垃圾焚烧排放主要污染物分析

1.二氧化硫（SO2）

SO2是一种刺激性气体，属中等毒性物质，它对人体健康的影响主要是刺激眼和鼻腔等粘膜，它与水结合成亚硫酸，具有腐蚀性。由于SO2易溶于水，吸入后易被鼻腔和上呼吸道粘膜吸收，而不易进入肺部。但如果空气中含有各种颗粒物，则SO2可以吸附于颗粒物表面而深入呼吸道内部。SO2被上呼吸道吸收后，约有40%～90%进入血液分布全身，在气管、肺、肺门淋巴结和食道中含量最高，其次为肝、肾、脾等器官。进入血液的SO2，经过代谢，最后以硫酸盐形式随尿排出。不同浓度SO2对人体健康的影响见表4-1。生活垃圾焚烧中产生的SO2来源于垃圾中含硫物质的氧化。

表4-1　不同浓度SO2对人体健康的影响［19］

动物实验还证明，大气中SO2可加强苯并芘的致癌作用。

2.氮氧化物（NOx）

氮氧化物通常指一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2），NO是一种无色、无味的气体，在空气中能与氧（O2）或臭氧（O3）反应生成二氧化氮。NO2是红棕色的气体，有刺激性，NO2在阳光作用下能形成NO和O3。

NO本身无刺激性，但它能作用于动物的中枢神经系统，NO在高浓度下（如3057mg/m3）几分钟即可引起动物麻痹和惊厥，甚至死亡。它还能和血红蛋白结合，形成亚硝基血红蛋白，使血液中高铁血红蛋白含量增加，导致红细胞携带氧的能力下降。

NO2是刺激性气体，毒性为NO的4～5倍。在空气中浓度为1～3ppm时，人即可嗅出，当浓度达到5ppm时可使呼吸道阻力增加，肺顺应性下降；13ppm时鼻和上呼吸道产生明显的刺激作用；100～150ppm暴露30～60min，可发生喉头水肿，出现呼吸困难、紫绀、昏迷等症状，甚至可能导致死亡。不同浓度的NO2对人健康的急性影响见表4-2。生活垃圾焚烧产生的氮氧化物（NOx）主要来源于含氮化合物的分解，如果是层燃方式焚烧垃圾，还可能有微量空气中的N2氧化生成。

表4-2　不同浓度的NO2对人健康的急性影响［19］

3.一氧化碳（CO）

一氧化碳（CO）是一种无色、无臭、无味、无刺激性的有毒气体，比空气略重。吸入的CO通过肺泡进入血液，与血红蛋白结合生成碳氧血红蛋白（COHb）。CO与血红蛋白结合力比氧与血红蛋白的结合力大200～300倍，而碳氧血红蛋白的离解速度仅为氧合血红蛋白的1/3600，所以CO可降低红细胞的携氧能力。碳氧血红蛋白还有抑制、减缓氧合血红蛋白离解释放氧的作用。

CO中毒的程度主要取决于血液中COHb的饱和浓度，COHb饱和度达7%时，发生轻度头昏；12%时，发生中度头昏与眩晕，25%时，严重头痛；45%～60%时，发生恶心、呕吐与昏迷；90%时死亡。

生活垃圾焚烧时产生的CO主要来源于不完全燃烧。

4.氯化氢（HCl）

HCl是无色有刺激性气味的发烟性气体，极易溶于水，其水溶液称为盐酸。它的毒性很强，空气中容许浓度为5ppm，即使少量也会刺激眼睛、皮肤和粘膜。表4-3列举了HCl对人体健康的影响。干燥的HCl性质不活泼，对金属没有腐蚀作用，但在潮湿状态下腐蚀作用则很强。垃圾焚烧产生的HCl主要来源于含氯塑料（如PVC）和无机氯盐（如NaCl）在一定条件下的转化。

表4-3　空气中HCl浓度对人体健康的影响［19］

5.烟尘

烟是指燃烧不完全的直径小于1μm的碳粒，尘是指直径大于1μm的碳粒、工业粉尘和自然灰尘。粒径大于10μm时，因其自身重力作用可降落到地面者称为降尘，颗粒粒径小于等于10μm者称飘尘，能长时间浮游在空中，又称为可吸入颗粒物。不同粒径的可吸入颗粒物滞留在呼吸道的部位不同。大于5μm的多滞留在上部气道，小于5μm的多滞留在细支气管和肺泡。颗粒物越小，进入的部位越深。1μm以下的在肺泡内沉积率最高，但小于0.4μm的颗粒能进入肺泡随呼吸气体排出体外，故沉积较少。垃圾焚烧产生的可吸入颗粒物成分较复杂，除含有碳、二氧化硅、石棉外，还含有许多重金属，如铅、汞、铬、镍、镉、铁、铍等，并具有很强的吸附性，常吸附一些有害气体和致癌性碳氢化合物，是多种有害物质的载体，对人体危害较大。因此，垃圾焚烧炉的除尘要求较高，其粉尘排放指标是各种炉窑中最为严格的。

6.铅(https://www.xing528.com)

单质铅是一种银灰色质软的重金属，在空气中易氧化。铅不是人体必需元素，但正常人体内含极少量的铅。环境中的铅可经消化道、呼吸道进入人体。经口摄入的铅通常仅有5%～10%被吸收，其余的随粪便排出。进入肺部的铅，约有70%～75%仍随呼气排出，每日排出量约为0.02～0.08mg。汗液、头发、乳汁、唾液等也是排铅的途径。吸收进入血液的铅，形成可溶性磷酸氢盐及蛋白质结合物，被运送至肝、肾、脾、肺、脑中。血铅浓度对人健康的有害作用见表4-4。垃圾焚烧时，由于铅的熔点低，垃圾中的铅燃烧后聚集在烟气中，烟气中的微小烟尘颗粒是铅的载体，大约50%的吸附在粒度小于1μm的颗粒上，大约88%以上的铅吸附在粒度小于2μm的颗粒上［22］。

