生活垃圾焚燒處理之二噁英二噁英真的有那么可怕嗎?

2015-06-29 10:35

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二噁英(Dioxins),是一種含氯的強(qiáng)毒性有機(jī)化學(xué)物質(zhì),在自然界中幾乎不存在,只有通過(guò)化學(xué)作用才能合成,是目前人類(lèi)創(chuàng)造的最可怕的化學(xué)物質(zhì),被稱(chēng)為“地球上毒性最強(qiáng)的毒物”。這種被稱(chēng)為“世紀(jì)之毒”的物質(zhì)一直以來(lái)都是人們關(guān)注的焦點(diǎn),其性質(zhì)穩(wěn)定、熔點(diǎn)較高、極難溶于水,是無(wú)色無(wú)味的脂溶性物質(zhì),土壤中的半衰期為12年,氣態(tài)二惡英在空氣中光化學(xué)分解的半衰期為8.3天,二噁英在人體內(nèi)主要蓄積在脂肪組織中,降解緩慢。

雖說(shuō)二噁英被稱(chēng)為“世紀(jì)之毒”,但其實(shí)二噁英廣泛存在于我們生活中,比如空氣、魚(yú)、貝殼類(lèi)、奶、肉、米、蔬菜、水果等都存在一定量的二噁英,只要二噁英的含量在可控范圍,對(duì)人體的影響還是有限的。

一、什么是二噁英?

所謂二噁英,實(shí)際上是二噁英類(lèi)一個(gè)簡(jiǎn)稱(chēng),指的是結(jié)構(gòu)和性質(zhì)都很相似的包含眾多同類(lèi)物或異構(gòu)體的兩大類(lèi),共210種有機(jī)化合物,但只有其中少數(shù)種類(lèi)被認(rèn)為具有相當(dāng)?shù)亩拘浴S捎谶@類(lèi)物質(zhì)非常穩(wěn)定,熔點(diǎn)較高,極難溶于水,可以溶于大部分有機(jī)溶劑,是無(wú)色無(wú)味的脂溶性物質(zhì),非常容易在生物體內(nèi)積累,其在生物體內(nèi)的半衰期估計(jì)為7至11年。

二噁英(Dioxins)是指含有2個(gè)或1個(gè)氧鍵連結(jié)2個(gè)苯環(huán)的含氯有機(jī)化合物,由于Cl原子在1~9的取代位置不同,構(gòu)成 75種異構(gòu)體多氯代二苯 (PCDD)和 135種異構(gòu)體多氯二苯并呋喃 (PCDF) ,通常總稱(chēng)為二噁英,其分子量321.96,為白色結(jié)晶體,m. p. : 302~305℃,500℃開(kāi)始分解,800℃ 時(shí) 21s完全分解。其中有17種 (2、3、7、8位被Cl取代的 )被認(rèn)為對(duì)人類(lèi)和生物危害最為嚴(yán)重。結(jié)構(gòu)如圖所示:

不過(guò)世衛(wèi)組織認(rèn)為,由于二噁英普遍存在,與環(huán)境密切接觸的人類(lèi)身體里都有一定程度的二噁英,也就產(chǎn)生了所謂的機(jī)體負(fù)擔(dān),正常環(huán)境的接觸總體上不會(huì)影響人類(lèi)健康。二惡英的人體耐受攝入量(The Tolerable Daily Intake, 縮寫(xiě)TDI),每天每千克體重一般在1-4 pg TEQ。

在對(duì)二噁英類(lèi)的毒性進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí),國(guó)際上通常把各同類(lèi)物折算成相當(dāng)于2,3,7,8-TCDD的量來(lái)表示,稱(chēng)為毒性當(dāng)量(Toxic EquivalentQuangtity,簡(jiǎn)稱(chēng)TEQ)。

二噁英包含兩大類(lèi)有機(jī)物,分別是:

①多氯二苯并-對(duì)-二噁英polychlorinateddibenzo-p-dioxin簡(jiǎn)稱(chēng)PCDDs);

