垃圾焚燒大氣污染物及長期累積性影響研究

董永亮

摘要：指出了城市垃圾焚燒項目可以有效降低城市生活垃圾的填埋處理量，不僅節(jié)省了填埋處理所要求的用地面積，而且可以消除有害病毒和細菌的次生影響；同時焚燒產(chǎn)生的熱能可以用于發(fā)電或供熱，提高了資源的利用率。但是在生活垃圾運輸和處理過程中會因為環(huán)保治理措施的局限性、日常管理不完善等因素對環(huán)境造成持久性污染，對社會環(huán)境造成較大影響。以實際工程為例，對垃圾焚燒大氣污染物可能產(chǎn)生的環(huán)境影響進行了分析，并對垃圾焚燒的長期積累性影響進行了探討。

關鍵詞：垃圾焚燒；大氣污染物；環(huán)境影響

中圖分類號：X820.3

文獻標識碼：A文章編號：16749944（2017）18015402

1引言

隨著城鎮(zhèn)化水平的提高，城鎮(zhèn)人口數(shù)量也不斷增多，從而為城鎮(zhèn)帶來了更多的生活垃圾。由于生活垃圾過多，傳統(tǒng)的土地填埋技術使土地資源大量減少，所以就需要采取其他方法進行處理。利用垃圾進行焚燒發(fā)電這種方法既可以處理垃圾，還可以產(chǎn)生電能，但是也有其弊端，在焚燒垃圾的同時會產(chǎn)生二氧化硫、氮氧化物、煙塵、重金屬、二噁英類等對大氣和人體有害的廢氣，焚燒飛灰的不合理處置也會對周邊的環(huán)境產(chǎn)生影響。

2工程概況

某生活垃圾焚燒發(fā)電廠總投資金額26406.1萬元，總施工面積為5.21 hm2，設計日處理垃圾量為1000 t，設計年發(fā)電量125×105 kW·h，垃圾進行焚燒后采用SNCR脫硝+半干法煙氣脫硫+活性炭噴射+布袋除塵器處理后，煙氣中各類污染物的排放濃度達到了《生活垃圾焚燒污染無控制標準》（CB1845-2014）達到了規(guī)范要求；同時，焚燒爐脫硝產(chǎn)生的逃逸氨排放按照8 mg/m3控制，其它顆粒物（除焚燒煙氣外）、煙氣中氟化物排放滿足《大氣污染物綜合排放標準》（GB16297-1996）標準，NH3、H2S和惡臭等污染物滿足《惡臭污染物排放標準》（GB14554-1993）二級新建標準。

3焚燒生活垃圾對周邊環(huán)境的影響

在焚燒生活垃圾過程中對大氣環(huán)境的影響主要有以下幾點：生活垃圾焚燒過程中會產(chǎn)生大量的SO2、NOx、煙塵、酸性污染物、重金屬和二噁英等污染物，其中，SO2、NOx可能會對植被和農(nóng)作物產(chǎn)生一定影響；重金屬和二噁英會隨著濃煙飄散，最終落到地表污染土壤和地表水體，并產(chǎn)生長期積累性影響＼[1＼]。

4垃圾焚燒對環(huán)境影響的預測與評價

由于我國之前對二噁英環(huán)境質(zhì)量研究處于空白，所以就沒有具體的評判依據(jù)，只能參考國外的標準數(shù)據(jù)。為了控制和減少二噁英對環(huán)境的危害，需對二噁英進行長期監(jiān)控，并利用監(jiān)控數(shù)據(jù)計算出二噁英在距離多少米遠時對地面環(huán)境影響降至最低＼[2＼]。本垃圾焚燒發(fā)電廠要做好以下工作。

4.1做好環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀監(jiān)測和氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)計

