二噁英(Dioxins),是一種含氯的強毒性有機化學(xué)物質(zhì),在自然界中幾乎不存在,只有通過(guò)化學(xué)作用才能合成,是目前人類(lèi)創(chuàng )造的最可怕的化學(xué)物質(zhì),被稱(chēng)為“地球上毒性最強的毒物”。這種被稱(chēng)為“世紀之毒”的物質(zhì)一直以來(lái)都是人們關(guān)注的焦點(diǎn),其性質(zhì)穩定、熔點(diǎn)較高、極難溶于水,是無(wú)色無(wú)味的脂溶性物質(zhì),土壤中的半衰期為12年,氣態(tài)二惡英在空氣中光化學(xué)分解的半衰期為8.3天,二噁英在人體內主要蓄積在脂肪組織中,降解緩慢。
雖說(shuō)二噁英被稱(chēng)為“世紀之毒”,但其實(shí)二噁英廣泛存在于我們生活中,比如空氣、魚(yú)、貝殼類(lèi)、奶、肉、米、蔬菜、水果等都存在一定量的二噁英,只要二噁英的含量在可控范圍,對人體的影響還是有限的。
一、什么是二噁英?
所謂二噁英,實(shí)際上是二噁英類(lèi)一個(gè)簡(jiǎn)稱(chēng),指的是結構和性質(zhì)都很相似的包含眾多同類(lèi)物或異構體的兩大類(lèi),共210種有機化合物,但只有其中少數種類(lèi)被認為具有相當的毒性。由于這類(lèi)物質(zhì)非常穩定,熔點(diǎn)較高,極難溶于水,可以溶于大部分有機溶劑,是無(wú)色無(wú)味的脂溶性物質(zhì),非常容易在生物體內積累,其在生物體內的半衰期估計為7至11年。
二噁英(Dioxins)是指含有2個(gè)或1個(gè)氧鍵連結2個(gè)苯環(huán)的含氯有機化合物,由于Cl原子在1~9的取代位置不同,構成 75種異構體多氯代二苯 (PCDD)和 135種異構體多氯二苯并呋喃 (PCDF) ,通??偡Q(chēng)為二噁英,其分子量321.96,為白色結晶體,m. p. : 302~305℃,500℃開(kāi)始分解,800℃ 時(shí) 21s完全分解。其中有17種 (2、3、7、8位被Cl取代的 )被認為對人類(lèi)和生物危害最為嚴重。結構如圖所示:
不過(guò)世衛組織認為,由于二噁英普遍存在,與環(huán)境密切接觸的人類(lèi)身體里都有一定程度的二噁英,也就產(chǎn)生了所謂的機體負擔,正常環(huán)境的接觸總體上不會(huì )影響人類(lèi)健康。二惡英的人體耐受攝入量(The Tolerable Daily Intake, 縮寫(xiě)TDI),每天每千克體重一般在1-4 pg TEQ。
在對二噁英類(lèi)的毒性進(jìn)行評價(jià)時(shí),國際上通常把各同類(lèi)物折算成相當于2,3,7,8-TCDD的量來(lái)表示,稱(chēng)為毒性當量(Toxic EquivalentQuangtity,簡(jiǎn)稱(chēng)TEQ)。
二噁英包含兩大類(lèi)有機物,分別是:
①多氯二苯并-對-二噁英polychlorinateddibenzo-p-dioxin簡(jiǎn)稱(chēng)PCDDs);
②多氯二苯并呋喃 polychlorinated dibenzofuran(簡(jiǎn)稱(chēng)PCDFs)。
二、現階段我國垃圾處理現狀
據統計,目前國內每年城市垃圾產(chǎn)生量在1.8億噸左右,90%為填埋,只有7%為焚燒,其余為堆肥等處理方式。在全國1636個(gè)縣城里,每年的垃圾產(chǎn)生量在5000萬(wàn)噸左右。在全國650多座城市當中,325個(gè)城市還沒(méi)有建設生活垃圾處理設施。大量的垃圾只是做簡(jiǎn)單的堆放,在城市里產(chǎn)生了大量的異味以及一氧化碳等,嚴重污染了水體、大氣、土壤。如今,中國的垃圾產(chǎn)量世界第一。資料顯示,歷年來(lái)堆積的垃圾已經(jīng)超過(guò)60億噸,侵占了300多萬(wàn)畝的土地并對周邊產(chǎn)生嚴重的環(huán)境污染甚至災難,全國600多座城市有三分之二被垃圾包圍。資料顯示,假如每人每天產(chǎn)生1公斤的垃圾,全球每天新增的垃圾數量就高達600多萬(wàn)噸,一年產(chǎn)生的垃圾數量更是驚人。長(cháng)期以來(lái),全球每日數百、上千萬(wàn)噸的生活垃圾僅以填埋的方式被處理,土地被一座座人工堆積的垃圾山所蠶食,空氣、地下水和土壤被嚴重污染……這就是我們人類(lèi)所面臨的嚴酷現實(shí)。
