垃圾焚燒大氣污染物及長(zhǎng)期累積性影響研究

董永亮

摘要：指出了城市垃圾焚燒項(xiàng)目可以有效降低城市生活垃圾的填埋處理量，不僅節(jié)省了填埋處理所要求的用地面積，而且可以消除有害病毒和細(xì)菌的次生影響；同時(shí)焚燒產(chǎn)生的熱能可以用于發(fā)電或供熱，提高了資源的利用率。但是在生活垃圾運(yùn)輸和處理過(guò)程中會(huì)因?yàn)榄h(huán)保治理措施的局限性、日常管理不完善等因素對(duì)環(huán)境造成持久性污染，對(duì)社會(huì)環(huán)境造成較大影響。以實(shí)際工程為例，對(duì)垃圾焚燒大氣污染物可能產(chǎn)生的環(huán)境影響進(jìn)行了分析，并對(duì)垃圾焚燒的長(zhǎng)期積累性影響進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：垃圾焚燒；大氣污染物；環(huán)境影響

中圖分類號(hào)：X820.3

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：16749944（2017）18015402

1引言

隨著城鎮(zhèn)化水平的提高，城鎮(zhèn)人口數(shù)量也不斷增多，從而為城鎮(zhèn)帶來(lái)了更多的生活垃圾。由于生活垃圾過(guò)多，傳統(tǒng)的土地填埋技術(shù)使土地資源大量減少，所以就需要采取其他方法進(jìn)行處理。利用垃圾進(jìn)行焚燒發(fā)電這種方法既可以處理垃圾，還可以產(chǎn)生電能，但是也有其弊端，在焚燒垃圾的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生二氧化硫、氮氧化物、煙塵、重金屬、二噁英類等對(duì)大氣和人體有害的廢氣，焚燒飛灰的不合理處置也會(huì)對(duì)周邊的環(huán)境產(chǎn)生影響。

2工程概況

某生活垃圾焚燒發(fā)電廠總投資金額26406.1萬(wàn)元，總施工面積為5.21 hm2，設(shè)計(jì)日處理垃圾量為1000 t，設(shè)計(jì)年發(fā)電量125×105 kW·h，垃圾進(jìn)行焚燒后采用SNCR脫硝+半干法煙氣脫硫+活性炭噴射+布袋除塵器處理后，煙氣中各類污染物的排放濃度達(dá)到了《生活垃圾焚燒污染無(wú)控制標(biāo)準(zhǔn)》（CB1845-2014）達(dá)到了規(guī)范要求；同時(shí)，焚燒爐脫硝產(chǎn)生的逃逸氨排放按照8 mg/m3控制，其它顆粒物（除焚燒煙氣外）、煙氣中氟化物排放滿足《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16297-1996）標(biāo)準(zhǔn)，NH3、H2S和惡臭等污染物滿足《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB14554-1993）二級(jí)新建標(biāo)準(zhǔn)。

3焚燒生活垃圾對(duì)周邊環(huán)境的影響

在焚燒生活垃圾過(guò)程中對(duì)大氣環(huán)境的影響主要有以下幾點(diǎn)：生活垃圾焚燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的SO2、NOx、煙塵、酸性污染物、重金屬和二噁英等污染物，其中，SO2、NOx可能會(huì)對(duì)植被和農(nóng)作物產(chǎn)生一定影響；重金屬和二噁英會(huì)隨著濃煙飄散，最終落到地表污染土壤和地表水體，并產(chǎn)生長(zhǎng)期積累性影響＼[1＼]。

4垃圾焚燒對(duì)環(huán)境影響的預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)

由于我國(guó)之前對(duì)二噁英環(huán)境質(zhì)量研究處于空白，所以就沒(méi)有具體的評(píng)判依據(jù)，只能參考國(guó)外的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)。為了控制和減少二噁英對(duì)環(huán)境的危害，需對(duì)二噁英進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)控，并利用監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)計(jì)算出二噁英在距離多少米遠(yuǎn)時(shí)對(duì)地面環(huán)境影響降至最低＼[2＼]。本垃圾焚燒發(fā)電廠要做好以下工作。

4.1做好環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)和氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