在進行環(huán)境影響預測之前首先要對發(fā)電廠周邊的環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀進行背景監(jiān)測，以取得本底數(shù)據(jù)值；同時收集當?shù)氐臍庀髷?shù)據(jù)，對當?shù)氐牡孛骘L場、低空風場、溫度風場等具體情況進行數(shù)據(jù)收集和統(tǒng)計。

4.2對垃圾發(fā)電廠進行全方位的監(jiān)測

在對垃圾發(fā)電廠監(jiān)測時，要對垃圾焚燒時產(chǎn)生的污染物進行實時監(jiān)測和跟蹤監(jiān)測，在監(jiān)測污染物時要對SO2、NOx、煙塵、HCl、Hg、Pb、Cd和二噁英等污染物進行重點監(jiān)測，因為這些污染物對人類和環(huán)境的危害最大。其中二噁英的監(jiān)測費用和監(jiān)測難度最大，為了解決這一問題，監(jiān)測人員需要在焚燒之前對垃圾的源頭進行分析。

4.3垃圾焚燒對環(huán)境影響的預測評價

4.3.1預測影響環(huán)境的因素

預測影響環(huán)境的因素主要有SO2、NO2、煙塵、HCl、Pb、Hg、Cd、H2S、NH3、二噁英等。

4.3.2預測污染物排放濃度

在發(fā)電廠的排放系統(tǒng)處于正常工作的前提下，結(jié)合當?shù)氐臍庀笄闆r對發(fā)電廠排出的污染物進行分析研究，將污染區(qū)域劃分為多個部分，并通過現(xiàn)有的數(shù)據(jù)對污染物在各區(qū)域的濃度進行預測。計算出SO2、NO2、煙塵、HCl、重金屬和二噁英等在全天各小時的平均濃度值，從而得到各污染物在哪個時間區(qū)域內(nèi)的濃度最大，在哪個時間區(qū)域內(nèi)的濃度最小，并計算出各污染物的年平均濃度，一年之內(nèi)最大日均濃度和一日內(nèi)最大小時濃度的分布情況。

在發(fā)電廠的排放系統(tǒng)處于非正常工況或事故工況下：污染物超標排放，且排放分布不穩(wěn)定，需采用超標排放數(shù)據(jù)和非正常擴散參數(shù)來預測各污染物的濃度和濃度分布情況＼[3＼]。

4.3.3對主要污染物的預測結(jié)果進行分析評價

根據(jù)預測，正常工況下排放的主要煙氣污染物在評價區(qū)域的小時濃度增值如下：SO2最大小時濃度增值為7.22 μg/m3，疊加本底值后最大小時濃度為41.22 μg/m3；NO2最大小時濃度增值為22.66 μg/m3，疊加本底值后最大小時濃度為61.66 μg/m3；NH3最大小時濃度增值為0.62 μg/m3，疊加本底值后最大小時濃度為41.12 μg/m3；HCl最大小時濃度增值為4.04 μg/m3，疊加本底值后最大小時濃度為24.94 μg/m3；氟化物最大小時濃度增值為0.63 μg/m3，疊加本底值后最大小時濃度為1.48 μg/m3。最大小時濃度值坐標點相對于煙囪出現(xiàn)在（1199.99，0.05），出現(xiàn)時間是2014年9月2日07時（風向275°，風速0.5 m/s，溫度24.5℃，云覆蓋率3）。由上分析可以看出，正常工況下垃圾焚燒電廠排放的主要煙氣污染物最大小時濃度增值在疊加區(qū)域本底值（最大值的平均值）后均滿足項目所在區(qū)域環(huán)境功能和標準要求。

