谈二英的减排治理

边华英韩 铭李璐洋王 韩

1河南建筑材料研究设计院有限责任公司（450002）2河南省科学院质量检验与分析测试研究中心（450002）

0 前言

二噁英（dioxins,DXN）是一种人类生产活动的副产物，是多氯二苯并二嗯英（PCCDs）和多氯二苯并呋喃（PCDFs）两类近似平面状的芳香族杂环化合物的统称。二噁英在标准状态下为白色固体，熔点305℃，705℃以上开始分解，极难溶于水，易溶于脂类，会累积富集在生物体内，难以被排出体外。二噁英的毒性很强，相当于氰化钾的1 000倍以上。[1-2]并且其在酸、碱性环境中都很稳定，在土壤中的半衰期为12年，是一种持久性有机污染物（POPs），能够通过各种途径进行全球迁移，对人类健康和可持续发展构成重大威胁。

二噁英化学结构稳定，不易降解，具有环境滞留性，其污染爆发具有代际效应。二噁英可以通过呼吸、皮肤和消化道进入人体，而其一旦进入人体则会储存在脂肪中，难以被降解或排泄，在人体内的半衰期长达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，具有强致畸、致突变、致癌“三致”特性，能够导致严重的内分泌系统、免疫系统、生殖系统疾病，引起皮肤损伤[3]。暴露于高浓度二噁英环境下的工人，癌症死亡率高于普通人群60%，二噁英进入人体后影响神经系统和生殖系统发育，并具有免疫系统毒性效应。母亲血液中的二噁英传给胎儿的转移率高达90%[2-4]。

1 二噁英的来源

环境中的二噁英主要来源于垃圾焚烧（包括医药废物焚烧，化工厂的废物焚烧，生活垃圾焚烧等）、钢铁冶炼、废有色金属再生、造纸、汽车尾气等。含铅汽油、煤、防腐木及石油石化产品、各种废弃物特别是医疗废弃物在燃烧温度低于300℃～400℃时容易产生二噁英。在聚氯乙烯、氯气及某些农药的生产环节、催化剂高温氯气活化等过程都会向环境中释放二噁英。据称，约80%以上的二噁英由城市生活垃圾焚烧、焚烧废弃塑料制品产生[2]。

垃圾焚烧中二噁英的形成机理较复杂，据研究主要存在4种机理：①直接释放。也就是燃料本身存在一定量的二噁英，在低于850℃的温度下燃烧未被分解或分解不完全而存在于烟气中；②从头合成。即在低温区（约250℃～450℃）大分子碳（残碳）与氧、氯、氢等基本元素在催化剂的作用下经氧化和缩合反应形成二噁英；③垃圾燃烧不完全。垃圾燃烧不完全产生了与二噁英结构相似的环状芳香烃，通过分子解构或重组形成二噁英前体，当处于约400℃～750℃的温度下在有活性氯的环境中通过环化、氯化等过程形成二噁英[3]。

表1 世界范围内大气中二噁英的排放来源（kg TEQ/a）

当前很多国家和城市采取焚烧的方法处理生活垃圾，而在对氯乙烯等含氯塑料的焚烧过程中，当焚烧温度低于800℃时，含氯垃圾不完全燃烧，极易生成二噁英或二噁英的前体，从而形成二噁英污染物。而其他含氯、含碳物质如纸张、防腐木制品、食物残渣等，在铜、钴等金属离子的催化作用下生成二噁英。在制造农药等含氯杀虫剂、除草剂、木材防腐剂、落叶剂（美军用于越战）、多氯联苯等产品的过程中派生出二噁英污染物。另外，一些PCB工业废油中含有高浓度的PCDFs，而久用的电视机内累积的灰尘中也常常含有溴化二噁英。20世纪90年代世界范围内大气中二噁英的排放情况见表1[5]。

2 我国二噁英减排治理规划

2007年国务院批准了《中国履行关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约国家实施计划》。2010年环境保护部、外交部等9部委联合发布《关于加强二噁英污染防治的指导意见》，提出在2015年建立比较完善的二噁英污染防治体系和长效监管机制，基本控制二噁英排放增长趋势，重点行业二噁英排放量降低10%。2011年修订了《环境影响评价技术导则总纲》在生活垃圾焚烧、危险废物处理、医疗废物处置、水泥、农业生产的领域将二噁英作为评价指标，加强对二噁英排放新源的控制。而在同年修订的《产业结构调整指导目录》则将小型焚烧炉、再生铝、再生锌、再生铜所用的反射炉、土烧结矿、热烧结矿、30 m2以下烧结机等纳入了淘汰类。同时新增或修订了针对新排放源的标准，促进新排放源采用BAT/BEP措施，对已有二噁英排放源加快减排管理。发布了造纸工业（废纸浆）、钢铁、氯碱等行业清洁生产标准，强化清洁生产审核，并要求各省每年依法公布应当开展强制性清洁生产审核的二噁英重点排放源企业名单。2013年环境保护部发布了《二噁英污染防治技术政策》，2015年又发布了《重点行业二噁英污染防治技术政策》，并提出到2020年显著降低铁矿石烧结、废物焚烧等重点行业单位的二噁英排放，有效遏制重点行业二噁英排放总量的增长趋势[6]。

