二惡英類有機污染物的污染危害及控制措施

石 斌

（烏魯木齊市環境監測中心站 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

（烏魯木齊市環境監測中心站 新疆 烏魯木齊 830000）

隨著經濟的發展和人民生活水平的提高，我國垃圾的產生量逐年增多，垃圾焚燒作為減量化、無害化、穩定化和資源化的一種行之有效的技術逐漸被認可，垃圾焚燒處理廠的數量逐漸增加。但該處理過程中易產生的二惡英作為目前已知的毒性最大的物質之一，其污染嚴重威脅著人類的健康，已經引起世界各國的關注。本文介紹了二惡英的性質、危害、主要來源，并結合我國實際情況，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，隨著國民經濟的快速發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增加，相對于填埋、堆肥等傳統垃圾處理技術而言，垃圾焚燒技術以其無害化、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生的有機污染物，這些產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生大量的氣態污染物，而這其中，二惡英類劇毒物質對環境造成很大危害。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心的問題，有效控制二惡英類物質的產生與擴散，直接關系到垃圾焚燒及垃圾發電技術的推廣和應用。

1 二惡英類物質的性質

通常所說的二惡英不是一種單一物質，而是指結構和性質都很相似的包含多種同類物質或異構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種異構體）和多氯二苯并呋喃（135種異構體）。在這些異構體中，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，在常溫下為無色晶體狀態，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構，它的化學性質非常穩定，自然界的微生物和水解作用對二惡英的分子結構影響很小，不僅對酸堿，而且在氧化還原作用下都很穩定，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，環境中的二惡英很難自然降解消除[2]。

2 二惡英類物質的危害

二惡英類污染物，1977年被世界衛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長期蓄積，它對人體的作用至今無法規定出作用閾值。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，就會令免疫系統、神經系統、內分泌系統以及生殖系統受到損害，影響后代的生存和繁衍。二惡英持久性強，在環境中持久存在并不斷富集，一旦攝入生物體內疚很難分解或排出，其潛伏期可能影響到人類的子孫后代。

3 二惡英類物質的主要來源

大氣環境中的二惡英90%來源于城市和工業垃圾的焚燒，其產生機理極為復雜，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，首先形成反應產物的中間體即前驅物質，最后形成終產物。二惡英類物質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，這些揮發烴燃燒生成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的前驅物，這種前驅物和HCl、O2反應就可能生成劇毒的二惡英類物質。二是燃燒以后生成，因不完全燃燒而產生的剩余部分前驅物質和廢氣中的 HCl、O2等，在煙塵中的 Ca、Ni、Fe 等物質的催化作用下，在300℃作用可能生成二惡英類物質。對于二惡英類物質的形成機理，目前還沒有成熟的理論，有待進一步研究[3-4]。

4 二惡英類物質的污染控制

我國二惡英排放量大，排放源量多面廣，大氣環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問題，而是一個涉及面廣、要求齊抓共管的系統工程。從日本的經歷可以看出，國家法規的頒布是一個重要轉折點，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濟發展時期，如果我們不借鑒發達國家所走的彎路，可能要為二惡英類物質污染付出寶貴生命和高昂的經濟代價。

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，之后執行新的標準0.1ng/m3。我國于2002年結合國內外的研究成果和國內焚燒技術水平，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，減少二惡英的產生

不完全燃燒產物（如CO、有機揮發物等）主要是由于焚燒條件控制不當所致，而有機揮發物是二惡英類物質產生的前驅物質，為減少二惡英類物質的產生，控制焚燒條件是十分必要的，可采取對策主要有：（1）改善垃圾焚燒爐內燃燒條件（低CO燃燒技術），調整一、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（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℃溫度范圍內的停留時間，達到避開二惡英再合成的溫度區間[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].淮南職業技術學院學報，2002，2(1):30－32.

［2］大氣環境標準工作手冊[M].國家環保局科技標準司，1996－6－1.

［3］孟峭.國外垃圾焚燒廢氣污染防治技術的發展及應用[J].環境衛生工程，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.論二惡英污染產生的危害與治理對策[J].環境研究與監測，2011，24(1):48－50.

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

［7］王敬賢，吳文忠.二惡英的主要來源、排放量及相關環境和健康標準[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的綜合治理工藝[J].環境與開發，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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