4.4垃圾焚燒對環(huán)境的其他影響分析

4.4.1污染物對植被生態(tài)的間接影響

目前對于大氣污染對植被的影響研究主要集中在SO2、NOx等常規(guī)污染物。由于自然界各種生物的特征不相同，對SO2、NOx的抗性差異也很大。根據(jù)目前的研究結(jié)果，大氣中SO2濃度達到0.3×10-6時，植物就會出現(xiàn)傷害癥狀，對SO2傷害較為敏感的植物在SO2濃度為3.25 mg/m3空氣中暴露1 h產(chǎn)生初始可見傷害。一般情況下，SO2平均濃度不超過18.13、1.05、0.68、0.47 mg/m3，暴露時間相應為1、2、4、8 h，則植物可避免出現(xiàn)葉部傷害。植物的隱性傷害表現(xiàn)為生理干擾，或?qū)ιL和產(chǎn)量的影響，但植物不呈現(xiàn)外部可見傷害癥狀。endprint

4.4.2重金屬對環(huán)境的累積性影響

重金屬污染物質(zhì)所具有的生物累積和不可降解特性決定了其將長期存在并對環(huán)境構(gòu)成極大的潛在威脅，并以各種各樣的方式危害人體和其他生物體。在對垃圾進行焚燒的過程中，少量重金屬將進入飛灰、底渣、或排入大氣，成為對環(huán)境污染的一個重要因素。本電廠預測結(jié)果表明，重金屬Cd、Pb、Hg等最大濃度貢獻值均很小，考慮累積性影響后仍對周邊環(huán)境影響有限，在可接受范圍內(nèi)。

4.4.3二噁英對環(huán)境的累積性影響

人日容許攝入量（TolerableDailyIntake，簡稱TDI）。以每千克人體每天攝入多少毒性當量的二噁英為單位，具體計算出每人一年內(nèi)平均每天從食物、飲用水、大氣等途徑攝取的二噁英總量，制定TDI值。根據(jù)2001年世界衛(wèi)生組織推薦，二噁英日容許攝入量（TDI）為1～4pg/kg體重。日常減少焚燒煙氣中二噁英濃度的主要方法包括：嚴格控制爐內(nèi)溫度在850℃以上；停留時間在2s以上，以保證垃圾的充分燃燒；優(yōu)化爐型和二次空氣噴入方法，充分混合攪拌煙氣達到完全燃燒，同時，氧氣濃度≥6%，保證充分燃燒；在余熱鍋爐尾部煙道處密集布置蒸發(fā)器、省煤器，使煙溫迅速從500℃降至200℃，避開200～500℃二噁英再合成區(qū)間，大大降低二噁英的再合成；選用高效的袋式除塵器，控制除塵器入口處的煙氣溫度﹤180℃，并在進入袋式除塵器前，在入口煙道上設置活性炭噴射裝置，進一步吸附二噁英。

電廠大氣影響預測表明，正常工況下，二噁英年平均預測濃度為0.31×10-9 μg/m3，遠小于日本標準值0.6×10-9 mg/m3，電廠排放二噁英對區(qū)域大氣環(huán)境的影響有限。

4結(jié)語

垃圾焚燒項目具有高溫減容、減壓、減重等特點，得到了廣泛的應用，而生活垃圾焚燒過程中有可能會造成二次污染。為了降低環(huán)境污染，需要做好監(jiān)管工作，并安裝煙氣綜合在線自動監(jiān)測和自動監(jiān)測，對環(huán)境情況自動監(jiān)控。當煙氣凈化系統(tǒng)產(chǎn)生故障后要立即進行檢修，或者考慮停機措施，提升垃圾焚燒和污染物控制水平，保證我國生活垃圾焚燒持續(xù)化發(fā)展。

參考文獻：

[1]

王芳，侯方東，劉曉勤.城市生活垃圾焚燒煙氣的新式凈化工藝處理效果＼[J＼].制冷與空調(diào)，2005（2）：56～59.

＼[2＼]李建新，嚴建華，池涌，等.垃圾焚燒過程中重金屬遷移特性及控制＼[J＼].電站系統(tǒng)工程，2004（1）：9～12.

＼[3＼]張剛.城市固體廢物焚燒過程二噁英與重金屬排放特征及控制技術研究＼[D＼].廣州：華南理工大學，2013endprint