生活垃圾焚燒中二惡英的產(chǎn)生和控制

1、生活垃圾焚燒中二惡英的產(chǎn)生和控制班級(jí)：環(huán)境08本（一）班姓名：彭申勇學(xué)號(hào)：80813024摘要：采用焚燒法處理城市生活垃圾，在我國(guó)正得到廣泛的推廣應(yīng)用，但焚燒也帶來(lái)二惡 英污染，它嚴(yán)重威脅著人類的健康，世界各國(guó)正在采取積極措施控制。文章介紹了二惡英的 結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和形成機(jī)理，從焚燒前、焚燒中、焚燒后三個(gè)方面評(píng)述了國(guó)內(nèi)外近年來(lái)所發(fā)展的 對(duì)二惡英污染物的控制技術(shù)。關(guān)鍵詞：城市生活垃圾；焚燒；二惡英；控制1刖曰：隨著我國(guó)城市人口不斷增加，城市生活垃圾日益增多，人均日產(chǎn)量為1.2kg左右，并且以 每年7%的速度遞增，2004年我國(guó)城市垃圾清運(yùn)量已達(dá)14857萬(wàn)t1。目前我國(guó)城市垃圾無(wú)害 化處理不足50%

2、,累積堆存量60億t,占地2萬(wàn)hm2;這些垃圾裸露堆埋，污染水質(zhì)、土壤、大 氣，傳播疾病、威脅人類的生命安全。因此，垃圾無(wú)害化處理已成為社會(huì)普遍關(guān)注的問(wèn)題。 我國(guó)城市垃圾處理逐漸淘汰堆埋法而采用具有顯著減量化、無(wú)害化、穩(wěn)定化和資源化的垃圾 焚燒處理技術(shù)。然而，垃圾焚燒易帶來(lái)二次污染，其中，危害嚴(yán)重的是二惡英污染。二惡英 是迄今為止人類無(wú)意識(shí)合成的毒性最強(qiáng)的副產(chǎn)品，它的理化性質(zhì)穩(wěn)定，很難自然降解，對(duì)人體 健康和生態(tài)環(huán)境存在著巨大的安全隱患。固體廢物焚燒，是其主要產(chǎn)生源之一,據(jù)統(tǒng)計(jì)，其貢 獻(xiàn)率可達(dá)到50%-80%。由于我國(guó)在二惡英控制技術(shù)方面的研究工作起步較晚因此在二惡英控 制方面面臨著嚴(yán)峻的形式

3、，從技術(shù)的層面而言，主要存在著現(xiàn)有焚燒設(shè)施技術(shù)水平低和缺乏 成熟有效的控制技術(shù)，難以滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求兩個(gè)方面的問(wèn)題。針對(duì)上情況，本文結(jié)合近年來(lái)國(guó) 內(nèi)外的最新研究成果，通過(guò)了解和掌握二惡英的合成機(jī)制，提出了二惡英污染防治的全過(guò)程 控制措施。2二惡英的危害生物化學(xué)研究認(rèn)為：二惡英具有類似人體激素的作用，稱為“環(huán)境激素”。二惡英可以通過(guò) 細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，通過(guò)調(diào)控基因活性，調(diào)節(jié)機(jī)體的生長(zhǎng)和自我調(diào)節(jié)過(guò)程。任何一個(gè)二惡英類 分子能與細(xì)胞內(nèi)的特殊蛋白受體結(jié)合成復(fù)合物，這一復(fù)合物能進(jìn)入細(xì)胞核，作用于DNA，影 響某些基因的表達(dá)。這一變化的結(jié)果可激發(fā)一連串的生物化學(xué)反應(yīng)，包括激素的合成和分泌, 還影響激素受體、

4、酶、生長(zhǎng)因子和其它物質(zhì)。然而二惡英不像天然激素，它不被代謝和降 解，對(duì)受體有高親合力，因此非常小劑量的“錯(cuò)誤信號(hào)”能對(duì)激素調(diào)控產(chǎn)生極大的影響作用， 包括影響細(xì)胞分裂，組織再生，生長(zhǎng)發(fā)育、代謝和免疫功能。因此，二惡英被稱為“毒素傳 遞素”，影響和危害正常人體系統(tǒng)，如內(nèi)分泌、免疫、神經(jīng)系統(tǒng)等。二惡英主要污染空氣、土 壤和水體，進(jìn)而污染動(dòng)物、植物和水生生物。人主要是通過(guò)空氣、飲水、食物而受害。據(jù)調(diào) 查，人類90%以上的受害來(lái)自于膳食，其中動(dòng)物性食品是主要來(lái)源。二惡英的生物富集作用 非常強(qiáng)，由于二惡英從土壤植物動(dòng)物的逐級(jí)富集，愈是高級(jí)的生物體內(nèi)含量愈高，所 以人類受危害程度最大，而人體沒(méi)有分解二惡英的

