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嘉峪檢測(cè)網(wǎng) 2016-10-26 14:44
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從20世紀(jì)40年代開始在歐美國(guó)家相繼發(fā)生的一系列三氯酚生產(chǎn)裝置爆炸事故60年代的美軍橙劑戰(zhàn)事件、60-70年代在日本和我國(guó)臺(tái)灣省相繼發(fā)生的油癥事件,到世紀(jì)之交在比利時(shí)、德國(guó)、意大利等國(guó)發(fā)生的一系列食品污染事件,二噁英類的幽靈幾乎貫穿了過(guò)去的半個(gè)世紀(jì)。在長(zhǎng)期的實(shí)踐中,人類對(duì)于二噁英類的來(lái)源、生成機(jī)制、危害效應(yīng)、致毒機(jī)理等形成了較為清楚的認(rèn)識(shí),同時(shí)在二噁英類防控方面積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。
二噁英類被稱為“世紀(jì)之毒”,對(duì)包括人在內(nèi)的生物體可能造成的危害已被大量的職業(yè)衛(wèi)生研究、流行病學(xué)調(diào)查和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。國(guó)際癌癥研究所(IARC)將二噁英類中的代表性同類物 2,3,7,8-TCDD(即 2,3,7,8- 四氯二苯并 - 對(duì) -二噁英)列為“已知人類致癌物”。世界衛(wèi)生組織(WHO)給出的二噁英類每日容許攝入量(TDI)僅為1-4 pgTEQ/kg-bw。而另一方面,聯(lián)合國(guó)環(huán)境署(UNEP)所匯編的《二噁英類識(shí)別與定量工具包》中列出了十大類近百種形形色色的二噁英類產(chǎn)生和排放源,涉及生產(chǎn)生活的方方面面。作為防控目標(biāo)的極低的安全閾值、作為防控對(duì)象的龐大的源數(shù)量之間形成了強(qiáng)烈的反差,尤其是對(duì)于中國(guó)這樣近年來(lái)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展、公眾環(huán)境意識(shí)日益增強(qiáng)的發(fā)展中大國(guó),要實(shí)現(xiàn)二噁英類的有效防控?zé)o疑面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
二噁英類防控的基本策略
現(xiàn)有的研究表明,人體所攝入的二噁英類有 95% 以上來(lái)源于食品,尤其是肉制品和乳制品、魚類和貝類等動(dòng)物性食品。因此,二噁英類防控首先是要確保食品的安全性,這是控制 TDI 的關(guān)鍵所在。由于這些食品中的二噁英來(lái)源于動(dòng)物通過(guò)飼料和周邊環(huán)境的攝入,因此也必須確保飼料和環(huán)境介質(zhì)未受二噁英污染。

圖1 人體攝入二噁英類的途徑示意圖
在上述直接防控的同時(shí),需要清楚地認(rèn)識(shí)到二噁英類從根本上來(lái)自于源排放,因此預(yù)防或減少人類接觸二噁英,最好的措施就是瞄準(zhǔn)源頭,也就是說(shuō),嚴(yán)格控制工業(yè)過(guò)程,以盡可能減少二噁英的生成和排放。國(guó)際食品法典委員會(huì)于2001年通過(guò)了《瞄準(zhǔn)源頭降低食品中化學(xué)品污染的措施的操作規(guī)程》(CAC/RCP 49-2001)。 之 后, 在2006年通過(guò)了《預(yù)防和降低食品和飼料中二噁英和類二噁英多氯聯(lián)苯污染的操作規(guī)程》(CAC/RCP 62-2006)。

