談二英的減排治理

邊華英韓 銘李璐洋王 韓

1河南建筑材料研究設計院有限責任公司（450002）2河南省科學院質量檢驗與分析測試研究中心（450002）

0 前言

二噁英（dioxins,DXN）是一種人類生產活動的副產物，是多氯二苯并二嗯英（PCCDs）和多氯二苯并呋喃（PCDFs）兩類近似平面狀的芳香族雜環化合物的統稱。二噁英在標準狀態下為白色固體，熔點305℃，705℃以上開始分解，極難溶于水，易溶于脂類，會累積富集在生物體內，難以被排出體外。二噁英的毒性很強，相當于氰化鉀的1 000倍以上。[1-2]并且其在酸、堿性環境中都很穩定，在土壤中的半衰期為12年，是一種持久性有機污染物（POPs），能夠通過各種途徑進行全球遷移，對人類健康和可持續發展構成重大威脅。

二噁英化學結構穩定，不易降解，具有環境滯留性，其污染爆發具有代際效應。二噁英可以通過呼吸、皮膚和消化道進入人體，而其一旦進入人體則會儲存在脂肪中，難以被降解或排泄，在人體內的半衰期長達30年，完全被降解或排泄可能需要100年[2]。研究表明其生物毒性大，具有強致畸、致突變、致癌“三致”特性，能夠導致嚴重的內分泌系統、免疫系統、生殖系統疾病，引起皮膚損傷[3]。暴露于高濃度二噁英環境下的工人，癌癥死亡率高于普通人群60%，二噁英進入人體后影響神經系統和生殖系統發育，并具有免疫系統毒性效應。母親血液中的二噁英傳給胎兒的轉移率高達90%[2-4]。

1 二噁英的來源

環境中的二噁英主要來源于垃圾焚燒（包括醫藥廢物焚燒，化工廠的廢物焚燒，生活垃圾焚燒等）、鋼鐵冶煉、廢有色金屬再生、造紙、汽車尾氣等。含鉛汽油、煤、防腐木及石油石化產品、各種廢棄物特別是醫療廢棄物在燃燒溫度低于300℃～400℃時容易產生二噁英。在聚氯乙烯、氯氣及某些農藥的生產環節、催化劑高溫氯氣活化等過程都會向環境中釋放二噁英。據稱，約80%以上的二噁英由城市生活垃圾焚燒、焚燒廢棄塑料制品產生[2]。

垃圾焚燒中二噁英的形成機理較復雜，據研究主要存在4種機理：①直接釋放。也就是燃料本身存在一定量的二噁英，在低于850℃的溫度下燃燒未被分解或分解不完全而存在于煙氣中；②從頭合成。即在低溫區（約250℃～450℃）大分子碳（殘碳）與氧、氯、氫等基本元素在催化劑的作用下經氧化和縮合反應形成二噁英；③垃圾燃燒不完全。垃圾燃燒不完全產生了與二噁英結構相似的環狀芳香烴，通過分子解構或重組形成二噁英前體，當處于約400℃～750℃的溫度下在有活性氯的環境中通過環化、氯化等過程形成二噁英[3]。

表1 世界范圍內大氣中二噁英的排放來源（kg TEQ/a）

當前很多國家和城市采取焚燒的方法處理生活垃圾，而在對氯乙烯等含氯塑料的焚燒過程中，當焚燒溫度低于800℃時，含氯垃圾不完全燃燒，極易生成二噁英或二噁英的前體，從而形成二噁英污染物。而其他含氯、含碳物質如紙張、防腐木制品、食物殘渣等，在銅、鈷等金屬離子的催化作用下生成二噁英。在制造農藥等含氯殺蟲劑、除草劑、木材防腐劑、落葉劑（美軍用于越戰）、多氯聯苯等產品的過程中派生出二噁英污染物。另外，一些PCB工業廢油中含有高濃度的PCDFs，而久用的電視機內累積的灰塵中也常常含有溴化二噁英。20世紀90年代世界范圍內大氣中二噁英的排放情況見表1[5]。

2 我國二噁英減排治理規劃

2007年國務院批準了《中國履行關于持久性有機污染物的斯德哥爾摩公約國家實施計劃》。2010年環境保護部、外交部等9部委聯合發布《關于加強二噁英污染防治的指導意見》，提出在2015年建立比較完善的二噁英污染防治體系和長效監管機制，基本控制二噁英排放增長趨勢，重點行業二噁英排放量降低10%。2011年修訂了《環境影響評價技術導則總綱》在生活垃圾焚燒、危險廢物處理、醫療廢物處置、水泥、農業生產的領域將二噁英作為評價指標，加強對二噁英排放新源的控制。而在同年修訂的《產業結構調整指導目錄》則將小型焚燒爐、再生鋁、再生鋅、再生銅所用的反射爐、土燒結礦、熱燒結礦、30 m2以下燒結機等納入了淘汰類。同時新增或修訂了針對新排放源的標準，促進新排放源采用BAT/BEP措施，對已有二噁英排放源加快減排管理。發布了造紙工業（廢紙漿）、鋼鐵、氯堿等行業清潔生產標準，強化清潔生產審核，并要求各省每年依法公布應當開展強制性清潔生產審核的二噁英重點排放源企業名單。2013年環境保護部發布了《二噁英污染防治技術政策》，2015年又發布了《重點行業二噁英污染防治技術政策》，并提出到2020年顯著降低鐵礦石燒結、廢物焚燒等重點行業單位的二噁英排放，有效遏制重點行業二噁英排放總量的增長趨勢[6]。

