关于二恶英污染治理措施与治理技术的探讨

关于二恶英污染治理措施与治理技术的探讨

郭楠

（葫芦岛市环境保护科学研究所，辽宁，葫芦岛，125000）

【摘要】二恶英性质稳定，在人体内降解缓慢，主要蓄积在脂肪组织中。因此，对环境中二恶英的潜在危险及其防治对策的研究已成为当前我国环境科学领域的重大课题之一。文章对二恶英的产生机理及途径进行了探讨分析，并提出了二恶英治理技术及治理措施，以供相关从业人员借鉴参考。

【关键词】二恶英；垃圾焚烧；途径；治理技术；治理措施

二恶英是一种目前最可怕的含氯的强毒性有机化学物质。严重威胁着人类的健康。环境中的二恶英主要来源于人类的生产活动。垃圾焚化、氯气脱色、香烟燃烧、六氯酚和五氯酚的生产过程、燃烧用五氯酚或三氯苯酚处理过的木材都可产生二恶英。

一、二恶英的产生机理及途径

1、二恶英的形成机理：（1）二恶英类物质的生成应具备如下条件：含苯环的化合物(苯、酚等)；含氯元素的化合物(氯化氢、氯气等)；反应催化剂(铁、铜等)；反应温度在300～600℃之间。二恶英类物质的熔、沸点高，常温下是固体，不溶于水，易溶于四氯化碳。PCDD/Fs在环境中稳定性高，生物降解性迟缓，在低温下稳定存在，一般加热到800℃才降解，然而要大量破坏时温度需要超过1000℃，一旦冷却又可重新合成。（2）城市垃圾焚烧炉中二恶英有两种成因：一是二恶英类物质混入垃圾，二是焚烧炉在燃烧垃圾过程中产生二恶英，其机理相当复杂。有关研究认为，焚烧垃圾时，二恶英的形成机理如下：①高温合成：即高温气相生成PCDD。在垃圾进入焚烧炉内初期干燥阶段，除水分外含碳氢成分的低沸点有机物挥发后与空气中的氧反应生成水和二氧化碳，形成暂时缺氧状况，使部分有机物同氯化氢(HCl)反应，生成PCDD。②从头合成：在低温(250～350℃)条件下大分子碳(残碳)与飞灰基质中的有机或无机氯生成PCDD。残碳氧化时，有65%～75%转变为一氧化碳，约1%转为氯苯转变为PCDD，飞灰中碳的汽化率越高，PCDD的生成量也越大。③前驱物合成：不完全燃烧及飞灰表面的不均匀催化反应可形成多种有机气相前驱物，如多氯苯酚和二苯醚，再由这些前驱物生成PCDD。

2、二恶英的产生途径：在焚烧过程和化学反应中二恶英是由苯环与氧、氯等组成的芳香族化合物，其来源包括:（1）苯酚类的除草剂的生产过程和燃烧过程及对用这种除草剂喷洒过的植物的燃烧过程。（2）造纸厂在纸浆的氯气漂白过程中漂白废液。（3）焚烧含有石油产品、含氯塑料（聚氯乙烯）、无氯塑料（聚苯乙烯）、纤维素、木质素、煤炭等垃圾物。（4）含铅汽油的使用。（5）烟草的燃烧。（6）在农药生产和氯气生产过程中以副产品或杂质形式产生二恶英。