圖2 二噁英類防控重點(diǎn)示意圖
二噁英類源的綜合防治策略
源減排對(duì)二噁英類污染能起到釜底抽薪的作用,是二噁英類防控的根本措施。與發(fā)展中國(guó)家不同,歐美日等發(fā)達(dá)國(guó)家多在上世紀(jì)90年代就著手開展了扎實(shí)有效的二噁英類源減排工作,主要問(wèn)題目前已基本解決。在此過(guò)程中,針對(duì)重點(diǎn)源開展“綜合污染防治”(IPPC)以協(xié)同削減多種污染物已成為共識(shí)。
以歐盟為例,二噁英減排的技術(shù)措施主要體現(xiàn)在各相關(guān)行業(yè)的最佳可行技術(shù)參考文件(BREF)中,明確規(guī)定工業(yè)設(shè)施在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)可行的條件下,必須使用最佳可行技術(shù)(BAT),這是制定許可證條件包括排放限值時(shí)的基礎(chǔ)。與之相適應(yīng),一些大公司所推出的技術(shù)解決方案體現(xiàn)出了以多種污染物協(xié)同減排為目標(biāo)的特點(diǎn),例如西門子奧鋼聯(lián)針對(duì)鋼鐵行業(yè)鐵礦石燒結(jié)過(guò)程開發(fā)的MEROS(即Maximized Emission ReductionOf Sintering,燒結(jié)最大減排)工藝,能夠?qū)Y(jié)廢氣中的顆粒物、酸性氣體、有害金屬、揮發(fā)性有機(jī)物、以及二噁英類的含量降低到傳統(tǒng)廢氣處理技術(shù)更低的排放水平,以合理的投資和運(yùn)行成本滿足環(huán)保法規(guī)對(duì)各種污染物排放的要求。應(yīng)用 MEROS工藝可將燒結(jié)廢氣的粉塵排放量降低99% 以上至低于5mg/Nm3,汞和鉛的排放分別減少97%和99%,二噁英類(PCDD/F) 去除97%, 可冷凝的易揮發(fā)有機(jī)物(VOCs),SO2的排放也可大幅度降低(如圖3所示)。

圖3 采用 MEROS 對(duì)燒結(jié)廢氣的污染物去除效果
《關(guān)于持久性有機(jī)污染物的斯德哥爾摩公約》秘書處組織專家組編制的《二噁英類減排最佳可行技術(shù) / 最佳環(huán)境實(shí)踐指南》較多地采用了歐盟BREF 文件的內(nèi)容,將污染綜合防治作為指南的一個(gè)重要指導(dǎo)思想。
伴隨著環(huán)境保護(hù)工作的不斷深入,作為防控對(duì)象的污染物也不斷增多,例如 2013 年國(guó)際社會(huì)簽署的《關(guān)于汞的水俁公約》,其中針對(duì)的排放源相當(dāng)數(shù)量也是二噁英類產(chǎn)生源,因此貫徹 IPPC 思想開展協(xié)同減排尤為必要。近年來(lái),溴代二噁英類、多氯萘等副產(chǎn)物類持久性有機(jī)污染物的相關(guān)研究逐漸深入,未來(lái)這些物質(zhì)也可能被納入法規(guī)管控范圍,因此尋求多種污染物協(xié)同減排的技術(shù)方案是大勢(shì)所趨。
二噁英類的監(jiān)測(cè)保障策略
無(wú)論是從食品安全角度還是源減排角度,要實(shí)現(xiàn)防控目標(biāo),都需要及時(shí)準(zhǔn)確地掌握二噁英類產(chǎn)生源的排放情況、食品和飼料(Food &Feed)中的殘留量、環(huán)境介質(zhì)中的污染水平,這些都離不開對(duì)二噁英類的有效監(jiān)測(cè)分析。
以日本為例,1997年時(shí)其全國(guó)的二噁英類排放量曾高達(dá)7.9kgTEQ。 為此,日本于1999年頒布了《二噁英對(duì)策推進(jìn)基本指南》和《二噁英類對(duì)策特別措施法》,制訂了一系列污染源排放標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),并明確了對(duì)排放源和環(huán)境介質(zhì)的二噁英定期監(jiān)測(cè)評(píng)估機(jī)制,相關(guān)企業(yè)及地方政府必須定期申報(bào)相關(guān)的數(shù)據(jù)。剛性的監(jiān)測(cè)需求使日本從事二噁英分析的實(shí)驗(yàn)室數(shù)量不斷上升,一度曾超過(guò)300家,按照標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)所必須的高分辨質(zhì)譜(HRMS)的數(shù)量也不斷攀升(如圖4所示)。

圖4 日本高分辨質(zhì)譜的保有量的歷年變化
日本對(duì)全國(guó)二噁英監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)實(shí)行嚴(yán)格的精度管理控制。環(huán)境省和厚生省等先后頒布了一系列二噁英標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測(cè)分析方法,涵蓋了大氣、土壤、水體、底泥、煙道氣、飛灰、水生生物等各種介質(zhì)。2000年11月制定了《二噁英環(huán)境測(cè)定精度指南》,對(duì)實(shí)驗(yàn)室開展采樣、前處理、測(cè)定以及結(jié)果報(bào)告等方面做了嚴(yán)格的規(guī)定;2001年3月,制定了《在接受外界委托測(cè)定二噁英的時(shí)候確??尚判缘闹改稀罚?guī)定了實(shí)驗(yàn)室委托外部機(jī)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)的精度保證措施。同時(shí)環(huán)境省對(duì)全國(guó)的監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)還進(jìn)行定期的資格認(rèn)證。實(shí)踐證明,通過(guò)上述努力所建立的標(biāo)準(zhǔn)化、高精度的二噁英監(jiān)測(cè)系統(tǒng),為推動(dòng)二噁英類源減排和保障食品安全發(fā)揮了重要的保障作用,取得了較好的效果,如圖5所示。