3 二噁英防治技術

二噁英的工業來源眾多，聯合國環境規劃署發布的《二噁英排放識別與量化工具包》列示其10大來源和62子源。參考美、日、歐等發達國家的經驗，首先對二噁英排放量大的重點行業進行控制和治理。我國明確對于二噁英的污染治理遵循以下重要原則：全過程控制原則、協同控制原則、技術先進性原則和技術適用性原則。全過程控制原則也就是從源頭削減、過程控制和末端治理全過程提出控制二噁英的生產和排放。協同控制即充分發揮二噁英與常規污染物削減控制的協同性，與節能減排、清潔生產、淘汰落后產能等統籌推進。技術先進性即優先采用有利于二噁英削減和控制的先進工藝技術和防控措施。技術適用性即通過掌握到的重點行業二噁英的產生狀況、技術工藝和污染防治設施水平及環境管理等方面的綜合信息，針對性地采用符合我國國情和行業特點的技術方法和路徑措施。

技術方面鼓勵先進工藝、技術和設備的使用與發展，對原材料進行選擇和預處理、對生產工況進行控制，在對末端煙氣和固廢污染治理與循環利用方面避免或減少二噁英的生成與排放。支持發展二噁英的阻滯、催化分解技術，再生金屬分類、分選的預處理技術，化學無氯漂白技術，二噁英與常規污染物高效協同減排技術，固廢無害化處置技術及二次污染控制技術，二噁英的快速檢測技術。

針對重點排放行業推出了相應的減排技術和控制措施。首先進行源頭控制，如對城市生活垃圾進行嚴格的分類和針對性處理，鐵礦石燒結、電弧爐煉鋼行業鼓勵采用大型鐵礦石燒結機、采用煙氣余熱循環技術，選用氯、銅等雜質含量低的高品位鐵精礦原料、選用無煙煤和低氯化物含量的添加劑、減少氯化鈣溶劑的使用，回用加入的軋鋼皮、鐵屑等進行除油預處理；有色金屬再生等采用富氧強化熔煉新技術。過程控制方面要維持工況的穩定運行，減少二噁英的生成。在末端處理方面采用高效除塵技術等協同處理煙氣中的二噁英，并將煙氣凈化設施產生的含二噁英飛灰經預處理后返回原系統循環利用。

目前，在垃圾焚燒工序主張采用“三T”控制技術，設置空氣預熱器將助燃空氣的溫度提高，并進行擾動助燃，使爐膛或煙道內煙氣溫度不低于850℃，煙氣在爐膛及二次燃燒室內的停留時間不少于2 s，氧氣濃度不低于6%。控制排煙溫度不超過200℃，同時盡量縮短煙氣處理和排出過程中處于300℃～500℃溫度區間的時間，避免分解后的二噁英在低溫下再次合成。并采用“活性炭加布袋除塵器”的煙氣處理系統，使煙氣溫度快速降低到200℃乃至180℃以下，二噁英凝聚成細小顆粒，被布袋收塵器過濾逐漸積聚在粉層上并最終被活性炭吸附，使煙氣得到凈化[2]。

基于我國人口基數大，各行業生產體量大的事實，我國當前仍處于二噁英排放總量較高的階段，為了打贏污染防治攻堅戰，減排任務還很艱巨。美、日、歐等發達國家和地區及中國曾經的二噁英排放和治理后減排情況見表2[6]。

表2 發達國家二噁英排放和治理后減排數據

4 結語

借鑒發達國家的治理經驗，經過十多年的治理我國有效控制了二噁英排放量的增長趨勢，并修訂或新增了制漿造紙、鋼鐵燒結、煉鋼、水泥窯協同處置固體廢物、生活垃圾焚燒、再生金屬（銅、鋁、鉛、鋅）、火葬場、石油化工等重點行業的二噁英排放標準，使二噁英減排工作有法可依。每個社會公民都要關心二噁英的危害和減排工作，并從自身做起監督相關企業的排放情況，嚴格執行垃圾分類，助力減排工作。

我國對二噁英排放水平的監測監督能力在逐步加強，環境保護部、衛計委、國家質檢總局等部門和地方政府、高校、科研院所及企業等以不同的投資方式，先后建立了30多個二噁英監測分析實驗室，部分實驗室通過了CNAS認證，并通過參加環境保護部組織的監測能力比對提高其業務水平。近些年已完成對鋼鐵燒結、危險廢物焚燒、生活垃圾焚燒、再生有色金屬等二噁英重點排放源的系統監測和調查，完成了重點排放源現狀及發展趨勢的分析工作。未來的綠水青山和生態化將成為全面小康社會的標配。