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讨论二恶英的危害前,必须要先弄明白二恶英的含量

2017-01-06 王建军 环卫科技网

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  最近,海南省万宁市垃圾焚烧项目又一次引发“邻避运动”,二噁英仍然是问题焦点。今天就让我们再一次聚焦二噁英。

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  社会上有一部分人针对二恶英经常这么宣扬:“二恶英不仅具有强致癌性,而且具有极强的生殖毒性、免疫毒性和内分泌毒性,是一种比吡霜毒900多倍、比氰化钾毒性还要大1千多倍的化合物……”笔者认为:离开“含量”而片面地谈某种物质的“毒性”,本身就是一种不科学的、不负责任的行为。

  世界上没有绝对意义的“零污染”,例如:人们每天饮用的自来水,尽管经过了地方自来水厂的处理,达到了国家标准,但并不能说明水中就彻底消除了对人体健康有害的“毒性物质”和“放射性物质”至“零”,那么,这些有毒有害物质到底最多允许含有多少“剂量”才是安全的?才能不会导致人类的健康受到损害?这正是国家制定的《标准》中所规定的“限值”,也就是说,一种物质无论它多么有毒,但只要低于这个限值,就被认为是安全的,无健康风险的;反之,如果超过这个“限值”,才有可能造成人的健康风险。例如,国家《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)作为强制性执行标准,规定的一部分毒性物质的限值如下:


  上述哪一种物质对人体的健康来说都可以用“有毒或剧毒”来形容,例如:

  砷:可随食物和水进入体内,能在骨质、肾、肝、脾、肌肉和角化组织中蓄积,对细胞有强烈毒性,导致代谢过程障碍,细胞坏死,有致皮肤癌、支气管癌、鼻腔癌作用。

  氰化物:剧毒,而且中毒非常迅速。可通过水、食物、空气、皮肤吸收、伤口侵入等进入人体,它能使中枢神经系统瘫痪,使呼吸酶及血液中血红蛋白中毒,引起呼吸困难,全身细胞会因缺氧窒息而使机体死亡。

  二恶英:共210种,仅有几种为“剧毒”,其中2,3,7,8-TCDD为“最毒”。二恶英类通过皮肤、呼吸道、消化道等途径进入人体,但通过食物特别是脂类,经消化道进入人体的量要占90%以上。对机体影响大致归纳为三方面:免疫功能降低、生殖和遗传功能改变、恶性肿瘤的易感性等。

  可见,如此“有毒”或“剧毒”的物质,它们却实实在在地存在于我们日常饮用的水中,只不过其含量不要超过国家规定的“限值”,那么人们喝的水就是安全的,正像人们服用阿司匹林一样:一次服用50-60片阿司匹林可致任何人死亡,但没有人认为阿司匹林就是有毒的、不能服用的。

  同样道理,人们赖以呼吸的空气中,各种有毒有害物质成千上万,但国家也一样把一些典型有害的物质通过制定强制性标准的形式确定了各自的“限值”,例如各种工业生产活动,都有各自的执行的排放标准和限值要求,具体到垃圾焚烧发电,国家规定的二恶英排放限值为0.1纳克每标方,这与欧盟标准是一样的,它也跟人们每天喝的自来水一样,只有空气中超过这个限值才有可能引发健康风险,如果低于这个数值,空气就是安全的。

  但空气中含量与水中含量不同的是:物质排入大气中后时刻有一个扩散和稀释作用。我们继续以人们比较关心的二恶英来举例:“0.1纳克每标方”指的是电厂烟筒出口二恶英的最大允许浓度排放限值,这个地方并不是人们的呼吸接触区域,烟气从离开烟筒进入大气中的那一刻起,就一直在被扩散、被稀释,现在我们假设一个最恶劣情况下,一个人能从空气中吸入体内多少二恶英:有一个人站在距离烟筒300米的地面位置,同时假设排放出的二恶英没有在上空飘走(飘的越高越远,扩散和稀释作用会越大),而是通过分子运动均匀地分散在了一个半径为300米的“球形空气范围”内,这个“球形空气范围”的体积为1.13亿立方米(4/3πr3),相当于1立方米的体积至少被稀释了1.13亿倍,相应地,“0.1纳克二恶英”的浓度也稀释了1.13亿倍,变成了0.00000000088纳克(每标方),假设一个人一天呼吸20标方的空气,相当于这个人位于300米处位置时每天通过空气接触的二恶英量为0.0000000176纳克(而且300米处的人越多,这个数值越小)——这个数与一个人每天饮用2KG自来水中的0.06纳克二恶英相比,水中二恶英含量至少是空气中二恶英含量的340万倍!如果300米处有100个人,那么,每个人每天通过自来水接触的二恶英含量是通过空气接触的3.4亿倍!