圖5 日本二噁英類排放總量、居民每日攝入量(TDI)的歷年變化
結(jié)論與展望
1、二噁英類是非常特殊的一類污染物,通常情況下都是在納克乃至更低的污染水平上,但是自上世紀(jì)90年代以來(lái)全球范圍不遺余力地投入巨大的人力物力對(duì)其開展全方位防控。這樣的歷程實(shí)際上正是人類不斷追求更為安全生存環(huán)境可以達(dá)到極致的真實(shí)寫照。
2、國(guó)際上開展的大量科學(xué)研究和防控實(shí)踐證明,二噁英類須防須控同時(shí)也是可防可控的。完善的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)、科學(xué)充分的監(jiān)測(cè)、強(qiáng)有力的執(zhí)法是二噁英類防控的關(guān)鍵所在。
3、遵循綜合污染防治思想,采用 BAT/BEP 措施推動(dòng)二噁英類與其它污染物的協(xié)同削減,是源減排的必然趨勢(shì)。二噁英類減排在實(shí)踐中可以作為污染防治的重要抓手,對(duì)于其它污染物的減排可以起到綱舉目張的作用。從經(jīng)濟(jì)的角度來(lái)看,綜合防治協(xié)同削減的解決方案一定會(huì)比分散的、孤立的、一次次針對(duì)單個(gè)污染物的方案在投資和運(yùn)行成本上更具優(yōu)勢(shì)。
4、目前被垃圾焚燒爐煙氣處理中廣泛使用的活性炭吸附技術(shù),其去除二噁英類時(shí)實(shí)際上并未實(shí)現(xiàn)污染物的破壞,而僅僅實(shí)現(xiàn)了相的轉(zhuǎn)移,治標(biāo)不治本。固化穩(wěn)定化僅對(duì)飛灰中的重金屬有效,而對(duì)其中的二噁英類并不奏效,因此研發(fā)能夠徹底銷毀煙氣中二噁英類及共存的其它副產(chǎn)物類持久性有機(jī)污染物的新技術(shù)具有重要意義,例如選擇催化分解技術(shù)。
5、生物測(cè)試方法或低分辨質(zhì)譜方法等二噁英類簡(jiǎn)易方法具有設(shè)備和運(yùn)行費(fèi)用較低、測(cè)試速度較快的優(yōu)點(diǎn),可以作為昂貴的高分辨氣相色譜質(zhì)譜分析之前的預(yù)篩選手段,節(jié)約時(shí)間和成本,對(duì)于在樣品條件變化較小的特定場(chǎng)合甚至可以代替高分辨方法達(dá)到定量目的。我國(guó)目前高分辨質(zhì)譜儀的保有量還較少,而二噁英類源數(shù)量眾多(僅17類重點(diǎn)源的數(shù)目就達(dá)15000多個(gè)),同時(shí)食品和飼料安全保障也存在大量的檢測(cè)需求,因此這一方面同樣值得關(guān)注。

圖 6 二噁英類防控要點(diǎn)示意圖
黃俊 清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院副教授,從事二噁英等持久性有機(jī)污染物的排放與污染特征、降解與物化處理、替代和控制策略研究,近五年發(fā)表 SCI 論文 40 余篇,授權(quán)發(fā)明專利 7 項(xiàng)(其中國(guó)際專利 1 項(xiàng)),參與研究制訂《中國(guó)二噁英減排戰(zhàn)略與行動(dòng)計(jì)劃》、《關(guān)于加強(qiáng)二噁英污染防治的指導(dǎo)意見》,作為第 2 完成人獲 2013 年教育部自然科學(xué)一等獎(jiǎng)。是中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)持久性有機(jī)污染物專業(yè)委員會(huì)委員、國(guó)際刊物 Chemosphere 的副編輯(Associate Editor)。

來(lái)源:黃俊