环境中二恶英的浓度水平及其控制技术

通过分析二恶英形成物源和环境中的存在形式，归纳其对环境的污染途径主要为3种:
(1)动物产品作为食物发生污染，是二恶英在生物链中传递的主要途径。
(2)工业油脂污染，主要利用动物脂肪、肉骨等提炼加工生产工业油脂或与植物油混合生产出工业油脂，进而加工饲料。在这些工艺流程中，可能合成出二恶英，残留量也较高。
(3)环境污染，二恶英在生产过程的中间环节都有可能产生，通过工业废水、废气污染土壤、水和空气，然后通过食物链进入动物体内，主要蓄积在脂肪、肝脏、脾和肌肉等。
二恶英对人体的污染主要通过食物链，作为食物链的最顶端，人体的污染是相当严重的，人体脂肪组织、血液和母乳常常受到二恶英类化合物的污染。另一个污染途径是通过母婴传递，胎儿通过胎盘从母体获得，而婴儿通过母乳受到污染。在美国，一个婴儿每天的获取量是成人平均水平的近20倍，所以婴儿在第1年中将得到一生总量的10%[16]。二恶英代谢比较慢不易排出体外，当人类和其他动物食用被污染的食品后，形成二次污染，当长期食用被二恶英污染的食品，便造成危害。
1.3二恶英对人体的危害
20世纪50年代，人类首次发现从事杀虫剂生产的工人出现了一系列的健康问题，从而发现了二噁英类化合物的危害[17]。二恶英类化合物作为持久性有机物，具有长期残留性、生物蓄积性、半挥发性和高毒性以及亲脂性，难以排出体外，在人体中的半衰期平均为7年。因此，当在人体内蓄积超出安全阈值时，人体机能和组织产生病态，导致肝脏损伤、生殖发育毒性、致癌和免疫抑制等生物毒性效应。
经过大量动物实验和对因职业原因暴露于二噁英的人群进行流行病学调查，Huff认为2、3、7、8TCDD对人类呼吸系统、造血系统、结缔组织和软组织、肝脏和胸腺等几乎所有肿瘤有关[18]。日本和台湾1968年米糠油事件造成的共同暴露诱发癌症、新生儿质量减轻、头盖骨非正常钙化以及许多免疫毒性反应，除此之外还发生皮肤病变、肝损伤、神经系统损害以及细胞、体液免疫异常和抗体反应抑制等症状。美国孕妇若每月食用2～3条五大湖严重污染的鱼，其新生儿出生时反应迟钝、反射减弱，继之出现智力和活动能力缺陷等[19]。
EPA1994年的再评估对此作了较明确的评价，指出长期低剂量二恶英暴露能导致雄性个体生殖器官萎缩、畸形、结构异常、精液减少且质量变差，甚至出现雌性化行为；雌性个体卵巢功能下降甚至消失，生产能力下降、流产、死胎或畸胎等；婴儿发育迟缓，出现智力和行为能力缺陷及性别发育异常等[20]。Pokrovskii认为2、3、7、8TCDD是可能的人类免疫缺损病毒---爱滋病病毒HIV1的感染激活剂，它与受体形成的复合物能与HIV1病毒染色体结合而激活病毒基因转录，以10-9mol/LTCDD培养处理被HIV1感染的MT4细胞，能使逆转录酶活性增加3～6倍，病毒蛋白增加4～8倍，感染风险显著加大[21]。刘燕群等用常规的细胞培养方法，揭示了二恶英对人体肝癌细胞株(HepG2)中P53基因和P38MAPK基因有诱导作用，在肺腺癌细胞株(SPCA1)中对P38MAPK基因有诱导作用[22]。
2二恶英的污染控制技术
根据二恶英的来源和形成机理，对其进行污染控制，可归纳为前期预处理、过程控制和后期处理。前期处理减少二恶英形成物源，过程控制破坏二恶英形成条件，后期净化降低其环境含量，3个过程相辅相成以达到事半功倍的效果。
2.1前期预处理
在城市垃圾进入焚烧炉之前，采取垃圾分选技术，分选出垃圾中铁、铜、镍等过渡金属，切断垃圾焚烧过程中的催化介质，减少含氯有机物的量，从源头减少垃圾焚烧生成二恶英的来源。工业副产品主要产生于化工、造纸制浆工业和冶金行业。在生产过程中原料或填充物含有机氯化合物，在适宜的条件下产生二恶英类化学物质，故应改进生产工艺，采用含氯原料的替代物等。如在制浆造纸工业中低硬度蒸煮或少氯、无氯漂白技术，并开发生物漂白技术及利用转基因技术开发新的原料[16]。
2.2过程控制
过程控制主要是控制二恶英生成条件。根据二恶英形成机理可知，具备氯源的存在、合适的温度和催化介质条件就会产生二恶英类物质。因此在过程控制阶段，添加脱氯剂抑制HCl或Cl2的生成。加入硫或氮类物质使之与金属催化剂形成稳定的惰性化合物，从而减弱或消除催化介质的活性。如将煤与垃圾混合燃烧利用煤中硫与金属生成稳定的硫酸盐来降低金属的催化活性。在垃圾焚烧过程中添加脱氯剂实现炉内低温脱氯，将大部分气相中的氯转移到固相残渣中，从而减少二恶英的炉内生成和炉后再合成。炉内加钙脱氯与碳酸钙质量、钙氯比以及反应温度有关，文献报道，CaO在600℃～800℃可以将60%～80%的HCl固定为CaCl2[23]。
2.3后期处理
对二恶英的后期处理就是采用物理方法降低对环境的排放，实施化学措施对已产生的二恶英进行降解或分解使其变为无害物质。
由垃圾焚烧产生的二恶英进行后期处理，物理措施主要表现在:
(1)在低温状态下提高除尘器的效率，采用急冷的方法降低洗涤烟气温度，可以抑制二恶英的再生成，同时又能除去HCl、SO2、烟尘等污染物。(2)用布袋除尘器去除亚细粒子灰尘吸附在其上的二恶英。