在進(jìn)行環(huán)境影響預(yù)測(cè)之前首先要對(duì)發(fā)電廠周邊的環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀進(jìn)行背景監(jiān)測(cè)，以取得本底數(shù)據(jù)值；同時(shí)收集當(dāng)?shù)氐臍庀髷?shù)據(jù)，對(duì)當(dāng)?shù)氐牡孛骘L(fēng)場(chǎng)、低空風(fēng)場(chǎng)、溫度風(fēng)場(chǎng)等具體情況進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和統(tǒng)計(jì)。

4.2對(duì)垃圾發(fā)電廠進(jìn)行全方位的監(jiān)測(cè)

在對(duì)垃圾發(fā)電廠監(jiān)測(cè)時(shí)，要對(duì)垃圾焚燒時(shí)產(chǎn)生的污染物進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和跟蹤監(jiān)測(cè)，在監(jiān)測(cè)污染物時(shí)要對(duì)SO2、NOx、煙塵、HCl、Hg、Pb、Cd和二噁英等污染物進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)，因?yàn)檫@些污染物對(duì)人類和環(huán)境的危害最大。其中二噁英的監(jiān)測(cè)費(fèi)用和監(jiān)測(cè)難度最大，為了解決這一問(wèn)題，監(jiān)測(cè)人員需要在焚燒之前對(duì)垃圾的源頭進(jìn)行分析。

4.3垃圾焚燒對(duì)環(huán)境影響的預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)

4.3.1預(yù)測(cè)影響環(huán)境的因素

預(yù)測(cè)影響環(huán)境的因素主要有SO2、NO2、煙塵、HCl、Pb、Hg、Cd、H2S、NH3、二噁英等。

4.3.2預(yù)測(cè)污染物排放濃度

在發(fā)電廠的排放系統(tǒng)處于正常工作的前提下，結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍庀笄闆r對(duì)發(fā)電廠排出的污染物進(jìn)行分析研究，將污染區(qū)域劃分為多個(gè)部分，并通過(guò)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)對(duì)污染物在各區(qū)域的濃度進(jìn)行預(yù)測(cè)。計(jì)算出SO2、NO2、煙塵、HCl、重金屬和二噁英等在全天各小時(shí)的平均濃度值，從而得到各污染物在哪個(gè)時(shí)間區(qū)域內(nèi)的濃度最大，在哪個(gè)時(shí)間區(qū)域內(nèi)的濃度最小，并計(jì)算出各污染物的年平均濃度，一年之內(nèi)最大日均濃度和一日內(nèi)最大小時(shí)濃度的分布情況。

在發(fā)電廠的排放系統(tǒng)處于非正常工況或事故工況下：污染物超標(biāo)排放，且排放分布不穩(wěn)定，需采用超標(biāo)排放數(shù)據(jù)和非正常擴(kuò)散參數(shù)來(lái)預(yù)測(cè)各污染物的濃度和濃度分布情況＼[3＼]。

4.3.3對(duì)主要污染物的預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析評(píng)價(jià)

根據(jù)預(yù)測(cè)，正常工況下排放的主要煙氣污染物在評(píng)價(jià)區(qū)域的小時(shí)濃度增值如下：SO2最大小時(shí)濃度增值為7.22 μg/m3，疊加本底值后最大小時(shí)濃度為41.22 μg/m3；NO2最大小時(shí)濃度增值為22.66 μg/m3，疊加本底值后最大小時(shí)濃度為61.66 μg/m3；NH3最大小時(shí)濃度增值為0.62 μg/m3，疊加本底值后最大小時(shí)濃度為41.12 μg/m3；HCl最大小時(shí)濃度增值為4.04 μg/m3，疊加本底值后最大小時(shí)濃度為24.94 μg/m3；氟化物最大小時(shí)濃度增值為0.63 μg/m3，疊加本底值后最大小時(shí)濃度為1.48 μg/m3。最大小時(shí)濃度值坐標(biāo)點(diǎn)相對(duì)于煙囪出現(xiàn)在（1199.99，0.05），出現(xiàn)時(shí)間是2014年9月2日07時(shí)（風(fēng)向275°，風(fēng)速0.5 m/s，溫度24.5℃，云覆蓋率3）。由上分析可以看出，正常工況下垃圾焚燒電廠排放的主要煙氣污染物最大小時(shí)濃度增值在疊加區(qū)域本底值（最大值的平均值）后均滿足項(xiàng)目所在區(qū)域環(huán)境功能和標(biāo)準(zhǔn)要求。

