生活垃圾焚燒廠煙氣排放對周邊土壤二噁英濃度影響的研究進展

摘 要：垃圾焚燒技術是實現垃圾減容化、無害化和資源化的有效方式之一，在我國已得到積極推廣和廣泛應用。但生活垃圾焚燒廠長營運期可能帶來二次污染問題，特別是二噁英的環境毒性及其健康危害問題。本文綜述了近年來我國學者對生活垃圾焚燒廠煙氣排放對周邊土壤二噁英濃度影響的研究進展，并指出今后的研究方向，這對于生活垃圾焚燒廠二噁英的污染防治有重要的意義。

關鍵詞：生活垃圾焚燒廠；二噁英；土壤

1 引言

根據調查，我國城市生活垃圾產量以每年約90%的速度急劇增加。垃圾焚燒技術因其具有減容化、無害化和資源化的特點，已成為當今生活垃圾處理的主要技術之一。然而，采用焚燒處理生活垃圾將不可避免地帶來二次污染物，特別是二噁英、重金屬等，其中二噁英是最毒的一類化合物。目前，生活垃圾焚燒產生的二噁英污染問題已引起了群眾廣泛關注視和專家學者的研究，但對焚燒煙氣排放對周邊土壤二噁英濃度的影響研究相對于垃圾焚燒過程中二噁英的控制方面少，使得人們對于生活垃圾焚燒煙氣中二噁英的排放對周邊環境的影響缺乏一個全面、深入的認識。因此，加強對焚燒廠周邊土壤污染狀況研究，有助于深入了解生活垃圾焚燒廠周邊土壤二噁英的污染狀況、排放規律及累積性影響，有利于有效地控制二噁英排放。

2 二噁英的特性與毒性

二噁英是一類含氧芳香族化合物，廣義上包括多氯二苯并二噁英（PCDDs）、多氯二苯并呋喃（PCDFs）和共面多氯聯苯（co-PCBs），簡寫為PCDD/Fs。二噁英的分子結構中，每個苯環可被1-4個氯原子取代，只有2，3，7，8四個位置均被氯原子取代的化合物才具有生理毒性，其中毒性最強的是2，3，7，8-TCDD，其毒性是氰化鉀的1000倍以上[1]。

焚燒煙氣中的二噁英通過干、濕沉降于周圍土壤中，被土壤礦物表面吸附，在土壤中積累。二噁英在常溫下為固態，均有熱穩定性（分解溫度在700℃以上），低揮發性，在土壤中半衰期可達10年之久[2]。由于二噁英是一類非常穩定的親脂性化合物，易積累于生物體內的脂肪組織中，不易被降解和排出，土壤中的二噁英類化合物被植物和谷物吸收后，通過家畜富集，最終將進入人體，蓄積于肝臟和脂肪中，不易代謝。如果長期食用含有這種低濃度污染物的食品，會導致癌癥、生殖障礙、畸形和嬰幼兒發育不全等。

3 生活垃圾焚燒廠煙氣排放對周邊土壤二噁英濃度影響

國內學者從不同的角度，采用不同的分析方法研究生活垃圾焚燒廠煙氣排放對周邊土壤二噁英濃度的影響。鄧蕓蕓等對上海地區兩個垃圾焚燒廠周圍3000m區域中土壤樣品進行分析檢測，發現上海地區垃圾焚燒廠周圍土壤樣品中的二噁英含量高峰出現在1000m左右，主導風向下游的樣品二噁英含量均值明顯高于上游均值[3]。徐夢俠等對杭州市某垃圾焚燒廠周邊土壤中的二噁英濃度水平進行跟蹤調查，結果顯示：該焚燒廠2006～2010年間，在焚燒爐煙氣二噁英排放濃度為1.0ng-TEQ/Nm3情況下，周邊土壤中二噁英毒性當量增加了1.11ng-TEQ/kg[4]。垃圾焚燒廠煙氣排放對周邊農田土壤中二噁英濃度的影響主要集中在周邊0～500m的范圍內，對1.5km半徑外的區域影響非常小[5]。劉勁松等調查了生活垃圾焚燒爐周邊地區環境空氣、表層土壤樣品中二噁英的組成及其含量，認為最大落地點附近表層土壤樣品中的二噁英可能受到了污染源廢氣排放的影響，但環境空氣中二噁英類污染物來源較為復雜，具體原因還需進一步的深入研究[6]。張漫雯等以一生活垃圾焚燒廠為中心，在廠區周圍5km的范圍內的土壤環境進行二噁英監測，通過主成分分析，表明該垃圾焚燒廠并非是該研究區域二噁英污染的主要影響因子，所有點位受交通源影響的可能更大[7]。Wang等通過對臺灣一垃圾焚燒廠周邊土壤樣品中的二噁英進行檢測，并通過ISCST3模型分析土壤中二噁英污染的來源，分析結果顯示焚燒廠對周邊土壤中二噁英污染甚微 [8]。Cheng等調查了臺灣新竹城市焚燒廠周邊土壤中的二噁英，發現土壤中二噁英的來源和焚燒排放產生的二噁英并不成相關性[9]。Li等在2007 ～2009年間，對一垃圾焚燒廠周圍的土壤樣品進行二噁英濃度檢測，檢測結果顯示，焚燒廠煙氣排放對該區域土壤環境的影響不大，一些不明確的二噁英污染源和潛在的其他因素對該區域二噁英污染的影響不能被忽略[10]。周志廣等采集了北京市農業區不同使用類型土壤樣品（包括蔬菜地、糧地、果園地）以及距城市固體廢棄物焚燒爐（運行已經3年）大約200m處的土壤樣品，調查結果發現焚燒爐附近的樣品中二噁英濃度雖然比其他果園濃度高，但并不是本次調查中所測樣品中最高的，并指出工業活動、周圍的交通運輸及城市固體廢棄物焚燒爐可能是影響焚燒爐周邊土壤二噁英污染的主要因素[11]。

