前瞻经济学人 看懂未来新十年

打开APP

垃圾不分类随便扔的人,是在制造“世纪之毒”

把科学带回家

 作者|七君 来源|把科学带回家(ID:steamforkids)

垃圾分类在我国的46个城市已经实行了一段时间了,现在许多人都养成了把食物残渣和其他垃圾分开倒的习惯。

1

上海的分类垃圾桶 图片来源:wikimedia

垃圾分类方便物资回收再利用,这件事不用赘述。不过垃圾分类还有另外一个重要的好处,这个大家可能就不常听说了,那就是防止“世纪之毒”的产生。

这种“世纪之毒”就是二恶英(dioxins)。

1

二恶英是数百种化合物的统称,其中包括多氯二苯二恶英(PCDD)和多氯二苯并呋喃(PCDF)。由于二恶英对人类、动物以及环境的持续危害,它们常常被叫做“世纪之毒”。

根据世界卫生组织,二恶英是一类剧毒物质,可导致生殖和发育问题,损害免疫系统,干扰激素,还可以导致癌症。二恶英还被称为持久性有机污染物(POP),因为它们的性质稳定,很难被环境中的微生物分解。

3

二恶英类物质多带有两个苯环(类似龟壳的六边形),苯环上含有氯元素。图片来源:wikipedia

二恶英的毒性和它的稳定性密切相关。二恶英两个苯环上挂着的氯元素让微生物和人体难以代谢。在人体中,二恶英的半衰期为 7-11 年。也就是说,分解一半的二恶英需要 7-11 年的时间。

那么我们平时是怎样接触二恶英的呢?

根据世界卫生组织,二恶英主要存在于动物脂肪组织内,人类接触的二恶英中的90%以上来源于动物的肉蛋奶,较少来源于蔬菜。由于二恶英在全球范围内普遍存在,所有人都能接触到二恶英。

3

“最毒的人造化合物”二恶英 TCDD。图片来源:oregonstate.edu

在所有二恶英中,TCDD 常被视为已知最毒的物质。在某些动物实验中,TCDD 的半数致死量超过了其他已知剧毒物质(如沙林毒气),因此被称为“最毒的人造化合物”。

比如,对于豚鼠来说,二恶英的半数致死量是1微克(1克的百万分之一)/千克体重。对于人来说这个数字并不清楚,因为不可能用人体做实验。不过,世卫组织国际癌症研究所已将 TCDD 列为“已知人类致癌物”。2004年震惊全球的乌克兰总统候选人被投毒事件中使用的毒药就是 TCDD。

人类历史上有好几起大规模二恶英中毒事件。

越南战争中美军使用的橙剂的主要成分就是 TCDD,其恐怖后果已无需赘述。目前仍有不少退伍军人的体内被验出过量的二恶英。

5

越战橙剂受害者 图片来源:wikimedia

1976年,意大利北部靠近瑞士边界的塞维索的 ICMESA 化工厂爆炸,导致高浓度二恶英外泄,约2.5公斤的 TCDD 污染了塞韦索城。

5

塞维索事件发生后,宪兵封锁了污染严重的区域,并被要求射杀活着的动物。

城中的动物大量死亡,植物长出了白斑,人们也开始患上怪病。后来,当地人被要求撤离,宪兵被要求射击活着的动物,这就是震惊世界的塞维索事件(Seveso disaster)。

5

意大利塞维索事件中儿童的氯痤疮。图片来源:(DOI)10.1016/j.envres.2005.12.003

不过,历史上故意用二恶英投毒的事件只有两例。

第一例的受害者是奥地利维也纳一所纺织工厂的3个工人。1998年,这些人被故意投毒,他们血液中的 TCDD 含量是普通欧美人的500-1000倍。其中一人血液中的 TCDD 水平是已知人类中最高的,为普通美国人的14万倍。

第二例就是乌克兰前总统维克多·尤先科(Victor Yushchenko)了。2004年,他遭到蓄意投毒,使用的毒物就是 TCDD。

早在19世纪末20世纪初,医生们就知道,经常接触二恶英的工人的皮肤会变得凹凸不平,长出一片片突起物,这被称为氯痤疮(chloracne)。在上述案例中,不少人的皮肤上就长出了灰暗的氯痤疮。

7

乌克兰总统尤先科在二恶英中毒前后的皮肤变化。图片来源:(DOI)10.1016/j.envres.2005.12.003

在奥地利维也纳的投毒事件中,一位女工脸上长出了数百粒痤疮,四肢和生殖器也没有幸免。

目前并没有针对二恶英的有效治疗手段。在维也纳投毒事件中,因为二恶英是脂溶性的,医生给病人开了宝洁公司在20世纪90年代推出的减肥薯片。

7

20世纪90年代的蔗糖聚酯“无脂肪”薯片,现在买不到了,因为吃了以后菊花会流油。 图片来源:quartz

这种薯片不是用普通食用油炸的,而是用蔗糖聚酯(Olestra)制作的。蔗糖聚酯能“吸油”,可以和胆固醇等酯类物质结合,而它本身并不能被人体吸收,因此可被用于去除人体内的二恶英。不过,即使用上了这样的新方法,受害者体内仅有10-15%的 TCDD 被去除。

那么,二恶英到底是怎么来的呢?

