随着我国工业的快速发展，危险废物和医疗废物的产生量亦逐年增加，其相关法规、管理、处置技术尚需完善，污染排放等问题也日益突出.焚烧法，源头消减和再利用、回收堆肥和填埋被认为是固体废物管理的4种主要途径(Dempsey et al., 1993; Gochfeld，1995; Lee et al., 2000).焚烧处理技术可以最大程度和永久的破坏、解毒危险废物，且可以极大的减少危险废物的体积(张国平等，2003)；医疗废物的焚烧处置被确定为最优选的处置方法，并已被广泛实践(Jang et al., 2006).值得关注的是，在焚烧法减量减容的同时又不可避免带来二次污染问题，其中二噁英类有毒物质受重视和关注程度最大，为《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》中首批控制对象.2007年4月，我国向《POPs公约》秘书处递交了《中国履行<关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约>国家实施计划》，给出了以2004年为基准年的二噁英排放清单，清单显示废弃物焚烧中，就单位质量废弃物的二噁英产生量而言，危险和医疗废物的危害性更大，被列为需优先控制的重点源.

我国固体废物的管理和研究起步较晚，相应的管理法规、处理技术和处置设施建设等方面存在不足，突出表现为全国已投入运行或在建的焚烧处置设施普查不到位，各地焚烧处置设施二噁英类排放量难以统计等，这给我国开展二噁英类减排工作、履行国际公约带来极大的挑战和困难.为此，国务院于2004年颁布实施《全国危险废物和医疗废物处置设施建设规划》(以下简称《规划》)，计划在全国建设57座危险废物和277座医疗废物集中处置设施.2011年中国环境状况公报显示，截至2011年底，已投运和基本建成的危险废物项目36个、医疗废物项目246个，全国形成危险废物处置能力141.25万t · a^-1，医疗废物处置能力1454 t · d^-1.与《规划》实施前相比，危险废物处置能力增加了4.7倍，医疗废物处置能力增加了10.5倍.如此多的处置设施二噁英排放对环境的影响不容忽视，亟需进行全面系统的分析调查.

国外学者(Fabrellas et al., 2001; Lee et al., 2003; Hoyos et al., 2008)对危险和医疗废物焚烧行业二噁英排放源和排放现状的研究开展较早，国内关于危险和医疗废物焚烧处置行业二噁英排放基线研究也陆续展开(黄业茹等，2009; 刘劲松等，2006; 孙宁等，2007; Gao et al., 2009; Yan et al., 2011)，不过目前尚缺乏对危险和医疗废物进行全面、系统的分类研究.为此，本文对全国危险和医疗废物焚烧处置设施进行了调研工作，收集炉型、处置量和烟气净化装置以及二噁英排放数据等相关信息；并对收集到的排放数据按处置对象、焚烧炉型和处置容量进行分类，分析危险和医疗废物焚烧烟气和飞灰中二噁英的排放水平及排放特性.

本文对全国危险和医疗废物焚烧处置设施进行了调研工作，主要采取网上查询、咨询、实地调研等方式，信息主要来源于环保部重点行业环境整治信息、环保部统计年鉴和年报、省市固体废物污染防治信息和焚烧系统供应和项目建设单位以及《规划》等.

本文共收集到危险和医疗废物焚烧处置设施二噁英排放数据104组，烟气和飞灰样品分别为72和32组，其中有54组来源于本研究，其余为包含国内二噁英排放水平的报告和文献，且对上述烟气样品根据处置对象、焚烧炉型和处置容量的不同进行分类分析和研究.

烟气和飞灰样品根据US EPA 23方法进行预处理，利用日本JEOL公司的高分辨气相色谱/高分辨质谱(HRGC/HRMS)进行检测，型号为JMS800D，样品预处理的具体方法和步骤可参考有关文献(Wu et al., 2011).所有烟气样品二噁英的浓度均折算为标准状况，即干空气、273.15 K、1013 hPa和11%含氧量.

