垃圾分類真的有必要嗎？

圖片：efes / CCO

我要一個新馬甲，同心專心搞文章的PhD Candidate

關于國內奉行的強制垃圾分類，固然我沒怎么上彀，也從身邊聽到了各類苦中作樂的段子。可是打趣事后，看著家里排當作一排的垃圾桶，良多人會問這么嚴酷的垃圾分類真的有需要嗎？

從一個化工從業者的角度來看，看到國內鼎力執行垃圾分類這個行動，我心里長短常欣慰的。因為做好垃圾分類，帶來的益處遠遠高于短時候的的高當作本和操作難度。

綠水青山才是金山銀山。人類作為行走的“情況粉碎機”和“垃圾制造機”，面臨日益嚴重的情況問題，為了可以或許可持續成長，其實是不得不做好情況庇護工作，而垃圾的減量化、無害化、資本化處置則是情況庇護中關頭的一環。

減量化

減量化是指削減垃圾發生量，從泉源削減污染物，如環保出行、利用環保購物袋等，這一點上需要更長時候來培育國平易近的環保理念和糊口習慣。

無害化

無害化是指消弭垃圾中的有毒物質，使其不合錯誤情況造當作污染。

資本化

相信大師都聽過這么一句話，“垃圾是放錯處所的寶藏”。垃圾的資本化操縱就是“變廢為寶”的過程。

做好垃圾分類，對垃圾無害化和資本化處置工藝的幫忙無疑是龐大的。下面以“垃圾焚燒”和“廚余發酵”為例，講一下垃圾分類的需要性。

1.垃圾分類對垃圾焚燒過程中發生的二噁英生的影響

垃圾焚燒過程中會發生劇毒的二噁英類物質，對情況和人體造當作極大的風險。

何為二噁英？

二噁英，英文名為 dioxins，指多氯代替的含氧三環芳烴。廣義上有多氯代替的二苯并二噁英（Polychlorinated dibenzo-p-dioxins ，PCDDs)、多氯代替的二苯并呋喃（Polychlorinated dibenzofurans，PCDFs）和多氯聯苯（Polychlorinated biphenyls，PCBs）三大類^[1]。因為氯原子代替的位置和數目分歧，二噁英類化合物多達百種。此中毒性最強，研究最多的是 2,3,7,8- 四氯二苯并二噁英(2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-para-dioxin)，常簡寫為 TCDD。

二噁英對人體是否有害？

早在 1997 年，國際癌癥研究機構(International Agency for Research on Cancer, IARC)就將 TCDD 歸為一級致癌物^[2]。其致癌機理為二噁英進犯人體內的芬芳烴受體(Aryl Hydrocarbon Receptor, AhR)，導致基因表達受損，影響細胞復制和凋亡過程^[3]。今朝研究已經明白 TCDD 對芬芳烴受體的進犯與子宮內膜癌、腎癌、肺癌、前列腺癌和皮膚及內臟問題等疾病有直接聯系關系^[4]。此外，研究表白 TCDD 可以或許進犯雌激素受體（ estrogen receptor alpha，ERα) ^[5]^[6]和孕激素受體（progesterone receptor PR)^[7]^[8]導致乳腺癌。

為什么垃圾焚燒會發生二噁英？

早在 1992 年，研究者就對垃圾焚燒過程中的二噁英發生機理進行了切磋，認為其發生路徑包羅以下 3 步^[9]：

垃圾燃燒發生的氯化氫(HCl)和氧氣(O2)在金屬催化感化下生當作氯氣(Cl2)
Cl2 與芳環上的氫原子發生代替反映，生當作氯代芳烴（關頭前驅體為氯代苯酚和氯代甲苯）
氯代芳烴在金屬二次催化感化下形當作多元環（銅催化）

看到這里，隨之而來的問題就是，二噁英中的氯原子是從哪兒來的呢？一方面，垃圾中含氯有機物（氯代烴，如塑料的本家兒要當作分為聚氯乙烯）在燃燒過程中形當作的氯自由基(Cl·)會篡奪四周有機物中的氫原子形當作 HCl^[10]；另一方面，垃圾飛灰中的氯鹽（如氯化鈉，NaCl）在水蒸氣、二氧化硅和三氧化二鋁存在的前提下，會形當作 Na-Si-Al 夾雜物，并釋放出 HCl 氣體^[11]。

若何削減二噁英的發生？

按照熱力學計較和嘗試驗證，二噁英在 800-950 °C 時會發生氧化反映，分化發生無毒的芳烴。反映路徑如下：

也就是說，削減二噁英的發生，最簡單直接的法子就是提高垃圾焚燒爐的溫度，使二噁英完全氧化。也就是大師經常提到的“連結焚燒爐內溫度大于 850 °C，并節制煙氣在爐內逗留 2 秒以上，即可使二噁英完全分化”。可是非論是垃圾焚燒仍是垃圾熱解，凡是溫度區間為 400-750 °C^[12]。提高反映溫度意味著更高的能耗和更高的設備要求，單靠提高反映溫度來節制二噁英的生當作似乎并不是最優的選擇。

除了提高反映溫度和節制工藝前提（3T+E 手藝）外，從化學工程與手藝的角度出發，若是可以或許做到干濕分手（隔斷水蒸氣與氯鹽的接觸）、塑料與金屬廢渣（隔斷塑料氯源與起到催化感化的金屬）、建筑垃圾與糊口垃圾分手（隔斷硅鋁與氯鹽），可以經由過程遏制 Cl2 的發生來阻斷二噁英的生當作路徑。換句話說，若是垃圾分類做得好，可以或許大大削減垃圾焚燒過程中發生的二噁英。

2.垃圾分類對廚余垃圾厭氧發酵工藝的影響

簡單來說有兩個原因：

一個就是就是那個用豬來判定是啥垃圾的段子，豬吃了有毒的就是有害垃圾。廚余垃圾一般是顛末初步處置后進行厭氧發酵，制得的甲烷可以用作潔凈能源，也可以作為主要的化工原料制備高價值化學品，實現垃圾的資本化操縱。可是那些用于發酵的各類菌就像豬一樣，吃了有毒的工具會掛失落，所以不克不及混進去重金屬、有毒的有機物、塑料啥的

第二個原因就是其他各類工藝都面對的原因，不進行垃圾分類的話，在處置工藝中進料和設備磨損是很大的問題

寫累了，坑先放這，下回再更。。。。。