【正文】 淺談城市生活垃圾焚燒中二噁英的產(chǎn)生及控制畢業(yè)論文目 錄1 引言 .............................................................52 二噁英的概述 .....................................................5 環(huán)境中二噁英的來(lái)源 ..........................................5 二噁英物化性質(zhì) ..............................................7 二噁英的毒性以及影響 ........................................8 二噁英的危害 ..............................................103 城市生活垃圾焚燒中二噁英的產(chǎn)生 ..................................11 焚燒產(chǎn)生二噁英的條件 .......................................11 垃圾焚燒過(guò)程中二噁英的生成機(jī)理 ............................124 二噁英檢驗(yàn)分析的方法及控制標(biāo)準(zhǔn) ..................................13 二噁英的監(jiān)測(cè)手段 ...........................................13 二噁英的檢測(cè)技術(shù) ...........................................13 二噁英采取的控制標(biāo)準(zhǔn)及政策 ................................155 二噁英的抑制及有效控制方法 ......................................17 二噁英的抑制 ...............................................17 二噁英的有效控制方法 ......................................206 結(jié)論 ............................................................24符號(hào)表： ...........................................................25致 謝 .............................................................28參 考 文 獻(xiàn) ........................................................29黃 河 水 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) （ 論 文 ） 第 2 頁(yè) 共 26 頁(yè)21 引言 隨著人類的進(jìn)步和發(fā)展，生活垃圾的產(chǎn)生也越來(lái)越多。目前我國(guó)城市人均生活垃圾年產(chǎn)量為 440 公斤，全國(guó)城市生活垃圾的年產(chǎn)量超過(guò) 億噸，且每年以 8%~10%的速度增長(zhǎng)。城市歷年的垃圾堆存量高達(dá) 66 億噸，侵占 35 億多平方米的土地，全國(guó) 660 多個(gè)城市中，已有 2/3 的大中城市被垃圾包圍，有 1/4的城市不得不把解決垃圾危機(jī)的途徑延伸到鄉(xiāng)村，城市生活垃圾的二次污染，導(dǎo)致城鄉(xiāng)結(jié)合區(qū)域的生態(tài)環(huán)境迅速惡化。 [1]經(jīng)過(guò)不斷地探索與研究，目前人們對(duì)生活垃圾的處理較為常見(jiàn)的處理方法為填埋、堆肥、焚燒 3 種處理方法。 目前我國(guó)各地區(qū)生活垃圾處理還多以填埋為主，但由于我國(guó)生活垃圾存在產(chǎn)量大、種類繁多、含水率高、易降解有機(jī)物含量高等特點(diǎn)及土地、資金、管理等各種原因，給垃圾填埋工作造成越來(lái)越大的困難。隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和政策法規(guī)的強(qiáng)化，對(duì)有害廢棄物的處理要求越來(lái)越高。