二、二恶英的治理措施及治理技术

1、治理技术.（1）抑制技术。由二恶英产生机理可知，在垃圾焚烧过程中氯元素被氧化成氯化氢或氯气，加上废气中含有大量的粉尘，则在一定的焚烧温度范围内很容易产生二恶英类物质。在垃圾焚烧过程中加热起燃和降温熄火以及正常运行时段二恶英类物质都可能产生。迅速升温和降温并尽可能使正常运行温度高达800℃可大大减少这三个阶段产生的二恶英量。此外还应保证使垃圾完全燃烧和稳定燃烧，足够的停留时间可使未燃烧的气体与空气充分混合，要维持适宜的氧气浓度并使之缓慢流动，要便于进行自动燃烧控制。在气体冷却过程中回收热量以使燃烧气体迅速冷却、防止粉煤灰的载体过量、防止粉煤灰积累并进行除氯。还应通过集尘过程使排放气体低温化，添加denovo合成抑制物。无论全连续炉、准连续炉还是间歇炉，在采取了适当的控制措施后，设备、焚烧灰和飞灰中的二恶英类物质浓度都有显著降低。（2）二恶英类物质的处理。垃圾焚烧中可采取相应措施处理二恶英类物质。捕集技术：包括电炉集尘器和袋式除尘器，活性炭吸附法。分解技术：焚烧法、热分解法、光分解法、化学分解法、臭氧分解法、超临界水分解法、生物分解法、催化氧化分解法等。城市和工业垃圾以及污泥处理的热解法比焚烧法在技术上要求更高、操作控制条件更严格，因而设备和处理成本也高，但热解技术相比焚烧有显著优点，它不仅回收热量，还可以回收燃气，另外因热解法在缺氧条件下运行，故废气量和含尘量较少，可有效减少排入大气中的二恶英类物质。在电除尘器中进行电晕放电可分解二恶英类物质，使其分子内化学键断裂，彻底去除污染物。催化氧化分解法是利用催化剂使废气中的污染物燃点降低，从而在较低温度下氧化分解的净化方法。加入催化剂后二恶英类可在250～350℃下分解，可降低能耗和对反应器材质的要求。例如能快速降解二恶英类物质的催化剂能使(城市垃圾焚烧炉及工业垃圾燃烧炉)气体中的二恶英成分快速降解(达99%)，此催化剂及装置安置在排气道的任何位置都有效。在袋式除尘器中通过粉尘层可过滤含尘气体，从而减少垃圾焚烧后飞灰中的二恶英类物质浓度。另外有超临界水氧化法等。

2、治理措施。现在世界上主要的工业化国家在以往调查研究的基础上都制定了防治二恶英污染的具体措施。基本包括以下几个方面：（1）扩大环保宣传和关于食品卫生的宣传，加深人们的环保意识、包括对二恶英危害的认识。（2）限制污染源，加强对垃圾的管理。例如限制垃圾总量，加强废物(尤其如聚氯乙烯塑料袋等、焚烧后易产生二恶英的废物)的回收再利用，限制焚烧垃圾量。进行垃圾分类处理，对含氯化合物垃圾有的可用填埋处理。对于焚烧炉，则要限制二恶英的排放量，确定允许排放的最高浓度限量标准。（3）禁止有害的二恶英污染食品上市，对食品中二恶英含量提出最高浓度限量标准，例如按一般国际标准为每克动物脂肪不超过5pg，每克鸡蛋油脂不超过20pg。（4）对每人、每日、每公斤体重的平均二恶英摄取量也有最高限度的限制。

3、二恶英控制标准。目前我国的“大气污染防治法”尚没有制定出二恶英的排放标准，建设部的“医疗垃圾焚烧环境标准”及“医疗垃圾焚烧设备标准”也没提及二恶英的要求。故建议早日研究制定，再从分析手段上日臻完善以适应发展的要求。型，二恶英的微量污染可以得到解决。已运行的焚烧设施应考虑焚烧温度、停留时间及空气搅拌以保证二恶英能尽量分解并采用高效的涤气和过滤设备，尽量减少排气中所含带的TCDD颗粒，保证尾气排放中TCDD含量尽可能降低，注意加以监控。

结束语

鉴于二恶英及其类似物的危害及我国不断增加的城市垃圾的焚烧处理量，对二恶英及其类似物的研究和防治工作应当得到重视与加强。因此有关部门尽早制定相关的政策和法规，将二恶英污染因素纳入环境质量认证体系，并对相关企业实行定期定点监督，同时科学地规划焚烧场的选址、规模及所用技术，将二恶英的污染降低到最小程度，以保护环境和人们的健康。

参考文献：

[1]彭亚拉靳敏杨昌举二恶英对环境的污染及对人类的危害[J]环境保护2000.1

[2]钱斌城市垃圾焚烧炉中二恶英的污染及控制[J]工业炉第22卷第1期2000.2

[3]孔平日本的二恶英污染及其对策[J]环境与开发1999.3

[4]孟凡柱吉崇哲等垃圾焚烧与控制二恶英污染[J]环境卫生工程1999.3第7卷第1期