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北极星垃圾发电网讯:摘要:以一个总生活垃圾处理能力为800吨/日的项目为例，根据该项目生产过程中烟气中二噁英的排放、在大气中的沉积规律和在土壤中的积累规律，分析了土壤环境影响评价预测参数的选择和确定过程，探讨了二噁英沉积对土壤的环境影响。
关键词:二恶英；结算；土壤；环境影响；预测
二恶英是多氯二苯并对二恶英(PCDDs)和多氯二苯并呋喃(PCDFs)的总称。是《斯德哥尔摩公约》首批必须首先控制的持久性有机污染物之一，具有致畸、致癌和致突变作用。结合垃圾焚烧发电项目，探讨生产过程中烟气中二噁英对土壤的环境影响。
1烟气中二噁英去除工艺
二恶英的光化学分解是PCDD和PCDF在环境中转化的主要途径。该产品是一种低氯化度的同系物。然而，毒性更大的TCDD的光化学分解条件很苛刻。除了紫外光，一般还存在质子施主和导光层，这在自然界是很难实现的。但近年来发现，纳米二氧化钛可以有效控制有机污染。日本名古屋工业技术研究所开发了一种使用纳米二氧化钛作为光催化剂的净化装置。这种装置将10L涂有TiO2的硅胶装入一个长约1m的圆筒中，放在焚烧炉废气经过的地方。在290W紫外光的照射下，这个装置据说可以去除废气中99%的二噁英和55%的氮氧化物。
二噁英的催化过滤技术:这项技术是由美国戈尔公司在1998年开发的Remedia工艺实现的。该技术主要通过催化滤袋解决垃圾焚烧二恶英控制问题，成为一项新技术。Re技术实际上是“表面过滤”技术和“催化过滤”技术的复合技术。该工艺由膨体聚四氟乙烯薄膜和催化基底组成。底部为针刺结构，纤维由膨体聚四氟乙烯复合催化剂组成。这种涂层催化材料可以在低温(180~260℃)下通过催化反应破坏PCDD/F，同时二噁英在催化介质表面分解为CO2、H2O和HCl。该技术实现了气态二恶英污染物的破坏和分解，而不是转移，使尾气完全达到欧洲标准。适用于干法除酸过程中二恶英污染的控制。
二噁英的紫外/臭氧分解技术:臭氧直接氧化法是利用臭氧的强氧化性，直接氧化分解有机污染物的一种处理有机污染物的重要方法。但是这种方法不能直接应用于气态二噁英的处理，因为二噁英的性质和稳定性只导致高温下的氧化反应，臭氧在这个温度下是不可能稳定存在的。但如果二噁英溶于水，臭氧可以通过催化分解成OH自由基，大大提高了二噁英的分解效率。2002年，日本黑泽纺织公司开发的紫外线/臭氧分解技术就应用了这一原理。在该技术中，溶解在水中的臭氧受到紫外线照射，使其分解产生OH自由基，氧化分解水中的二恶英。这项技术的最终目标是分解水中99.9%的二恶英。目前该技术还不能用于直接分解烟气中的气态二噁英，但可以用于处理垃圾焚烧飞灰渗滤液中的二噁英。
二恶英的活性炭吸附技术:活性炭吸附去除烟气中的二恶英是目前世界上应用最广泛的垃圾焚烧烟气净化技术。该技术的主要操作是将活性炭粉末喷入烟气中，吸收烟气中的二恶英。该方法不仅可以吸附二恶英气体，还可以吸附其他有害气体，具有投资少、效率高、使用方便、技术门槛低等优点，因此受到垃圾焚烧企业的广泛欢迎。但是，它的缺点也非常明显。一是运行成本高，需要消耗大量高价活性炭粉，无形中增加了运行成本；其次，与其他可以破坏二恶英的处理方法相比，活性炭吸附只是实现了二恶英的转移，降低了其危害性，并没有完全解决问题。目前流行的处理方法是将使用过的活性炭粉末用沥青或水泥固化，直接用作路基或建筑材料，或者直接安全掩埋，防止其吸收的二恶英污染环境。
2项目概述
项目总生活垃圾处理能力为800吨/日(两台400吨/日炉排焚烧炉)，年垃圾处理能力为29.2万吨/年，两台7.5MW凝汽式汽轮发电机组，发电量为15MW，年发电量为9509.7万kWh/a，项目熔炼炉炉膛温度达到1100℃以上，可分解大部分一次二恶英。冶炼烟气出炉后被蓄热器快速冷却至200℃以下，有效避免了炉外二恶英的再生；本项目烟气终端处理系统采用“旋风除尘器+脉冲袋式除尘器+活性炭吸附床”组合系统，烟气中二噁英的设计净化效率为80%。
