應該科學認識二惡英
在上世紀80年代，西方一些國家曾因垃圾焚燒產生二惡英類污染而動搖過對垃圾焚燒工藝的信心，瑞典曾在1985年下令暫緩新建垃圾焚燒爐，之后開展了調查研究，1986年規定新建垃圾焚燒爐煙氣中二惡英類的排放限量為0.1納克毒性當量/立方米，并于當年解除了禁令。
垃圾焚燒過程如何去除二惡英?
充分燃燒是減少二惡英類生成的根本所在
在垃圾焚燒減少二惡英排放量方面取得的成功，應主要歸功于科學家對焚燒過程中二惡英生成機理研究的突破性進展。自上世紀80年代中至90年代初，焚燒過程中二惡英類的生成機理研究取得了一些共識，一些重要的前生體已得到確認。(圖1總結了廢棄物焚燒過程中二惡英的幾種主要生成途徑)。
 圖1 焚燒過程中二惡英的幾種主要生成途徑 |
垃圾在焚燒爐內得以充分燃燒是減少二惡英類生成的根本所在，“3T＋E”控制法是國際上普遍采用的措施，即保證焚燒爐出口煙氣的足夠溫度 (Temperature)、煙氣在燃燒室內停留足夠的時間(Time)、燃燒過程中適當的湍流(Turbulence)和過量的空氣 (ExcessAir)。國外研究表明，在300℃的條件下，即使經飛灰催化，一氧化碳和二氧化碳也不能生成二惡英。有關媒體報道二惡英類高溫分解，低溫會再合成的說法是不正確的。
由于焚燒爐煙氣中的二惡英類物質主要是吸附在飛灰表面，因此高效除塵可以極大減小焚燒設施向大氣排放二惡英類物質。活性炭吸附是焚燒設施普遍采用的尾氣凈化方法，一般活性炭的吸附不具有選擇性，在活性炭吸附有機污染物的同時，揮發性重金屬及其化合物也可以被吸附，從而也減少了向大氣中釋放重金屬的量。自上世紀90年代，歐美已推出幾種可用于焚燒設施煙氣中二惡英類降解的催化劑，測試數據顯示對煙氣中二惡英類的去除率較高，但設備的投資和運行費用也較大。
焚燒并不加劇二惡英類污染
生活垃圾焚燒向大氣排放二惡英類的量占我國各類二惡英類污染源大氣排放總量的 1.4％
對于垃圾的處理，焚燒與填埋哪種處理方式更好不能抽象而論，而要做到因地制宜。垃圾焚燒確實存在二次污染問題，但垃圾填埋同樣也面臨著二次污染問題。
現在一些媒體在介紹垃圾焚燒時有意或無意地夸大了垃圾焚燒的危害，如最近有國內媒體轉述西方報刊報道說“中國興建垃圾焚燒爐的計劃一旦實施，全球的二惡英排放可能會在現在的水平上翻番”，這完全與事實不符。據2009年5月在瑞士日內瓦召開的斯德哥爾摩公約第四次締約方大會公布的文件，全球二惡英年排放量為13萬克毒性當量，中國垃圾焚燒年排放二惡英為338克毒性當量。在對待中國建設垃圾焚燒設施的宣傳上，西方一些媒體存在有意妖魔化中國的傾向。
我國采用焚燒方式處理生活垃圾起步較晚，在焚燒設施的建設和運行中已經吸取了國外早期二惡英類污染的教訓，掌握了二惡英類控制的成熟技術和方法。在對國內19個生活垃圾焚燒廠煙氣中二惡英類排放量的檢測中，只有3家沒有達到國家排放標準，達標率達到84％。從抽檢中還看到，中國一些大型垃圾焚燒廠二惡英類的排放控制技術已達到世界先進標準，19家生活垃圾焚燒廠中有6家的二惡英類排放量低于世界上最嚴格的排放標準。從生活垃圾焚燒污染控制的實踐上來看，總體說來，我國生活垃圾焚燒廠特別是大型生活垃圾焚燒廠二惡英類物質防控措施和控制技術是有效的。
鑒于二惡英類產生的普遍性，那種認為“二惡英是個壞東西，一個分子也不能讓其產生”的看法不現實。人類不可能消除所有二惡英類排放源，因此也就不可能最終消滅二惡英類物質，只能在綜合考慮環境、經濟、人體健康風險等多種因素的前提下采取措施，盡量減少二惡英的環境釋放。初步估算生活垃圾焚燒向大氣排放二惡英類的量占我國各類二惡英類污染源大氣排放總量的1.4％，因生活垃圾焚燒可能會產生二惡英類物質就從根本上否定此技術是不科學的。
國外焚燒設施多年的運行經驗表明，小型焚燒爐二惡英類污染問題嚴重，集中處理的大型生活垃圾焚燒發電設施二惡英類物質容易得到有效控制。自1986年歐洲一些國家實施0.1納克毒性當量/立方米排放標準，已積累有25年的經驗，達到0.1納克毒性當量/立方米二惡英類控制技術工藝可公開獲取。當煙氣中二惡英類的排放濃度低于1納克毒性當量/立方米時，不會對生態環境和人體健康造成不良影響。1996年美國環保局對俄亥俄州EastLiverpool的一座廢棄物焚燒廠(距居民居住地、小學和飲用水源地都很近且運行了10年)開展了廣泛的環境和人體健康影響調查，耗資100萬美元，完成的調查報告厚達 3300頁。報告結論是，此焚燒廠運行沒有對當地生態環境和人體健康造成不利影響。
揀出塑料就能控制二惡英?
