浅谈固体废弃物之垃圾焚烧污染

1、浅谈固体废弃物之垃圾焚烧污染垃圾焚烧处理是废弃物综合管理的一个纽成部分。在没有空间增设填埋场或 填埋场选址困难的大型城市，垃圾焚烧处理更已成为解决生活垃圾问题的一个急 切选择。但是，由于垃圾焚烧厂和焚烧处理在环境、社会、经济等方面存在一些 重人缺陷和局限，对其发展需要予以非常谨慎的考虑。在揭示垃圾焚烧的负面影 响的同时，结合中国的实际，木文进一步提出应对城市生活垃圾问题遵循废弃物 管理优先等级原则、实施废弃物综合管理的建议。二、环境影响1）二恶英排放根据联合国环境规划署化学品处的1999年报告，在全球范围内，焚烧炉是 产生二恶英的主要来源。比如在h本，93%的二恶英大气排放来自焚烧厂；瑞典 8

2、5%；英国79%；丹麦70%。最近儿年欧盟、日本等国家采取更严格的排放标 准，在二恶英排放控制方面取得了明显的进展，有效地减少了排放，比如：在英 国，焚烧厂二恶英排放量减少了 97%,冃前它在二恶英排放总量中所占的比例 不到1% :在德国，城市生活垃圾焚烧厂的二恶英（气态）年排放屋在1988-1989 年间为400gteq,但从1997年起减少到4gteq ；在日本，城市生活垃圾焚烧 厂和工业废物焚烧厂的二恶英（气态）年排放量在1997年分别为5000gteq和 1500gteq,但到t 2005年，排放量则减少到62gteq和73gteq,分别占该年 二恶英总排放量的约18%和约22%。（要

3、注意的是，h木的垃圾焚烧厂数量特别 多在2005年城市生活垃圾焚烧厂和工业废物焚烧厂的数量分别1190个和2211 个）2）焚烧灰烬的有害性许多报告证明，垃圾焚烧厂产生的二恶英不少部分实际上是在焚烧气体的冷 却过程中产生的（尤其是在温度于200-400度之间），而不是仅仅在焚烧炉内形 成，由此可见，“焚烧厂只要在一定温度以上进行焚烧就不会产生二恶英”等意 见缺乏科学依据。现代化焚烧厂具有排污控制系统，即：用冷却设备高速冷却焚 烧气体，但是这个措施与利用焚烧气体发电的目的会产生矛盾；或用活性碳使气 态的二恶英及汞等重金属积聚，吸附其上。活性碳的体积足够大，能够被过滤层 挡住。但这些被过滤层挡住的

4、£灰里却含有高浓度的二恶英、重金属及各种污染 物。另外还有报告指出，除了飞灰，底灰里也含有挥发性较低的重金属及其他有 害物质。就重金属而言，它不会在焚烧过程中被破坏也不会减少。原來包含在 物品当中或与其他物质混合、状态较稳定的垂金属，经过焚烧变成微小颗粒或气 体形态后，更容易进入环境或人体。3）灰烬的处理问题处理这些灰烬是一个较大的问题。口前西方国家针对飞灰主要采取填埋处 理。针对底灰，有不少国家和地区除填埠处理外，还再利用于建筑、铺路等。但 是这种做法也存在一定问题（下见英国byker市的案例）。在填埋场，被填埠的 灰烬里的重金属经过焚烧，其可溶性增加，很容易溶解于渗滤液，最后导致

5、渗漏 并污染地下水源。就二恶英而言，由于其化学和物理性质（牢牢地附着在灰烬的 表面上，并月对水的可溶性很低），对地下水的污染不会很严重。但是，在填埋 场气体和渗滤液里还是会检测出二恶英，表明被填埋处理的二恶英存在最终进入 环境的可能。没有完善的填埋场管理的国家，垃圾焚烧灰烬的处理问题更加明显、 更加严垂。确实，在北京曾发生过有些填埋场违规接收未经危废鉴别的医疗废物 焚烧炉渣（底灰），进行混合填埋的案例。焚烧灰烬的有害性： 英国byker市的案例从1994年到1999年，英国纽卡斯尔的byker市曾经把飞灰和底灰混合在一 起，用于市民的农场和铺路。居民们担心灰烬里可能含有有害物质，要求当地政 府

6、对灰烬的成分进行检测。结果显示，在灰烬当屮重金属和二恶英的含量远远高 于正常水平。二恶英的平均浓度达到1373ngteq/kg ,最大浓度竟达到 4224ngteq/kg （环境顾问的一份报告指出，一个市民农场里的二恶英含量竟然 达到9500ngteq/kg,但这个数据并没有在当地政府的报告里提到）。而德国的相 关法规规定，如果土壤中的二恶英含量超过40ngteq/kg,当地的农作物生产则 受到限制。除汞以外，被检测出来的其他土壤中的重金属含虽都超过荷兰的标准。 由于灰烬里的有害物质含量超标，当地政府向居民建议，不应让2岁以下的孩子 在被污染的农场里玩；不应当吃这些农场生产的鸡蛋和肉类；所有蔬