4.4垃圾焚燒對(duì)環(huán)境的其他影響分析

4.4.1污染物對(duì)植被生態(tài)的間接影響

目前對(duì)于大氣污染對(duì)植被的影響研究主要集中在SO2、NOx等常規(guī)污染物。由于自然界各種生物的特征不相同，對(duì)SO2、NOx的抗性差異也很大。根據(jù)目前的研究結(jié)果，大氣中SO2濃度達(dá)到0.3×10-6時(shí)，植物就會(huì)出現(xiàn)傷害癥狀，對(duì)SO2傷害較為敏感的植物在SO2濃度為3.25 mg/m3空氣中暴露1 h產(chǎn)生初始可見(jiàn)傷害。一般情況下，SO2平均濃度不超過(guò)18.13、1.05、0.68、0.47 mg/m3，暴露時(shí)間相應(yīng)為1、2、4、8 h，則植物可避免出現(xiàn)葉部傷害。植物的隱性傷害表現(xiàn)為生理干擾，或?qū)ιL(zhǎng)和產(chǎn)量的影響，但植物不呈現(xiàn)外部可見(jiàn)傷害癥狀。endprint

4.4.2重金屬對(duì)環(huán)境的累積性影響

重金屬污染物質(zhì)所具有的生物累積和不可降解特性決定了其將長(zhǎng)期存在并對(duì)環(huán)境構(gòu)成極大的潛在威脅，并以各種各樣的方式危害人體和其他生物體。在對(duì)垃圾進(jìn)行焚燒的過(guò)程中，少量重金屬將進(jìn)入飛灰、底渣、或排入大氣，成為對(duì)環(huán)境污染的一個(gè)重要因素。本電廠預(yù)測(cè)結(jié)果表明，重金屬Cd、Pb、Hg等最大濃度貢獻(xiàn)值均很小，考慮累積性影響后仍對(duì)周邊環(huán)境影響有限，在可接受范圍內(nèi)。

4.4.3二噁英對(duì)環(huán)境的累積性影響

人日容許攝入量（TolerableDailyIntake，簡(jiǎn)稱TDI）。以每千克人體每天攝入多少毒性當(dāng)量的二噁英為單位，具體計(jì)算出每人一年內(nèi)平均每天從食物、飲用水、大氣等途徑攝取的二噁英總量，制定TDI值。根據(jù)2001年世界衛(wèi)生組織推薦，二噁英日容許攝入量（TDI）為1～4pg/kg體重。日常減少焚燒煙氣中二噁英濃度的主要方法包括：嚴(yán)格控制爐內(nèi)溫度在850℃以上；停留時(shí)間在2s以上，以保證垃圾的充分燃燒；優(yōu)化爐型和二次空氣噴入方法，充分混合攪拌煙氣達(dá)到完全燃燒，同時(shí)，氧氣濃度≥6%，保證充分燃燒；在余熱鍋爐尾部煙道處密集布置蒸發(fā)器、省煤器，使煙溫迅速?gòu)?00℃降至200℃，避開(kāi)200～500℃二噁英再合成區(qū)間，大大降低二噁英的再合成；選用高效的袋式除塵器，控制除塵器入口處的煙氣溫度﹤180℃，并在進(jìn)入袋式除塵器前，在入口煙道上設(shè)置活性炭噴射裝置，進(jìn)一步吸附二噁英。

電廠大氣影響預(yù)測(cè)表明，正常工況下，二噁英年平均預(yù)測(cè)濃度為0.31×10-9 μg/m3，遠(yuǎn)小于日本標(biāo)準(zhǔn)值0.6×10-9 mg/m3，電廠排放二噁英對(duì)區(qū)域大氣環(huán)境的影響有限。

4結(jié)語(yǔ)

垃圾焚燒項(xiàng)目具有高溫減容、減壓、減重等特點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用，而生活垃圾焚燒過(guò)程中有可能會(huì)造成二次污染。為了降低環(huán)境污染，需要做好監(jiān)管工作，并安裝煙氣綜合在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)監(jiān)測(cè)，對(duì)環(huán)境情況自動(dòng)監(jiān)控。當(dāng)煙氣凈化系統(tǒng)產(chǎn)生故障后要立即進(jìn)行檢修，或者考慮停機(jī)措施，提升垃圾焚燒和污染物控制水平，保證我國(guó)生活垃圾焚燒持續(xù)化發(fā)展。

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