二恶英主要是由含氯物质和有机物在高温燃烧中生成的。比如在自然界中,森林大火就是二恶英的一大来源。人类火力发电、漂白纸张或布料等工业生产活动也会制造二恶英。

9

在露天随意焚烧垃圾会产生二恶英。图片来源:wikipedia

但是,二恶英不仅仅是工厂制造过程的副产物。刚才说到,含氯物质在高温中燃烧会产生二恶英,咱们平时残羹剩饭中的盐(氯化钠)等含氯物质,在被放到垃圾焚化炉中燃烧后,是否也会产生二恶英呢?

9

图片来源:wikimedia

答案是肯定的。20世纪70年代开始有研究者意识到,工业燃烧的飞灰和燃烧居民垃圾的焚化炉也会产生二恶英。

1

图片来源:www.who.int/zh/news-room/fact-sheets/detail/dioxins-and-their-effects-on-human-health

现在,垃圾焚烧被视为二恶英的最大来源。世界卫生组织指出,在二恶英被排放到环境中这个问题上最难辞其咎的,莫过于垃圾的焚烧,主要原因是燃烧不充分。

在垃圾焚烧产生的二恶英效应中,首当其冲的是相关从业人员。垃圾焚烧站的工作人员通常皮肤不太好、肤色暗沉、常有氯痤疮。

1

日本焚化炉工人的面部氯痤疮和色素沉着。图片来源:(DOI)10.1016/j.envres.2005.12.003

根据我国生态环境部《火葬场大气污染物排放标准》(征求意见稿) ,大气环境中的二恶英 90%来源于城市和工业垃圾焚烧;而垃圾焚烧从业人员血中的二恶英含量是正常人群水平的 40 倍左右。在日本,垃圾焚烧站工人血液中的二恶英水平是日本普通人的近 60 倍。

为了进一步限制二恶英的排放,从2016年1月1日起,我国生活垃圾焚烧行业开始执行新的标准(GB18485-2014《生活垃圾焚烧污染控制标准》),将生活垃圾焚烧炉烟气中二恶英的排放限值降低到之前的十分之一。

1

城市固体垃圾在焚化炉中燃烧。 图片来源:wikipedia

让垃圾完全地燃烧是预防和控制二恶英的最为有效的方法。那怎样才能完全燃烧垃圾呢?

现在“3T+E”控制法是国际上普遍采用的措施,即高温(Temperature)、充分的燃烧时间(Time)、适当的湍流(Turbulence)和过量的空气(Excess Air)。

这里的“高温”指的是850摄氏度以上,甚至1000摄氏度的温度。德国、法国、英国和日本都将垃圾焚化炉的温度设定为850摄氏度以上。

1

瑞典马尔默的垃圾焚烧场。图片来源:wikipedia

近几年,为了减少了垃圾燃烧中二恶英产量,我国也采用了3T+E的垃圾焚烧技术。不过,如果不对垃圾进行分类,燃烧效率就会大打折扣。

2019年,浙江大学能源清洁利用国家重点实验室的研究者严建华和同事发表在 Waste Disposal & Sustainable Energy 上的一项研究指出,不完全燃烧和二恶英的形成密切相关,我国的生活垃圾中,厨余垃圾占了很大的比重,而厨余垃圾的含水量很高,这就会导致垃圾不完全燃烧,造成二恶英污染。

显然,将“湿垃圾”和其他垃圾分开,确实对减少二恶英的生成有好处。

1

含氯塑料 PVC 制品。图片来源:consumers association penang

垃圾分类还有助于减少垃圾中的氯含量。一些研究指出,当氯含量超过垃圾重量的1%时,更多的氯就会产生更多的二恶英。

比如,2007年加州大学戴维斯分校的 T. Shibamoto 和同事发现,燃烧物中的氯含量以及燃烧温度和二恶英含量有直接关系;氯含量高,而燃烧温度不足800摄氏度时,就会产生大量的二恶英。

生活垃圾中的氯主要来自 PVC (聚氯乙烯)塑料(如雨衣、建材、塑料膜、塑料盒、医疗废物、农用地膜)、电子垃圾(含有有机氯),以及厨余中的盐。

我们能做的就是做好垃圾分类,避免含氯垃圾进入焚化炉成为二恶英,最终通过食物链再回到我们的体内。

有些人死了化成了灰,却还在污染全人类。

编者按:本文转载自微信公众号:把科学带回家(ID:steamforkids),作者:七君


阅读全文
打开APP,享受沉浸式阅读体验

最新评论

打开App,查看更多评论
×

提问研究员

一键提问研究员,零距离互动交流

我要提问
1

App数据库能为你做什么?

看看用户怎么说

2

App问答能为你做什么?

看看用户怎么说

3

App报告能为你做什么?

看看用户怎么说

4

App文章能为你做什么?

看看用户怎么说

相关阅读