城市生活垃圾焚燒廠二惡英排放的環(huán)境影響研究.pdf

1、近年來，垃圾焚燒技術(shù)憑借高溫?zé)o害化，減容和減重的優(yōu)點，在我國大陸經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)得到了迅速的推廣和應(yīng)用。然而，城市生活垃圾焚燒廠興建和長期運行可能帶來的二次污染問題，尤其是二惡英排放的環(huán)境毒性及其健康危害已引起了社會的廣泛關(guān)注。為了建立有效的措施控制二惡英的排放，亟需了解我國大陸城市生活垃圾焚燒廠周邊二惡英的污染狀況。本文以杭州某城市生活垃圾焚燒廠為研究對象，通過模擬計算(復(fù)雜工業(yè)源擴(kuò)散模型和混合庫模型)、環(huán)境監(jiān)測和統(tǒng)計分析(因子分析和化學(xué)

2、質(zhì)量平衡分析)相結(jié)合的方法，對焚燒廠周邊土壤、大氣和潛在污染源二惡英污染水平和指紋特征、大氣二惡英氣固相分配規(guī)律、環(huán)境二惡英發(fā)生源解析以及焚燒廠周邊居民二惡英環(huán)境暴露風(fēng)險等進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，得到了如下主要結(jié)論：
　　 ⑴2006和2007年土壤二惡英總濃度(毒性當(dāng)量)分別為54.1-285 ng kg-1(0.39-5.04ng I-TEQ kg-1)和73.6-377 ng kg-1(0.60-6.38 ng I-TEQ kg

3、-1)；2006-2007年土壤總濃度和毒性當(dāng)量分別增加了30％和31％(中位值)，其中有3個采樣點的增幅超過1 ngI-TEQ kg-1.土壤同系物、有毒異構(gòu)體濃度和毒性當(dāng)量指紋特征較為相似，OCDD是最主要的同系物，且呋喃濃度隨氯代數(shù)的增加而減少；除OCDD外，濃度貢獻(xiàn)較大的有毒異構(gòu)體包括1，2，3，4，6，7，8-HpCDD、1，2，3，4，6，7，8-HpCDF和OCDF；2，3，4，7，8-PeCDF是毒性當(dāng)量的最大貢獻(xiàn)者(2

4、006和2007年平均分別為31％和30％)。
　　 ⑵大氣二惡英總濃度(毒性當(dāng)量)變化范圍為3.96-164 pg m-(0.059-3.03 pg I-TEQm-3)，其濃度的空間分布與土壤動態(tài)變化趨勢相一致；幾乎所有大氣樣品呈現(xiàn)出TCDF占主導(dǎo)地位(20-41％)的同系物指紋特征，其特點是同系物濃度隨氯代數(shù)的增加而減少(除了OCDD)；和土壤相似，2，3，4，7，8-PeCDF是毒性當(dāng)量貢獻(xiàn)最大的有毒異構(gòu)體(30-53％)

5、；相反，大氣有毒異構(gòu)體濃度指紋特征不盡相同，主要貢獻(xiàn)者為OCDD、OCDF和1，2，3，4，6，7，8-HpCDF中的一個，并隨時間和空間而異。
　　 ⑶2007年生活垃圾焚燒廠煙氣二惡英排放濃度相對較低(0.083-0.795 ng I-TEQNm-3)，而離散的排放源濃度較高，如以木材為燃料的開水鍋爐煙氣(HWB-w)和露天布料焚燒(OB-C)下風(fēng)向空氣二惡英濃度分別為1.95 ng I-TEQ Nm-3和6.14 pgI-

6、TEQ m-3；排放源同系物指紋特征較為相似，即二惡英和呋喃濃度比小于1；相反，排放源有毒異構(gòu)體濃度指紋特征各異，如HWB-W以2，3，4，7，8-PeCDF為主，而OB-C則以O(shè)CDD、1，2，3，4，6，7，8-HpCDF和OCDF為主；盡管如此，2，3，4，7，8-PeCDF是大部分排放源毒性當(dāng)量的主要貢獻(xiàn)者(49-75％)。
　　 ⑷大氣二惡英固相百分比(φ)隨氯代數(shù)目增加和環(huán)境溫度降低而增加，全年平均變化范圍為：Cl4

7、DD/Fs(37-56％)，Cl5-6DD/Fs(58-86％)和Cl7-8DD/Fs(86-98％)；總體上Junge-Pankow(PoL)吸附模型和Harner-Bidleman(Koa)吸收模型預(yù)測值和觀測的φ(除了冬季)匹配度較好，對于PoL模型，采用氣相色譜保留指數(shù)(GC-RIs)方法得到的匹配度要優(yōu)于熵值法，而基于GC-RIs方法的Koa模型的匹配度要優(yōu)于對應(yīng)的PoL模型；冬季高總懸浮顆粒物濃度下φ的低匹配度很大程度上歸結(jié)

8、于低溫下化合物氣固相交換過程延緩引起的非平衡狀態(tài)，而非濾膜表面的氣相吸附誤差。
　　 ⑸因子分析表明露天垃圾焚燒、開水鍋爐煙氣和機(jī)動車尾氣是引起土壤二惡英動態(tài)變化和大氣二惡英污染的主要來源，相反，生活垃圾焚燒廠煙氣排放對周邊環(huán)境的影響較小，四者對大氣二惡英毒性當(dāng)量的平均貢獻(xiàn)率(基于化學(xué)質(zhì)量平衡模型)分別為63％、18％、12％和7％；復(fù)雜工業(yè)源擴(kuò)散模型和混合庫模型的模擬結(jié)果表明生活垃圾焚燒廠煙氣排放對大氣二惡英毒性當(dāng)量的平均貢獻(xiàn)

9、率為2％，對周邊0-250、500-750和1500-3000 m范圍內(nèi)土壤二惡英毒性當(dāng)量增量的平均貢獻(xiàn)率分別為64％、8.5％和1.1％；對于二惡英排放達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)(1 ng I-TEQ Nm-3)的現(xiàn)代化生活垃圾焚燒廠，其長期運行對周邊土壤，特別是遠(yuǎn)離焚燒廠區(qū)域(d>1 km)的影響是有限的。
　　 ⑹生活垃圾焚燒廠周邊兒童和成人的環(huán)境暴露量范圍為3.45×10-5到1.77×10-4 ngI-TEQ kg-1day-1和2