医疗废物焚烧中二恶英的产生及控制

摘要：医疗废物的安全处置一直被世界各国所重视，我国自SARS灾难后，强化了医疗废物的治理力度。本文针对目前主要采用焚烧法处置医疗废物过程中二恶英的生成途径进行了论述，并结合二恶英的分子结构、毒性及危害提出了控制对策与建议。
关键词：医疗废物；焚烧；二恶英
医疗废物含有大量致病微生物及化学药剂，具有空间传染、急性传染和潜伏性传染等危险特性，其病毒病菌的危害是普通城市生活垃圾的几十倍乃至数百倍。而且有机成分多，容易腐烂发臭，孽生蚊蝇，造成疾病的传播。自20世纪50年代起，医疗废物的处置以引起了世界各国的广泛重视。
然而，在我国过去的一段时间里，医疗废物通常采用的是分散处理，甚至直接随生活垃圾填埋，这不仅极易引起地下水和地表水的污染，而且也直接危害着人们的身体健康。有些医院即使对医疗废物进行了处置，但多数是采用热水锅炉或间歇式焚烧炉进行低温焚烧处置，因其炉型设计不能适应医疗废物特征，又没有烟气净化装置，因此，处置效果不但不好，同时处置过程中，诸如烟气、恶臭、灰渣、废水等二次污染严重，难以保障环境安全，人民健康。
在2003年突如其来的SARS灾难过后，医疗废物的处置引起了社会的广泛关注。根据国家环保总局提出的《全国危险废物和医疗废物处置设施建设规划》。将在2006年前规划建设医疗废物集中处置设施300个，新增处理能力2080t/d，以满足处理当前产生的医疗废物的需要及今后数年卫生事业和城镇化发展的要求。采用焚烧法处置医疗废物成为这些集中处置医疗废物中心的主要方法。
无庸置疑，焚烧处置是实现医疗废物减量化、无害化甚至是资源化的最佳方法。但是，不容忽视的是，医疗废物焚烧过程中，也必将伴随产生二次污染问题，尤其是令人关注的二恶英问题。
为此，本文在对二恶英性质、毒性与危害简单介绍的基础上，对医疗废物焚烧过程中二恶英的生成途径进行分析并提出控制对策与建议。
1医疗废物及其特性
1.1医疗废物的定义
医疗废物是指医疗卫生机构在医疗、预防、保健以及其他相关活动中产生的具有直接或者间接的感染性、毒性以及其他危害性的废物。
1.2医疗废物的特性
医疗废物与普通垃圾相比，热值较高，一般可达到12600kj/kg，当热值大于3360kj/kg左右时，采用焚烧处置是经济合理的。随着一次性医疗用品的普及使用，医疗废物中一次性塑料制品的占有量不断增大，其比例明显高于生活垃圾。4种主要医用塑料为：聚乙烯、聚苯乙烯、聚氨醋、聚氯乙烯。因此，医疗废物焚烧时会产生高浓度的二恶英类物质。有研究指出，日本医疗废物中塑料制品约占总质量的30％，美国约占20％，而一般废物中只占到5％-10％。医疗废物的可燃性物质中废塑料的比例约占30％，比城市生活垃圾高2倍。在焚烧医疗废物时如处理不当极易产生二恶英类物质，特别是医疗废物在焚烧的过程中所产生二恶英类物质的量是一般垃圾的数倍或数十倍。因而，在焚烧医疗废物时二恶英的控制需更严格。
2二恶英的产生
2.1二恶英类物质
二恶英(DIOXIN)即Poly Chlorinated Dibenzo-P-Dioxins，缩写成PCDDs，其化学结构见图1，由一个氧原子连接的称为多氯二苯并呋喃（PCDFs），由两个氧原子连接的称为多氯二苯并二恶英（PCDDs）。由于每个苯环上可以取代1-4个氯原子，所以总共有135种PCDFs和75种PCDDs异构体。这两类统称为二恶英（dioxins）类物质。

图1二恶英分子结构
二恶英熔融点在303℃～306℃；沸点在421.2℃～446.5℃；热分解温度在700℃；通常在酸碱中较稳定，在强氧化剂下易分解，在光和紫外线下缓慢分解。总的来说，挥发性较低，但在长距离敞开运输中还是会对环境造成大规模的污染。在固体废弃物焚烧过程中产生并排放到环境中的二恶英类，在环境中的化学稳定性很好，很难分解，其半衰期一般在5-10年，在环境运动中对大气、土壤、河流等会造成严重污染。因此在垃圾焚烧过程中，应尽量避免二恶英的生成并破坏原有的或生成的二恶英。
2.2焚烧过程中二恶英的生成机理
焚烧形成二恶英的机理十分复杂，目前还不完全清楚。现有的研究认为，焚烧垃圾产生二恶英的机理有五种方式见图2：

图2焚烧垃圾产生二恶英的机理
(1)垃圾中自身含有的二恶英物质，在焚烧过程中释放出来；
(2)垃圾在燃烧过程中形成的前驱体，如氯苯、氯酚、聚氯酚类物质(PCBs)转化；
（3)小分子碳氢化合物通过聚合和环化形成多环烃化合物（PAH），这些化合物和氯反应形成二恶英；
(4）在较低温度下（247℃～597℃），二恶英前驱体在飞灰催化作用下形成二恶英；
(5)焚烧炉尾部净化温度在200℃～300℃下，HCl和单质氯在飞灰催化作用下与碳氢化合物反应生成二恶英。