垃圾焚烧中二恶英的产生及控制.doc

垃圾焚烧与二恶英的产生及控制摘要：本文阐述了二恶英的毒性、结构、性质、来源。二恶英的生成主要有二条途径，第一条途径是从与二恶英结构关系不紧密的，碳水化合物开始而生成的，第二条途径是从具有与二恶英结构相近的氯化苯酚等而生成的。垃圾焚烧中影响二恶英生成的因素有粒子状物质、催化剂(如铜、铁、镍、锌等具有催化剂的作用)、氯、碳、焚烧炉中温度(250-70012)。控制垃圾焚烧中二恶英生成的对策有垃圾焚烧前的分类处理、二恶英生成抑制、二恶英排放抑制。关键词：垃圾焚烧；二恶英；控制技术1 二恶英的性质、结构及来源二恶英主要是由于人类的活动而产生的一种最毒的物质，其毒性是氰化钾的1000倍，1g二恶英可使10000人致死，此外还具有致癌性、致奇性、生殖毒性等慢性毒性。二恶英是多氯代二苯二恶英(PCDDs)和多氯代二苯呋喃(PCDFs)的总称，根据其所含氯原子的数量和取代位置的不同，PCDDs有75种同系物，PCDFs有135种同系物，其毒性亦有极大的差异。毒性最强的是2，3，7，8一四氯二苯二恶英(2，3，7，8T4CDD)，其毒性当量系数(Toxic EquivalencyFactor：11、F)为1。此外的二恶英同系物的毒性当量系数均小于1。因此，计算二恶英的毒性常以二恶英类同系物总的毒性当量(2，3，7，8一T4CDD Equivalent Quantity：11、Q)表示，11、Q=二恶英同系物浓二恶英为白色结晶体，强氧化剂，耐酸、耐碱，化学性质极其稳定，其分解需800C以上的温度(高速分解需1300(2以上)，易溶于有机溶剂难溶于水(对水的溶解度为02ngL)。自然界中，二恶英来源如下，一是垃圾焚烧过程中产生的，二是有机氯化学物质(如2，4一_D)合成时的副产物，三是造纸工厂在纸浆的氯气漂白过程中产生的和炼钢过程中产生的，四是自然产生的，如森林火灾。其中，垃圾焚烧是最主要的来源，而自然产生的二恶英，浓度极低，不会影响人的健康。许多国家对二恶英在空气、水体、土壤的浓度制定了控制标准，超过控制标准的统称为被二恶英污染。如El本环境厅发布的2001年开始执行的二恶英控制标准是，空气为06pg TEQm3以下，水为lpg 11、Q几以下，土壤1000pg 11、Q 以下。我国的二恶英控制标准尚未出台。2 垃圾焚烧与二恶英的产生垃圾焚烧可使垃圾减量化，减量至原量的10左右，而且焚烧垃圾产生的蒸汽可用于发电而实现资源化，可谓一举两得。因此， 日本、欧美等发达国家建立了大量的垃圾焚烧工厂，但是垃圾焚烧时会产生相当数量的二恶英。如日本全国一年因垃圾焚烧而排放出的二恶英达2500g， 占全国二恶英排放量的一半。这对我国推行垃圾焚烧处置法时，必须给予高度地重视，以减少二恶英的污染。21 二恶英的生成机理二恶英的生成机理，通过各国科学家近10年的研究表明，主要有如下二条生成途径。第一条途径是，从与二恶英结构关系不紧密的，碳水化合物开始，而生成的。二恶英的生成其碳、氯、氧、金属是必要的，适合温度是25035013，而300*(3左右为其最适合，垃圾焚烧时产生的飞灰，其所含碳氧化物而分离成为具有二恶英结构的物质，而生成二恶英。第二条途径是，从具有与二恶英结构相近的氯化苯酚等而生成的。在垃圾焚烧物中，300700*(3的温度条件下，由氯化苯酚等而生成二恶英。22 影响二恶英生成的要因221 粒子状物质垃圾焚烧炉的排放气体中，垃圾中的无机物以飞灰、煤烟等粒子状物质而存在。这些粒子状物质是二恶英生成的重要条件。粒状物质中的金属、碳对二恶英生成反应起着非常重要的作用，而且，生成的二恶英在排放气体中吸附粒子状物质，凝缩成为微小粒子。