3 二噁英防治技术

二噁英的工业来源众多，联合国环境规划署发布的《二噁英排放识别与量化工具包》列示其10大来源和62子源。参考美、日、欧等发达国家的经验，首先对二噁英排放量大的重点行业进行控制和治理。我国明确对于二噁英的污染治理遵循以下重要原则：全过程控制原则、协同控制原则、技术先进性原则和技术适用性原则。全过程控制原则也就是从源头削减、过程控制和末端治理全过程提出控制二噁英的生产和排放。协同控制即充分发挥二噁英与常规污染物削减控制的协同性，与节能减排、清洁生产、淘汰落后产能等统筹推进。技术先进性即优先采用有利于二噁英削减和控制的先进工艺技术和防控措施。技术适用性即通过掌握到的重点行业二噁英的产生状况、技术工艺和污染防治设施水平及环境管理等方面的综合信息，针对性地采用符合我国国情和行业特点的技术方法和路径措施。

技术方面鼓励先进工艺、技术和设备的使用与发展，对原材料进行选择和预处理、对生产工况进行控制，在对末端烟气和固废污染治理与循环利用方面避免或减少二噁英的生成与排放。支持发展二噁英的阻滞、催化分解技术，再生金属分类、分选的预处理技术，化学无氯漂白技术，二噁英与常规污染物高效协同减排技术，固废无害化处置技术及二次污染控制技术，二噁英的快速检测技术。

针对重点排放行业推出了相应的减排技术和控制措施。首先进行源头控制，如对城市生活垃圾进行严格的分类和针对性处理，铁矿石烧结、电弧炉炼钢行业鼓励采用大型铁矿石烧结机、采用烟气余热循环技术，选用氯、铜等杂质含量低的高品位铁精矿原料、选用无烟煤和低氯化物含量的添加剂、减少氯化钙溶剂的使用，回用加入的轧钢皮、铁屑等进行除油预处理；有色金属再生等采用富氧强化熔炼新技术。过程控制方面要维持工况的稳定运行，减少二噁英的生成。在末端处理方面采用高效除尘技术等协同处理烟气中的二噁英，并将烟气净化设施产生的含二噁英飞灰经预处理后返回原系统循环利用。

目前，在垃圾焚烧工序主张采用“三T”控制技术，设置空气预热器将助燃空气的温度提高，并进行扰动助燃，使炉膛或烟道内烟气温度不低于850℃，烟气在炉膛及二次燃烧室内的停留时间不少于2 s，氧气浓度不低于6%。控制排烟温度不超过200℃，同时尽量缩短烟气处理和排出过程中处于300℃～500℃温度区间的时间，避免分解后的二噁英在低温下再次合成。并采用“活性炭加布袋除尘器”的烟气处理系统，使烟气温度快速降低到200℃乃至180℃以下，二噁英凝聚成细小颗粒，被布袋收尘器过滤逐渐积聚在粉层上并最终被活性炭吸附，使烟气得到净化[2]。

基于我国人口基数大，各行业生产体量大的事实，我国当前仍处于二噁英排放总量较高的阶段，为了打赢污染防治攻坚战，减排任务还很艰巨。美、日、欧等发达国家和地区及中国曾经的二噁英排放和治理后减排情况见表2[6]。

表2 发达国家二噁英排放和治理后减排数据

4 结语

借鉴发达国家的治理经验，经过十多年的治理我国有效控制了二噁英排放量的增长趋势，并修订或新增了制浆造纸、钢铁烧结、炼钢、水泥窑协同处置固体废物、生活垃圾焚烧、再生金属（铜、铝、铅、锌）、火葬场、石油化工等重点行业的二噁英排放标准，使二噁英减排工作有法可依。每个社会公民都要关心二噁英的危害和减排工作，并从自身做起监督相关企业的排放情况，严格执行垃圾分类，助力减排工作。

我国对二噁英排放水平的监测监督能力在逐步加强，环境保护部、卫计委、国家质检总局等部门和地方政府、高校、科研院所及企业等以不同的投资方式，先后建立了30多个二噁英监测分析实验室，部分实验室通过了CNAS认证，并通过参加环境保护部组织的监测能力比对提高其业务水平。近些年已完成对钢铁烧结、危险废物焚烧、生活垃圾焚烧、再生有色金属等二噁英重点排放源的系统监测和调查，完成了重点排放源现状及发展趋势的分析工作。未来的绿水青山和生态化将成为全面小康社会的标配。