1. 前言
生活垃圾焚燒廠煙氣中的二惡英是近幾年來(lái)世界各國(guó)所普遍關(guān)心的問(wèn)題,自1999年比利時(shí)發(fā)生動(dòng)物飼料二惡英污染事件后,二惡英更是倍受世人所關(guān)注,一時(shí)成為全球范圍的熱點(diǎn)。經(jīng)過(guò)這一事件,二惡英在我國(guó)也是家喻戶(hù)曉,聞毒色變??梢赃@樣說(shuō),在今天研究生活垃圾焚燒廠煙氣中二惡英的產(chǎn)生機(jī)理和控制措施,比以往任何時(shí)候都顯得必要和重要。要建設(shè)生活垃圾焚燒廠,我們就不能也無(wú)法回避二惡英。
2. 二惡英的結(jié)構(gòu)和特性
2.1 二惡英的分子結(jié)構(gòu)
二惡英(DIOXIN,簡(jiǎn)稱(chēng)為DXN)即Poly Chlorinated Dibenzo-P-Dioxins,略寫(xiě)為PCDDs。簡(jiǎn)單地說(shuō)PCDDs是兩個(gè)苯核由兩個(gè)氧原子結(jié)合,而苯核中的一部分氫原子被氯原子取代后所產(chǎn)生,根據(jù)氯原子的數(shù)量和位置而異,共有75種物質(zhì),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(jì)有22種,;另外,和PCDDs一起產(chǎn)生的二苯呋喃PCDFs,共有135種物質(zhì)。通常將上述兩類(lèi)物質(zhì)統(tǒng)稱(chēng)為二惡英(或稱(chēng)戴奧辛),所以二惡英不是一種物質(zhì),而是多達(dá)210種物質(zhì)(異構(gòu)體)的統(tǒng)稱(chēng)。
2.2 二惡英的特性
二惡英在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下呈固態(tài),熔點(diǎn)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(dá)1400 mg/L,這說(shuō)明二惡英很容易溶解于脂肪,所以它容易在生物體內(nèi)積累,并難以被排出。二惡英在705℃以下時(shí)是相當(dāng)穩(wěn)定的,高于此溫度即開(kāi)始分解。另外,二惡英的蒸汽壓很低,在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下低于1.33×10-8Pa,這么低的蒸汽壓說(shuō)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(píng)價(jià)
據(jù)報(bào)導(dǎo),二惡英是目前發(fā)現(xiàn)的無(wú)意識(shí)合成的副產(chǎn)品中毒性最強(qiáng)的化合物,它的毒性相當(dāng)于氰化鉀(KCN)的1000倍以上。同時(shí)它是一種對(duì)人體非常有害的物質(zhì),即使在很微量的情況下,長(zhǎng)期攝取時(shí)便可引起癌癥等頑癥,國(guó)際癌癥研究中心已將它列為人類(lèi)一級(jí)致癌物。此外二惡英對(duì)人體還會(huì)引起皮膚痤瘡、頭痛、失聰、憂(yōu)郁、失眠、新生兒畸形等癥,并可能具有長(zhǎng)期效應(yīng),如導(dǎo)致染色體損傷、心力衰竭、內(nèi)分泌失調(diào)等。據(jù)有關(guān)報(bào)道,只要1盎斯(28.35克)二惡英,就能將100萬(wàn)人置于死地。
但上述結(jié)論更多的是建立在定性分析和理論推測(cè)的基礎(chǔ)上的,因?yàn)楦鶕?jù)國(guó)外有關(guān)報(bào)道,采用不同的方法對(duì)動(dòng)物進(jìn)行二惡英的毒性試驗(yàn)時(shí),所獲得的數(shù)據(jù)非常分散,變化范圍相當(dāng)廣。其主要原因可能是二惡英的測(cè)量值極其微量(十億分之幾甚至萬(wàn)億分之幾),在不同的實(shí)驗(yàn)條件下,其結(jié)果會(huì)產(chǎn)生重大差異。而研究二惡英對(duì)人體的影響,至今還沒(méi)有試驗(yàn)數(shù)據(jù),今后也不可能用人來(lái)作直接試驗(yàn)。雖然,過(guò)去曾有過(guò)人體偶然接觸二惡英從而導(dǎo)致傷亡的記錄,但就此來(lái)確定二惡英對(duì)人體健康的影響是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。
二惡英的毒性與異構(gòu)體結(jié)構(gòu)有很大關(guān)系,各異構(gòu)體濃度的綜合毒性評(píng)價(jià)方法一般以TCDDs為基準(zhǔn),利用TCDDs的毒性當(dāng)量(TEQ)來(lái)表示各異構(gòu)體的毒性,稱(chēng)之為毒性當(dāng)量因子(TEF),其它異構(gòu)體的毒性以相對(duì)毒性進(jìn)行評(píng)價(jià),其計(jì)量單位常采用ng-TEQ/Nm3,目前發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)二惡英的排放標(biāo)準(zhǔn)一般控制為0.1ng-TEQ/Nm3。
4. 二惡英的產(chǎn)生和排放
4.1 二惡英和垃圾焚燒廠
??? 現(xiàn)在有一種觀點(diǎn)認(rèn)為,二惡英是生活垃圾焚燒廠特有的公害問(wèn)題,這是一種偏面的認(rèn)識(shí),其實(shí)二惡英是有機(jī)物與氯一起加熱就會(huì)產(chǎn)生的化合物,只要使用水的場(chǎng)所都有可能產(chǎn)生二惡英,它是一種普遍的化學(xué)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(zāi)是自然界中二惡英的主要來(lái)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(huì)釋放出二惡英。據(jù)有關(guān)報(bào)道,人體從生活垃圾焚燒廠排放煙氣中接觸二惡英的機(jī)率要比從其它途徑(如食物、空氣等)接觸二惡英的機(jī)率小。綜合有關(guān)資料,國(guó)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(duì)周?chē)h(huán)境空氣質(zhì)量的影響非常微小。實(shí)際上世界各國(guó)曾經(jīng)發(fā)生過(guò)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(wú)關(guān),包括1999年發(fā)生在比利時(shí)引起世界范圍恐慌的動(dòng)物飼料二惡英污染事件。