5、能力，所以人體一旦攝入，就不易排出。 最新研究表明：人體攝入即使在很微量的情況下，長(zhǎng)期攝取也會(huì)引起癌癥、皮膚病、肝腎疾 病、生殖障礙、畸形等頑癥。日本學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，用二惡英含量較高的乳汁喂養(yǎng)嬰兒，往往 會(huì)造成嬰兒甲狀腺激素含量過(guò)低，影響嬰兒智力發(fā)育。3二惡英的產(chǎn)生和排放3.1二惡英和垃圾焚燒廠現(xiàn)在有一種觀點(diǎn)認(rèn)為，二惡英是生活垃圾焚燒廠特有的公害問(wèn)題，這是一種片面的認(rèn)識(shí)。其 實(shí)二惡英是有機(jī)物與氯一起加熱就會(huì)產(chǎn)生的化合物，只要使用水的場(chǎng)所都有可能產(chǎn)生二惡 英,它是一種普遍的化學(xué)現(xiàn)象。二惡英在空氣、土壤、水和食物中都能發(fā)現(xiàn)，火山爆發(fā)及森林 火災(zāi)是自然界中二惡英的主要來(lái)源。另外，除草劑、發(fā)電廠、木材燃

6、燒、造紙業(yè)、水泥業(yè)、金屬冶煉、紙槳加氯漂白及垃圾焚燒處理均會(huì)釋放出二惡英。據(jù)有關(guān)報(bào)道人體生活垃圾焚 燒廠煙氣中二惡英的濃度范圍約為10 - 410 - 6mg / m3之間，對(duì)周圍環(huán)境空氣質(zhì)量的影 響非常微小。實(shí)際上世界各國(guó)曾經(jīng)發(fā)生過(guò)的多次二惡英污染事件幾乎都與生活垃圾焚燒廠的 煙氣排放無(wú)關(guān)，包括1999年發(fā)生在比利時(shí)引起世界范圍恐慌的動(dòng)物飼料二惡英污染事件。但 這并不是說(shuō)在生活垃圾焚燒廠的設(shè)計(jì)和運(yùn)行時(shí)就可以不重視二惡英了，實(shí)際上從生活垃圾 焚燒廠排放出來(lái)的二惡英往往都占各國(guó)二惡英排放總量的相當(dāng)大的比重但現(xiàn)有的統(tǒng)計(jì)資 料表現(xiàn)出相當(dāng)大的離散性。例如，根據(jù)美國(guó)環(huán)保署1994年完成的評(píng)估報(bào)告，全美產(chǎn)

7、生的二惡 英中來(lái)自垃圾焚燒廠的約占3.5%,這是所見(jiàn)資料中的下限；又如，據(jù)1990年日本的統(tǒng)計(jì)資 料，日本二惡英的排放總量中來(lái)自垃圾焚燒廠的占80 %以上，這是所見(jiàn)資料中的上限。綜合 有關(guān)資料，在采用焚燒方法處理生活垃圾比例較高的國(guó)家中，由生活垃圾焚燒廠排放出來(lái)的 二惡英約占該國(guó)二惡英排放總量的10%40%,絕對(duì)是污染大戶。這就是世界各國(guó)對(duì)生活垃圾 焚燒廠排放出來(lái)的二惡英予以極大關(guān)注的原因所在。也充分說(shuō)明了在建設(shè)生活垃圾焚燒廠或 者在生活垃圾焚燒廠的運(yùn)行管理中，要注意改善生活垃圾的燃燒條件,嚴(yán)格控制二惡英產(chǎn)生 的重要性和必要性。3. 2垃圾焚燒廠中二惡英的生成途徑生活垃圾在焚燒過(guò)程中,二惡英的

8、生成機(jī)理相當(dāng)復(fù)雜，至今為止國(guó)內(nèi)外的研究成果還不足以 完全說(shuō)明問(wèn)題，已知的生成途徑可能有：生活垃圾中本身含有微量的二惡英,由于二惡英具有熱穩(wěn)定性，盡管大部分在高溫燃燒 時(shí)得以分解，但仍會(huì)有一部分在燃燒以后排放出來(lái)；在燃燒過(guò)程中由含氯前體物生成二惡英,前體物包括聚氯乙烯、氯代苯、五氯苯酚等， 在燃燒中前體物分子通過(guò)重排、自由基縮合、脫氯或其它分子反應(yīng)等過(guò)程會(huì)生成二惡英這 部分二惡英在高溫燃燒條件下大部分也會(huì)被分解；當(dāng)因燃燒不充分而在煙氣中產(chǎn)生過(guò)多的未燃燼物質(zhì),并遇適量的觸媒物質(zhì)(主要為重金 屬，特別是銅等)及300500 C的溫度環(huán)境，則在高溫燃燒中已經(jīng)分解的二惡英將會(huì)重新 生成。從生活垃圾焚燒廠