  垃圾焚烧发电按标准排放时不同距离空气中二恶英含量


  大气中污染物的实际扩散方式

  上述分析是基于“300米圆形球体”的假设。实际上,当电厂按照“0.1纳克/标方”的限值从烟囱中排向大气中时,其扩散方式是如何进行的?这是一门环保方面的专业性学问,进一步的论证可能会超出大多数非专业人士的认知范围,涉及到的理论基础包括:大气污染物扩散模式、衰减浓度、湍流扩散理论、高斯扩散模式、无界空间连续点源扩散模式、高架连续点源扩散模式、特殊气象条件下的扩散模式等等。我们在这里仅引用“高斯扩散模式”的图示如下:

  无界空间连续点源扩散模式计算公式如下:

  作为科普,我们不准备把大家带到如此复杂的“天书”中,但有一点可以向大家做一交待:污染物在大气中实际扩散时,其浓度的衰减速度远远超过上述“300米圆形球体”的假设,例如:“湍流扩散理论”中,大气的无规则运动(包括风速的上下脉动和左右摆动)致使污染物的实际扩散速度比分子扩散快10^5-10^6倍,也就是说:污染物在广阔无边的大气中进行实际扩散时,其到达300米处范围时的实际浓度,会远远小于我们上述“300米圆形球体”所计算出的浓度,也就是说:其实际浓度甚至远远小于“0.00000000088纳克/标方”。

  当然,有人会进一步提问:无论300米处二恶英含量多么小,对于原本的大气环境来讲,它就是一个增加量,这个增加量会不会影响我们的健康呢?

  我们从上表中距离最近的300米处某一个人一天接触到的二恶英进一步分析:这个增加量为“0.0000000176纳克/日(=0.0000176皮克/日,符号为pg,1纳克=1000pg)”:

  我们先以烟民通过吸烟所吸入的二恶英含量与“300米处接触量”作一对比:香烟里面有二恶英。研究人员发现在20多种香烟中,英国香烟含量最高,平均每盒含13.8pg,日本香烟每盒含量为6.1pg,中国香烟每盒含量为1.8pg。

  我们参考最严格的美国国家环保局规定:人体每日摄取二恶英最高允许量以体重计算,每公斤不超过0.01pg(世界卫生组织的最大建议值为4pg/Kg体重)——相当于一个体重65Kg的人每日摄取最大量为0.65pg,那么:

  每天吸一盒日本香烟,二恶英吸入量为2.44pg;

  每天吸一盒中国香烟,吸入量为0.72pg。

  上述吸入量均已超过了美国最严规定0.65pg/日;同时,研究发现:即使是被动吸烟者,在通风不利的情况下,每日吸入量也达到了0.5pg左右。今以吸入量最低的被动吸烟者计算:其每日吸入的0.5pg二恶英量相当于一个距离垃圾焚烧发电厂300米处的人吸入0.0000176皮克/日二恶英量的2.8万倍!(300米处人数越多,这个倍数关系越大,100个人时,就变成了280万倍)。

  小结:污染物达标排放并经实际扩散时,到达300米处的衰减浓度会比“0.00000000088纳克/标方”更小,它对人体的影响甚至远远小于一个人日常的被动吸烟摄入量。

  还有人会继续质疑:300米处“0.00000000088纳克/标方”的增加量会不会影响我们大气环境的本底质量?

  我们进一步分析现代社会中空气中二恶英的常态含量值:世界上规定最严格的美国亚利桑那州的空气中二恶英允许浓度为0.023pg/m3,相当于“300米处0.00000088pg”含量的2.6万倍。那么,我国的空气中二恶英实际含量是多少?

