二噁英摘要：介绍了什么是二噁英，总结了二噁英的性质，结构。

介绍了二噁英的来源和产生机理，介绍了二噁英的污染现状以及分布状况，介绍了二噁英污染的修复技术，介绍了二噁英的排放标准和质量标准，介绍了二噁英对人体的危害，最后介绍了如何抑制二噁英的产生和如何处理二噁英。

一、二噁英的介绍1、通常所说的二噁英是指二噁英类化合物,由2个或1个氧原子联接2个被氯原子取代的苯环而构成的芳香族有机化合物的统称,包括多氯二苯并-对-二噁英(Polychlorinated Dibenzopdioxins,简称PCDDs)和多氯二苯并呋喃(Polychlorinated Dibenzopfuran,简称PCDF,复数表示为PCDFs)。

由于其周围能结合1～8个氯原子,根据氯的个数和置换位置,二噁英总共存在75种异构体。

聚合氯代二苯并呋喃(PCDFs)具有和PCDDs类似的性质,它由两个苯环和1个氧结合而成,由于其周围同样能结合1～8个氯原子,所以总共存在135种异构体。

二噁英分子结构见图1。

我们通常所说的二噁英类主要是指含有4个氯原子以上的PCDDs、PCDFs及Co-PCB,在常温下为无色晶体状态,低温下化学性质很稳定,但是温度超过750℃时,容易分解。

二噁英熔点高、沸点高,不仅对酸碱,而且在氧化还原作用下都很稳定。

在紫外线的照射下也容易被分解,而在生物作用下则分解得很缓慢,极易被土壤吸附,在环境中常常对大气、土壤、河流、湖泊、海洋等造成严重污染。

在水中的溶解度非常低,虽然显示亲油性,但在有机溶剂中的溶解度仍然较低,极易溶于脂肪,容易在人体内积累。

二噁英最大的危害是具有致畸、致癌、致突变性。

二噁英是目前已经认识的环境荷尔蒙中毒性最大的一种,干扰其内分泌系统和生殖功能系统,影响后代的生存和繁衍。

二噁英持久性较强,在环境中持久存在并不断富集,一旦摄入生物体就很难分解或排出,其潜伏期有可能影响到人类的子孙后代。

【3】2、二噁英的结构、性质、毒性。

二噁英是一类化合物的总称,其中包含75种多氯二苯并二噁英(PolyChlorinatedDbenzo-Diox-inx,PCDDs)、135种多氯二苯并呋喃(Poly Chlor-inated Dbenzo-Furans,PCDFs)和209种多氯联苯(PolyChlorinated Biphenyls,PCBs),它们具有相似的化学性质和结构。

在这个化合物大家族中,毒性最大的是2,3,7,8-四氯二苯并二噁英,又简称2,3,7,8-TCDDs。

在75种多氯二苯二噁英中,只有7种具有2,3,7,8-四氯二苯并二噁英的毒性作用,在135种PCDFs中,有10种具有2,3,7,8-四氯二苯并二噁英的毒性作用,而209种PCBs中,有12种具有2,3,7,8-四氯二苯并二噁英的毒性作用。

二噁英在标准状态下呈固态,熔点为303~305e,分解温度>700e,极难溶于水,可溶于大部分的有机溶剂,容易在生物体内积累,富集于食物链的脂肪组织中,环境中的二噁英相当稳定。

【4】3、基本性质二噁英是多氯代二苯并－对－二噁英（ＰＣＤＤｓ）和多氯代二苯并呋喃（ＰＣＤＦｓ）的称在常温常压下为白色固体，没有极性，难溶于水，易溶于脂肪和四氯化碳，熔沸点较高，通常在５００℃开始分解，在８００℃时仅需２１ｓ就能完全分解；二噁英的烟气从高温降到低温时，在２５０～５００℃之间时会再合成；二噁英的芳香环在强酸、强碱和一般氧化状态下不易被破坏，因而在自然环境中，广泛分布于空气、水和土壤中，并具有高度的持久性。

