二噁英是一种具有较强生物毒性的有机化合物,其毒性是氰化物的130倍、砒霜的900倍,被称为“地球上毒性最强的物质”。
具有不可逆的“致畸、致癌、致突变”毒性,被视为“世界上最危险的化学物质之一”。
但是要命的是,二噁英不仅毒性大,而且难降解,因其半衰期是14年~273年。因其一旦渗透到环境之中,就很难自然降解消除,故有着“世纪之毒”之称。
而且,就在我们身边。通过百度可以查到“比利时二噁英中毒事件”、“乌克兰总统尤先科二噁英中毒事件”等,二噁英中毒基本都是通过直接或者间接食用导致中毒的。我国《生活垃圾焚烧污染控制标准》标准是0.1ng TEQ/Nm3,即每立方米烟气中二噁英含量小于100亿分之一克。
根据检测样品的不同,二噁英的检测标准也不同。现有的国家标准有这些:HJ 77.1-2008 水质二噁英类的测定同位素稀释高分辨气相色谱-高分辨质谱法、HJ77.2-2008环境空气和废气二噁英类的测定同位素稀释高分辨气相色谱-高分辨质谱法、HJ 77.3-2008固体废物 二噁英类的测定 同位素稀释高分辨气相色谱-高分辨质谱法、HJ 77.4-2008土壤和沉积物二噁英类的测定同位素稀释高分辨气相色谱-高分辨质谱法,可以检测水、气、固废、土壤等中的二噁英。
二噁英通常指具有相似结构和理化特性的一组多氯取代的平面芳烃类化合物,属氯代含氧三环芳烃类化合物,包括75种多氯代二苯并-对-二噁英(polychlorodibenzo-p-dioxins,PCDDs)和135种多氯代二苯并呋喃(polychloro-dibenzofurans,PCDFS),缩写为PCDD/Fs或dioxin。
研究最为充分的有毒二噁英为2 位、3位、7 位、8 位被氯原子取代的17 种同系物异构体单体(congenor).
其中,2,3,7,8-四氯二苯并-对-二噁英(2,3,7,8-TCDD)是所有已知化合物中毒性最强的二噁英单体(经口LD50仅为0.6μg/kg) ,且还有极强的致癌性( 致大鼠肝癌剂量10pg/g)和极低剂量的环境内分泌干扰作用在内的多种毒性作用。
这类物质既非人为生产、又无任何用途,而是燃烧和各种工业生产的副产物。
由于木材防腐和防止血吸虫使用氯酚类造成的蒸发、焚烧工业的排放、落叶剂的使用、杀虫剂的制备、纸张的漂白和汽车尾气的排放等是环境中二噁英的主要来源。
二恶英含量,其向环境排放的二恶英不容忽视,如2000 年美国燃煤电站锅炉大气二恶英排放量为70.4g I-TEQ/a,20 世纪 90 年代英国燃煤电站灰渣二恶英排放量为 1.60~81g I-TEQ/a(向水体释放的二恶英可忽略不计)。
早在1992年,研究者就对垃圾焚烧过程中的二噁英产生机理进行了探讨,认为其产生路径包括以下3步:
- 垃圾燃烧产生的氯化氢(HCl)和氧气(O2)在金属催化作用下生成氯气(Cl2)
- Cl2与芳环上的氢原子发生取代反应,生成氯代芳烃(关键前驱体为氯代苯酚和氯代甲苯)
- 氯代芳烃在金属二次催化作用下形成多元环(主要为铜催化作用)
看到这里,随之而来的问题就是,二噁英中的氯原子是从哪儿来的呢?
一方面,垃圾中含氯有机物(氯代烃,如塑料的主要成分为聚氯乙烯)在燃烧过程中形成的氯自由基(Cl·)会夺取周围有机物中的氢原子形成HCl;另一方面,垃圾飞灰中的氯盐(如氯化钠,NaCl)在水蒸气、二氧化硅和三氧化二铝存在的条件下,会形成Na-Si-Al混合物,并释放出HCl气体。
PCDD/Fs 经工业源释放后,可迁移扩散到大气、土壤和沉积物等不同环境介质中,人体主要通过膳食摄入、呼吸和皮肤接触等途径暴露. 早在1997年,国际癌症研究机构(International Agency for Research on Cancer, IARC)就将TCDD归为一级致癌物。其致癌机理为二噁英攻击人体内的芳香烃受体(Aryl Hydrocarbon Receptor, AhR),导致基因表达受损,影响细胞复制和凋亡过程。
那么问题来了,如何减少二噁英的产生?
根据热力学计算和实验验证,二噁英在800-950 °C时会发生氧化反应,分解产生无毒的芳烃。反应路径如下:
也就是说,减少二噁英的产生,最简单直接的办法就是提高垃圾焚烧炉的温度,使二噁英完全氧化。也就是题主提到的“保持焚烧炉内温度大于850 °C,并控制烟气在炉内停留2秒以上,即可使二噁英完全分解”。但是不论是垃圾焚烧还是垃圾热解,通常温度区间为400-750 °C[12]。提高反应温度意味着更高的能耗和更高的设备要求,单靠提高反应温度来控制二噁英的生成似乎并不是最优的选择。
除了提高反应温度和控制工艺条件(3T+E技术)外,从化学工程与技术的角度出发,我认为以下几个方面可以做更多努力:
- 更多地使用可降解材料(从源头上减少含氯的塑料制品等)
- 更好地执行垃圾分类(如干湿分离、塑料与金属废渣、建筑垃圾与生活垃圾分离等手段,不仅能够提高垃圾资源化、无害化的工艺效率,还可以很好地预防垃圾处理过程中二噁英的产生)
- 开发能够高效催化二噁英分解的催化剂(在现有工艺条件和社会环境下,短时间内无法杜绝垃圾焚烧过程中二噁英的产生,在工艺直接催化脱除烟气中的二噁英)
论哪种物质最毒,钱任第二的话,那就没什么能称之为第一了。
想象一下,人类的世界不再以财富论价值了,人们不再追逐金钱了,会是什么样的世界?(当然以现在的生产力,还远远达不到不需要金钱参与分配的能力,但可以畅享一下,不需要金钱评价体系的存在状况。)
首先人们不用再像现在这样,为了每日的碎银几两,而奔东向西,攀上御下,生活会变得随心所欲,不那么辛苦,人人安居乐业,尽情追逐梦想。
其次经济决定上层建筑,经济的基石又是金钱,没了金钱,社会阶层也会消失。每个人都是自己的主人,在有序的规则下,和谐相处,友爱团结。
最后世界会少很多罪恶,黄赌毒最起码是没有了,如果不是为了钱,哪个姑娘愿意出去卖身,从娼;如果不是为了钱,哪个愿意铤而走险,以命博财;如果不是为了钱,哪个有赌瘾。什么经济犯罪,贿赂等等都不存在了。
金钱是最毒的物质,但却不是万恶之源,万恶之源除了人心,再无其他。
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