②多氯二苯并呋喃 polychlorinated dibenzofuran(簡(jiǎn)稱(chēng)PCDFs)。

二、現(xiàn)階段我國(guó)垃圾處理現(xiàn)狀

據(jù)統(tǒng)計(jì),目前國(guó)內(nèi)每年城市垃圾產(chǎn)生量在1.8億噸左右,90%為填埋,只有7%為焚燒,其余為堆肥等處理方式。在全國(guó)1636個(gè)縣城里,每年的垃圾產(chǎn)生量在5000萬(wàn)噸左右。在全國(guó)650多座城市當(dāng)中,325個(gè)城市還沒(méi)有建設(shè)生活垃圾處理設(shè)施。大量的垃圾只是做簡(jiǎn)單的堆放,在城市里產(chǎn)生了大量的異味以及一氧化碳等,嚴(yán)重污染了水體、大氣、土壤。如今,中國(guó)的垃圾產(chǎn)量世界第一。資料顯示,歷年來(lái)堆積的垃圾已經(jīng)超過(guò)60億噸,侵占了300多萬(wàn)畝的土地并對(duì)周邊產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染甚至災(zāi)難,全國(guó)600多座城市有三分之二被垃圾包圍。資料顯示,假如每人每天產(chǎn)生1公斤的垃圾,全球每天新增的垃圾數(shù)量就高達(dá)600多萬(wàn)噸,一年產(chǎn)生的垃圾數(shù)量更是驚人。長(zhǎng)期以來(lái),全球每日數(shù)百、上千萬(wàn)噸的生活垃圾僅以填埋的方式被處理,土地被一座座人工堆積的垃圾山所蠶食,空氣、地下水和土壤被嚴(yán)重污染……這就是我們?nèi)祟?lèi)所面臨的嚴(yán)酷現(xiàn)實(shí)。

垃圾填埋的最大優(yōu)勢(shì)在于處理成本相對(duì)較低,但要占據(jù)很大的土地資源,垃圾填埋場(chǎng)易產(chǎn)生惡臭、排放甲烷、氨、硫化物等污染物,以及垃圾滲濾液等環(huán)境問(wèn)題。尤其是垃圾滲濾液,作為一種劇毒物質(zhì),造成的地表水或地下水污染非常嚴(yán)重,土地至少50年不能再使用。垃圾堆放還是有機(jī)物、重金屬和病原微生物三位一體的污染源,包含許多致癌、致畸物,并成為蚊、蠅和嚙齒類(lèi)動(dòng)物繁殖的溫床,危害人類(lèi)健康。但由于缺乏資金和技術(shù)手段,國(guó)內(nèi)對(duì)于垃圾的傳統(tǒng)處理方法就是露天集中堆放或簡(jiǎn)易填埋。建設(shè)部2006年的調(diào)查表明,由于這種露天集中堆放或簡(jiǎn)易填埋的垃圾處理方式,全國(guó)600多座城市當(dāng)中的三分之一以上已被垃圾包圍,全國(guó)城市垃圾堆存累計(jì)侵占土地5億平方米,相當(dāng)于75萬(wàn)畝土地,而且,這一數(shù)字還在不斷增大。

目前對(duì)于城市生活垃圾有三種技術(shù)較可靠的處理方式,即衛(wèi)生填埋、焚燒發(fā)電和堆肥。在2008年初的一份報(bào)告中,就對(duì)這三種處理方式進(jìn)行了一番比較。

對(duì)于衛(wèi)生填埋,投資低但有大氣污染、土壤污染,并有地表水污染和地下水污染的可能,占地大,選址困難。在北京、深圳等一些大中城市,目前所采用的是填埋場(chǎng)的場(chǎng)底輔設(shè)聚乙烯隔膜防滲,垃圾壓實(shí)后再覆膜掩蓋的處理方式,并有收集處理滲濾液、填埋氣、防治土壤污染的一整套措施。但實(shí)際上這些塑料膜材料仍存在未來(lái)填埋垃圾出現(xiàn)滲漏、污染地下水等隱患,并且這種填埋場(chǎng)的建造成本和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用也相當(dāng)高,讓普通中小城市望塵莫及。

