近年來，隨著人們生活水平的不斷提高，生活垃圾的數(shù)量日漸增多。在我國，焚燒法作為一種有效的減容減量的垃圾處理手段，得到了日益廣泛的運用。但垃圾在焚燒過程中會不可避免地產(chǎn)生二次污染，包括對環(huán)境危害極大的劇毒有機污染物二惡英（PCDD/Fs）。自從1977 年Ollie 等人在垃圾焚燒爐飛灰中檢測到了二惡英開始[1]，對于垃圾焚燒爐中二惡英的形成和排放機理的研究在不斷的開展和深入當中。對于垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的有毒有機物二惡英的污染研究在國內(nèi)還在起步階段。本文將簡述二惡英的危害、來源、形成機理，同時比較詳細地比較和綜述了二惡英在城市生活垃圾焚燒爐中燃燒過程之后的防治措施。

      1 PCDD/Fs 的毒性、危害及其來源

      1.1 PCDD/Fs 的毒性及危害

      本文主要討論的是 PCDD/Fs，即多氯二苯并-對-二惡英（ polychlorinated dibenzo-p-dioxins ）和多氯二苯并呋喃（polychlorinated dibenzofurans），結(jié)構(gòu)見圖。

      PCDD/Fs 是一類毒性很強的三環(huán)芳香族有機化合物，由 2 個或1 個氧原子聯(lián)接2 個被氯取代的苯環(huán)組成。PCDD/F 的毒性與氯原子取代的8 個位置有關(guān)， 2，3，7，8 四個共平面取代位置均有氯原子的PCDD/Fs 同系物異構(gòu)體是有毒的。其中毒性最強的是2，3，7，8-四氯代二苯并-對-二惡英，對豚鼠的半數(shù)致死量（LD50）為1μg/kg 體重。

      PCDD/Fs 的化學穩(wěn)定性極強。在環(huán)境中，PCDD/Fs 可通過食物鏈富積。1995 年，美國環(huán)境保護局公布的對 PCDD/Fs 的重新評價結(jié)果中指出，PCDD/Fs 不僅具有致癌性，還具有生殖毒性、內(nèi)分泌毒性和免疫抑制作用，特別是其具有環(huán)境雌激素效應，可能造成男性雌性化。

      1.2 PCDD/Fs 的來源

      Nestrick 和Sheffield 等人的研究說明，森林和灌木起火是自然環(huán)境中PCDD/Fs 的一個重要來源。最近的調(diào)查顯示美國每年森林火災均產(chǎn)生二惡英0.2 kg I-TEQ 左右。

      化工生產(chǎn)過程也可以導致PCDD/Fs 的生成。五氯酚（PCP）及其鈉鹽的生產(chǎn)和使用是我國PCDD/Fs 的主要化學污染源。我國年產(chǎn) PCP 及其鈉鹽（以鈉鹽為主）近萬噸，據(jù)包志成等人的分析結(jié)果，我國工業(yè)五氯酚及其鈉鹽中都含有四至八氯取代的PCDDs 和PCDFs，特別是2,3,7,8-TCDD 和2,3,7,8-TCDF 含量較高。

      城市垃圾、工業(yè)化學廢棄物、汽車燃料油以及家庭用煤和香煙的燃燒都會產(chǎn)生少量的PCDD/Fs。根據(jù)美國環(huán)保署 1994 年完成的評價報告，全美產(chǎn)生的PCDD/Fs 中來自垃圾焚燒的占3.5%，從日本對PCDD/Fs 排放量進行調(diào)查的結(jié)果來看，1990 年的PCDD/Fs 排放量為3940～8450 g(TEQ)，其中由垃圾焚燒排放出來的PCDD/Fs 為3100 ～ 7400 g(TEQ)，占PCDD/Fs 總排放量的80%～90%。2000 年歐洲的PCDD/Fs 排放量中，由生活垃圾焚燒排放出來的約為 412～506 g I-TEQ/y。

      2 PCDD/Fs 在城市生活垃圾焚燒爐（MSWI）中的形成機理

      針對 PCDD/Fs 從MSWI 中形成及排放機理的研究已有 20 多年，然而，對PCDD/Fs 的生成機理并未研究透徹。目前普遍接受的燃燒過程中PCDD/Fs 的排放來源有3 種主要機理：①燃料中本身含有的PCDD/Fs 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 PCDD/Fs 結(jié)構(gòu)相似的環(huán)狀前驅(qū)物（氯代芳香烴），這些前驅(qū)物通過分子的解構(gòu)或重組生成 PCDD/Fs，即所謂的氣相（均相）反應生成；③固體飛灰表面發(fā)生異相催化反應合成 PCDD/Fs，即飛灰中殘?zhí)?、氧、氫、氯等在飛灰表面催化合成中間產(chǎn)物或PCDD/Fs，或氣相中的前驅(qū)物在飛灰表面催化生成二惡英。

      3 PCDD/Fs 在城市生活垃圾焚燒爐（MSWI）中的防治措施

      根據(jù) PCDD/Fs 在垃圾焚燒過程中形成的機理，其防治措施可分為燃燒前、燃燒中、燃燒后三類。為了在燃燒前盡可能降低PCDD/Fs 的生成幾率，需要對原生垃圾進行分類、加工處理，盡可能減少垃圾中含氯有機物和重金屬含量，將原生垃圾制成RDF 成品供垃圾焚燒廠使用。同時，選擇合適的爐膛和爐排結(jié)構(gòu)，改善垃圾焚燒爐內(nèi)燃燒條件，提高垃圾焚燒廠鍋爐的燃燒效率，減少不完全燃燒的前驅(qū)物和未燃盡碳，借此可以降低PCDD/Fs 在燃燒過程中的生成量。本文主要針對已生成的 PCDD/Fs 在燃燒區(qū)域后的排放控制，包括煙氣、飛灰中PCDD/Fs 的脫除措施。

      3.1 從煙氣中脫除PCDD/Fs

      (1) 采用布袋除塵器并結(jié)合活性炭吸附

      由于活性炭具有較大的比表面積，吸附能力很強，可以吸附PCDD/Fs。這種技術(shù)一般是在尾部煙道噴入活性炭，其工藝主要由吸收、解吸部分組成，有3 種形式：攜流式(夾帶式)、移動床和固定床。煙氣進入含有活性炭的移動吸收塔，吸附PCDD/Fs，最后通過布袋除塵器的濾布時被脫除。有關(guān)實驗表明，該種方法對PCDD/Fs 的脫除效率達到95% 以上。浙江大學陸勝勇博士根據(jù)循環(huán)流化床焚燒爐的有關(guān)運行參數(shù)，建立了夾帶床和布袋濾層中的吸附效率模型，認為在循環(huán)流化床焚燒爐中飛灰充當吸附的主要載體，吸附效率與活性炭的特性相關(guān)性不大。

      該方法雖然可以達到較高的 PCDD/Fs 脫除率，但活性炭消耗量大，投資增加。由于PCDD/Fs 分子被強烈吸附在活性炭表面，需要采用新的吸附劑或再生工藝，以實現(xiàn)吸附 ——解吸循環(huán)操作。而且這種技術(shù)只是將煙氣中的PCDD/Fs 轉(zhuǎn)移到了固體殘渣（如飛灰）中，對固體殘渣還需進行處理。