9、排放煙氣中接觸二惡英的機(jī)率要比從其它途徑(如食物、空氣等)接 觸二惡英的機(jī)率小。綜合有關(guān)資料，國(guó)外4垃圾焚燒中二惡英形成的控制4.1焚燒前控制垃圾預(yù)處理在垃圾進(jìn)入焚燒爐之前，采用垃圾分選技術(shù)，分選出垃圾中鐵、銅、鎳等過(guò)渡金屬；減少含 氯有機(jī)物的量，從源頭減少垃圾焚燒二惡英生成的氯來(lái)源。4.2焚燒過(guò)程控制抑制二惡英生成在垃圾燃燒過(guò)程中，控制燃燒條件，控制二惡英的爐內(nèi)生成；采用垃圾熔融氣化法(1000C以上)遏制二惡英的生成條件(如圖1)。將煤與垃圾混合燃燒，利用煤中硫來(lái)抵 制二惡英生成；在垃圾燃燒過(guò)程中添加脫氯劑實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)低溫脫氯，將大部分氣相中的氯轉(zhuǎn) 移到固相渣中，從而減少二惡英的爐內(nèi)再生成和爐

10、后再合成。爐內(nèi)加鈣脫氯的效果與碳酸鈣 質(zhì)量、鈣氯比以及反應(yīng)溫度有關(guān)，文獻(xiàn)報(bào)道，CaO在600800C可以將60%80%的HCl固成 為CaCl2 。4.3焚燒后控制煙氣凈化處理在低溫狀態(tài)下提高除塵器的效率。采用急冷的方法降低洗滌煙氣溫度，即可以抑制二惡 英的再合成,同時(shí)又能除去HCl、SO2煙塵等污染物。(2)目前普遍認(rèn)為,袋式除塵器對(duì)煙氣段 二惡英的污染控制極為有效，用布袋除塵器能夠去除吸附在灰塵上的二惡英。袋式除塵器進(jìn) 口煙溫越低，對(duì)二惡英的去除率越高。因?yàn)?，?dāng)煙溫降低時(shí),大部分PCDD/ PCDFs類呈固態(tài)而 被除塵器收集，只有少部分由于蒸汽壓較低而呈氣態(tài)排出，從而大大降低了二惡英進(jìn)入環(huán)

11、境 的數(shù)量。(3)霧狀活性炭粉末吸附法?；钚蕴吭诔貢r(shí)對(duì)二惡英等平面構(gòu)造的芳香族碳?xì)浠?合物有吸附性，降塵前噴霧狀活性炭粉末，能夠去除二惡英。(4)用催化劑分解二惡英， Skimodaira在其設(shè)計(jì)的設(shè)備中將含有二惡英的焚燒爐飛灰在250C的環(huán)境里，與03、半導(dǎo)體 物催化劑拌勻，在紫外線照射下，二惡英被分解掉而不會(huì)重新生成。(5)納米管清除二惡 英。美國(guó)密執(zhí)安大學(xué)的一項(xiàng)研究表明，多壁碳納米管清除二惡英效果遠(yuǎn)高于1991年以來(lái)歐 盟和日本使用的碳原子呈六方晶系排列的物質(zhì)，使二惡英的苯環(huán)與納米管表面強(qiáng)烈反應(yīng)。所 需納米管可以從甲烷和廉價(jià)的鐵鎳催化劑制備。(6)活性炭脫除二惡英。這種煙氣脫除二惡 英

12、一般是在尾部煙道中噴入活性炭，利用活性炭的吸附性來(lái)吸收二惡英。5結(jié)語(yǔ)在生活垃圾焚燒過(guò)程中，要基本消除二惡英，必須采取如下措施。限制污染源，對(duì)焚燒后易產(chǎn)生二惡英的廢物進(jìn)行回收利用，限制焚燒垃圾量，進(jìn)行垃 圾分類處理，對(duì)含氯化合物垃圾可采用填埋。采用先進(jìn)的垃圾直接熔融氣化焚燒技術(shù)，淘汰落后的垃圾焚燒技術(shù)和設(shè)備。采用先進(jìn)的煙氣凈化處理工藝。參考文獻(xiàn)1施敏芳，邵開(kāi)忠.垃圾焚燒煙氣凈化和二嗯英污染物的控制技術(shù)J環(huán)境科學(xué)與技術(shù)， 2006,(09).2鄭玉峰，祁國(guó)恕.固體廢物焚燒二惡英的生成機(jī)制及其控制技術(shù)J環(huán)境保護(hù)科學(xué)， 2008,(03).3蔣斌，嚴(yán)桂英.垃圾焚燒中的二嗯英生成及抑制機(jī)理J污染防治技術(shù)，2005,(03).4劉陽(yáng)生.城市固體廢物焚燒二嗯英污染防治技術(shù)J