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，垃圾焚燒技術憑借高溫無害化，減容和減重的優(yōu)點，在我國大陸經濟發(fā)達地區(qū)得到了迅速的推廣和應用。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(復雜工業(yè)源擴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

2、質量平衡分析)相結合的方法，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)境暴露風險等進行了系統(tǒng)的研究，得到了如下主要結論：
　　 ⑴2006和2007年土壤二惡英總濃度(毒性當量)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、有毒異構體濃度和毒性當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的增加而減少；除OCDD外，濃度貢獻較大的有毒異構體包括1，2，3，4，6，7，8-HpCDD、1，2，3，4，6，7，8-HpCDF和OCDF；2，3，4，7，8-PeCDF是毒性當量的最大貢獻者(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出TCDF占主導地位(20-41％)的同系物指紋特征，其特點是同系物濃度隨氯代數的增加而減少(除了OCDD)；和土壤相似，2，3，4，7，8-PeCDF是毒性當量貢獻最大的有毒異構體(30-53％)

5、；相反，大氣有毒異構體濃度指紋特征不盡相同，主要貢獻者為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OCDD、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量的主要貢獻者(49-75％)。
　　 ⑷大氣二惡英固相百分比(φ)隨氯代數目增加和環(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(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

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量的平均貢獻率(基于化學質量平衡模型)分別為63％、18％、12％和7％；復雜工業(yè)源擴散模型和混合庫模型的模擬結果表明生活垃圾焚燒廠煙氣排放對大氣二惡英毒性當量的平均貢獻

9、率為2％，對周邊0-250、500-750和1500-3000 m范圍內土壤二惡英毒性當量增量的平均貢獻率分別為64％、8.5％和1.1％；對于二惡英排放達到國家標準(1 ng I-TEQ Nm-3)的現代化生活垃圾焚燒廠，其長期運行對周邊土壤，特別是遠離焚燒廠區(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