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水泥窑共处置废物环评中的二噁英问题

文档作者：李菲菲刘加刚孙耀明文档来源： 1．中国电力工程顾问集团华北电力设计院工程有限公司 2．北京京诚嘉宇环境科技有限公司)		点击数：	更新时间： 2022年08月30日
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节能环保广东建材2013年第3期
水泥窑共处置废物环评中的二嗯英问题
李菲菲t刘加刚z孙耀明·
(1．中国电力工程顾问集团华北电力设计院工程有限公司；2．北京京诚嘉宇环境科技有限公司)
摘要：二嗯英是水泥窑共处置危险废物过程中的重要污染物，在该类环境影响评价中二嗯英问题
也是关注的重点。文章结合二嗯英的产生机理和抑制措施，讨论了在水泥窑共处置废物环境影响评价
中关注的重点问题。
关键词：水泥窑共处置废物；二嗯英；环境影响评价
1引言
水泥窑是发达国家焚烧处理危险废物和城市生活
垃圾的重要设施，得到了广泛的认可和应用。美国、德
国、日本等发达国家利用水泥窑处置危险废物和城市生
活垃圾已经有30多年的历史，积累了丰富的经验。根据
日本麻省水泥株式会社的一份资料上显示，日本在水泥
窑上处置工业危险废物具有面广、量多的特点，目前已
能处置包括生活污泥在内的多种危险废物[1]。
我国从20世纪90年代开始利用水泥窑处置废物
和城市生活垃圾的研究和实践工作，并己取得一定的成
绩。但总体上来说该领域仍处于科研、探索的阶段。二嗯
英是水泥窑处置废物的特征污染物之～，近年来由于公
众的环保意识逐渐提高，以及媒体对于二嗯英的剧毒性
以及致癌性的广泛报道，二嗯英问题备受关注。
建设项目环境影响评价(以下简称环评)是我国的
一项基本制度，需要分析项目建成投产后可能对环境产
生的影响，并提出污染防治对策和措施。由于二嗯英引
起的环保群体性事件时有发生，因此对于水泥窑协同处
置废物项目的环境影响评价，分析清楚二嗯英可能产生
的环境影响以及防治对策措施，显得尤为重要。
2二嗯英的产生机理[2]
二嗯英和呋喃是一类物质的混合体，俗称二嗯英
(Dioxin)，其耐酸碱并且不易挥发，熔点在300℃左右，
分解温度一般在700℃以上。二嗯英易溶于脂肪、油类
物质和非极性的溶剂。据有关资料介绍，在组成二嗯英
的物质中，毒性最强的是2、3、7、8--TCDD(Te—
tra—chlorodibenzo—P—dioxins)，其毒性相当于氰化钾
的1000倍，是目前世界上发现毒性最强的有机合成物
质。城市生活垃圾焚烧是二嗯英的重要产生源，其一般
产生于垃圾焚烧过程和焚烧烟气的冷却过程。在焚烧过
程中，聚氯乙稀、氯代苯等垃圾中的含氯高分子化合物，
在一定的温度、一定的催化剂(如氯化铁和氯化铜)作用
下，与0。、HCI反应，生成二恶英类物质。而当炉温高于
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800℃，且保证烟气一定的停留时间后，99．9％的二嗯英
将被分解，但是在烟气的冷却过程中，在一定温度
(250℃～600℃之间)下，已分解的二嗯英类前体物能与
烟气中的HCI在催化剂作用下重新生成二嗯英类物质。
众多的研究结果表明，二噫英的产生过程具有以下
的特点：存在前体物；反应温度不高(250℃～600℃之
间)；特定物质的催化作用；燃烧过程不完全，有一氧化
碳存在等。
3抑制二嗯英排放的措施
抑制二嗯英的排放从控制其产生条件入手，以垃圾
焚烧为例，充分完全燃烧，降低c0的产生量，可有效地
抑制和降低二嗯英的产生。此外，控制含氯有机物和含
氯成份高的物质进入焚烧炉；在烟气排放过程中引入
“急冷”工艺，即缩短烟气处于250～600℃之间的时间，
避免二次合成；这些措施均有利于抑制二嗯英的排放。
对于水泥窑来说，本身具有高温、高氧氛围、足够长的停
留时间等特点，因此用来处理危险废物具有得天独厚的
条件。
水泥窑窑内物料温度在1400℃以上，气体停留时
间长达20s，完全可以保证有机物的完全燃烧和彻底分
解；此外水泥生产过程为碱性气氛，使得S0。和Cl等成
分在水泥熟料中固定下来，可有效避免二嗯英的产生。
4环评中关注的重点问题
为了对协同处置废物项目实施后可能造成的环境
影响进行分析、预测和评估，提出预防或者减轻不良环
境影响的对策和措施，在二嗯英这一问题上需关注以下
一些重点内容。
4．1污染源源强的确定