至2012年底，本文调研结果显示危险废物有151处焚烧处置设施，炉型主要为回转窑和热解炉，分别为64和36个，其中属于《规划》新建的有20处；从区域分布来看，主要分布于江苏、浙江、广东、上海、河北和山东等6省市，共计103处，占统计总数的近68%.医疗废物有157处焚烧处置设施，炉型主要为热解炉和回转窑，分别为102和16个，其中属于《规划》新建的有72处；从区域分布来看，主要分布于广东、山东、浙江、江苏、山西、河南、湖南、安徽和云南等9省，共计91处，占统计总数的近58%.危险和医疗废物焚烧处置设施烟气净化装置均以半干法脱酸、活性炭喷射和布袋除尘器为主，仅少数采用干法脱酸.

统计结果中包含烟气中二噁英排放数据的有31处危险废物和41处医疗废物焚烧处置设施.因收集的数据中大部分毒性当量采用I-TEQ表征，仅少数采用WHO-TEQ，为保持数据的一致性且便于分析讨论，故以下烟气和飞灰样品二噁英的毒性当量浓度统一当作TEQ处理.

表1(Table 1)

表1 危险和医疗废物焚烧设施烟气中二英排放水平 Table 1 PCDD/Fs emission levels in flue gases from HWIs and MWIs

表1 危险和医疗废物焚烧设施烟气中二英排放水平 Table 1 PCDD/Fs emission levels in flue gases from HWIs and MWIs 焚烧炉种类 焚烧炉 个数 处理量/ (t·d-1) 浓度/ (ng·Nm-3) 炉型和烟气 净化装置 数据来源 注: HWIs—Hazardous waste incinerators，MWIs—Medical waste incinerators，RKI—Rotary kiln incinerator，LWI—Liquid waste incinerator，FBI—Fluidized bed incinerator，PI—Pyrolytic incinerator，WGI—Waste gas incinerator，GI—Grate incinerator，RTO—Regenerative Thermal Oxidizer，SK—Shaft kiln，DS—Dry scrubber，SDS—Semi-dry scrubber，AC—Activated carbon，WS—Wet scrubber，FF—Fabric filter，WF—Water-film dust. HWIs 10 4.5~100.0 0.06~10.91 10 RKIs，9 SDS，8 AC，9 FF 本研究   7 4.8~15.0 0.01~3.27 7 LWIs，1 SDS，2 AC，2 FF   2 … 0.04~0.16 2 FBIs，1 SDS，1 AC，1 FF   4 … 0.03~11.91 …   8 … 0.03~7.79 8 RKIs，7 SDS，5 AC，8 FF Yan et al., 2011; Gao et al., 2009 MWIs 7 6~20 0.14~12.21 7 RKIs，6 SDS，6 AC，6 FF 本研究   5 5~15 0.07~11.06 5 PIs，3 SDS，4 AC，3 FF   1 63.8 Nm3·h-1 0.05 WGI   1 36 0.07 GI+SDS+FF   1 240000 Nm3·d-1 0.41 RTO   2 … 5.03~7.50 1 SK，1 RKI Yan et al., 2011   16 5~25 0.08~31.60 9 RKIs，7 PIs，15 SDS，1 WS，10 AC，16 FF Gao et al., 2009; Xie et al., 2009; 彭政，2007   1 … 0.40 PI+ SDS+AC+FF 谢荣，2011   7 10~24 5.93~67.52 3 PIs，3 GIs，1 RKI，4 AC，4 FF，3 WF 刘劲松等，2006