3环境影响预测
3.1预测模式的确定
一种物质在单位土体中的增量可以用公式(1)计算:δ s = n (is-ls-RS)/(ρ b× a× d) (1):
δS——单位质量表层土壤中物质的增量，g/kg；
IS——在预测评价范围内，某一物质在单位年内在表层土壤中的输入量，g；
LS——在预测的评价范围内，单位年内表层土壤中某种物质通过淋溶排出的量，g；RS——在预测的评价范围内，单位年内通过径流从表层土壤中排出的物质的量，g；b——表层土壤的容重，kg/m3；
A——预测评价范围，m2；
D——表土深度，m；N——最后一年，a。
单位质量土壤中物质的预测值可通过公式(2)计算:
S = *** δ s (2)其中:
Sb——单位质量土壤中物质的现值，g/kg；
S——单位质量土壤中某一物质的预测值，g/kg。
上述预测方法适用于以非点源形式进入土壤环境的某种物质的影响预测。本项目主要是烟气中二噁英的大气沉降污染，这种预测方法更符合本项目可能出现的土壤污染路径分析结果。
3.2预测参数的确定
3.2.1输入量的确定是
本项目的输入量IS实际上是烟气二噁英在评价范围内土壤中的沉积量，因此二噁英的输入量可以取烟气排放量的80%，即IS=0.077g
3.2.2输出LS和Rs的确定
根据土壤评价指南的要求，如果涉及大气沉降的影响，可以不考虑输出。考虑到环评预测对数据可获得性、实际可操作性和保守性的要求，本项目可不考虑土壤中二噁英的产量，即LS=0g和RS=0g。
3.2.3土壤容重ρb的测定
土壤容重是指自然屏障状态下单位体积土壤(包括土壤颗粒和孔隙)的质量。通常，可以通过实际采样来检测活动数据。项目区周围土壤的容重为1.1千克/立方米。
3.2.4预测评价范围的确定
二恶英的传输、扩散和沉降主要与地形和气象条件的复杂性有关。本项目评价等级为一级，属于污染影响型。综合考虑后，预测评价范围为项目周围半径为1km的圆，即a =万m2。
3.2.5表层土壤深度D的确定
一般来说，大气中二噁英类污染物进入土壤后，由于土壤的固定作用，浅层土壤中二噁英的毒性当量浓度明显高于深层土壤，很难在短时间内从表层土壤迁移到下层土壤中。根据指南，表土深度一般为d = 0.2m..
3.2.6持续时间N年的选择
污染物的持续年限主要与企业项目运营生产的持续时间有关。为了更直观地反映污染物对土壤的累积影响，可以间隔选取几个持续的年份。这里主要考虑项目投产后1、5、10、30年二噁英污染对土壤的影响。
3.2.7污染物状态值Sb的获取
污染物现状值主要通过实际调查和监测的方法获得。根据现状调查，本项目周围土壤中二恶英的浓度为Sb=3.57×10-6g/kg。
3.3预测结果
根据上述预测模型和确定的预测参数，可以得到项目投产后1年、5年、10年和30年评价范围内土壤中二噁英的预测结果。正常情况下，项目投产1年、5年、10年、30年后，周围土壤中二噁英累积量较小，均不超过《土壤环境质量建设用地土壤污染风险控制标准(试行)》(GB 36600-GB 3600)以上预测结果表明，在垃圾焚烧发电企业采取污染防治措施的前提下，项目的建设和投产对周围土壤环境的影响有限。
4结论[/s2/]
综上所述，土壤指南推荐的预测模型对垃圾焚烧发电项目烟气中二噁英沉积的研究具有指导意义。但如果需要准确的预测和评价结果，就需要对垃圾焚烧发电项目中二恶英的沉积分布、迁移转化进行深入研究，更加合理、科学地确定输入、输出、评价范围等预测参数。
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