垃圾填埋的最大優(yōu)勢在于處理成本相對較低,但要占據很大的土地資源,垃圾填埋場(chǎng)易產(chǎn)生惡臭、排放甲烷、氨、硫化物等污染物,以及垃圾滲濾液等環(huán)境問(wèn)題。尤其是垃圾滲濾液,作為一種劇毒物質(zhì),造成的地表水或地下水污染非常嚴重,土地至少50年不能再使用。垃圾堆放還是有機物、重金屬和病原微生物三位一體的污染源,包含許多致癌、致畸物,并成為蚊、蠅和嚙齒類(lèi)動(dòng)物繁殖的溫床,危害人類(lèi)健康。但由于缺乏資金和技術(shù)手段,國內對于垃圾的傳統處理方法就是露天集中堆放或簡(jiǎn)易填埋。建設部2006年的調查表明,由于這種露天集中堆放或簡(jiǎn)易填埋的垃圾處理方式,全國600多座城市當中的三分之一以上已被垃圾包圍,全國城市垃圾堆存累計侵占土地5億平方米,相當于75萬(wàn)畝土地,而且,這一數字還在不斷增大。
目前對于城市生活垃圾有三種技術(shù)較可靠的處理方式,即衛生填埋、焚燒發(fā)電和堆肥。在2008年初的一份報告中,就對這三種處理方式進(jìn)行了一番比較。
對于衛生填埋,投資低但有大氣污染、土壤污染,并有地表水污染和地下水污染的可能,占地大,選址困難。在北京、深圳等一些大中城市,目前所采用的是填埋場(chǎng)的場(chǎng)底輔設聚乙烯隔膜防滲,垃圾壓實(shí)后再覆膜掩蓋的處理方式,并有收集處理滲濾液、填埋氣、防治土壤污染的一整套措施。但實(shí)際上這些塑料膜材料仍存在未來(lái)填埋垃圾出現滲漏、污染地下水等隱患,并且這種填埋場(chǎng)的建造成本和運營(yíng)費用也相當高,讓普通中小城市望塵莫及。
對于堆肥技術(shù),投資適中,選址較易但需避開(kāi)居民密集區,有輕微氣味影響,重金屬污染是最大隱患。業(yè)內專(zhuān)家評論認為,由于堆肥質(zhì)量差、缺乏應用市場(chǎng),運營(yíng)商壓力很大。相比較而言,焚燒發(fā)電占地小而選址容易,可靠近市區,垃圾減容減量十分明顯,僅有10%的殘渣需要處理,在防止地表水、地下水和土壤污染方面較前兩者有優(yōu)勢,在大氣污染方面有控制技術(shù),但投資較大。
業(yè)內人士表示,建設垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)可節約大量土地資源,這對于面臨垃圾圍城、填埋場(chǎng)選址困難的城市尤其是沿海地區和大城市尤具吸引力。另一方面,焚燒可大大減少垃圾中的有害物質(zhì),煙氣經(jīng)過(guò)處理達標排放,減少對地下水和填埋場(chǎng)周邊環(huán)境的大氣污染,焚燒產(chǎn)生的蒸汽則可用于發(fā)電、供熱,實(shí)現資源的回收利用。
作為發(fā)達國家廣泛采用的城市生活垃圾處理方式,垃圾焚燒發(fā)電最符合“無(wú)害化、減量化、資源化”三原則,垃圾焚燒發(fā)電的資源回收利用效益相當可觀(guān),按發(fā)熱值比較,我國目前城鄉年產(chǎn)2.5億噸垃圾相當于5000萬(wàn)噸標準煤。若綜合考慮到經(jīng)濟成本與環(huán)境成本,垃圾焚燒發(fā)電成為我國城市生活垃圾處理方式的首選具備其必然性。
國家發(fā)展和改革委員會(huì )、住房城鄉建設部、環(huán)境保護部組織編制的《“十二五”全國城鎮生活垃圾無(wú)害化處理設施建設規劃》中明確以“因地制宜,科學(xué)引導”的指導思想,考慮不同地區的實(shí)際情況,加強分類(lèi)指導,堅持集中處理與分散處理相結合。按照“減量化、資源化、無(wú)害化”的原則,因地制宜選擇先進(jìn)適用的技術(shù),有條件的地區應優(yōu)先采用焚燒等資源化處理技術(shù)。城鄉統籌,區域共享。通過(guò)以城帶鄉、設施共享等形式,逐步將生活垃圾無(wú)害化處理設施服務(wù)范圍擴展至周邊地區,鼓勵跨行政區域共建共享處理設施。該規劃同時(shí)明確,“十二五”期間規劃新增生活垃圾無(wú)害化處理能力中,選用焚燒技術(shù)的達到35%,東部地區選用焚燒技術(shù)達到48%。