焚烧炉处置对象的不同通常会对二噁英的排放水平造成影响，就排放水平而言，图 1显示我国危险废物焚烧烟气中二噁英排放水平(以TEQ计，下同)多数小于0.5 ng · Nm^-3，医疗废物则多数大于该值.就排放达标率而言，危险废物焚烧处置设施二噁英排放情况较好，有74.19%满足国标要求；而医疗废物焚烧处置设施仅有43.90%达标排放，欧标达标率更是低至14.63%，二者排放情况的差异可能与焚烧物料的组成成分有关，肖志伟(2010)曾推算医疗废物中氯含量为4.56%~7.52%，刘刚(2006)对典型危险废物的研究表明氯含量为0.03%~2.5%，危险废物的氯含量明显低于医疗废物，而物料中氯含量的高低直接影响二噁英的生成与控制(Wang et al., 2003).医疗废物中有几处设施二噁英的排放水平高达67.52和59.20 ng · Nm^-3，为国家允许排放限值的120余倍.分析得知两者烟气净化系统均为碱液脱酸和水膜除尘，相比于同种炉型但配备碱液脱酸、活性炭喷射和布袋除尘器等尾气净化装置的处置设施，后者的排放水平为7.64 ng · Nm^-3，两者相差近9倍，说明烟气净化装置的配备水平对二噁英的排放存在较大影响(Maguhn et al., 2003).结合《规划》中将新建的277座医疗废物集中处置设施，医疗废物焚烧处置行业造成的二次污染问题尤其要引起广泛关注并加快开展相应的减排工作.

图 1(Fig. 1)

图 1 不同处置对象焚烧设施烟气中二噁英排放水平 Fig. 1 PCDD/Fs emission levels in flue gases from HWIs and MWIs

分别对危险和医疗废物按炉型进行对比分析，表 2显示危险废物经回转窑处置后，国标达标率为66.67%，处理效果较好，且回转窑的处置容量更大，对物料的适用性更好，因而该焚烧技术被国内危险废物焚烧处置厂家广泛接受；相比而言，废液焚烧炉的国标达标率虽然高达85.71%，但由于该类焚烧炉对处置物料方面的局限性，对固体不适应且无法处理难以雾化的液体废物，限制了该种炉型在危险废物焚烧行业的应用.

表2(Table 2)

表2 不同焚烧炉型危险和医疗废物焚烧烟气中二噁英排放情况(ng · Nm-3) Table 2 PCDD/Fs emission levels in different types of HWIs and MWIs flue gases(ng · Nm-3)

表2 不同焚烧炉型危险和医疗废物焚烧烟气中二噁英排放情况(ng · Nm-3) Table 2 PCDD/Fs emission levels in different types of HWIs and MWIs flue gases(ng · Nm-3)   焚烧 炉型 焚烧炉 个数 平均浓度/ (ng·Nm-3) 国标 达标率 欧标 达标率 危险 回转窑 18 1.60 66.67% 27.78% 废物 废液焚烧炉 7 0.69 85.71% 28.57% 医疗 热解炉 16 7.58 50.00% 12.50% 废物 回转窑 18 7.43 38.89% 11.11%

表 2和图 2显示，就平均浓度而言，医疗废物选用热解炉处置时浓度为7.58 ng · Nm^-3，稍高于选用回转窑时7.43 ng · Nm^-3的浓度；就二噁英排放高值部分而言，医疗废物选用热解炉时排放浓度稍大于选用回转窑的焚烧设施；就达标率而言，医疗废物选择热解炉时国标和欧标达标率均高于回转窑.因统计的数据量有限，不排除检测和运行操作等因素的影响，所以医疗废物焚烧处置是选用回转窑还是热解炉，要综合考虑处置规模、生产成本和大区域内二噁英的排放总量等因素.

图 2(Fig. 2)

图 2 不同焚烧炉型危险和医疗废物焚烧烟气中二噁英排放水平 Fig. 2 PCDD/Fs emission levels in different types of HWIs and MWIs flue gases

不同处理量的焚烧设施对运行能力的要求不同，运行工况和引起的二次污染问题亦会存在差异，故又系统分析处理量的不同对危险和医疗废物焚烧烟气中二噁英排放水平的影响.

