 The inhalation exposure and risks of pollutants of municipal solid waste incineration plants to the residents

由表6可知，研究區(qū)域煙氣特征污染物的每日呼吸暴露量在4.74×10-15～4.67×10-5mg/(kg·d)之間，其中廠1和廠2周邊煙氣特征污染物的每日呼吸暴露量明顯低于廠3，特別是PCDD/Fs，隨著與煙囪之間距離的增加(或預(yù)測(cè)面積的增大)，污染物每日呼吸暴露量逐漸降低，這與華南地區(qū)(4.39×10-14～4.22×10-3mg/(kg·d))、山西省地區(qū)生活垃圾焚燒設(shè)施環(huán)境每日呼吸暴露量及規(guī)律相近[7,32]. 從人群分布來(lái)看，兒童的每日呼吸暴露量明顯高于成人，而在成人群體中男性高于女性，在兒童群體中男童低于女童，此結(jié)果與南方地區(qū)某生活垃圾焚燒設(shè)施環(huán)境每日呼吸暴露量的人群分布特征是一致的[7]. PCDD/Fs因其容易在生物體內(nèi)積累、對(duì)人體危害嚴(yán)重而受到廣泛關(guān)注，世界衛(wèi)生組織對(duì)人體PCDD/Fs每日容許攝入量規(guī)定限值為1～4 pg TEQ/kg，而根據(jù)原環(huán)境保護(hù)部《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)管理工作的通知》(環(huán)發(fā)[2008]82號(hào))中“PCDD/Fs事故及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)參照人體每日可耐受攝入量(4 pg TEQ/kg)執(zhí)行，經(jīng)呼吸進(jìn)入人體的容許攝入量按每日可耐受攝入量10%執(zhí)行”的相關(guān)要求，則經(jīng)呼吸進(jìn)入人體的二噁英容許攝入量為0.4 pg TEQ/kg，3座生活垃圾焚燒發(fā)電廠對(duì)成人和兒童的每日呼吸暴露量均遠(yuǎn)低于該標(biāo)準(zhǔn).

3座生活垃圾焚燒發(fā)電廠周邊空氣環(huán)境中 HCl對(duì)人群(兒童和成人)的非致癌風(fēng)險(xiǎn)HQ范圍在1.05×10-3～3.24×10-3之間，NOx的HQ范圍在1.39×10-3～1.38×10-2之間，SO2的HQ范圍在2.87×10-5～7.08×10-4之間，Pb的HQ范圍在2.71×10-7～2.30×10-6之間，就非致癌風(fēng)險(xiǎn)的風(fēng)險(xiǎn)商來(lái)看，3座生活垃圾焚燒發(fā)電廠周邊環(huán)境中危害指數(shù)從大到小的順序?yàn)镹Ox、HCl、SO2、Pb. 可以看出本次監(jiān)測(cè)期間該廠排放煙氣中的 NOx、SO2、HCl和Pb的質(zhì)量濃度對(duì)其周邊人群不會(huì)產(chǎn)生非致癌性的健康損害. 從致癌風(fēng)險(xiǎn)來(lái)看，3座生活垃圾焚燒發(fā)電廠周邊空氣環(huán)境中Cd對(duì)人群的致癌風(fēng)險(xiǎn)CR的范圍在5.98×10-9～1.69×10-8之間，Cr的CR范圍在3.98×10-8～6.78×10-7之間，二噁英的CR范圍在7.12×10-10～2.04×10-5之間. 3座生活垃圾焚燒發(fā)電廠周邊環(huán)境中危害指數(shù)大小順序?yàn)镻CDD/Fs、Cr、Pb. 因此，本監(jiān)測(cè)期間該廠排放煙氣中PCDD/Fs、Cd和Cr的致癌風(fēng)險(xiǎn)可以忽略或者可接受. 從人群分布來(lái)看，在成人群體中所有煙氣特征污染物對(duì)男性造成的健康風(fēng)險(xiǎn)高于女性，在兒童群體中則是男童低于女童. 此外，由于兒童的敏感性、易侵性等特征，在相同質(zhì)量濃度水平的煙氣特征污染物的暴露下，兒童的健康更容易受到損害，本研究中所有煙氣特征污染物對(duì)兒童的非致癌和致癌風(fēng)險(xiǎn)均明顯高于成人，驗(yàn)證了這一結(jié)論.