表4-4　血液中铅浓度和对人健康的有害作用［19］

7.镉

单质镉是银白色金属，略带淡蓝光泽。大气中含镉烟尘经自然沉降和雨水冲淋降落到地表，可在土壤中逐步积累。含镉废水是重金属废水中毒性最大的一种。人体中镉主要贮存于肾、肝，贮存量约为体内总镉量的50%，其次为脾、胰腺、甲状腺、肾上腺和睾丸。一般成年人体内存有镉540mg。人体中镉的排出速度很慢，在体内存留时间长，生物半衰期为10年以上。吸收后主要经尿排出，少量随唾液、乳汁排出。长期过量吸收镉主要损害肾小管和干扰肾脏近端肾小管对蛋白质的重吸收作用，引起蛋白尿、糖尿、氨基酸尿，并导致尿钙及尿磷增加。国际癌症研究中心认为，镉是人类的致癌物，可引起肺癌、前列腺癌及肾癌。镉燃烧后形成氧化镉，氧化镉又在900～1000°C时分解。镉可慢慢溶解于酸中，但不溶于碱，它的盐往往成为溶解液状，同锌一样形成络合物。垃圾焚烧产生的飞灰中镉含量较高，约占含镉总量的60%［22］。

8.汞

单质汞是银白色液态金属，常温下即可蒸发，污染大气。汞中毒的危害是严重的，不过由环境汞污染引起的急性无机汞中毒则很少见，无机汞对人体损伤的部位，以肝脏和肾脏为主。无机汞的慢性中毒则常由于长期少量的职业接触而引起，其典型的临床特征为易兴奋、震颤、口腔-牙龈炎。生活垃圾中的汞主要来自烧碱生产工艺的残渣、日光灯管和塑料纸的颜料。来自灰尘、汞电池和破损的温度计的汞废料也是常见的。

汞对人体的危害与人体对它的吸收、积累状况关系密切。金属汞经过消化道时几乎不被吸收，可溶性无机汞吸收率约为5%～10%；烷基汞在消化道极易被吸收，其中甲基汞吸收率接近100%；苯基汞化合物吸收率约为40%左右，无机汞在人体内主要聚集于肾脏，其次是肝脏和脾脏；而甲基汞除能聚集于肾脏和肝脏外，还可聚集于脑内。无机汞主要从肾脏排出，而甲基汞则主要从肠道排出。甲基汞从体内排出比无机汞要缓慢得多。所以甲基汞比无机汞的聚集性更大。甲基汞在人体内的生物半衰期平均为70～74天，在脑内的半衰期为240天左右。

9.铬

单质铬是一种银白色有光泽、坚硬而耐腐蚀的金属。铬污染大气、食物、饮水，通过呼吸道、皮肤和粘膜侵入人体，在体内主要蓄积在肝、肾、分泌腺中。通过呼吸道吸收，易蓄积于肺中。其排泄途径主要是随尿及粪便排出，也可从乳汁中排出。

在铬化合物中六价铬毒性最强，三价铬次之，二价铬和铬本身毒性很小或无毒。六价铬在体内可以影响氧化、还原和水解过程，在体内与核酸核蛋白结合。六价铬还可以促使维生素C氧化，使血红蛋白变为高铁血红蛋白，致使红细胞携带氧的功能发生障碍。

铬经皮肤接触可引起接触性皮炎、湿疹、溃疡、“铬疮”。经呼吸道进入体内，可引起鼻炎、鼻中隔穿孔、咽炎、支气管炎、哮喘、肺气肿等。经消化道进入体内引起口腔炎、胃肠道的烧伤、肝肾损害和继发性贫血等。

10.砷

砷在自然界中分布很广泛，多以重金属的砷化合物和硫砷化物的形式存在于镉矿石中。五价和三价砷在体内可相互转化，如摄入的五价砷，可还原成三价砷。三价砷的毒性大于五价砷，元素砷的毒性很低，而砷的氧化物绝大部分毒性很高。例如三氧化二砷（又名砒霜）就是一种剧毒物质，人经口致死剂量为100～300mg，急性中毒剂量为10～50mg。国际癌症研究中心认为，砷是人类的致癌物。尽管砷不属于金属，但其毒性和理化性质，与上述重金属较为接近，故一般也把砷列入控制的重金属范围内。

11.二恶英类（PCDD/Fs）

PCDD/Fs是最近引起人们强烈关注的一类有害物质，是多氯代二苯并二恶英PCDD和多氯代二苯并呋喃PCDF的合称，统称为二恶英类物质。在PCDD/Fs的210种同素异形体中，2，3，7，8-PCDD是毒性最强的一种，通过动物实验将2，3，7，8-PCDD与其它二恶英类的毒性进行比较，在Guinea猪和老鼠身上的实验结果见表4-5。

表4-5　PCDD/Fs毒性（LD 50/30μg/kg）［13］

注LD50/30，半数致死量，表示30日后50%动物的致死剂量，单位μg药剂/kg动物体重，该值越小表示毒性越高。

表4-5显示，2，3，7，8-TCDD毒性最高，100个Guinea猪，吸收2μg/kg体重的剂量后，30天后只有50只存活。

以上简要介绍了生活垃圾焚烧可能排放的污染物的危害，为了控制污染、避免对人们健康的危害，需要不断寻找处理这些污染物的方法。