對(duì)于堆肥技術(shù),投資適中,選址較易但需避開(kāi)居民密集區(qū),有輕微氣味影響,重金屬污染是最大隱患。業(yè)內(nèi)專(zhuān)家評(píng)論認(rèn)為,由于堆肥質(zhì)量差、缺乏應(yīng)用市場(chǎng),運(yùn)營(yíng)商壓力很大。相比較而言,焚燒發(fā)電占地小而選址容易,可靠近市區(qū),垃圾減容減量十分明顯,僅有10%的殘?jiān)枰幚?,在防止地表水、地下水和土壤污染方面較前兩者有優(yōu)勢(shì),在大氣污染方面有控制技術(shù),但投資較大。

業(yè)內(nèi)人士表示,建設(shè)垃圾焚燒發(fā)電廠可節(jié)約大量土地資源,這對(duì)于面臨垃圾圍城、填埋場(chǎng)選址困難的城市尤其是沿海地區(qū)和大城市尤具吸引力。另一方面,焚燒可大大減少垃圾中的有害物質(zhì),煙氣經(jīng)過(guò)處理達(dá)標(biāo)排放,減少對(duì)地下水和填埋場(chǎng)周邊環(huán)境的大氣污染,焚燒產(chǎn)生的蒸汽則可用于發(fā)電、供熱,實(shí)現(xiàn)資源的回收利用。

作為發(fā)達(dá)國(guó)家廣泛采用的城市生活垃圾處理方式,垃圾焚燒發(fā)電最符合“無(wú)害化、減量化、資源化”三原則,垃圾焚燒發(fā)電的資源回收利用效益相當(dāng)可觀,按發(fā)熱值比較,我國(guó)目前城鄉(xiāng)年產(chǎn)2.5億噸垃圾相當(dāng)于5000萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤。若綜合考慮到經(jīng)濟(jì)成本與環(huán)境成本,垃圾焚燒發(fā)電成為我國(guó)城市生活垃圾處理方式的首選具備其必然性。

國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部、環(huán)境保護(hù)部組織編制的《“十二五”全國(guó)城鎮(zhèn)生活垃圾無(wú)害化處理設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》中明確以“因地制宜,科學(xué)引導(dǎo)”的指導(dǎo)思想,考慮不同地區(qū)的實(shí)際情況,加強(qiáng)分類(lèi)指導(dǎo),堅(jiān)持集中處理與分散處理相結(jié)合。按照“減量化、資源化、無(wú)害化”的原則,因地制宜選擇先進(jìn)適用的技術(shù),有條件的地區(qū)應(yīng)優(yōu)先采用焚燒等資源化處理技術(shù)。城鄉(xiāng)統(tǒng)籌,區(qū)域共享。通過(guò)以城帶鄉(xiāng)、設(shè)施共享等形式,逐步將生活垃圾無(wú)害化處理設(shè)施服務(wù)范圍擴(kuò)展至周邊地區(qū),鼓勵(lì)跨行政區(qū)域共建共享處理設(shè)施。該規(guī)劃同時(shí)明確,“十二五”期間規(guī)劃新增生活垃圾無(wú)害化處理能力中,選用焚燒技術(shù)的達(dá)到35%,東部地區(qū)選用焚燒技術(shù)達(dá)到48%。

垃圾焚燒有許多優(yōu)點(diǎn),如廠房占地少,有利于節(jié)約土地資源;垃圾的減容減量化程度高,而設(shè)備運(yùn)行全天候全封閉,環(huán)保程度高;垃圾焚燒的余熱可產(chǎn)生蒸汽用于發(fā)電、供熱,能節(jié)約能源等,都與中國(guó)節(jié)能減排戰(zhàn)略相符合。如果全國(guó)垃圾完全焚燒利用,每年可節(jié)約3600多萬(wàn)噸煤,將大大減少煤炭開(kāi)采潛在的安全事故,減少9400多萬(wàn)噸二氧化碳排放,既可抑制全球氣候變暖,又為中國(guó)節(jié)能減排和低碳經(jīng)濟(jì)建設(shè)做貢獻(xiàn)。

三、垃圾發(fā)電之二噁英不足為懼

目前國(guó)內(nèi)關(guān)于垃圾焚燒發(fā)電,爭(zhēng)執(zhí)的焦點(diǎn)就在于二噁英的排放。但是垃圾焚燒發(fā)電在采用成熟的“3T”技術(shù)后,已能使二噁英(Doxlin)完全分解。實(shí)際上,國(guó)外的研究表明,1噸垃圾露天焚燒或在填埋場(chǎng)自燃排放的二噁英,是同量垃圾經(jīng)過(guò)現(xiàn)代化焚燒排放的二噁英幾千倍。由于人們對(duì)垃圾發(fā)電的認(rèn)識(shí)不夠深刻明朗,這樣的實(shí)情又能有多少人知道?

