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如果垃圾分类做得好,焚烧的环境风险能降低吗?

时间:  来源:天下无焚  作者:李嘉诚

摘要

面对垃圾焚烧的环境风险,垃圾分类会是一个良方吗?本文以“分类”和“焚烧”的互动为出发点,在描述垃圾焚烧的环境风险基础上,通过摘录浙江大学有关“分类对焚烧影响”的实验研究成果,试图回答:垃圾分类“强制时代”,焚烧的环境风险会降低吗?

本文认为,垃圾分类可以产生影响,但同时需要焚烧企业提高技术水平、提升管理水平、政府加强监管,四者缺一不可。

垃圾分类[1]和垃圾焚烧[2]作为中国近年垃圾处理的“组合拳”,得到了法律、政策和财政资金的全方位支持。公众对垃圾分类的认知度逐渐提高[3],但出于对垃圾焚烧排放有毒有害物质的恐惧和政府监管政策的不满,反焚的声音[4]在全国范围内依然此起彼伏。

政府希望推动垃圾分类、垃圾焚烧处置的普及,公众希望垃圾分类更有效、垃圾焚烧无害化。二者的利益诉求能否在某个逻辑关系上达成一致,比如:

如果垃圾分类做得好,焚烧的环境风险能降低吗?

一、垃圾焚烧的环境风险

垃圾焚烧会排放数百种污染物[5],包括被我国现行法律GB18485-2014《生活垃圾焚烧污染控制标准》限制的颗粒物、氮氧化物、二氧化硫、一氧化碳、氯化氢等5项常规污染物,汞、镉、铊、锑、砷、铅、铬、钴、铜、锰、镍等11种重金属及其化合物,二噁英类等有毒有害物质,以及不受限制的多环芳烃等有毒有害物质。

随着行业的发展,垃圾焚烧逐渐成为环境中重金属、二噁英、多环芳烃等有毒有害物质的重要排放源。大量科学研究表明,重金属、二噁英、多环芳烃等化学物质在低浓度下均具有相当大的毒性,具有致癌、致畸、致突变等危险[6][7][8]。

那么,在中国垃圾焚烧行业爆发式增长的趋势下,有效的垃圾分类有可能降低重金属、二噁英、多环芳烃等有毒有害物质的排放水平,从而降低对人体和环境健康的威胁吗?

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图1.中国城市焚烧厂数量和处理能力(2002-2019年) 

二、浙江大学做了一个实验

2009年,浙江大学实验团队[9]以杭州市文新街道社区为实验研究对象,倡导社区居民将生活垃圾分为厨余垃圾、干垃圾和有害垃圾三类,干垃圾中的可回收物分出后,将厨余垃圾进行脱水预处理后和干垃圾一并送至生活垃圾焚烧厂处置,试图比较在同样技术、炉型、烟气净化设施等条件下,垃圾分类前后组分变化导致的污染物浓度和毒性当量变化。

(一)实验过程

图2、图3、图4、图5分别介绍了本次实验使用的垃圾焚烧技术方法、垃圾分类投放正确率、分类后垃圾的湿重和干重比例,以及垃圾分类前后可燃组分的变化。可以发现,垃圾分类后,尘土、塑料、纸张的比重明显降低,餐厨垃圾比重明显提高,各组分可燃物含量均有明显提高。

(二)实验结果

浙江大学实验团队重点监测了焚烧炉产生的烟气、飞灰、炉渣中重金属、二噁英、多环芳烃等有毒有害物质的含量和毒性当量。

实验结果表明,在控制条件下 ,垃圾分类能够普遍降低垃圾焚烧产生的烟气、飞灰、炉渣中重金属、二噁英、多环芳烃等有毒有害物质的总含量和毒性当量。

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图6.分类前后垃圾焚烧炉烟气中二噁英物质的分布特征变化

重金属更多富集在了飞灰中,炉渣中的重金属含量显著下降,将有利于控制重金属向大气中的排放。

二噁英在烟气中的总浓度从13.38ng I-TEQ/Nm3下降到9.28ng I-TEQ/Nm3,下降44.5%,毒性当量下降30.6%。详见图6。

多环芳烃在余热锅炉的飞灰中的总含量下降42.4%,毒性当量下降44.6%;在布袋除尘器的飞灰中的总含量下降59.8%,毒性当量下降48.2%;在炉渣中的总含量下降19.0%,毒性当量下降10.9%。详见表1。

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表1.分类后垃圾焚烧各污染物指标的变化情况

浙江大学实验团队分析发现,垃圾分类与以上三种有毒有害物质指标变化密切相关:

重金属总含量下降和转移与垃圾中含重金属的报纸、织物和金属的减少直接相关。

二噁英总含量和毒性当量下降与垃圾中塑料袋、PVC等塑料组分的减少、餐厨垃圾中氯化钾、氯化钠可溶性无机氯盐类通过脱水去除相关。

多环芳烃总含量和毒性当量下降与垃圾中塑料组分降低、餐厨垃圾中可溶性无机氯盐类通过脱水去除带来的垃圾中的氯源减少,以及金属物质和含重金属的印刷纸张的减少和分类后垃圾含水量下降、燃值提高导致的炉膛内的温度提高等因素相关。详见表2。

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表2.各污染物指标变化与垃圾分类的关联

三、“强制时代”,垃圾焚烧的环境风险会降低吗?

