鄭明輝：摸清新污染物排放量和重點排放源，為管控和治理提供源頭依據
【谷騰環保網訊】“當前，新污染物管控存在排放機制不明、產生因素不清等問題，找準排放源是新污染物治理的第一步。”在日前召開的第18屆POPs論壇上，中國科學院生態環境研究中心研究員、中國環境科學學會POPs專委會副主任鄭明輝在做“持久性有機污染物防控：從二噁英到新污染物”主題報告時說道。
鄭明輝研究員在第18屆POPs論壇上作大會報告
摸清排放量和重點排放源是二噁英管控前提
二噁英是一類經典的持久性有機污染物，是斯德哥爾摩公約中首批禁用的12類污染物之一。二噁英主要來源于燃燒和各種工業生產的副產物，毒性極強，具有“世紀之毒”之稱。
鄭明輝介紹，控制二噁英排放的前提，是對其各個排放源進行科學評估，找到重點排放源，而這項工作需要量化表征工具。二噁英的排放非常廣泛，由聯合國環境規劃署牽頭起草的《二噁英排放源清單調查指南》顯示，至少62類工業和民用或無組織排放源都可以產生和排放二噁英。
“面對如此之多的復雜介質和廣泛的源，二噁英還存在產生機制不明、影響因素不清等問題，這也是我們制定行業二噁英排放因子的重大技術難點。”鄭明輝介紹，“在這方面，我們做了近20年的基礎性研究工作，初步認清了我國二噁英排放源特征。在排放因子的評估中，我們借鑒了一些國外經驗，但同時也發現了國際上的研究不足，特別是在排放因子研究方面，國際文獻之間的差別很大，一些誤差甚至達到若干個數量級。這嚴重影響了全球性科學評估二噁英排放量，和確定重點排放源的準確性。”
鄭明輝介紹，“當前，我們的研究成果已編入《二噁英排放源清單調查指南》，其中的一些經驗可以為全球履約和評估各國的排放源提供借鑒。在此基礎上，我們測算了我國的二噁英年排放量。這是一項持續的工作，我們以2004年為基準年，詳細計算了我國每個行業的排放數據。此后，還分別做了2015年和2020年的排放量評估，并確定我國當前要解決的四大排放源，即鋼鐵冶煉、再生有色金屬、鐵礦石燒結和廢棄物燃燒。針對這四大排放源，國家已經制定標準并采取措施。”
20年來，我國二噁英類減排成效顯著。生態環境部日前發布的《中國持久性有機污染物控制（2004—2024年）》顯示，與2004年相比，在相關行業產量或處置量大幅上升的情況下，重點行業煙氣二噁英排放強度大幅下降，向大氣排放的二噁英總量達峰后呈下降趨勢。
大氣中“冷門”毒性污染物重視度有待提升
從二噁英研究中積累的經驗，對今后的新污染物治理也存在借鑒意義。
比如，鹵代卡唑與二噁英結構類似，研究證明，它是一種毒性很高的新污染物。我們通過廣泛分析可能產生鹵代卡唑的排放源，并且結合國際工業特征，評估了其全球排放量，為今后是否將之列入斯德哥爾摩公約進行管控提供了重要的數據基礎。
新污染物不僅存在于紙面上，也存在于我們身邊。“我們曾在北京大氣細顆粒物PM1.0中篩查出8300多種半揮發性化合物。我們可以不用太在意這個數字，如何從中篩尋出值得關注的高風險新污染物才是關鍵。”鄭明輝說。
鄭明輝介紹，多環芳烴是美國上世紀70年代末就提出要求優先監測的一批污染物，它主要包含16種同類物質。這16種多環芳烴的確定，還是基于當時的科技水平和對毒性的認知，現在看來，對這16種多環芳烴監管的優先性還需要進一步商討。
“近年來，我們在北京市大氣細顆粒物中開展了具有多環芳烴效應的污染物篩查。從結構和特性來看，這樣的物質有300多種。但同時我們發現，也有部分毒性較高的物質并不在上述16種多環芳烴的測試體系里。這意味著，我們在評價大氣污染物中的多環芳烴效應時，很可能有所遺漏。從風險防控的角度看，這方面還存在一定的科學缺失，需要今后繼續努力。”鄭明輝說。
大氣中的有機成分與人體健康的關系十分密切。“為從這8000多種化合物中找到對人體健康有潛在危害的物質，我們做了廣泛的篩查，并結合美國國家環境保護局的毒性數據庫，對發現的化合物進行毒性評估。”鄭明輝介紹，在這些有毒性的化合物中，我們發現7種存在于大氣中，但此前從未有研究文獻提及的物質。按照非靶標的方式廣泛篩查新污染物，我們發現了這些新問題，并對其做了風險的排序和有害結局分析。
“從目前能夠確定結構和特性的污染物來看，大氣中存在至少10種毒性比常規監測的多環芳烴還高的污染物，這些污染物此前并不為人們所關注，這也是我們下大力開展新污染物篩查的原因所在。” 鄭明輝說。
加強阻滯技術研究 推動多種新污染物協同減排
“找準排放源只是第一步，我們還需要提出解決問題的思路。”鄭明輝說，二噁英的控制比常規污染物要難得多，因為它的排放量很低。
“事實上，我們在科學實驗中也曾嘗試合成高純度的二噁英，但經常失敗。這說明，二噁英制備并不如想象中容易，它的產生也存在一定的不利因素，并非只要有焚燒煙氣的出現就會產生二噁英。這也啟發我們開拓逆向思維，創造不利于二噁英生成的環境，從而阻斷它在工業過程特別是熱過程中的產生，這項技術即二噁英的阻滯技術。”鄭明輝說。
鄭明輝介紹，阻滯技術從實驗室到中試都取得了很好的效果。國內一些垃圾焚燒廠的應用顯示，使用這種技術后，工廠排出的煙氣和飛灰中二噁英含量明顯下降。和利用活性炭吸附煙氣中的二噁英不同，這一技術是從根本上減少二噁英的產生。“此外，我們也和相關研究單位合作，開展了鐵礦石燒結過程中二噁英的減排研究，并提出‘原料分析—過程阻滯—廢氣循環’的治理路線。技改前后二噁英排放量的對比數據顯示，技改后鋼鐵企業二噁英的排放量顯著下降。”
事實上，工業生產過程中不僅會排放二噁英，很多工業過程還會產生持久性自由基，而其恰恰是二噁英、多氯萘、多氯聯苯以及一些多環芳烴的前身物。
“如果我們能夠更深入地認識持久性自由基產生的微觀機制，就可以不再僅僅聚焦二噁英的單項控制技術，而實現多種新污染物的協同減排。在這一方面，我們應開展系統研究。”鄭明輝談到，下一步，應該從最根本的機制上阻斷持久性自由基的產生，進而控制工業過程中多種持久性污染物等新污染物的產生。這在實驗室中已經展示出良好的抑制效果。在實踐中，還需進一步發展實用技術。
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