第二章 文獻回顧
2.5 底渣再利用的影響
含有PVC、PP、HDPE成分的塑化廢棄物,在焚化過程中,會產生PAHs(polycyclic aromatic hydrocarbons),而PAHs生成量已證實和焚化環境中的CO濃度成正相關,和 過量空氣比成負相關(Li 2001),飛灰及底渣皆曾有驗出PAHs的紀錄(Purushothama 1997; Johansson and van Bavel 2003; Shui-Jen Chena 2003)。
在焚化過程中,操作不當或是其他物理因素 (如顆粒粒徑) 所造成的燃燒不完全,
會使殘存的有機物質於再利用之後,可能因為雨水或其他外力進入自然環境中,進 而影響當地微生物的代謝及生長方式(Belevi, Stämpfli et al. 1992; Birgisdottir, Pihl et al. 2006; Ore, Todorovic et al. 2007)。除了燃燒不完全的有機物之外,實際應用的底
渣再與水體沖刷後,也會帶出大量的氯鹽和重金屬。進而影響再生環境的水體成份。
Keppler 在2000年指出,在有電子接受者 (如Fe3+) 的環境下,鹵素離子可能會在有 機物的氧化過程中和烷類有機物形成鍵結 (圖一) ;而此過程並不需要光催化或微 生物反應,便可使鹵素離子烷基化 (alkylated) 。
圖一 鹵素與環境反應為含鹵有機物
目前已知高氯鹽環境可能產生的化合物有CH3Cl,、C2H5Cl、 C3H7Cl以及C4H9Cl,而 其他種類鹵素在高濃度的環境條件,則可能生成CH3Br和CH3I(Keppler, Eiden et al.
2000)。
除此之外,底渣中也曾被檢驗出含有戴奧辛 (Polychlorinated dibrnzo-p-dioxin、
dioxin-like Polychlorinated biphenyl) 及呋喃,而此類物質結構穩定、低揮發性、高
脂溶性且具有長期性的生物毒性(Rappe 1992),而氨基酸類 (amino acids) 和有機物 結合後,溶出率可達40~60%(Degens E.T. and Mopper 1976.)。底渣中的總碳可分為 四類,分別為元素碳 (elemental carbon) 、可水洗出的碳成分 (water extractable organic carbon) 、二氯甲烷可萃取的碳成分 (dichloromethane extractable organic carbon) 、以及不可萃取的碳成分 (non extractable organic carbon) 。而底渣中,碳 元素佔總碳的70%以上,而可水洗出的碳成分約10%,可以二氯甲烷萃取的碳成分 佔7%以下,不可萃取的碳成分則佔20~32%(Ferrari, Belevi et al. 2002)。其中戴奧辛 及呋喃屬於二氯甲烷可萃取的碳成分,親水性隨氯個數增加而降低,但由本身結構 穩定,因此經食物鏈進入人體,便可能會因生物累積達到高於環境的濃度(Connett and Webster 1987)。
Calmano在1994年的文獻中提到,重金屬在自然環境中的移動能力,主要受到pH值 及氧化還原電位為主,而pH 4.5以上,pH值為重金屬移動性(mobilization)主要參數。
氧化環境中,缺乏酸中和能力的自然水體pH值下降,對Zn及Cd的移動性提高能力勝 過Cu和Pb。而相較於還原環境,pH值在氧化環境的影響相對明顯(Calmano, Hong et al. 1994)。
綜合以上可知,針對實際再生環境,若欲降低氯鹽及重金屬對再生環境的影響,使 其封存在厭氧或環原性的環境,可使含鹵有機物的生成及重金屬的移動性降低。酸 鹼度部份,避免底渣接觸到酸性物質或水體,以避免重金屬移動性提高或是影響穩 定化結構。