從國內目前的研究現狀可以看出，生活垃圾焚燒煙氣排放對其周邊土壤環境造成了一定的影響，但影響較小，可能存在其他污染源，如廢棄物的露天燃燒、交通污染和其他不明污染源。

4 展望

盡管我國學者對于生活垃圾廠焚燒煙氣排放對周邊土壤二噁英濃度影響已展開了一些研究，但對于二噁英對植被及農作物的污染的研究，及在其他污染源協同作用下，生活垃圾焚燒廠煙氣排放對土壤中二噁英濃度的貢獻率研究還十分缺乏。特別是在GB18485-2014《生活垃圾焚燒污染控制標準》頒布實施，嚴格二噁英類污染物排放標準后（均值為0.1ng-TEQ/Nm3），現有生活垃圾焚燒廠排放煙氣對周邊土壤的影響是否有減輕，二噁英的累積效率等方面的研究匱乏。因此，為了更好地控制生活垃圾焚燒廠二噁英污染控制，今后生活垃圾焚燒廠二噁英污染的研究，可以從以下幾個方面開展：

（1）在選用不同焚燒爐、不同煙氣處理技術及不同工況的情形下，開展生活垃圾焚燒廠對周邊生態環境影響研究，并對土壤、農作物中二噁英的污染情況進行跟蹤監測。

（2）開展焚燒源的二噁英在土壤和植被中的分布規律研究，探尋二噁英在土壤和植被中的富集速率及影響因子，明確焚燒廠煙氣排放對周邊土壤和植被的影響相關性及程度。

（3）在有其他污染源協同作用下，研究生活垃圾焚燒廠煙氣排放對土壤中二噁英濃度的貢獻率，為區域二噁英污染的防治建立理論基礎。

參考文獻：

[1]王愛香，張文旭.國內外二惡英研究進展[J].臨沂師范學院學報，2006（28）：75-78.

[2]徐旭，嚴建華，池涌等.二惡英的理化特性及其分析方法[J]. 能源工程， 2003（06）：24-28.

[3] 鄧蕓蕓， 賈麗娟， 李康等.上海市垃圾焚燒廠周圍農業土壤中二嗯英的含量以及分布特征[D].中國環境科學學會學術年會論文，（2009）：1146-1149.

[4] 徐夢俠.城市生活垃圾焚燒廠二噁英排放的環境影響研究[D]： [博士學論文]. 浙江： 浙江大學，2009.

[5]徐夢俠，嚴建華，陸勝勇等.城市生活垃圾焚燒廠煙氣排放對周邊農田土壤二嗯英濃度影響的模擬研究，持久性有機污染物論壇2008暨第三屆持久性有機污染物全國學術研討會論文集[D]，204-205

[6]劉勁松，劉維屏，鞏宏平等.城市生活垃圾焚燒爐周邊環境空氣及土壤中二噁英來源研究[J].環境科學學報，2010，30（10）：1950-1956.

[7]張漫雯，張振全，張素坤等.生活垃圾焚燒廠PCDD/Fs排放對周邊土壤污染影響的研究[J].中國環境科學，2013，33（01） ：203-209.

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[9] Cheng P S， Hsu M S， Ma E， el a1. Levels of PCDD/Fs in ambient air and soil in the vicinity of a municipal solid waste incinerator in Hsinchu[J]. Chemosphere， 2003，52：1389-1396.

[10] LI X D， YAN M， CHEN T， et al. Levels of PCDD/Fs in soil in the vicinity of a medical waste incinerator in China： The temporal variation during 2007-2009[J]. Journal of Hazardous Materials， 2010（179）： 783-789.

[11] 周志廣，田洪海，劉愛民等.北京市農業區不同使用類型土壤中二噁英類分析[J].環境化學，2010，29（01）：18-24.