二惡英產生與生活垃圾某些成分不顯著相關
在垃圾焚燒二惡英類物質污染控制對策方面，目前流行最廣的說法是:“垃圾中的塑料是焚燒中產生二惡英類物質的來源，不預先把塑料分揀出，肯定會造成二惡英類的高排放”。這種觀點是沒有科學依據的臆想。
生活垃圾中的塑料主要是聚乙烯、聚丙烯等鏈烴，這些塑料與其他燃料成分的燃燒過程，從生成二惡英類物質的角度來看并無明顯優勢。二惡英類是不完全燃燒的產物，其生成與垃圾熱值及焚燒工藝有直接關系，與生活垃圾中的某些成分不存在直接顯著相關性(這與危險廢物焚燒不同)。
還有一種說法:“焚燒設施必須裝備煙氣急冷設施，防止二惡英類生成。”煙氣如能在1秒內從高溫降至200攝氏度以下，固然有利于減少二惡英類在煙氣降溫過程中合成，但煙氣急冷不是控制二惡英類的必需措施。“二惡英類在煙氣冷卻過程中合成”的先決條件是有一定量的“未完全燃燒的有機物”，這些是合成二惡英類物質的前生體。因此控制煙氣冷卻過程二惡英類合成的根本，是要提高焚燒爐的燃燒效率，減少二惡英類物質前生體生成。目前有些過于教條的行政指令，要求焚燒設施必須裝備煙氣急冷設施，但對燃燒效率重視不夠，而一些“急冷”設施反而造成煙氣在350℃左右停留時間增加，適得其反。
人體內的二惡英類90%來自食品
二惡英類可能通過食物鏈傳遞、包裝材料的遷移和意外事故3種途徑污染食品
自1972年Nebert 等提出二惡英類受體致毒機制以來，二惡英類的毒理學研究一直是環境科學研究領域的熱點。二惡英類高度脂溶性的特點使其極易透過細胞膜進入細胞漿，在胞漿內作為配體與轉錄因子芳香烴受體結合后產生毒性作用。
在17種高毒性二惡英類物中，2，3，7，8－四氯代二苯并－對－二惡英(2，3，7，8－TCDD)在目前已知化合物中毒性最大，且動物實驗表明其具有強致癌性。2，3，7，8－TCDD急性致死效應LD50在不同種屬試驗動物之間差異極大，如最敏感的豚鼠LD50為0.6微克每千克體重，而倉鼠 LD50>3000微克每千克體重，兩者相差5000倍。由于在現實中人類不可能暴露于高濃度的二惡英類中，到目前為止尚未見到由于人類中毒而死亡的報告。
人類暴露的觀測病例報道，一是氯痤瘡，二是暫時性肝毒效應。1997年國際癌癥研究中心將2，3，7，8－TCDD列為人類致癌物。雖然 2，3，7，8－TCDD是致癌物，但目前還沒有一例人類因二惡英類致癌的病例報道。就目前人類二惡英類暴露實際背景值狀況而言，非致癌毒性作用比致癌毒性作用對人體健康危害的風險更大些。另外，二惡英類具有結構穩定，半衰期長的特性，二惡英類在人體內的半衰期長達5～12年，長期接觸可造成體內蓄積。
為保護人體健康，世界衛生組織1990年制訂了二惡英類的每日耐受量(TDI)為10皮克毒性當量/天·公斤體重的標準，1998年WHO根據獲得的最新毒性數據對二惡英類的TDI修訂為1～4皮克毒性當量/天·公斤體重。考慮到二惡英類具有顯著的生物蓄積性，聯合國糧農組織(FAO)和WHO的食品添加劑聯合專家委員會提出了70皮克毒性當量/月·公斤體重的暫定每月允許攝入量(PTMI)標準。
研究表明，人體對二惡英類物質的暴露途徑主要是通過食物。人體內的二惡英類90％以上來自食品。
如何減少公眾擔心?
