郑明辉：摸清新污染物排放量和重点排放源，为管控和治理提供源头依据
【谷腾环保网讯】“当前，新污染物管控存在排放机制不明、产生因素不清等问题，找准排放源是新污染物治理的第一步。”在日前召开的第18届POPs论坛上，中国科学院生态环境研究中心研究员、中国环境科学学会POPs专委会副主任郑明辉在做“持久性有机污染物防控：从二噁英到新污染物”主题报告时说道。
郑明辉研究员在第18届POPs论坛上作大会报告
摸清排放量和重点排放源是二噁英管控前提
二噁英是一类经典的持久性有机污染物，是斯德哥尔摩公约中首批禁用的12类污染物之一。二噁英主要来源于燃烧和各种工业生产的副产物，毒性极强，具有“世纪之毒”之称。
郑明辉介绍，控制二噁英排放的前提，是对其各个排放源进行科学评估，找到重点排放源，而这项工作需要量化表征工具。二噁英的排放非常广泛，由联合国环境规划署牵头起草的《二噁英排放源清单调查指南》显示，至少62类工业和民用或无组织排放源都可以产生和排放二噁英。
“面对如此之多的复杂介质和广泛的源，二噁英还存在产生机制不明、影响因素不清等问题，这也是我们制定行业二噁英排放因子的重大技术难点。”郑明辉介绍，“在这方面，我们做了近20年的基础性研究工作，初步认清了我国二噁英排放源特征。在排放因子的评估中，我们借鉴了一些国外经验，但同时也发现了国际上的研究不足，特别是在排放因子研究方面，国际文献之间的差别很大，一些误差甚至达到若干个数量级。这严重影响了全球性科学评估二噁英排放量，和确定重点排放源的准确性。”
郑明辉介绍，“当前，我们的研究成果已编入《二噁英排放源清单调查指南》，其中的一些经验可以为全球履约和评估各国的排放源提供借鉴。在此基础上，我们测算了我国的二噁英年排放量。这是一项持续的工作，我们以2004年为基准年，详细计算了我国每个行业的排放数据。此后，还分别做了2015年和2020年的排放量评估，并确定我国当前要解决的四大排放源，即钢铁冶炼、再生有色金属、铁矿石烧结和废弃物燃烧。针对这四大排放源，国家已经制定标准并采取措施。”
20年来，我国二噁英类减排成效显著。生态环境部日前发布的《中国持久性有机污染物控制（2004—2024年）》显示，与2004年相比，在相关行业产量或处置量大幅上升的情况下，重点行业烟气二噁英排放强度大幅下降，向大气排放的二噁英总量达峰后呈下降趋势。
大气中“冷门”毒性污染物重视度有待提升
从二噁英研究中积累的经验，对今后的新污染物治理也存在借鉴意义。
比如，卤代卡唑与二噁英结构类似，研究证明，它是一种毒性很高的新污染物。我们通过广泛分析可能产生卤代卡唑的排放源，并且结合国际工业特征，评估了其全球排放量，为今后是否将之列入斯德哥尔摩公约进行管控提供了重要的数据基础。
新污染物不仅存在于纸面上，也存在于我们身边。“我们曾在北京大气细颗粒物PM1.0中筛查出8300多种半挥发性化合物。我们可以不用太在意这个数字，如何从中筛寻出值得关注的高风险新污染物才是关键。”郑明辉说。
郑明辉介绍，多环芳烃是美国上世纪70年代末就提出要求优先监测的一批污染物，它主要包含16种同类物质。这16种多环芳烃的确定，还是基于当时的科技水平和对毒性的认知，现在看来，对这16种多环芳烃监管的优先性还需要进一步商讨。
“近年来，我们在北京市大气细颗粒物中开展了具有多环芳烃效应的污染物筛查。从结构和特性来看，这样的物质有300多种。但同时我们发现，也有部分毒性较高的物质并不在上述16种多环芳烃的测试体系里。这意味着，我们在评价大气污染物中的多环芳烃效应时，很可能有所遗漏。从风险防控的角度看，这方面还存在一定的科学缺失，需要今后继续努力。”郑明辉说。
大气中的有机成分与人体健康的关系十分密切。“为从这8000多种化合物中找到对人体健康有潜在危害的物质，我们做了广泛的筛查，并结合美国国家环境保护局的毒性数据库，对发现的化合物进行毒性评估。”郑明辉介绍，在这些有毒性的化合物中，我们发现7种存在于大气中，但此前从未有研究文献提及的物质。按照非靶标的方式广泛筛查新污染物，我们发现了这些新问题，并对其做了风险的排序和有害结局分析。
“从目前能够确定结构和特性的污染物来看，大气中存在至少10种毒性比常规监测的多环芳烃还高的污染物，这些污染物此前并不为人们所关注，这也是我们下大力开展新污染物筛查的原因所在。” 郑明辉说。
加强阻滞技术研究 推动多种新污染物协同减排
“找准排放源只是第一步，我们还需要提出解决问题的思路。”郑明辉说，二噁英的控制比常规污染物要难得多，因为它的排放量很低。
“事实上，我们在科学实验中也曾尝试合成高纯度的二噁英，但经常失败。这说明，二噁英制备并不如想象中容易，它的产生也存在一定的不利因素，并非只要有焚烧烟气的出现就会产生二噁英。这也启发我们开拓逆向思维，创造不利于二噁英生成的环境，从而阻断它在工业过程特别是热过程中的产生，这项技术即二噁英的阻滞技术。”郑明辉说。
郑明辉介绍，阻滞技术从实验室到中试都取得了很好的效果。国内一些垃圾焚烧厂的应用显示，使用这种技术后，工厂排出的烟气和飞灰中二噁英含量明显下降。和利用活性炭吸附烟气中的二噁英不同，这一技术是从根本上减少二噁英的产生。“此外，我们也和相关研究单位合作，开展了铁矿石烧结过程中二噁英的减排研究，并提出‘原料分析—过程阻滞—废气循环’的治理路线。技改前后二噁英排放量的对比数据显示，技改后钢铁企业二噁英的排放量显著下降。”
事实上，工业生产过程中不仅会排放二噁英，很多工业过程还会产生持久性自由基，而其恰恰是二噁英、多氯萘、多氯联苯以及一些多环芳烃的前身物。
“如果我们能够更深入地认识持久性自由基产生的微观机制，就可以不再仅仅聚焦二噁英的单项控制技术，而实现多种新污染物的协同减排。在这一方面，我们应开展系统研究。”郑明辉谈到，下一步，应该从最根本的机制上阻断持久性自由基的产生，进而控制工业过程中多种持久性污染物等新污染物的产生。这在实验室中已经展示出良好的抑制效果。在实践中，还需进一步发展实用技术。
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