自2000年北京等8个试点城市推行垃圾分类算起,中国的垃圾分类尝试已经走过近20年的历程[10],自2019年起,北京、上海、广州等城市先后出台生活垃圾分类管理条例,宣告垃圾分类逐渐进入“强制时代”[11]。

到2020年,住房与城乡建设部宣布46个重点城市基本建成生活垃圾分类系统[12]。金属、纸张、可回收塑料制品、厨余等垃圾开始被逐渐分出,分类对于垃圾资源化回收利用,以及降低垃圾焚烧污染物排放水平具有潜在的积极作用[13]。

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图7. 炉排炉工艺图

距浙江大学的实验过去了10年,如今垃圾分类了,垃圾焚烧的环境风险就一定会降低吗?

不一定。

需要阐明的是,实验条件下垃圾分类能够促进垃圾焚烧污染物含量和毒性当量下降,不等于现实生活中垃圾分类能够直接推动垃圾焚烧污染物排放水平下降。

因为,垃圾焚烧污染物排放水平不仅与“垃圾质量”密切相关,还取决于垃圾发酵技术、焚烧技术、污染物控制技术投入等条件。详见图7。

简言之:

只有焚烧企业技术水平不断提高、管理水平不断提升、政府监管逐步加强、公众更加充分践行垃圾分类,垃圾焚烧的环境风险才有可能下降,四者缺一不可。

参考资料:

[1] 2017年,国家发改委、住建部首次出台《生活垃圾分类制度实施方案》,2020年,住建部等十二部委联合出台《关于进一步推进生活垃圾分类工作的若干意见》,提出到2025年底,力争“全国城市生活垃圾回收利用率达到35%以上”,为未来五年的垃圾分类工作指明了方向。

[2] 2000年,原国家经济贸易委员会联合国家税务总局发布《当前国家鼓励发展的环保产业设备(产品)目录》(第一批),将垃圾焚烧处理设备纳入名录,拉开了我国鼓励发展垃圾焚烧处理的序幕。随后,一系列法律、政策将“垃圾焚烧发电”纳入可再生能源电价政策补贴范围,补贴电价标准为每千瓦时0.25元,2012年,《国家发展改革委关于完善垃圾焚烧发电价格政策的通知》(发改价格[2012]801号),开始执行全国统一垃圾发电标杆电价每千瓦时0.65元。9年后,《2021年生物质发电项目建设工作方案》(发改能源[2021]1190号)提出,生物质发电补贴中央分担部分将逐年调整并有序退出,拉开了“垃圾焚烧发电”退出财政补贴的序幕。有关垃圾焚烧发电电价补贴的更多讨论,可以参考磐之石环境与能源研究中心发布的《错误的激励——中国生活垃圾焚烧发电与可再生能源电力补贴研究》(2014)和《错误的激励:再论终止垃圾焚烧发电电价补贴政策的必要性》(2016)。

[3] 生态环境部环境与经济政策研究中心,《公民生态环境行为调查报告(2020年)》https://www.mee.gov.cn/ywgz/xcjy/gzcy_27007/202007/t20200714_789277.shtml

[4] 反焚利益相关方一般分为两类,一类利益相关方因为垃圾焚烧厂建设在家园周边而进行反对,国际社会称为“别在我家后院”,自2000年,这类民间反焚行为分别发生在广东、北京、浙江、湖北、江西、海南、福建等地;另一类利益相关方反对政府提倡以垃圾焚烧方式处置垃圾,提倡推动源头减量和垃圾分类等方式解决垃圾困境,如环保组织芜湖生态、深圳零废弃、宜居广州等。

[5] K. Jay and L. Stieglitz, “Identification and quantification of volatile organic components in emissions of waste incineration plants,” Chemosphere, vol. 30, no. 7, pp. 1249–1260,1995

[6] Zhini He, Daochuan Li, Junxiang Ma, et al. TRIM36 hypermethylation is involved in polycyclic aromatic hydrocarbons-induced cell transformation[J].Environmental Pollution. 225, 2017, 93-103

[7]Charles A. Menzie, Bonnie B. Potocki, Joseph Santodonato. Exposure to carcinogenic PAHs in the environment. Environment. Science. Technology.1992, 26, 7, 1278–1284

[8]P Biswas, CY Wu. Control of toxic metal emissions from combustors using sorbents: a review. Journal of the Air & Waste Management Association 48 (2), 113-127

[9] 石德智,基于新型分类收集系统的生活垃圾焚烧过程污染物控制及其机理研究,浙江大学博士论文,2009

[10] 马军,中国进入垃圾分类时代,世界环境,2020(2)

[11] 人民日报,中国进入垃圾分类“强制时代” https://m.nbd.com.cn/articles/2019-06-24/1346294.html

[12] 经济日报,46个重点城市基本建成生活垃圾分类系统 http://www.gov.cn/xinwen/2020-12/12/content_5569025.html

[13]任中山等,生活垃圾分类对垃圾焚烧发电产业发展影响的分析,环境工程,2021(6)

(编辑:逍遥客)

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