7、菜应当先洗 或削皮后再吃，并把所有灰烬移走。有理由怀疑，同样的事件曾在英国其他地区 或其他国家发生，只是没有被披露。4）中国的垃圾焚烧处理情况与二恶英排放根据相关数据，2004年垃圾焚烧厂的二恶英年排放量是1734g-teq （2004年二 恶英总排放量是10.2kgteq,中国已成为世界最大的二恶英排放国，具中垃圾 焚烧占17%）。预计今后5年中国二恶英年排放总量可能会增加到12kg-teq 根据国家统计局的数据，2005年城市生活垃圾无害化处理率为51.7%,其中， 焚烧处理占9.8% （卫生填埋处理85.2%、堆肥处理4.3%）。最近随着垃圾焚烧 厂的增加，焚烧处理量也明显增加。垃圾焚烧

8、厂的数量从2003年的47个增加到 2005年的67个，焚烧处理量从2003年的369万吨增加到2005年的791万吨。 卅界银行的报告指出，中国建设部设立了将废弃物焚烧率提高到30%的忖标（现 在为1%）,这很有可能将全球环境空气中的二恶英含量至少翻一番垃圾焚烧处理的目的是将生活垃圾经高温氧化处理，使其对人类的危害最 小，最人限度地实现无害化、减量化和资源化的目标。但是如果垃圾焚烧处理不 当，污染物排放将不达标，则同态污染转化为气态污染或其他形式的污染继续危 害环境，影响人们的健康。垃圾焚烧所产生的污染物主要有so2.hc1和hf、nox、co、可吸入颗粒物（ip）、 二恶英类（pcdd/f

9、s）、觅金属等。本文将介绍一些国家和地区关于垃圾焚烧污 染物排放的标准，同时总结了这些污染物对人体的危害。1垃圾焚烧的污染物原始浓度及排放标准垃圾焚烧处理时的二次污染物浓度与焚烧炉结构、燃烧纽织以及垃圾成分等有 关，表1给出了垃圾焚烧炉排放的主要二次污染物浓度。为了降低垃圾焚烧二次 污染物的危害，焚烧烟气必须经过严格处理后才能排放，£灰捕集主要采用布袋 除尘器（早期焚烧炉也采用电除尘器）；对so2和hc1主耍采用干法、半干法、 湿法等脱除手段进行减排；对nox可用选择性或者非选择性催化还原处理烟气 或在燃烧室通过燃烧组织优化抑制nox生成等方法控制其排放；对至金属和 pcdd/fs可

10、用活性炭吸附处理。总之，焚烧烟气在排放前必须经过必要的工艺 方法进行处理。鉴于各国对环保的重视程度不同，技术水平也存在差异，不同国 家和地区的垃圾焚烧排放标准也不同。表2列举了一些国家和地区垃圾焚烧烟气 的排放标准。从排放标准来看，发达国家的标准远比我国严格。表3给出了 1=1前 我国已建成的一些垃圾焚烧炉的排放现场测试结果或设计值，从表屮可以看岀： 在我国co排放与发达国家的指标差距比较大，一方面是由于我国的垃圾焚烧炉 和国外相关技术在燃烧组织上相比述存在一定弟距，另一方面是因为我国垃圾热 值低、水分高，以及辅助燃料（油）投入量少；so2、nox的排放也存在着同样 的问题；在烟尘的排放方面差

11、距不人，这与国内布袋除尘器技术相对比较成熟有关。表1垃圾焚烧炉产生的原始有害物质浓度有害物质单位数蚩hc1mg/n?烟气5001600hfmg/m3烟气52ssoxmg/m3烟气1501000noxmg/m3烟气300500hgmg/m5烟气0.10.5粉尘mg/m3烟气34环玉刑技网，wwwxn hw.n£t2污染物的危害垃圾焚烧二次污染物的危害性，从毒理学上主耍表现在致癌、导致人体呼吸道和内脏疾病等，下面分别讨论。2二氧化硫(so2)s02是一种有刺激性气味的气体，属中等毒性物质它对人体健康的影响主要是刺激眼和昴腔等粘膜。曲于s02易溶于水，吸入后易被鼻腔和上呼吸道粘膜吸收,而不