二噁英易蓄积在生物体内，并随生物链不断浓缩，是环境中的超痕量污染物。

【6】二、二噁英的生成机理与来源1、再生铝生产中二噁英成因分析：（1）通过从头合成（DeNovo）反应：从飞灰上所含的巨碳分子（残留碳）及有机氯或无机氯的混合基质中在低温时（250~400℃）反应生成。

（2）前驱物异相催化反应：经由不完全燃烧存在于气相中的有机前驱物（如氯酚、氯苯等），借助与飞灰表面的结合及催化反应而产生。

【1】2、垃圾焚烧烟气中的二噁英来源一般来说,在垃圾焚烧中,二噁英的形成有下列途径:(1)生活垃圾本身含有微量的二噁英,在燃烧过程中未被分解而重新排出。

(2)生活垃圾在干燥、燃烧、燃烬过程中,其中有机类物质分解而生成低沸点的烃类物质,在供氧充足时,可进一步被氧化生成CO2和H2O。

但在局部缺氧时,含氯有机物则会形成易于产生成二噁英类物质的芳香烃,这些物质再经过一系列复杂的化学反应,就可能生成剧毒性的二噁英类物质。

(3)垃圾焚化时,产生的飘浮颗粒物吸附了某些金属氯化物(CuCl2、FeCl3、NaCl等),当温度为300~500e时,进而在颗粒表面发生反应,生成二噁英类物质。

【4】3、二噁英的产生机理，在生活垃圾焚烧过程中,垃圾中的含氯有机化合物如氯乙烯、氯化苯、五氯苯酚等物质,在适宜温度并在氯化铁、氯化铜的催化作用下与O2、HCl反应,通过分子重排、自由基综合、脱氯等过程生成二噁英类。

这部分二噁英在高温下常常大部分会分解,如当烟气出炉温度>800℃、且烟气在炉内停留2s时,约99.9%的二噁英会分解。

在生活垃圾焚烧过程中被高温分解的易产生二噁英的含氯有机化合物,在烟气中的氯化铁、氯化铜等灰尘的催化作用下于烟气中的HCl 在300℃附近又会迅速重新组合生成二噁英。

【5】三、二噁英的污染现状以及分布状况土壤中二噁英污染的分布状况（1）区域分布Vikelsøe分析了哥本哈根地区土壤中的二噁英，发现其浓度自西向东升高，由于哥本哈根地区盛行西风，带来了大气沉降对土壤中二噁英的影响。

同时，丹麦土壤中的二噁英自北向南增加，这也可以用丹麦南部靠近欧洲工业国家而北部靠近人口稀少的北欧地区来解释。

而对于澳大利亚这样的海岛型国家，在全国性调查中发现其人口稠密的东南沿海二噁英浓度最高，而西部与内陆地区较低。

这些研究说明了二噁英排放与其在土壤中浓度密切相关。

（2）点源分布多位学者对主要排放源周边土壤中的二噁英成分和浓度分布进行了分析，但结果并不一致。

Mills发现有害废物焚烧炉周边土壤中二噁英水平并未提高。

Schuhmacher等研究了水泥厂附近土壤与草本样品，认为水泥厂对其周边环境没有影响。

但是，Berho等发现在烧结厂附近的土壤被二噁英明显污染。

Park等分析了工业废物焚烧炉附近的47个土壤样本，发现距离对二噁英水平没有明显影响，但随着距离的变化二噁英的同系物组成有所差异。

在韩国，Im等获得的工业区土壤中二噁英中位值为I-TEQ34pg/g在距一个开放式工业废物焚烧炉50m处的土壤中甚至测得I-TEQ3720pg/g的极值，而Kim等报道的韩国工业区土壤的平均值为I-TEQ7.6pg/g。

此外，某些学者通过源解析方法，认为某些传统上被认为是二噁英重要的排放源对周围土壤影响并不显著，而其他排放源也能对土壤造成显著影响。

Nadal等考察了一个城市生活垃圾焚烧炉，在该焚烧炉的排放量减少了100倍后，周围土壤中的二噁英含量与之前没有显著差异，且风向对同系物分布也没有明显影响。

（3）垂直分布Vikelsøe研究了二噁英在不同深度的未经扰动土壤中的分布，发现表层0~10cm为其毒性当量值的90%，而10~20cm为5%，20~30cm仅1%。