垃圾焚燒有許多優(yōu)點(diǎn),如廠(chǎng)房占地少,有利于節約土地資源;垃圾的減容減量化程度高,而設備運行全天候全封閉,環(huán)保程度高;垃圾焚燒的余熱可產(chǎn)生蒸汽用于發(fā)電、供熱,能節約能源等,都與中國節能減排戰略相符合。如果全國垃圾完全焚燒利用,每年可節約3600多萬(wàn)噸煤,將大大減少煤炭開(kāi)采潛在的安全事故,減少9400多萬(wàn)噸二氧化碳排放,既可抑制全球氣候變暖,又為中國節能減排和低碳經(jīng)濟建設做貢獻。
三、垃圾發(fā)電之二噁英不足為懼
目前國內關(guān)于垃圾焚燒發(fā)電,爭執的焦點(diǎn)就在于二噁英的排放。但是垃圾焚燒發(fā)電在采用成熟的“3T”技術(shù)后,已能使二噁英(Doxlin)完全分解。實(shí)際上,國外的研究表明,1噸垃圾露天焚燒或在填埋場(chǎng)自燃排放的二噁英,是同量垃圾經(jīng)過(guò)現代化焚燒排放的二噁英幾千倍。由于人們對垃圾發(fā)電的認識不夠深刻明朗,這樣的實(shí)情又能有多少人知道?
中國城市建設研究院總工程師徐海云表示,很多人其實(shí)忽略了大量生活垃圾露天焚燒和填埋場(chǎng)自燃向大氣中排放的二噁英,而將這部分視同“零排放”,從而誤認為發(fā)展垃圾焚燒發(fā)電就會(huì )制造二噁英污染。來(lái)自德國的研究顯示,當垃圾被運往焚燒廠(chǎng)時(shí),二噁英單位含量就已達50納克,生活垃圾經(jīng)過(guò)焚燒后,垃圾中原有二噁英得到分解,向空氣排放的二噁英只相當于原有含量的1%。因此,發(fā)展現代化的垃圾焚燒發(fā)電,實(shí)際上是削減二噁英排放的措施。
現代垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)對二噁英的控制是采用成熟的“3T”技術(shù),所謂3T是Temperature,Time和Turbulence的英文縮寫(xiě),具體指高溫(850~1000℃)焚燒,二燃室停留時(shí)間超過(guò)2.0s,以及較大的湍流程度,可防止大量生成二惡英。即確切的說(shuō),是3T+E技術(shù),E指Ex-cessoxygen(過(guò)量空氣量)。其一是二噁英的產(chǎn)生溫度在360℃-820℃之間,若保持焚燒爐內溫度大于850度,并控制煙氣在爐內停留2秒以上,即可使二噁英得到完全分解,其二是煙氣通過(guò)最先進(jìn)的方式處理,采用半干式反應塔系統+活性炭噴射+布袋除塵器,用活性炭吸附二噁英,用布袋截留灰塵,減少二噁英排放載體,從而將單位二噁英排放控制在0.1納克以?xún)?,對人?lèi)健康影響可基本忽略。
四、垃圾焚燒發(fā)電產(chǎn)生二噁英的實(shí)例舉證
德國聯(lián)邦醫學(xué)協(xié)會(huì )在1993年1月發(fā)表的研究報告表明:現行達標的生活垃圾焚燒廠(chǎng),住在焚燒廠(chǎng)附近癌癥風(fēng)險可以忽略。德國二噁英不同來(lái)源的年排放總量,單位:克。
在德國相關(guān)研究中,我們可以發(fā)現,生活垃圾經(jīng)過(guò)焚燒后,向空氣中二惡英排放量只相當于垃圾中原有二惡英含量的1%([0.48 ng/ kg]/[50 ng / kg] ),向環(huán)境中所有介質(zhì)排放量為17.63ng TEQ/ kg 垃圾,相當于原有含量的35.3%,也就是說(shuō),垃圾焚燒過(guò)程消除了64.7%的二噁英。(來(lái)源:TWGComments on Draft 1of WasteIncineration BREF,2003)。