3座生活垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣排放的HCl、NOx、SO2和Pb對(duì)人群產(chǎn)生的非致癌性的健康損害(HQ在2.71×10-7～1.38×10-2之間)與Cd、Cr和PCDD/FS對(duì)人群產(chǎn)生的致癌風(fēng)險(xiǎn)均處于可接受范圍(CR在10-10～10-5之間)，此結(jié)果與華南地區(qū)(HQ的范圍1.86×10-4～1.04×10-2，CR的范圍1.10×10-10～4.12×10-7)[7]、上海市(HQ的范圍2.10×10-5～2.50×10-3，CR的范圍9.84×10-8～3.82×10-6)[26]、山西(HQ的范圍1.53×10-5～1.53×10-3，CR的范圍1.04×10-10～7.47×10-7)[32]、北京(CR的范圍4.02×10-11～1.21×10-5)等地生活垃圾焚燒煙氣污染物健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果一致. 值得注意的是，本次風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中廠3的NOx和PCDD/Fs對(duì)兒童群體非致癌風(fēng)險(xiǎn)及致癌風(fēng)險(xiǎn)都較其他污染物的高，且3座生活垃圾焚燒發(fā)電廠下風(fēng)向均分布有小學(xué)、幼兒園，廠3下風(fēng)向還建有醫(yī)院，所以兒童、病人的污染物暴露應(yīng)引起高度重視，應(yīng)根據(jù)人群分布、風(fēng)向變化、春夏季節(jié)更替等特點(diǎn)做出相應(yīng)的防護(hù)措施，以最大程度地保障項(xiàng)目周邊環(huán)境空氣質(zhì)量和敏感人群的身體健康.

3 生活垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣污染物排放評(píng)價(jià)

根據(jù)3座生活垃圾焚燒發(fā)電廠竣工驗(yàn)收后1年的監(jiān)測(cè)結(jié)果，各廠煙氣污染物年平均排放質(zhì)量濃度見(jiàn)表7. 根據(jù)1.4節(jié)給出的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，各種煙氣特征污染物的煙氣污染物年平均排放質(zhì)量濃度均遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)限值，其中，PCDD/Fs年平均排放質(zhì)量濃度接近預(yù)測(cè)的全時(shí)段平均質(zhì)量濃度，3座生活垃圾焚燒發(fā)電廠每日呼吸暴露量分別為7.95×10-8[6.86×10-8(成年女性)、1.90×10-7(男童)、1.94×10-7(女童)]、7.63×10-7[6.58×10-6(成年女性)、1.83×10-6(男童)、1.86×10-6(女童)]、4.78×10-7[4.12×10-7(成年女性)、1.14×10-6(男童)、1.17×10-6(女童)]mg/(kg·d)，均都遠(yuǎn)低于原環(huán)境保護(hù)部《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)管理工作的通知》(環(huán)發(fā)[2008]82號(hào))中每天經(jīng)呼吸進(jìn)入人體的二噁英容許攝入量限值(0.4 pg/kg).

表7 生活垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣污染物的年平均排放質(zhì)量濃度Table 7 The average annual concentration of pollutants in the flue gas from municipal solid waste incineration plants mg/m3

4 結(jié)論

(1)3座生活垃圾焚燒發(fā)電廠排放的PM10、PM2.5、SO2、NOx、HCl、Pb、Cd、Cr和 PCDD/Fs 全時(shí)段平均質(zhì)量濃度均遠(yuǎn)低于評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)限值，即監(jiān)測(cè)期間排放的煙氣特征污染物對(duì)周邊空氣環(huán)境的影響較小.

(2)3座生活垃圾焚燒發(fā)電廠每日呼吸暴露量由低到高的順序?yàn)椋簭S1、廠2、廠3，特別是PCDD/Fs，隨著與煙囪距離的增加(或預(yù)測(cè)面積增大)，污染物每日呼吸暴露量逐漸降低；從人群分布來(lái)看，兒童每日呼吸暴露量明顯高于成人，而在成人群體中男性高于女性，在兒童群體中男童低于女童. 呼吸暴露健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果顯示：7種煙氣特征污染物人群產(chǎn)生的非致癌性的健康損害、致癌風(fēng)險(xiǎn)均處于可接受范圍，但是相對(duì)成人來(lái)說(shuō)，兒童健康更容易被損害，所以兒童的呼吸暴露應(yīng)該得到更高的重視，特別是兒童群體的NOx非致癌風(fēng)險(xiǎn)和PCDD/Fs致癌風(fēng)險(xiǎn).

(3)3座生活垃圾焚燒發(fā)電廠竣工驗(yàn)收后1年的監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示：7種煙氣特征污染物年平均排放質(zhì)量濃度均在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限值之內(nèi)，其中，重點(diǎn)監(jiān)控污染物PCDD/Fs的每日呼吸暴露量均遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)限值，表明各廠在追蹤監(jiān)測(cè)期間排放的主要煙氣特征污染物對(duì)周邊空氣環(huán)境的影響仍較小.