危险废物焚烧处置设施中处理量≤10 t · d^-1、＞10 t · d^-1且≤30 t · d^-1及＞30 t · d^-1的设施，3类烟气中二噁英的均值浓度依次为0.93、2.31和0.38 ng · Nm^-3，遵循两端低，中间高的规律.结合图 3可知，第一类和第三类设施二噁英的浓度主要集中分布于0.5 ng · Nm^-3左右，而第二类设施则主要集中分布于1 ng · Nm^-3.医疗废物焚烧处置设施3类烟气中二噁英的平均浓度分别为6.37、16.27和5.93 ng · Nm^-3，值得注意的是医疗废物与危险废物3类设施烟气中二噁英分布呈现出相同的趋势，即二噁英均值浓度均为第二类设施最高，而医疗废物中第二类设施烟气排放国标达标率更是低至20%.因此日处理量满足第二类的危险和医疗废物焚烧处置设施，尤其要加强员工的职能培训和工况检测，造成的二次污染问题需引起高度重视.

图 3(Fig. 3)

图 3 不同处置容量危险和医疗废物焚烧烟气中二噁英排放水平 Fig. 3 PCDD/Fs emission levels in different disposal capacities of HWIs and MWIs flue gases

飞灰中因含有重金属、大量可溶性盐和二噁英等有毒污染物，通常被视作危险废物，而不是作为一般废弃物直接填埋处置.Chang等(1998)认为飞灰中二噁英的含量占焚烧过程二噁英排放量的70%左右，Shin等(1999)对韩国8处焚烧炉的二噁英排放研究表明，80%以上毒性当量的二噁英富集于飞灰中，因此飞灰中的二噁英含量在一定程度上能直接反映该焚烧处置设施二噁英的真实排放水平.故本文又对包含飞灰中二噁英含量的14处危险废物和18处医疗废物焚烧处置设施作了相关研究.

表3(Table 3)

表3 危险和医疗废物焚烧设施飞灰中二噁英排放水平 Table 3 PCDD/Fs emission levels in fly ashes from HWIs and MWIs

表3 危险和医疗废物焚烧设施飞灰中二噁英排放水平 Table 3 PCDD/Fs emission levels in fly ashes from HWIs and MWIs 焚烧炉 种类 焚烧炉 个数 处理量/ (t·d-1) 含量/ (ng·kg-1) 炉型和烟气 净化装置 数据 来源 HWIs 4 10～20 117.60～54034.20 4 RKIs，4 SD，3 AC，4 FF 本研究   1 4.5 44.98 FBI   4 … 23.80～2670.70 …   4 30～50 79.00～6177.00 4 RKI，1 DS，2 SDS，3 AC，4 FF Yan et al., 2011; 肖佩林，2011; 沈东升等，2011   1 10 9.00 PI+AC+FF 沈东升等，2011 MWIs 3 5～15 2928.50～126368.20 3 PIs，3 SDS，3 AC，3 FF 本研究   4 10～20 9.97～154056.90 4 RKIs，3 SDS，3 AC，3 FF   2 10 1160.00～5679.00 2 PIs，2 SDS，2 AC，2 FF Yan et al., 2011; 沈东升等，2011   5 10～20 5480.00～63100.00 5 RKIs，3 SDS，3 AC，4 FF 彭政，2007; Chen et al., 2008; 陆胜勇等，2011; 王宇峰等，2010; Wu et al., 2011   2 … 7310.00～9310.00 1 SK，1 RKI，2 SDS，2 AC，2 FF Yan et al., 2011   2 10～15 15610.00～18082.40 1 FF 徐飞等，2007; Peng et al., 2010

本文分别对危险和医疗废物焚烧飞灰按二噁英的不同浓度区间分布进行研究，结果见表 4.整体来看，危险废物飞灰中二噁英含量有50%的设施满足国外的1 μg(I-TEQ)· kg^-1标准限值，平均浓度仅为84.07 ng · kg^-1，且这类设施处理量范围分布较广，从4.5到45 t · d^-1不等；危险废物设施中有78.57%满足国内3 μg(I-TEQ)· kg^-1的标准限值，仅有21.43%的设施超过该填埋要求，且3类设施飞灰中二噁英含量均低于哥伦比亚(Cobo et al., 2009)报道的数值.值得关注的是医疗废物飞灰中二噁英平均浓度为危险废物的6倍之多，且仅有1处设施满足国外1 μg(I-TEQ)· kg^-1的标准限值，即使是国内3 μg(I-TEQ)· kg^-1的标准亦仅有16.67%的设施满足填埋要求；有近83.33%高于国内标准限值，平均浓度高达42786.54 ng · kg^-1，这类设施的日处理量主要集中于5～20 t · d^-1，飞灰中二噁英含量与意大利(Mininni et al., 2007)报道的水平相当，低于韩国(Oh et al., 1999)的报道水平.因此要尤其注意医疗废物焚烧飞灰的后续处置，防止飞灰运输过程中产生扬尘，致使二噁英扩散至大气中.