中國(guó)城市建設(shè)研究院總工程師徐海云表示,很多人其實(shí)忽略了大量生活垃圾露天焚燒和填埋場(chǎng)自燃向大氣中排放的二噁英,而將這部分視同“零排放”,從而誤認(rèn)為發(fā)展垃圾焚燒發(fā)電就會(huì)制造二噁英污染。來(lái)自德國(guó)的研究顯示,當(dāng)垃圾被運(yùn)往焚燒廠時(shí),二噁英單位含量就已達(dá)50納克,生活垃圾經(jīng)過(guò)焚燒后,垃圾中原有二噁英得到分解,向空氣排放的二噁英只相當(dāng)于原有含量的1%。因此,發(fā)展現(xiàn)代化的垃圾焚燒發(fā)電,實(shí)際上是削減二噁英排放的措施。

現(xiàn)代垃圾焚燒發(fā)電廠對(duì)二噁英的控制是采用成熟的“3T”技術(shù),所謂3T是Temperature,Time和Turbulence的英文縮寫(xiě),具體指高溫(850~1000℃)焚燒,二燃室停留時(shí)間超過(guò)2.0s,以及較大的湍流程度,可防止大量生成二惡英。即確切的說(shuō),是3T+E技術(shù),E指Ex-cessoxygen(過(guò)量空氣量)。其一是二噁英的產(chǎn)生溫度在360℃-820℃之間,若保持焚燒爐內(nèi)溫度大于850度,并控制煙氣在爐內(nèi)停留2秒以上,即可使二噁英得到完全分解,其二是煙氣通過(guò)最先進(jìn)的方式處理,采用半干式反應(yīng)塔系統(tǒng)+活性炭噴射+布袋除塵器,用活性炭吸附二噁英,用布袋截留灰塵,減少二噁英排放載體,從而將單位二噁英排放控制在0.1納克以?xún)?nèi),對(duì)人類(lèi)健康影響可基本忽略。

四、垃圾焚燒發(fā)電產(chǎn)生二噁英的實(shí)例舉證

德國(guó)聯(lián)邦醫(yī)學(xué)協(xié)會(huì)在1993年1月發(fā)表的研究報(bào)告表明:現(xiàn)行達(dá)標(biāo)的生活垃圾焚燒廠,住在焚燒廠附近癌癥風(fēng)險(xiǎn)可以忽略。德國(guó)二噁英不同來(lái)源的年排放總量,單位:克。

在德國(guó)相關(guān)研究中,我們可以發(fā)現(xiàn),生活垃圾經(jīng)過(guò)焚燒后,向空氣中二惡英排放量只相當(dāng)于垃圾中原有二惡英含量的1%([0.48 ng/ kg]/[50 ng / kg] ),向環(huán)境中所有介質(zhì)排放量為17.63ng TEQ/ kg 垃圾,相當(dāng)于原有含量的35.3%,也就是說(shuō),垃圾焚燒過(guò)程消除了64.7%的二噁英。(來(lái)源:TWGComments on Draft 1of WasteIncineration BREF,2003)。

我們?cè)賮?lái)看美國(guó)環(huán)境暑統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2002年全年美國(guó)生活垃圾焚燒發(fā)電廠排放的二惡英當(dāng)量為12g,比庭院垃圾露天焚燒所排放的二惡英當(dāng)量要低600g。(來(lái)源:Nickolas J.Themelis,2004)英國(guó)環(huán)境部門(mén)2000年報(bào)告,倫敦在迎接新千年慶?;顒?dòng)中,15分鐘煙花活動(dòng)排放的二惡英量大于倫敦東南部垃圾焚燒廠二惡英年排放量100倍。(來(lái)源:UKEnvironment Agency 2000, briefing note from the APSWG by Neil Carrigan andProf. Chris Coggins South East London Combined Heat & Power, Deptford處理規(guī)模1400噸/日, 裝機(jī)容量32MW,給附近4.8萬(wàn)個(gè)家庭及學(xué)校供熱。South East London Combined Heat & Power, Deptford處理規(guī)模1400噸/日, 裝機(jī)容量32MW,給附近4.8萬(wàn)個(gè)家庭學(xué)校供熱。