我們再來(lái)看美國環(huán)境暑統計數據,2002年全年美國生活垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)排放的二惡英當量為12g,比庭院垃圾露天焚燒所排放的二惡英當量要低600g。(來(lái)源:Nickolas J.Themelis,2004)英國環(huán)境部門(mén)2000年報告,倫敦在迎接新千年慶?;顒?dòng)中,15分鐘煙花活動(dòng)排放的二惡英量大于倫敦東南部垃圾焚燒廠(chǎng)二惡英年排放量100倍。(來(lái)源:UKEnvironment Agency 2000, briefing note from the APSWG by Neil Carrigan andProf. Chris Coggins South East London Combined Heat & Power, Deptford處理規模1400噸/日, 裝機容量32MW,給附近4.8萬(wàn)個(gè)家庭及學(xué)校供熱。South East London Combined Heat & Power, Deptford處理規模1400噸/日, 裝機容量32MW,給附近4.8萬(wàn)個(gè)家庭學(xué)校供熱。
2007年,里斯本預防醫學(xué)研究所研究表明:垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)對居住在附近居民的血液中二噁英含量沒(méi)有影響。2009年,英國致癌委員會(huì )研究表明:居住在垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)附近居民致癌風(fēng)險非常低,按照現代流行病調查,處于基本監測不到水平。生活垃圾焚燒廠(chǎng),執行的是歐盟2000標準,即二噁英排放濃度與德國、英國等發(fā)達國家執行的標準一致。
現如今垃圾發(fā)電技術(shù)已經(jīng)相當成熟,在發(fā)達國家被普遍采用,比如瑞士這樣風(fēng)景秀麗的國家,都積極發(fā)展垃圾發(fā)電。在2000年2月,國家經(jīng)貿委、國家稅務(wù)總局下發(fā)《關(guān)于公布〈當前國家鼓勵發(fā)展的環(huán)保產(chǎn)業(yè)設備(產(chǎn)品)目錄〉(第一批)的通知》其中包含城市生活垃圾焚燒處理成套設備。在2007年,國家發(fā)改委發(fā)布《中國應對氣候變化國家方案》,其中明確鼓勵“在經(jīng)濟發(fā)達、土地資源稀缺地區建設垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)”;“大力研究開(kāi)發(fā)和推廣利用先進(jìn)的垃圾焚燒技術(shù),提高國產(chǎn)化水平,有效降低成本,促進(jìn)垃圾焚燒技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展?!?,從中可以看出垃圾焚燒發(fā)電是大勢所趨,而只要是按國家的廢氣排放來(lái)處理垃圾焚燒產(chǎn)生的二噁英,二噁英對人體的危害幾乎不存在。
《紐約時(shí)報》曾于2009年8月12日一篇題為“中國垃圾焚燒爐威脅全球”的報道指出,“中國成世界最大家庭垃圾國后,因填埋所??臻g無(wú)幾,便開(kāi)始建造焚燒爐,但這些焚燒爐已成為有毒物質(zhì)排放來(lái)源,排放物不僅危害中國,還隨氣流越過(guò)太平洋到達美國海岸。中國的焚燒爐也可以表現優(yōu)異。在深圳另一端,政府所有的寶安焚燒廠(chǎng)大煙囪不見(jiàn)煙冒出。檢驗表明,該公司幾乎沒(méi)有污染物排出?!痹搱蟮浪阜檄h(huán)保標準的深圳寶安焚燒廠(chǎng),正是位于深圳寶安老虎坑、日處理1200噸城市生活垃圾的寶安垃圾發(fā)電廠(chǎng),系由深圳能源旗下的深圳市能源環(huán)保有限公司承建運營(yíng),采用爐排爐處理技術(shù)。另外,根據歐洲SGS實(shí)驗室檢測,深圳能源旗下另一家日處理垃圾800噸的南山垃圾發(fā)電廠(chǎng),其二噁英排量也遠遠小于歐盟現行標準。
二噁英的危害,早就被完美的解決,按照現有的工藝處理技術(shù),甚至可以做到零排放零危害。既然二噁英已經(jīng)不足為懼,為什么我們還要拒絕這樣有效的垃圾處理方式,去守著(zhù)污染危害更大、臭氣熏天的垃圾簡(jiǎn)易填埋場(chǎng)呢?