  2008年,中国科学院生态环境研究中心和香港某大学的多位研究者在国际学术杂志《大气环境》(Atmospheric Environment)上发表的一篇论文显示,北京市三个区的二恶英类化合物大气含量为0.018至0.644pg/m3,平均值为0.268pg/m3。

  同年,中国科学院广州地球化学研究所和上海大学的多位研究者在另一国际学术杂志《化学圈》(Chemosphere)上发表了一篇关于上海大气二恶英浓度水平的论文,指出嘉定、闸北、浦东和黄浦四个区的大气二恶英浓度毒性当量值分别为0.4971、0.289、0.1444和0.1432pg/m3,平均值为0.268pg/m3。

  广州的情况同样不容乐观。2007年中国科学院广州地球化学研究所余莉萍的博士论文显示,花都、荔湾、天河、黄埔四个区大气中的二恶英平均浓度分别达到了0.1046、0.4305、0.1637和0.7693pg/m3,平均值为0.367pg/m3。


  小结:即使以“300米球形扩散”条件来考虑,300米处二恶英的贡献率仅为大气环境本底二恶英含量的几十万分之一;若以实际扩散条件考虑,这个贡献率更是小到可以忽略不计。

  从上述的分析不难看出,垃圾焚烧发电过程排放到大气中的二恶英,只要不超过国家规定的0.1纳克标准限值(现代垃圾发电厂的实际排放量能做到0.01纳克,仅为标准限值的十分之一),经过大气扩散作用和稀释作用后,人类通过空气接触到的二恶英含量是近似为零的,是完全可以忽略不计的,其影响甚至远远小于人类的主动吸烟和被动吸烟行为,是对人类健康不产生额外健康风险的。这个结论早已被国外发达国家所证实,如下:

  日本东京市中心建有21座垃圾焚烧厂(来自环卫科技网),瑞士苏黎世、德国法兰克福、德国波恩、瑞典哥德堡、奥地利维也纳等城市垃圾焚烧厂都建在城区。发达国家对生活垃圾焚烧厂环境影响特别是健康影响进行了大量研究,一系列研究表明,现代化生活垃圾焚烧厂对附近居民健康影响是在可以接受的程度范围。例如:

  德国联邦医学协会发表的研究报告表明:现行达标的生活垃圾焚烧厂,住在焚烧厂附近癌症风险可以忽略(来源:http://www.zvaws.de/infos/aerzte.pdf);

  2004年5月,英国通过对生活垃圾焚烧厂对公共健康影响通过流行病研究得出结论:目前生活垃圾焚烧厂对健康的影响可以忽略(来源:http://archive.defra.gov.uk/environment/waste/statistics/health-summary.pdf);

  2006年1月,英国公布的一项研究表明:没有证据表明生活垃圾焚烧厂对健康有影响,如果有影响,也是非常低的,显著低于如被动吸烟、饮食或家里发生的事故对健康的影响(来源:http://www.waste-technology.co.uk/News/H_Effects_energy_fromwaste.pdf)。

  2007年葡萄牙里斯本预防医学研究所研究表明:垃圾焚烧发电厂对居住在附近居民的血液中二噁英含量并没有影响(来源:http://www.sciencedirect.com);

  2009年英国致癌委员会研究表明:居住在垃圾焚烧发电厂附近居民致癌风险非常低,按照现代流行病调查,达到差不多监测不到水平(来源:http://www.advisorybodies.doh.gov.uk);

  2012年9月,西班牙一项研究表明:其东北部城市塔拉戈纳(Tarragona)垃圾焚烧厂对生活在附近的居民不产生额外的健康风险(来源:http://www.wmr.sagepub.com/content)。

  那么,人类在日常生活中真正接触到二恶英的最大领域在哪里?