在施用污泥后，10 ~ 20cm深度的二噁英浓度大大增加。

在德国的一个调查中，土壤B层PCDD/Fs为I-TEQ0.5pg/g。

随着深度的增加，二噁英水平逐渐降低，说明自然条件下土壤中二噁英的向下迁移是非常有限的。

Wu等对农田土壤的研究发现，土壤中的二噁英在20~30cm 处的浓度最高。

德国乡村地区土壤有机层中PCDD/Fs的水平要高于城市土壤有机层中的水平，这些发现揭示了土壤人为扰动对二噁英垂直分布的重要影响。

【2】四、二噁英污染的修复技术二噁英污染土壤的修复技术土壤中的二噁英极为稳定，自然情况下降解速度极慢，具有高度的持久性。

随着土壤修复学科的快速发展，二噁英这类微量、持久、剧毒的污染物也越来越受到土壤修复研究者的关注，近10年来相关成果不断出现。

目前已经应用于二噁英污染土壤的修复方法主要有光降解、化学降解、物理处理、生物修复等。

（1）光降解二噁英可以吸收近紫外区的电磁辐射而发生光降解，其机制是PCDD/Fs在电磁辐射作用下脱氯形成低氯取代的同系物。

光解作用的土层深度极为有限，一般在表面数毫米之内，而且有机质成分对光解效果也有较大影响：Kieatiwong等使用汞灯照射两个农田土壤，较高有机碳成分的样本降解率为15%，而另一个较低有机碳成分的样本降解了45%。

土壤中加入有机溶剂和表面活性剂可以增加污染物溶解性，将其输送到土壤表面，从而避免光照穿透力的不足。

但是有机溶剂的使用易于造成土壤的二次污染。

近来，因为植物油脂具有廉价、高效以及场地应用安全性高的特点，有人采用植物油脂来强化土壤中二噁英的降解。

Isosaari等用橄榄油为溶剂结合紫外照射，在17.5h内将一个高度污染的土壤样本I-TEQ值减少了84%。

（2）化学降解一些氧化性试剂，如O3等可以氧化二噁英，但是直接应用于土壤修复的还不多见。

Mino等在含有2,7-DCDD的土壤中加入Fe3+-H2O2（类似芬顿试剂），30min内DCDD 几乎完全降解，降解的中间产物包括4-氯-邻苯二酚，与担子菌对DCDD 的代谢途径较为类似。

化学降解的优势在于见效快、经济实用，但在实际应用中应注意一些强氧化性化学试剂对土壤理化性质、生态环境的影响。

（3）物理处理将土壤中的二噁英直接提取出来也可以实现土壤的净化。

Hashimoto等用亚临界水萃取（subcritical water extraction）方法，300℃、5h内从土壤中萃取出99.4%的二噁英，同时证明在萃取过程中二噁英发生降解。

Kieatiwong 等用橄榄油萃取出土壤中91%的二噁英。

除了萃取，浮选方法也被用于处理飞灰沉降引起的土壤二噁英污染。

但物理方法只是把二噁英从土壤中转移出来，要彻底清除二噁英还须结合紫外线照射等其他方法。

（4）生物转化与生物修复目前人们已经成功地从二噁英污染土壤中分离到多种降解菌株，这些微生物主要是假单胞菌(Pseudomonas)、鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas)、丛毛单胞菌(Comamonas)以及白腐真菌(white rotfungi)等。

Widada等将一株假单胞菌定期接种到2,3-DCDD污染的土壤中，14天后几乎所有的2,3-DCDD 被降解Rosenbrock等将白腐真菌接种到二噁英污染的土壤中获得了50%的矿化率。

生物修复也可以与其他方法结合起来以实现更好的修复效果。

Kao等先使用芬顿试剂（Fe2+-H2O2）对泥浆进行氧化预处理，使其中的TCDD转化为更易发生生物降解的物质，然后转移到生物反应器中进行生物降解。