建立公眾參與長效機制，通過在線監測數據推測二惡英類物質排放情況
公眾對垃圾焚燒二惡英類物質的排放仍存顧慮，因此要建立公眾參與的長效機制，對焚燒企業進行監督。煙氣中痕量的二惡英類尚不能做到實時在線監測，但可以通過一些在線監測的數據推測二惡英類物質的排放情況。煙氣中的一氧化碳含量可以表征燃燒效率，含量高說明燃燒不充分，二惡英類物質的含量就有可能高，反之亦然。煙氣中的煙塵 含量能反映除塵器的除塵效率，在二惡英類物質生成量相同的情況下，煙塵排放量越低，煙氣中二惡英類物質的含量就越少。
目前，國內一些城市也在考慮在焚燒設施設立在線長期采樣裝置，通過長期采樣裝置可以設定每天、每周或每月的采樣時間及采樣量，取得一定時間內焚燒設施煙氣中排放二惡英類物質的平 均值。與每年一兩次監測結果相比，這樣更能反映企業長期排污情況，減少公眾擔心。
任何垃圾處理設施的運行都面臨著有效處理垃圾和二次污染控制的雙重任務，控制二惡英污染排放，使之不對周邊環境和人體健康產生不良影響，是關系到我國焚燒行業能否可持續發展的關鍵所在。
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什么是二惡英類物質?
二惡英類物質是多氯代二苯并－對－二惡英(PCDDs)和多氯代二苯并呋喃(PCDFs)的總稱，它們是氯代三環芳香化合物。由于氯原子的取代數目和位置不同，構成了75種PCDD和135種PCDF。其中有17種(2，3，7，8位全部被氯原子取代的)二惡英類被認為對生態環境和人類健康有很大危害。二惡英類物質非常穩定，熔點較高，常溫下是固體，極難溶于水(見表)，可以溶于大部分有機溶劑，是無色無味的脂溶性物質，所以非常容易在生物體內積累。自然界的微生物降解和水解作用對二惡英類的影響較小，因此，環境中的二惡英類很難自然降解消除。
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表 2，3，7，8－TCDD的一些物理性質
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二惡英類污染源自何處?
除科學研究外，人類從未有意生產或使用過二惡英類，環境中的二惡英類主要來源于人類生產活動釋放的副產物。歷史上含氯有機化學品的生產是二惡英類的重要來源，大量用于木材防腐和滅釘螺的五氯酚和五氯酚鈉中都曾含有二惡英類，1972～1977年美國平均年產五氯酚兩萬噸，其中二惡英含量在 205ppm～1070ppm范圍，由此估算在此期間美國每年由于使用五氯酚對環境輸入二惡英的總量為4噸～21噸；在越南戰爭期間，美軍大量使用含有二惡英類雜質的2，4，5－T落葉劑，給越南南方造成的生態破壞影響至今尚未完全消除，美國1970年前2，4，5－T產品中2，3，7，8－TCDD的含量在0.1ppm～100ppm范圍，據此估計在此期間由于使用2，4，5－T對環境輸出2，3，7，8－TCDD的量為4.8噸；20世紀70年代之前，很多國家生產并廣泛使用的多氯聯苯中也含有二惡英雜質。
1977年Olive等人在荷蘭阿姆斯特丹市廢棄物焚燒爐排放的飛灰和煙道氣中檢出了二惡英類，此后的研究表明廢棄物焚燒爐是許多國家環境中二惡英類的主要生成源。近年來，隨著對廢棄物焚燒爐的改進以及安裝更先進的污控裝置，廢棄物焚燒排放二惡英類的量急劇下降。日本近10年來二惡英類物質的年排放總量由8.13千克毒性當量下降到400克毒性當量。目前工業發達國家二惡英類物質污染控制的重點已由廢棄物焚燒轉向金屬冶煉等其他工業污染源。
我國潛在二惡英類污染源分布廣，數量大，對其尚不能全面監測和監管。圖2顯示了初步估計我國二惡英類的年排放量(主要基于我國2004年度各行業生產量)，各類污染源的總排放量為10千克毒性當量左右，其中向大氣的排放量為5千克毒性當量左右。分析表明，我國生活垃圾焚燒總的二惡英類排放量約為338 克毒性當量，其中向大氣排放126克毒性當量，占總大氣排放量2.52％。我國目前運行的生活垃圾焚燒設施年焚燒量為1700萬噸，雖然焚燒量有所提高，但由于缺乏尾氣控制的焚燒廠關閉，向大氣排放的二惡英類物質總量反而降低。估算生活垃圾焚燒年排放二惡英類量小于544克毒性當量，其中向大氣排放量小于 68克毒性當量，占總大氣排放量小于1.4％。
 圖2 我國二惡英類的年排放量估算(以2004年為基準年) |
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