  二恶英在空气、土壤、水、食物和垃圾中都能发现,而人类实际生活中真正接触二恶英的领域,约有90%来自膳食方面,每天通过食物进入人体的二恶英类大约为0.055-0.295纳克,空气传播的影响要远远小于食物链:

  部分食物中二恶英类的浓度


  (以上数据摘录自国家资深专家、研究员级高工白良成所著《生活垃圾焚烧处理工程技术》,中国建筑工业出版社)

  过去70年来,全球发生的人类二恶英污染事件,没有一项是因为“垃圾焚烧发电”导致的------这也能从事实的角度证明:只要按照国家的标准要求进行焚烧、发电、排放,那么,“生活垃圾焚烧发电”领域,就不会对人类产生额外的健康风险:

  过去70年二恶英事件与烟气排放的关系

  (以下所有的全球性二恶英事件均与垃圾焚烧发电无关)

事件与来源

分析

1959年开始的越南战争期间,美军曾使用一种强力落叶剂(一种含有高浓度二恶英的除草剂)以去除叶片、暴露出躲在丛林中的越共,直到2011年时,仍有不少退伍军人被验出体内积存过量的二恶英。另外发现体内二恶英浓度最高的案例也在越南,其脂肪中TCDD浓度高达144000pg/g,患者症状表现为氯痤疮、抑郁与月经失调、新生儿畸形等。

许多有机氯化学品,如、氯代苯醚类农药、苯氧乙酸类除草剂、五氯酚木材防腐剂、六氯苯和菌螨酚等,在生产过程中有可能形成二恶英。

  中国有1000多种农药,年用量337万吨,分摊到13亿人身上,平均每人2.59公斤,这些农药的不到10%用量发挥了一定的杀虫作用,其余90%进入我们的生态环境,危害着人类的健康。

1968年,日本福冈和长崎地区发生米糠油中毒事件,出现大量“油症”皮肤病患者,后来发现其原因是人们吃了被多氯联苯和二恶英污染的米糠油。11年后在中国台湾再次发生2000人的米糠油中毒事件,原因是在米糠油脱色除味处理中采用日本生产的多氯联苯混合液作为导热剂,因渗漏使米糠油受到多氯联苯污染,在油症患者的组织和血液样品中检出了高浓度的多氯联苯。

属于生产过程的有机氯化学品污染。

1976年,塞贝索的一座化工厂发生爆炸事故,大量二恶英泄漏。导致居民出现氯痤疮皮肤病和猫、鼠、牛等动物死亡。

属于偶然事件导致的二恶英污染。

有学者统计加拿大某年发生森林火灾产生了58.968Kg的二恶英。日本发表的一项调查表明,全世界每年发生森林火灾约20万起。

属于不可控的不完全燃烧过程导致的二恶英污染。

1997年在美国,鸡肉、蛋类和鲶鱼被发现遭受二恶英污染,其原因是动物饲料制造过程中使用了一种被污染成分(,又叫“”)。受污染粘土的行踪一直查到了一个膨润土矿。由于没有证据表明该矿埋有危险废物,调查者认为该例二恶英的来源可能是一个自然过程,也许归因于史前森林大火。

属于不可控的不完全燃烧过程导致的二恶英污染。

1998年3月,德国销售的牛奶中出现高浓度二恶英,追踪其来源,是巴西出口的动物饲料含有柑橘果泥球所致。此项调查导致了欧盟禁止所有巴西柑橘果泥球的进口。

属于饲料加工过程导致的二恶英污染。

1999年,比利时的家禽和蛋类中发现了高含量的二恶英。接着,遭二恶英污染的动物类食品(家禽、蛋、猪肉)相继在其它国家发现。其祸根是遭受非法处置的PCB工业废油污染的动物饲料。

属于饲料加工过程导致的二恶英污染。

2000年英国一次15分钟的烟花庆祝活动,二恶英排放量相当于英国所有垃圾焚烧厂一年产生量的100倍。全球反焚烧联盟也承认,二恶英至今没有“杀死任何人”。

属于不可控的不完全燃烧过程导致的二恶英污染。

二恶英首次被用作下毒工具是用在2004年的乌克兰总统候选人,他于9月开始出现身体不适,至11月被证实中毒,体内被验出含量大量TCDD,浓度为108000pg/g,这也是首宗人体摄取大量二恶英急性中毒的个案。但除了初期的忧郁症状与氯痤疮外,并无其他临床症状。

故意下毒。

2004年发现荷兰牛奶中二恶英含量的增加,追踪到了动物饲料生产中所使用的一种粘土存在问题。在另一起事件中,2006年荷兰动物饲料中被发现二恶英含量增加,后来确认源头是生产饲料过程使用了被污染的脂肪。