222 催化剂飞灰中的金属或金属氧化物是作为催化剂参与二恶英的生成反应。其中：如铜的氯化物(CuCI2，CuCI等)起非常重要的作用，如从氯化氢和氧生成氯的催化剂，有机化合物氯化时的催化剂，从前躯物质生成二恶英的催化剂，碳氧化后生成二恶英结构时催化剂。而且，金属氯化物在二恶英生成时也是氯的供给源。其它金属如铁、镍、锌等亦具有催化剂的作用。223 氯无机氯和聚氯乙烯一样同样是二恶英生成需的氯的供给源。但垃圾中的氯大量存在，是否生成二恶英，取决于焚烧物中垃圾的燃烧状态。 224 碳垃圾焚烧生成的煤烟等是二恶英第一条生成途径的起点物质，煤烟的结构是多种环状结构物质的集合体，与二恶英的结构非常相近，极易变为二恶英结构。225 焚烧炉中温度垃圾焚烧炉中的温度直接影响二恶英的生成量，如前所述250700*(3易生成二恶英。3 控制垃圾焚烧中二恶英生成的对策31 焚烧垃圾前分类处理氯是二恶英生成必要条件，重金属在二恶英生成中起催化剂作用，所以垃圾焚烧前，应进行分类处理，可回收利用的尽量回收利用， 日本、美国、欧共体国家重视垃圾综合处理，分类收集，资源回收利用。32 二恶英生成抑制首先是抑制二恶英前躯物质的生成，其措施有提高燃烧温度，延长焚烧时间，充分均匀供给氧气等对策是非常有效果的。如焚烧炉形状的变更和二次加氧改善炉内氧气状态，燃烧良好可抑制二恶英的生成。大型焚烧炉为连续投料，炉内状态均匀，产生二恶英少，但小型焚烧炉间隙投料，易造成炉内状态不均匀，炉内温度易下降，氧气供给不足，易生成二恶英。对小型焚烧炉应进行改造，采用电脑控制可使炉内温度趋于稳定，氧气供给充足，可抑制二恶英生成。催化剂如金属类物质，主要存在于飞灰中，若在焚烧炉安装锅炉，可在短时间内降低气体温度，小型焚烧炉无锅炉时防止二恶英生成，可采取喷水急速冷却的措施。33 二恶英排放抑制由于垃圾焚烧过程必然会产生易生成二恶英的煤烟等物质，而且必须通过易生成二恶英的危险温度区域，所以，焚烧炉内要将二恶英的生成控制为零是非常困难的。采取净化焚烧产生的烟气可减少二恶英的排放。垃圾焚烧过程中不可避免会产生可生成二恶英的粒子状物质，因此为了除去飞灰和煤烟安装除尘器(如袋式除尘器)，并将运行温度设在180(3以下，切断二恶英生成的第一条途径，减少二恶英的生成，其减少效率可达60 95 ，减少焚烧炉的间断运行，停料不停炉，停炉不降炉温。起炉时石油助烧，炉温升高后再投料。二恶英可被多孔物质，如活性炭、焦炭等吸附，因此在安装袋式除尘器同时，向烟气中喷活性炭或焦炭等，可提高除尘装置对二恶英的截留效率。垃圾焚烧生成的二恶英经烟气净化处理后，大部分存在于飞灰中，所以飞灰必须按有毒有害废弃物要求进行填埋，或将飞灰进行固化处理。4 在土地开发整理中既要努力增加耕地数量。又要加强生态环境保护土地开发整理是补充耕地数量，实现耕地占补平衡和总量动态平衡的主要途径。但由于在省耕地后备资源数量有限，且集中分布在三州，主要是攀西地区，要达到既增加耕的产量，而又不损坏生态平衡的双重目的，变得越来越困难。开垦这些土地不仅需要大量的资金技术投入，而且还可能进一步减少森林资源，造成更大的水土流失和沙化等土地资源的退化和生态环境的破坏。因此，应在搞好生态效益指导下的土地开发整理规划的基础上，弱化后备资源开发，重点在成都平原和盆中丘陵区开展以提高耕地质量为主，增加耕地数量为辅的土地整理工作，强化非农建设占地和废弃工矿地的复垦及挖潜整理。 45 加强多部门协调配合，开展多学科综合研究耕地生态环境保护是一项系统工程，需要国土、环保、林业、农业、水利等多部门的协同配合，应当由各级政府统一领导，各部门分工负责、协调配合，加强对农田生态环境保护、被占耕地的生态恢复、耕地污染治理等项工作，强