垃圾分类真的有必要吗？

图片：efes / CCO

我要一个新马甲，同心专心搞文章的PhD Candidate

关于国内奉行的强制垃圾分类，固然我没怎么上彀，也从身边听到了各类苦中作乐的段子。可是打趣事后，看着家里排当作一排的垃圾桶，良多人会问这么严酷的垃圾分类真的有需要吗？

从一个化工从业者的角度来看，看到国内鼎力执行垃圾分类这个行动，我心里长短常欣慰的。因为做好垃圾分类，带来的益处远远高于短时候的的高当作本和操作难度。

绿水青山才是金山银山。人类作为行走的“情况粉碎机”和“垃圾制造机”，面临日益严重的情况问题，为了可以或许可持续成长，其实是不得不做好情况庇护工作，而垃圾的减量化、无害化、资本化处置则是情况庇护中关头的一环。

减量化

减量化是指削减垃圾发生量，从泉源削减污染物，如环保出行、利用环保购物袋等，这一点上需要更长时候来培育国平易近的环保理念和糊口习惯。

无害化

无害化是指消弭垃圾中的有毒物质，使其不合错误情况造当作污染。

资本化

相信大师都听过这么一句话，“垃圾是放错处所的宝藏”。垃圾的资本化操纵就是“变废为宝”的过程。

做好垃圾分类，对垃圾无害化和资本化处置工艺的帮忙无疑是庞大的。下面以“垃圾焚烧”和“厨余发酵”为例，讲一下垃圾分类的需要性。

1.垃圾分类对垃圾焚烧过程中发生的二噁英生的影响

垃圾焚烧过程中会发生剧毒的二噁英类物质，对情况和人体造当作极大的风险。

何为二噁英？

二噁英，英文名为 dioxins，指多氯代替的含氧三环芳烃。广义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）和多氯联苯（Polychlorinated biphenyls，PCBs）三大类^[1]。因为氯原子代替的位置和数目分歧，二噁英类化合物多达百种。此中毒性最强，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)，常简写为 TCDD。

二噁英对人体是否有害？

早在 1997 年，国际癌症研究机构(International Agency for Research on Cancer, IARC)就将 TCDD 归为一级致癌物^[2]。其致癌机理为二噁英进犯人体内的芬芳烃受体(Aryl Hydrocarbon Receptor, AhR)，导致基因表达受损，影响细胞复制和凋亡过程^[3]。今朝研究已经明白 TCDD 对芬芳烃受体的进犯与子宫内膜癌、肾癌、肺癌、前列腺癌和皮肤及内脏问题等疾病有直接联系关系^[4]。此外，研究表白 TCDD 可以或许进犯雌激素受体（ estrogen receptor alpha，ERα) ^[5]^[6]和孕激素受体（progesterone receptor PR)^[7]^[8]导致乳腺癌。

为什么垃圾焚烧会发生二噁英？

早在 1992 年，研究者就对垃圾焚烧过程中的二噁英发生机理进行了切磋，认为其发生路径包罗以下 3 步^[9]：

垃圾燃烧发生的氯化氢(HCl)和氧气(O2)在金属催化感化下生当作氯气(Cl2)
Cl2 与芳环上的氢原子发生代替反映，生当作氯代芳烃（关头前驱体为氯代苯酚和氯代甲苯）
氯代芳烃在金属二次催化感化下形当作多元环（铜催化）

看到这里，随之而来的问题就是，二噁英中的氯原子是从哪儿来的呢？一方面，垃圾中含氯有机物（氯代烃，如塑料的本家儿要当作分为聚氯乙烯）在燃烧过程中形当作的氯自由基(Cl·)会篡夺四周有机物中的氢原子形当作 HCl^[10]；另一方面，垃圾飞灰中的氯盐（如氯化钠，NaCl）在水蒸气、二氧化硅和三氧化二铝存在的前提下，会形当作 Na-Si-Al 夹杂物，并释放出 HCl 气体^[11]。

若何削减二噁英的发生？

按照热力学计较和尝试验证，二噁英在 800-950 °C 时会发生氧化反映，分化发生无毒的芳烃。反映路径如下：

也就是说，削减二噁英的发生，最简单直接的法子就是提高垃圾焚烧炉的温度，使二噁英完全氧化。也就是大师经常提到的“连结焚烧炉内温度大于 850 °C，并节制烟气在炉内逗留 2 秒以上，即可使二噁英完全分化”。可是非论是垃圾焚烧仍是垃圾热解，凡是温度区间为 400-750 °C^[12]。提高反映温度意味着更高的能耗和更高的设备要求，单靠提高反映温度来节制二噁英的生当作似乎并不是最优的选择。

除了提高反映温度和节制工艺前提（3T+E 手艺）外，从化学工程与手艺的角度出发，若是可以或许做到干湿分手（隔断水蒸气与氯盐的接触）、塑料与金属废渣（隔断塑料氯源与起到催化感化的金属）、建筑垃圾与糊口垃圾分手（隔断硅铝与氯盐），可以经由过程遏制 Cl2 的发生来阻断二噁英的生当作路径。换句话说，若是垃圾分类做得好，可以或许大大削减垃圾焚烧过程中发生的二噁英。

2.垃圾分类对厨余垃圾厌氧发酵工艺的影响

简单来说有两个原因：

一个就是就是那个用猪来判定是啥垃圾的段子，猪吃了有毒的就是有害垃圾。厨余垃圾一般是颠末初步处置后进行厌氧发酵，制得的甲烷可以用作洁净能源，也可以作为主要的化工原料制备高价值化学品，实现垃圾的资本化操纵。可是那些用于发酵的各类菌就像猪一样，吃了有毒的工具会挂失落，所以不克不及混进去重金属、有毒的有机物、塑料啥的

第二个原因就是其他各类工艺都面对的原因，不进行垃圾分类的话，在处置工艺中进料和设备磨损是很大的问题

写累了，坑先放这，下回再更。。。。。