属于饲料加工过程导致的二恶英污染。

2007年7月,作为肉类、奶制品、甜点或熟食制品中的一种食品添加剂中被发现含有高剂量的二恶英,其后欧盟委员会给成员国发布了卫生警报。其源头追踪到印度的瓜尔胶,其中含有(PCP),这是一种已经摈弃的。五氯苯酚中所含的二恶英正是污染物。

属于有机氯化物导致的二恶英污染。

爱尔兰年产300万头生猪。2008年,爱尔兰有关机构在例行检查中,发现一家饲料厂发生二恶英污染,警方调查时发现:该厂生产饲料时,烘干机未按规定使用处理面包干和面团等原料,而使用了柴油烘干,其尾气中含有二恶英导致饲料受到污染,此前该厂家已将饲料卖给了48家饲养场,致使生猪和取样中的二恶英成分,达到欧盟二恶英含量安全上限的80至200倍。而此时,受二恶英污染的爱尔兰猪肉已销往25个国家和地区。包括英国、美国、法国、德国、俄罗斯、荷兰、比利时、瑞典、中国广东等(中国从2008年9月1日至当年12月6日的三个月时间内,总共从爱尔兰进口2047吨猪肉产品)。

属于饲料加工过程导致的二恶英污染。

据德国2011年1月10日报道,德国消费者组织“食品观察”对德国石荷州饲料脂肪生产商哈尔勒斯与延奇有限责任公司饲料脂肪送验样品的检查结果显示,饲料中的有害物质“二恶英”来自植物农药。而德国专家也确认了这一点,称在检查样品中发现了用于农药的某种化学品的混合成分,其中样品中二恶英的含量超过了规定标准的164倍。

属于农药中有机氯化物导致的二恶英污染。

2012年4月初,德国北莱茵·威斯特法伦州(Nordrhein-Westfalen)的一家养殖场生产的中再度发现了有毒物质二恶英。4月中旬,德国(Niedersachsen)也出现了类似的有毒鸡蛋,当地两家养殖企业被关闭。据下萨克森州消费者权益保护部称,已经卖出的鸡蛋都已经被召回,不过,不排除已经有部分有毒鸡蛋到了消费者手中。这些鸡蛋中的有毒物质类二恶英(PCB)含量超标。

含有有机氯化物的饲料或农药所致。

2012年8月,德国下萨克森州的一家农场的鸡蛋被检出有毒化学品二恶英含量超标,自4月以来德国已有8家农场发生过类似事件。被疑与散养鸡舍的土壤被建筑材料污染有关。

木材防腐剂中含有有机氯化物。

 结论


  过去的70年,也是国际上生活垃圾焚烧发电技术持续发展的70年,尽管从一开始到现在,其烟气排放中二恶英含量经历了从多到少、标准限值从宽松到严格的过程,但70年以来全球发生的二恶英污染事件没有一项来自于生活垃圾焚烧发电,尤其是现代工艺系统中装备的“3T+E”技术,其烟气排放中二恶英含量已微乎其微,经大气扩散稀释后更是达到了近似为零的状态。所以,一部分人把人类接触二恶英的焦点放在“生活垃圾焚烧发电领域”,本身就是一种无依据的、不科学的、甚至是蛊惑人心的、制造恐慌的做法(日本岛国生活垃圾焚烧发电数量最多,密度最大,但日本人平均寿命全球最长)——在这里,笔者建议:如果真的在担心二恶英对人类健康的危害,不妨从每个人日常的生活习惯中去做起,例如:

  • 抵制露天焚烧秸杆、垃圾、橡胶、塑料、煤炭等行为;

  • 不吃烧烤肉类、鱼类;

  • 不吃农药喷杀过的蔬菜、水果、茶叶等;

  • 不吃含氯饲料喂养的禽类和动物;

  • 抵制土法烘烤槟榔的行为;也不要吃土法熏烤过的槟榔;

  • 减少主动吸烟和被动吸烟量;

  • 造纸生产过程不要用氯漂白工艺;

  • 木材、家具防腐剂不要采用含氯有机化合物;

  • 远离汽车尾气排放、特别是柴油车尾气排放量较大的区域。


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