二恶英污染及其防控措施的研究进展

二恶英污染及其防控措施的研究进展二恶英污染及其防控措施的研究进展黄汝广李莎李毓阳刘淑珍于萍萍摘要：二恶英是一种毒性极强的特殊有机化合物。对二恶英的概念、来源、性质及危害性分别进行了概述，并提出了控制二恶英污染的措施。关键词：二恶英；污染；焚烧；控制措施中图分类号X705文献标识码A文章编号0517-6611（2007）30-09670-02城市垃圾问题已成为当今世界最严重的公害之一，解决垃圾问题最有效的途径是将垃圾减量化、资源化、无害化。垃圾焚烧技术符合无害化、减量化、资源化的垃圾处理要求，且具有处理速度快、减容效果好、占地面积小、易于选址等优点，近年来在国内外得到较快发展。但由于垃圾成分复杂，焚烧后会产生大量含有重金属、二恶英、SO2，HCl、HF等有毒、有害气体，对环境的危害十分严重。2001年我国签署了《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》，旨在限制12种持久性有机污染物的生产和使用，其中包括二恶英、呋喃、9种有机氯杀虫剂和多氯联苯。环境中的二恶英很难自然降解消除，可长期滞留于土壤、空气及水中，易于在生物体内蓄积并随生物链不断浓缩。二恶英已被证实是对人体毒害性最大的含氯有机化合物之一，其中2、3、7、8-四氯二苯并-二恶英毒性最强，远强于黄曲霉素和氰化钾的急性毒性，其毒性比氰化钾强100倍。二恶英因此获得了“世纪之毒”之称，一般经由食物链进入人体，不能降解或排出。1995年，美国环境保护局公布的对PCDD/Fs的重新评价结果中指出，PCDD/Fs不仅具有致癌性，还具有生殖毒性、内分泌毒性和免疫抑制作用，特别是其具有环境雌激素效应，可能造成男性雌性化。最近的调查显示，美国每年森林火灾均产生二恶英0.2kgI-TEQ左右。1二恶英的结构及理化性质二恶英的结构及理化性质1.1结构结构二恶英属于氯代三环芳烃类化合物，由于氯原子取代位置不同，构成了近210个同系物异构体，主要是2，3，7，8-四氯代二苯并对-二恶英（2，3，7，8-TODD或TCDD）类、2，3，7各四氯二苯呋喃类（PCDFS）等物质的总称，见图1。图1二恶英的分子结构1.2基本理化性质基本理化性质二恶英（Doxin）全称分别叫多氯二苯并对二恶英（简称PCDs）和多氯二苯并呋喃（FCDFs），我国的环境标准中把它们统称为二恶英类。二恶英包括210种化合物，一般为白色固体晶体，有较高的熔点和沸点，蒸气压很小，大多不溶于水和有机溶剂，但有很强的脂溶性，易被吸附于土壤、沉积物和空气飞尘上。这些物质挥发性很低，除少量气溶胶吸附方式外，多数在地面上存留。二恶英这类物质具有较高的热稳定性、化学稳定性和生物化学稳定性，在高温、强酸、强碱、氧化剂作用下都相当稳定，气态二恶英在空气中光化学分解的半衰期为8.3d，在土壤中降解的半衰期为12年，在动物体内转化的半衰期为24年。2二恶英二恶英的来源及生成机理的来源及生成机理2.1主要来源主要来源自然界没有天然的二恶英，二恶英是人类活动人为造成的，它无任何用途又难以为生物降解。目前二恶英的来源主要有以下几种途径：①苯酚类除草剂的生产过程和燃烧过程及对用这种除草剂喷洒过的植物的燃烧过程中产生；②在金属冶炼过程中产生；③在造纸业以氯气进行漂白时产生；④在柴油发动机的尾气中产生；⑤焚烧含有石油产品、含氯塑料（聚氯乙烯）、无氯塑料（聚苯乙烯）、纤维素、木质素、煤炭等时产生；⑥意外事故；⑦光化学和生化反应；⑧森林大火，污泥自然蒸发，堆肥处理，动植物的自然腐化消解等过程也可能形成二恶英。有关资料表明，自然环境中的二恶英95％来源于垃圾焚烧的焚烧炉中，据估计，有90％的人群是通过饮食（以动物类食品为主）而意外摄入含二恶英的食品。2.2生成机理生成机理最近焚烧过程中二恶英生成机理研究主要集中在以下两个方面：Dickson等提出以氯代芳香族化合物作为前生体，如氯酚、氯苯等，通常在飞灰表面通过非均相催化在250-400℃反应生成；Stieglitz等提出由活性炭颗粒与空气、水分和无机氯化物Cu（Ⅱ）催化通过气-固和固-固反应合成二恶英。目前普遍接受的燃烧过程中PCDD/Fs的排放来源有3种机理：①燃料中本身含有的PCDD/Fs在燃烧中未被破坏，存在于燃烧后的烟气中；②燃料不完全产生了一些与PCDD/Fs结构相似的环状前驱物（氯代芳香烃），这些前驱物通过分子的解构或重组生成PCDD/Fs，即所谓的气相（均相）反应生成：③固体飞灰表面发生异相催化反应合成PCDD/Fs，即飞灰中残碳、氧、氢、氯等在飞灰表面催化合成中间产物或PCDD/Fs，或气相中的前驱物在飞灰表面催化生成二恶英。3食品中的二恶英污染食品中的二恶英污染二恶英类物质具有脂溶性的特点，最容易存在于动物的脂肪和乳汁中，人体接触的二恶英90％以上是通过膳食接触的，因此，鱼、家禽及蛋、乳、肉是最容易被污染