污染源源强的确定是环境影响评价中的重中之重。
欧美等国家制定了水泥窑生产特别是共处置废物情况
下向大气排放二嗯英(以I—TEQ计)的标准限值，即
0．1ng／m3。研究表明，大部分新型干法水泥窑二嗯英排
万方数据
广东建材2013年第3期节能环保
放都可以达到该限值口j。目前我国北京等地制定的标准
中也参考了这一数值。
对于二嗯英而言，目前二嗯英源强的确定尚无计算
方法，根据世界可持续发展工商理事会2006年委托
SINTEF公司完成的<<Formation and Release of POPs
in the Cement Industry》报告，报告中对世界水泥生
产、水泥企业处置废弃物、水泥工业处置废弃物过程中
POPs的排放(废气、熟料)进行详细的分析。从70年代
到最近，总共对二嗯英／呋喃做了大约有2200次检测。
二嗯英／呋喃排放数据评估表明：如果采取初步措施，
大多数水泥窑排放浓度低于0．1ngTEQ／m。。发展中国家
的干法预热／预分解窑所得数据表明，二噫英／呋喃排
放水平均低于0．1ngTEQ／m3。水泥窑协同处理可替代燃
料和原料且被处理物在主燃烧区；在窑口或在预分解窑
喂料似乎都不会影响或改变POPs的排放H]。
由于二嗯英是超痕量的有机污染物，因此在监测结
果中受影响的因素较多，预处理与分析测试程序相当复
杂，测量仪器的分辨率及实验中的人为因素也是影响数
据准确与否的关键因素。所以无法根据传统的“物料衡
算”等方法来估算其源强。然而由于水泥窑共处置危险
废物目前在我国并没有大范围开展，多属于科研探索，
为了取得更好的工艺控制参数，往往会进行多次的中试
试验。因此可以考虑在中试实验中，在各种条件下，进行
多组水泥窑尾气中二嗯英浓度的检测。环评中二嗯英的
源强可以综合考虑检测结果保守确定。
4．2 X-艺的可靠性论证
从水泥窑的工艺特点可知，水泥窑具有焚烧温度
高，气体和物料的停留时间长，焚烧彻底等特点，二嗯英
物质可以充分分解。因此避免二嗯英的二次合成便成为
控制污染的关键。现代水泥烧成系统的出口烟气一般要
经过换热器回收余热，用于原料的预热。在换热器内在
极短的时间内降到200℃以下，从而越过了二嗯英的合
成温度点。国内外多年实践表明，降速越快，二嗯英再生
成的就越少。关于烟气的“急冷”的可靠性是否能够得到
保证，是近年来垃圾焚烧项目争论的焦点之一。因此对
于水泥窑换热系统而言，“急冷”的可靠性也需要进行充
分的论证。论证主要应从以下一些方面考虑：中试试验
的监测结果、急冷的技术参数、包括与普通垃圾焚烧炉
的对比以及专家的论证意见等。
4．3环境信息公开
近年来媒体对于“二嗯英”有了广泛的关注，由此造
成的群体性事件也时有发生(尤其是垃圾焚烧项目)，在
进行公证参与的时候，要充分尊重公众的知情权。充分
告知公众拟建项目的排放污染物，以及所采取的环保措
施和效果。
此外，建设单位应建立企业环境信息公开制度，应
当向社会发布年度环境报告书。主要工艺指标及主要污
染物应实施在线监测，并与当地环保部门联网。污染物
排放应每季度采样检测一次。接受社会监督。
4．4社会稳定环境风险评估
由于二嗯英的存在，水泥窑协同处置废物项目属于
“群众敏感、反映强烈，易引发社会稳定环境风险的建设
项目”。因此该类项目必须进行社会稳定环境风险评估。
除根据《建设项目环境风险评价技术导则》等相关要求
外，还应分析建设项目可能带来的社会稳定风险，评估
负面影响，明确人群和社会承受风险的能力。
4．5对于土壤的影响
目前我国土壤中二嗯英本底值浓度较低，有研究表
明在垃圾焚烧炉附近，尽管空气中二噫英浓度含量与其
它监测点差别不大，但对于土壤来说尤其是下风向，土
壤中二嗯英浓度明显高于背景值畸]。
因此，在评价过程中，要求对水泥窑附近尤其是主
导风向下风向的土壤中二嗯英浓度进行测定，留下本底
值。在项目建成后定期监测土壤中乃至植物中二嗯英的
浓度，评估其长期累积影响。
5结语
随着科技进步和社会发展，水泥窑共处置废物将更
多的得到推广，而二嗯英是其中需要关注的重点问题之
一。限于目前的技术水平，对于二嗯英排放长期累积对
人体的影响研究还不是很多，建议环保主管部门对二嗯
英监测的同时，监控受影响人群的健康状况，为今后的
决策提供依据。同时建议水泥窑共处置废物项目在运营
～定时间后开展环境影响评价，确保其污染影响得到有
效控制。●
【参考文献】
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