垃圾焚烧烟气中污染物对人体健康风险评价

摘要：通过对垃圾焚烧处理厂烟气中的重金属及二恶英类物质（简称Dioxins）对人体健康风险评价，得出混合垃圾焚烧将对人体健康造成危害。提出在现阶段没有实现垃圾分类收集及分类处理的情况下，如何最大限度地减少垃圾焚烧处理过程中造成的二次污染。
关键词：垃圾焚烧；烟气；健康风险评价；重金属；二恶英
目前，全国垃圾焚烧量不足垃圾处理总量的2%，但随着社会经济发展和垃圾焚烧技术的不断进步和完善，垃圾焚烧量占垃圾处理总量的比例将逐步增加，预计在未来的15a内，全国垃圾焚烧处理量将占总处理量的5%～15%。同时由于我国生活垃圾的分类收集、分类运输以及分类处理的基础设施还不完善，加上居民环保意识不高，导致大量有毒有害物质（如废电池，日光灯管等）混入生活垃圾，加剧了垃圾处理与处置过程中的二次污染。国家环保总局于2001年7月发出《关于开展生活垃圾处理设施环境影响调查和监测的通知》［环办[2001]72号］，对全国生活垃圾处理处置设施的污染物排放情况及其对周围环境的影响开展调查，调查的17个垃圾焚烧厂中，有12个垃圾焚烧厂所排放烟气中的部分指标不能达到国家控制标准，即使是投资超过亿元的深圳市龙岗区中心城环卫综合处理厂和深圳市市政环卫综合处理厂亦不能全部达标。对7个有代表性的垃圾焚烧厂所排废气中的二恶英类污染物的监测结果表明，有4个焚烧厂超过国家标准限值，超标率为57.1％，超标倍数达5～99倍。通过对某垃圾焚烧处理厂焚烧混合垃圾排放烟气中的重金属及二恶英类物质可能引起的健康风险进行了分析，并根据分析的结果，提出了在没有分类收集及处理的条件下，如何最大限度地减少垃圾焚烧造成的二次污染。
1垃圾焚烧烟气中重金属及二恶英的来源及对人体健康的危害
垃圾焚烧烟气中的重金属主要有镉、铅、铬、汞等及其化合物，大部分来源于废旧电池、日光灯管、电子元件、涂料及其温度计等在焚烧过程中，部分因高温气化挥发进入烟气，及部分在焚烧过程中形成氧化物或者卤化物气化挥发进入烟气。二恶英产生的主要原因是混合垃圾含水率高，发热量低，导致垃圾燃烧不充分；其次是垃圾中自身含有的二恶英类物质（含氯塑料、杀虫剂、农药等），在焚烧过程中释放出来以及在焚烧过程中形成的前驱体，如氯苯、氯酚、聚氯酚类物质（PCBs）在重金属的催化下转化而成；最后是烟气处理过程中的低温再合成污染物，危害与存在的形式见表1。有资料表明环境中的二恶英95%来源于垃圾焚烧。据报道，焚烧1kg生活垃圾可产生11～255ng二恶英（以TEQ计，下同），而焚烧1kg废旧塑料可产生高达370ng二恶英。
表1垃圾焚烧烟气中重金属及二恶英存在形式及其危害

2健康风险分析方法
美国科学院（NAS）对公众健康风险评价的定义描述为人类暴露于环境危害因素之后，出现不良健康效应的特征。它包括若干个要素：以毒理学、流行病学、环境监测和临床资料为基础，决定潜在的不良健康效应的性质；在特定暴露条件下，对不良健康效应的类型和严重程度做出估计和外推；对不同暴露强度和时间受影响的人群数量和特征给出判断；以及对所存在的公共卫生问题进行综合分析。健康风险评价的另一个特征，是在整个评价过程中的每一步都存在着一定的不确定性。
具体评价过程步骤如下：首先确定暴露程度，然后将危险的类型和程度与暴露的程度联系起来评估风险人群目前的和潜在的健康风险。有毒有害物质释放迁移是一个缓慢的长期的过程，与人体接触的浓度一般都比较低，影响时间长，所产生的效应主要是慢性效应，故采用慢性效应中非致癌参考剂量RfD[mg/（kg•d）］和致癌斜率因子SF[mg/（kg•d）]-1来标定其对人体的危害。对于非致癌污染物的危害效应计算公式如下：

式中：HI污染物i途经j引起的非致癌健康风险指数，无量纲；CDI污染物i途经j的人体单位质量日均暴露剂量，mg/（kg•d）；RfD非致癌参考剂量，mg/（kg•d）。
计算吸入污染物日均暴露剂量CDIij，mg/（kg•d），采用如下计算公式：

式中：Cair暴露点空气中有毒有害物质的浓度，mg/m3；Lin人体每天吸入的空气量，m3/d；ηair吸入人体的有毒有害物质中被人体吸收的百分比，％；BW暴露人群质量，成人平均为70kg，儿童平均为16kg。
如果可接受的摄入量等于参考剂量，那么根据定义，小于或等于1.0的健康风险指数是可以接受的。对于致癌物的致癌效应采用如下公式计算：

SF致癌斜率因子，[mg/（kg•d）]-1。