因垃圾焚燒技術(shù)與填埋處理技術(shù)相比擁有占地小、場(chǎng)地選擇易、處理時(shí)間短、減量化顯著、無(wú)害化較徹底以及可回收垃圾焚燒余熱等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越受到重視。垃圾焚燒主要是利用垃圾中的可燃物質(zhì)，通過(guò)高溫焚燒的方式對(duì)垃圾進(jìn)行減量化處理，但人們逐漸發(fā)現(xiàn)在垃圾的焚燒過(guò)程中，還伴隨產(chǎn)生大量的有毒物質(zhì)，其中最為危險(xiǎn)的當(dāng)屬被國(guó)際組織列為人類一級(jí)致癌物中毒性最強(qiáng)的二噁英。2 二噁英概述 環(huán)境中二噁英的來(lái)源 自然界的很多自發(fā)過(guò)程如自然界的森林大火，火山噴發(fā)，微生物的生化作用或光化學(xué)作用，甚至人體生成代謝過(guò)程也能排出二噁英，但人類的工業(yè)化生產(chǎn)活動(dòng)是環(huán)境中二噁英的主要來(lái)源。Heindel 經(jīng)過(guò)廣泛的調(diào)查總結(jié)歸納出 23 種工業(yè)過(guò)程可能是環(huán)境中二噁英的潛在來(lái)源，歸納起來(lái)主要為 4 個(gè)方面:燃燒過(guò)程，化學(xué)制造過(guò)程，金屬冶煉過(guò)程黃 河 水 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) （ 論 文 ） 第 3 頁(yè) 共 26 頁(yè)3以及和光化學(xué)作用和生化作用過(guò)程。 燃燒過(guò)程 幾乎可以在所有的燃燒過(guò)程中，如城市生活垃圾，廢水污泥，醫(yī)療廢物、危險(xiǎn)廢棄物、煤、木材、石油產(chǎn)品燃燒過(guò)程以及建筑物燃燒過(guò)程的產(chǎn)物煙氣、飛灰、底渣和廢水中都能發(fā)現(xiàn)二噁英(PCDD/Fs)的存在。 許多研究都表明燃燒過(guò)程是環(huán)境中二噁英的主要生成源。燃燒過(guò)程中生成的二噁英已占二噁英總量的 95%，主要來(lái)源于城市生活垃圾焚燒和醫(yī)療廢物的焚燒過(guò)程。在日本燃燒過(guò)程產(chǎn)生了所有二噁英生成量的 90%，城市垃圾焚燒產(chǎn)生的二噁英占工業(yè)燃燒排放的 70%，剩余 30%來(lái)自煤、醫(yī)院、冶金工業(yè)的排放。 德國(guó) 1990 年統(tǒng)計(jì)資料表明城市生活垃圾焚燒過(guò)程是二噁英類的最大來(lái)源，比有色金屬冶煉過(guò)程多 14%，為含鉛汽油燃燒過(guò)程的 20 余倍，分別是柴油，無(wú)鉛汽油燃燒過(guò)程的 940 倍和 960 倍。 金屬的冶煉過(guò)程 二噁英(PCDD/Fs)可以在金屬的冶煉、制造和再回收利用的過(guò)程中形成，如鐵礦的熔結(jié)過(guò)程，鋼鐵的制造過(guò)程和廢棄金屬的回收過(guò)程。回收金屬的再利用過(guò)程比首次利用產(chǎn)生更多的二噁英，Umweblundesamt 等對(duì)德國(guó) 25 座鋁回收廠的二噁英分析數(shù)據(jù)總結(jié)認(rèn)為，二噁英的排放為 一 167ngITEQ/Kg 廢料。 化學(xué)試劑制造過(guò)程 許多有機(jī)氯化學(xué)產(chǎn)品在溶液中進(jìn)行合成時(shí)均有可能形成二噁英。氯酚、多氯聯(lián)苯(PCBS)、氯代苯醚類農(nóng)藥、六氯苯和菌瞞酚等均伴隨痕量 PCDD/Fs 的產(chǎn)生。 這些含二噁英的化學(xué)品在使用和意外事故時(shí)進(jìn)入環(huán)境，PCDD/Fs 作為雜質(zhì)可避免進(jìn)入環(huán)境。 生化作用和光化學(xué)作用 最近的研究表明二噁英可以在環(huán)境條件由氯酚化合物在微生物的作用下形成，同樣高氯苯酚在光化學(xué)作用下也可以形成二噁英。在實(shí)驗(yàn)室條件下，四氯酚和五氯酚可以通過(guò)生化作用生成高氯的二噁英。然而試驗(yàn)結(jié)果顯示氯酚轉(zhuǎn)化為二噁英的比例很低，但不同的試驗(yàn)結(jié)果有點(diǎn)不同。 