表4(Table 4)

表4 不同浓度区间危险和医疗废物焚烧飞灰中二噁英含量分布情况 Table 4 Distribution of different PCDD/Fs concentrations in fly ashes from HWIs and MWIs

表4 不同浓度区间危险和医疗废物焚烧飞灰中二噁英含量分布情况 Table 4 Distribution of different PCDD/Fs concentrations in fly ashes from HWIs and MWIs 废弃物 种类 焚烧炉 个数 处理量/ (t·d-1) 含量区间/ (ng·kg-1) 平均含量/ (ng·kg-1) 危险废物 7 4.5～45 ～1000 84.10   4 20～50 1000～3000 2195.90   3 10～30 3000～ 22047.90 医疗废物 1 20 ～1000 9.97   2 15 1000～3000 2044.25   15 5～20 3000～ 42786.54

通常二噁英同系物中PCDFs与PCDDs的比值能为二噁英的来源和降解提供重要依据(Lohmann et al., 1998)，对上述收集到的包含烟气中二噁英17种有毒异构体质量浓度的22处危险废物和15处医疗废物PCDFs/PCDDs的比值分析得知，除1处危险废物和1处医疗废物外，其他设施均满足PCDFs/PCDDs的比值大于1，表明大多数危险和医疗废物焚烧烟气中二噁英的生成以PCDFs为主.

图 4为危险和医疗废物烟气中二噁英同系物的指纹特征，可以发现二者PCDDs和高氯代的PCDFs分布吻合度很高，且PCDDs对二噁英浓度贡献率较大的主要集中于高氯代的有毒异构体；前者满足1，2，3，4，6，7，8-HpCDF(16.18%)所占比例最高，其次为OCDD(12.95%)，这与学者Wang(2003)和Zhu(2008)的结论一致；后者满足1，2，3，4，6，7，8-HpCDF(15.47%)所占比例最高，其次为2，3，7，8-TCDF(10.63%)和OCDD(9.54%)；两者低氯代PCDFs分布的差异性可能与处置物料、焚烧炉型和烟气净化系统等因素有关.

图 4(Fig. 4)

图 4 22处危险废物和15处医疗废物焚烧烟气中二噁英的同系物分布 Fig. 4 Congener distribution of PCDD/Fs in flue gases from 22 HWIs and 15 MWIs

1)调研得知151处危险废物和157处医疗废物焚烧设施，炉型主要为回转窑和热解炉；二者属于《规划》新建的分别为20和72处，烟气净化装置均以半干法脱酸、活性炭喷射和布袋除尘器为主，仅少数采用干法脱酸.

2)危险废物焚烧设施烟气中二噁英排放水平比医疗废物低，前者有74.19%满足国标要求，而后者仅有43.90%达标排放，欧标达标率更是低至14.63%；危险废物选择回转窑炉型，处理效果较好，国标达标率为66.67%；而医疗废物焚烧处置是选用回转窑还是热解炉，则要综合考虑处置规模、生产成本和大区域内二噁英排放总量等因素.危险和医疗废物日处理量满足第二类的设施，二噁英排放水平较第一类和第三类差，其二次污染问题务必要引起高度重视.

3)医疗废物焚烧飞灰中二噁英均值浓度为危险废物的6倍之多，仅有16.67%的设施满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》的填埋要求.

4)大多数危险和医疗废物焚烧设施烟气中二噁英的生成以PCDFs为主；二者烟气中PCDDs和高氯代的PCDFs的指纹特征吻合度较好，且主要分布于1，2，3，4，6，7，8-HpCDF、2，3，7，8-TCDF和OCDD.