2007年,里斯本預(yù)防醫(yī)學(xué)研究所研究表明:垃圾焚燒發(fā)電廠對(duì)居住在附近居民的血液中二噁英含量沒(méi)有影響。2009年,英國(guó)致癌委員會(huì)研究表明:居住在垃圾焚燒發(fā)電廠附近居民致癌風(fēng)險(xiǎn)非常低,按照現(xiàn)代流行病調(diào)查,處于基本監(jiān)測(cè)不到水平。生活垃圾焚燒廠,執(zhí)行的是歐盟2000標(biāo)準(zhǔn),即二噁英排放濃度與德國(guó)、英國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)一致。

現(xiàn)如今垃圾發(fā)電技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟,在發(fā)達(dá)國(guó)家被普遍采用,比如瑞士這樣風(fēng)景秀麗的國(guó)家,都積極發(fā)展垃圾發(fā)電。在2000年2月,國(guó)家經(jīng)貿(mào)委、國(guó)家稅務(wù)總局下發(fā)《關(guān)于公布〈當(dāng)前國(guó)家鼓勵(lì)發(fā)展的環(huán)保產(chǎn)業(yè)設(shè)備(產(chǎn)品)目錄〉(第一批)的通知》其中包含城市生活垃圾焚燒處理成套設(shè)備。在2007年,國(guó)家發(fā)改委發(fā)布《中國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化國(guó)家方案》,其中明確鼓勵(lì)“在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、土地資源稀缺地區(qū)建設(shè)垃圾焚燒發(fā)電廠”;“大力研究開(kāi)發(fā)和推廣利用先進(jìn)的垃圾焚燒技術(shù),提高國(guó)產(chǎn)化水平,有效降低成本,促進(jìn)垃圾焚燒技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展?!?,從中可以看出垃圾焚燒發(fā)電是大勢(shì)所趨,而只要是按國(guó)家的廢氣排放來(lái)處理垃圾焚燒產(chǎn)生的二噁英,二噁英對(duì)人體的危害幾乎不存在。

《紐約時(shí)報(bào)》曾于2009年8月12日一篇題為“中國(guó)垃圾焚燒爐威脅全球”的報(bào)道指出,“中國(guó)成世界最大家庭垃圾國(guó)后,因填埋所??臻g無(wú)幾,便開(kāi)始建造焚燒爐,但這些焚燒爐已成為有毒物質(zhì)排放來(lái)源,排放物不僅危害中國(guó),還隨氣流越過(guò)太平洋到達(dá)美國(guó)海岸。中國(guó)的焚燒爐也可以表現(xiàn)優(yōu)異。在深圳另一端,政府所有的寶安焚燒廠大煙囪不見(jiàn)煙冒出。檢驗(yàn)表明,該公司幾乎沒(méi)有污染物排出?!痹搱?bào)道所指符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的深圳寶安焚燒廠,正是位于深圳寶安老虎坑、日處理1200噸城市生活垃圾的寶安垃圾發(fā)電廠,系由深圳能源旗下的深圳市能源環(huán)保有限公司承建運(yùn)營(yíng),采用爐排爐處理技術(shù)。另外,根據(jù)歐洲SGS實(shí)驗(yàn)室檢測(cè),深圳能源旗下另一家日處理垃圾800噸的南山垃圾發(fā)電廠,其二噁英排量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于歐盟現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。

二噁英的危害,早就被完美的解決,按照現(xiàn)有的工藝處理技術(shù),甚至可以做到零排放零危害。既然二噁英已經(jīng)不足為懼,為什么我們還要拒絕這樣有效的垃圾處理方式,去守著污染危害更大、臭氣熏天的垃圾簡(jiǎn)易填埋場(chǎng)呢?

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