1. 前言
生活垃圾焚燒廠煙氣中的二惡英是近幾年來世界各國所普遍關心的問題,自1999年比利時發(fā)生動物飼料二惡英污染事件后,二惡英更是倍受世人所關注,一時成為全球范圍的熱點。經過這一事件,二惡英在我國也是家喻戶曉,聞毒色變??梢赃@樣說,在今天研究生活垃圾焚燒廠煙氣中二惡英的產生機理和控制措施,比以往任何時候都顯得必要和重要。要建設生活垃圾焚燒廠,我們就不能也無法回避二惡英。
2. 二惡英的結構和特性
2.1 二惡英的分子結構
二惡英(DIOXIN,簡稱為DXN)即Poly Chlorinated Dibenzo-P-Dioxins,略寫為PCDDs。簡單地說PCDDs是兩個苯核由兩個氧原子結合,而苯核中的一部分氫原子被氯原子取代后所產生,根據(jù)氯原子的數(shù)量和位置而異,共有75種物質,其中毒性最大的為2,3,7,8—四氯二苯并二惡英TCDDs(2,3,7,8—TCDDs),計有22種,;另外,和PCDDs一起產生的二苯呋喃PCDFs,共有135種物質。通常將上述兩類物質統(tǒng)稱為二惡英(或稱戴奧辛),所以二惡英不是一種物質,而是多達210種物質(異構體)的統(tǒng)稱。
2.2 二惡英的特性
二惡英在標準狀態(tài)下呈固態(tài),熔點約為303~305℃。二惡英極難解溶于水,在常溫情況下其溶解度在水中僅為7.2×10-6mg/L。而同樣在常溫情況下,其在二氯苯中的溶解度高達1400 mg/L,這說明二惡英很容易溶解于脂肪,所以它容易在生物體內積累,并難以被排出。二惡英在705℃以下時是相當穩(wěn)定的,高于此溫度即開始分解。另外,二惡英的蒸汽壓很低,在標準狀態(tài)下低于1.33×10-8Pa,這么低的蒸汽壓說明二惡英在一般環(huán)境溫度下不易從表面揮發(fā)。這一特性加上熱穩(wěn)定性和在水中的低溶解度,是決定二惡英在環(huán)境中去向的重要特性。
3. 二惡英的毒性和評價
據(jù)報導,二惡英是目前發(fā)現(xiàn)的無意識合成的副產品中毒性最強的化合物,它的毒性相當于氰化鉀(KCN)的1000倍以上。同時它是一種對人體非常有害的物質,即使在很微量的情況下,長期攝取時便可引起癌癥等頑癥,國際癌癥研究中心已將它列為人類一級致癌物。此外二惡英對人體還會引起皮膚痤瘡、頭痛、失聰、憂郁、失眠、新生兒畸形等癥,并可能具有長期效應,如導致染色體損傷、心力衰竭、內分泌失調等。據(jù)有關報道,只要1盎斯(28.35克)二惡英,就能將100萬人置于死地。
但上述結論更多的是建立在定性分析和理論推測的基礎上的,因為根據(jù)國外有關報道,采用不同的方法對動物進行二惡英的毒性試驗時,所獲得的數(shù)據(jù)非常分散,變化范圍相當廣。其主要原因可能是二惡英的測量值極其微量(十億分之幾甚至萬億分之幾),在不同的實驗條件下,其結果會產生重大差異。而研究二惡英對人體的影響,至今還沒有試驗數(shù)據(jù),今后也不可能用人來作直接試驗。雖然,過去曾有過人體偶然接觸二惡英從而導致傷亡的記錄,但就此來確定二惡英對人體健康的影響是遠遠不夠的。
二惡英的毒性與異構體結構有很大關系,各異構體濃度的綜合毒性評價方法一般以TCDDs為基準,利用TCDDs的毒性當量(TEQ)來表示各異構體的毒性,稱之為毒性當量因子(TEF),其它異構體的毒性以相對毒性進行評價,其計量單位常采用ng-TEQ/Nm3,目前發(fā)達國家對二惡英的排放標準一般控制為0.1ng-TEQ/Nm3。
4. 二惡英的產生和排放
4.1 二惡英和垃圾焚燒廠
??? 現(xiàn)在有一種觀點認為,二惡英是生活垃圾焚燒廠特有的公害問題,這是一種偏面的認識,其實二惡英是有機物與氯一起加熱就會產生的化合物,只要使用水的場所都有可能產生二惡英,它是一種普遍的化學現(xiàn)象。二惡英在空氣、土壤、水和食物中都能發(fā)現(xiàn),火山爆發(fā)及森林火災是自然界中二惡英的主要來源。另外,除草劑、發(fā)電廠、木材燃燒、造紙業(yè)、水泥業(yè)、金屬冶煉、紙槳加氯漂白及垃圾焚燒處理均會釋放出二惡英。據(jù)有關報道,人體從生活垃圾焚燒廠排放煙氣中接觸二惡英的機率要比從其它途徑(如食物、空氣等)接觸二惡英的機率小。綜合有關資料,國外生活垃圾焚燒廠煙氣中二惡英的濃度范圍約為10-4~10-6mg/Nm3之間,對周圍環(huán)境空氣質量的影響非常微小。實際上世界各國曾經發(fā)生過的多次二惡英污染事件幾乎都與生活垃圾焚燒廠的煙氣排放無關,包括1999年發(fā)生在比利時引起世界范圍恐慌的動物飼料二惡英污染事件。