氯代二苯氧酚可以通過(guò)光化學(xué)環(huán)化反應(yīng)生成 PCDD/Fs，氯酚通過(guò)光化學(xué)二聚反應(yīng)生成 OCDD。木頭上涂的五氯酚在日光的照射下可以轉(zhuǎn)化為 OCDD。在紫外黃 河 水 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) （ 論 文 ） 第 4 頁(yè) 共 26 頁(yè)4光照射下水中的 PCP 也能轉(zhuǎn)化為 OCDD。 垃圾焚燒中二噁英排放 目前被普遍接受的燃燒過(guò)程中二噁英排放的來(lái)源有三種主要機(jī)理:（l）燃料中本身含有的二噁英在燃燒中未被破壞，存在于燃燒后的煙氣中。（2）燃料不完全燃燒產(chǎn)生了一些與二噁英結(jié)構(gòu)相似的環(huán)狀前驅(qū)物(氯代芳香烴)，這些前驅(qū)物分子通過(guò)分子間重組生成二噁英，即所謂的氣相(均相)反應(yīng)生成二噁英。（3）固體飛灰表面發(fā)生異相催化合成反應(yīng)生成二噁英，即飛灰中殘?zhí)肌⒀?、氫、氯等在飛灰表面催化合成中間產(chǎn)物或二噁英，或氣相中的二噁英前驅(qū)物在飛灰表面催化生成二噁英。 [2] 二噁英物化性質(zhì)二噁英（Dioxin） ，又稱二氧雜芑（qǐ） ，二噁英（Dioxin）全稱分別是多氯二苯并二噁英 polychlorinated dibenzopdioxin（簡(jiǎn)稱 PCDD/Fs）和多氯二苯并呋喃 polychlorinated dibenzofuran（簡(jiǎn)稱 PCDD/Fs）是一種無(wú)色無(wú)味、毒性嚴(yán)重的脂溶性物質(zhì)，二噁英實(shí)際上是二噁英類（Dioxins）一個(gè)簡(jiǎn)稱，它指的并不是一種單一物質(zhì)，而是結(jié)構(gòu)和性質(zhì)都很相似的包含眾多同類物或異構(gòu)體的兩大類有機(jī)化合物。二噁英包括 210 種化合物，這類物質(zhì)非常穩(wěn)定，熔點(diǎn)較高，極難溶于水，可以溶于大部分有機(jī)溶劑，是無(wú)色無(wú)味的脂溶性物質(zhì)，所以非常容易在生物體內(nèi)積累。據(jù)科學(xué)研究表明，二噁英是由二個(gè)苯環(huán)通過(guò)二個(gè)氧原子連接而生成的芳香烴族化合物。其結(jié)構(gòu)式如圖 1。引起世人關(guān)注的是 19 的位置上被氯原子所取代的二噁英，稱之為多氯二苯并二噁英（PCDD） ，理論上，PCDD 共有 75 種同分異構(gòu)體，每種都具有不同的物理和化學(xué)性質(zhì)，毒性也不一樣。其中四氯二苯并二噁英（2，3，7，8，TCDD） ，即圖 1 中 8 的位置被氯原子所替代的二噁英，這種物質(zhì)常溫下為無(wú)色晶體，只微溶于水及大多數(shù)有機(jī)溶液。 [3]黃 河 水 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) （ 論 文 ） 第 5 頁(yè) 共 26 頁(yè)5二噁英性質(zhì)穩(wěn)定，土壤中的半衰期為 12d，氣態(tài)二噁英在空氣中光化學(xué)分解的半衰期 ，所以自然環(huán)境中的微生物降解、水解及光分解作用對(duì)其分子結(jié)構(gòu)的影響均很少，而且只有在 750℃以上的高溫下才會(huì)分解。研究表明其在水中的溶解度隨氯化程度的增強(qiáng)而減小。在人體內(nèi)降解也十分緩慢，具有很強(qiáng)的親脂肪性，主要蓄積在脂肪組織中。 [4] 二噁英的毒性以及危害 二噁英的毒性 大量動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明很低濃度的二噁英就對(duì)動(dòng)物表現(xiàn)出致死效應(yīng)。從職業(yè)暴露和工業(yè)事故受害者身上已得到一些二噁英對(duì)人體的毒性數(shù)據(jù)及臨床表現(xiàn)，暴露在含有 PCDD/Fs 的環(huán)境中，可引起肝、免疫、生殖及發(fā)育等毒性和廢物綜合征、胸腺萎縮、氯座瘡等癥，并可能導(dǎo)致染色體損傷、心力衰竭，其最大危害是具有不可逆的致畸、致癌、致突變毒性。二噁英的毒性與所含氯原子的數(shù)量及氯原子在苯環(huán)上取代位置有很大關(guān)系。研究認(rèn)為毒性限于 2,3,7,8 位均有氯原子的含 48 個(gè)氯原子的同類物，毒性最強(qiáng)的是 2,3,7,8TCD