12、易进入肺部。但如果空气中含有各种颗粒物，则s02可以吸附于颗粒物表面而深入呼吸道内部。空气中不同浓度s02对人体健康的影响见表4。表2 些国家垃圾焚烧排放标准比较 单位mg/nm3国家类国加*大日本德国丹麦瑞上台湾省®中国大陆时间199119891996199019861991199819992001折度n11%12%lit111m1h11%lit烟尘3420205104010680hc125752510!010020106475hf11221862605750503005040229260241400105802008070370400c067 200578850501005050

13、150150thc1020hg0.080.20.050.050.050.30.2cd0.020.10.050.050.30.1pb0.20.05121.6pcdd/fs/(m40210.14 oelw0.10<11.0表3国内垃圾焚烧炉排放情况项目北京浙江杭州上海深圳朝来绍兴乔司浦东南山烟尘 /(«g/ffl3)1442.126.75305氧化碳/ (mg/rn3)12611912810040二氧化12086.】16020020氟氧化物/（mg/m3）1019071350320氮化氢/ (®g/m3)2115.

14、53,455040汞 / (mg/m3)0.20.0420.0720.05镉 /(mg/m3)0.020.0070.010.5铅 /(rag/m3)141.6热灼减率/%0.49二恶英/( teq-ng/m3)0360.0040.0170.10.10048注ml）设计值；（2）烟气的飞灰中；（3）烟气中。环卫料技同 hw .net表4不同浓度s02对人体健康的影响浓度mg/©3对人体毒作用5240立即产生喉头痉挛-喉水肿而窒息10500短时间接触也有致死危险400吸入5min的一次接触限值200吸入15min的一次接触限值125吸入30nin的一次接触限值50引

15、起眼剌激症状及窒息感2030引起喉部剌激的闹浓度8约有10%的人发生暂时性支气管收缩38连续吸120h无症状忌幣弘2.2氮氧化物（nox）氮氧化物通常指一氧化氮（no）和二氧化氮（no2）,其中no在空气中能与氧（02）或臭氧（03）生成二氧化氮。no本身无刺激性，但它作用于动物的中枢神经系统，在高浓度下(如3057mgjm3)no儿分钟即可引起动物麻痹和惊厥, 甚至死亡。它还能和血红蛋白结合，形成亚硝基血红蛋白，使血液中高铁血红蛋 白含量增加，导致红细胞携带氧的能力下降。n02是刺激性气体，在阳光作用 下能形成no和03,其毒性为no的45倍。不同浓度的no2对人健康的急 性影响见表5o表5

16、不同浓度n02对人健康的魚性影响浓度 /(mg/m3)对人体壽作用1.338呼吸道阻力增加7.59.4除呼吸道阻力增加外，还能导致肺co弥散功能降低70粘膜剌激作用.能承受几个小时140只能坚持半小时，可引起支气管炎和肺炎220290可立即发生肺水肿560940致命性肺水肿1460迅速死亡环卫科技网 wwwxn-2.3 级化碳(co)co是一种无色、无臭、无味、无刺激性的有毒气体，吸入人体的co通过肺泡 进入血液，与血红蛋白结合生成碳氧血红蛋白(cohb)o co与血红蛋口结合力 比氧与血红蛋白的结合力人200300倍，而碳氧血红蛋口的离解速度仅为氧合 血红蛋白离解速度的1/3600,所以co

17、可降低红细胞的携氧能力。碳氧血红蛋白 还有抑制、减缓氧合血红蛋白离解释放氧的作用。co中毒的程度主要取决于血 液中cohb的饱和浓度,cohb饱和度达7%时，发生轻度头昏；12%时,发生 中度头昏与眩晕，25%时，严重头痛；45%60%时，发生恶心、呕吐与昏迷： 90 %时死亡。2.4氯化氢(hc1)hc1是无色有刺激性气浓度/ppm对人体的影晌味的发烟性气体，它的5容洋浓度毒性很强，空气屮容许10几小时以内安全浓度为5ppm,即使少量35剌激气管的最低浓度也会刺激眼睛、皮肤和50-100lh以内安全粘膜。hc1对人体健康1000-200030minlh就会发生危险的影响见表6。1300-20

18、00袒皿腓亡环卫科岁1网低伏兀1 - 表6空气中hc1浓度对人体健康的影响2.6可吸入颗粒物和重金属垃圾焚烧排放的烟是指燃烧不完全的直径小于1um的碳粒，尘是指直径大于1 um的碳粒、工业粉尘和自然灰尘。颗粒粒径小于等于10um者能长时间浮游 在空屮，被称为可吸入颗粒物。不同粒径的可吸入颗粒物滞留在呼吸道的部位不 同。大t* 5 u m的多滞留在上部气道，小t5u m的多滞留在细支气管和肺泡。 颗粒物越小，进入的部位越深。lum以下的在肺泡内沉积率最高，但小于0.4 的颗粒能进入肺泡随呼吸气体排出体外，故沉积较少。垃圾焚烧产生的可吸 入颗粒物成分较复杂，除含有碳、二氧化硅、石棉外，还含有许多重

19、金属，如铅、 汞、珞、银、镉、铁、皱等，并具有很强的吸附性，常吸附一些有害气体和致癌 性碳氢化合物，是多种有害物质的载体，对人体危害较大。重金属对人体的危害因元素的种类不同而不同，但其在人体屮都具有积累效应， 被吸入人体的重金属极难排出，长期接触对人体的伤害极为严重。人体摄入的铅 进入血液后，形成可溶性磷酸氢盐及蛋白质结合物，被运送至肝、肾、脾、肺、 脑中。血铅浓度对人健康的有害作用影响红细胞7-alad活性，影响神经系统、 导致贫血、脑病等。长期过量吸收镉主要损害肾小管和干扰肾脏近端肾小管对蛋 白质的重吸收作用，引起蛋白尿、糖尿、氨基酸尿，并导致尿钙及尿磷增加。国 际癌症研究中心认为，镉是人

20、类的致癌物，可引起肺癌、前列腺癌及肾癌。无机 汞对人体损伤的部位，以肝脏和肾脏为主。无机汞的慢性中毒则常由丁长期少量 的职业接触而引起，其典型的临床特征为易兴奋、震颤、口腔牙龈炎。锯经皮 肤接触可引起接触性皮炎、湿疹、溃疡、“銘疮”。銘经呼吸道进入体内，可引起 鼻炎、鼻中隔穿孔、咽炎、支气管炎、哮喘、肺气肿等。经消化道进入体内引起 口腔炎、胃肠道的烧伤、肝肾损害和继发性贫血等。2.6 二恶英类(pcdd/fs)pcdd/fs是最近引起人们强烈关注的一类有害物质。在pcdd/fs的210种同素 异形体屮，2,3,7,8-pcdd是毒性最强的一种。对于pcdd/fs的同素异形体的毒 性，相关学者在

21、geinea猪和老鼠身上做了对比试验，结果见表7。表 7 pcdd/fs 毒性(ld5o/30u g/kg) *c1原子的位置guinea 猪老鼠2,8>30000023730000>30002.3,7,822841,2,3,7,83.13381,2,4,7.81,125>50001,234,7,872.58251,2,3,6,7,870 10012501,2,3,7,8,960 100>1440注：ld 50/30,半数致死量，表示30日后50%动物的致死剂気 环卫科技网 单位：药刑“g/kg动物体重，该值越小表示韋性xn-曲表7可知，2,3,7,8-tcdd毒性最高

22、，100只guinea猪，吸收2/kg体觅的剂量 后，30天厉只有50只存活。从半数致死量來看，pcdd/fs毒性相当于氧化钾毒 性的50100倍，1滴pcdd/fs即可杀死1000人。pcdd/fs具有强致癌性，致肝癌剂量低达每公斤体重10ng,同时pcdd/fs还具 有免疫和生殖毒性，作为内分泌干扰物可能造成男性雌性化，这些毒性取决于体 内负荷。pcdd/fs在动物体内半衰期较长，2,3,7,8-pcdd半衰期小鼠为1015 日，大鼠为1231日，而人则长达510年（平均7年）。鉴于此，即使一次染 毒，也可以在体内长期存在，如果长期接触就可造成体内蓄积，长期低剂量接触 可能造成严重损害。根

23、据pcdd/fs对人和试验动物的肝脏毒性、生殖毒性和免疫毒性的研究数据， 并综合动力学资料，who前后两次制定了人体可接受的每口安全摄入量:1990 年who规定每日安全摄入量为10pg/kg休重:1998年who根据获得的最新毒 性资料，尤其是对神经发育和内分泌毒性效应，对二恶英的每日安全摄入量修订 为14pg/kg体重。2.7垃圾焚烧污染物危害性比较以上分别叙述了垃圾焚烧屮一些主要二次污染物的毒性，尽管这些污染物的毒性 有强有弱，但不能忽略的另一个问题是：毒性弱的物质数量多，毒性强的物质数 量少，因而从对人类及口然界的总体危害而言，有必耍将毒性与数量同时考虑， 以卜举例说明。以一个1000t/d的垃圾焚烧厂为例，每吨垃圾焚烧产生的烟气按4000nm3 估算，烟气排放标准按我国的排放标准(gb18485-2001)考虑，烟气中各种污 染物排放的达标浓度分別为：二恶英为lteq-ng/nm3> so2为260mg/nm3、nox 为400mg/nm3> hc1为75mg/nm3。在达标排放条件下，该厂每日从烟气中释放 出的二恶英量为4mg,so2为1040kg、co为600kg、hc1为300kg,