“世纪之毒”二噁英,有了新克星

“世纪之毒”二噁英,有了新克星
2024年11月12日 07:31 瞭望东方周刊

转自:瞭望东方周刊

本文刊载于《瞭望东方周刊》(2024年第23期,总第920期),原题为《江苏实践》。

文丨《瞭望东方周刊》记者王剑英,实习生林延春 编辑高雪梅

近年来,江苏在开展新污染物治理中,科技创新不断取得突破。

2024年11月4日,位于海慈生物厂区一角的RTOC系统(戴鹏程/供图)2024年11月4日,位于海慈生物厂区一角的RTOC系统(戴鹏程/供图)

近年来,生物医药产业已成为江苏省经济发展的一大亮点。2022年全省生物医药产业实现产值超5000亿元,规模居全国第一。

制药工业是挥发性有机物以及有毒有害污染物的重要来源之一,其生产过程中的化学反应、溶剂挥发、燃料燃烧等过程,都可能产生多种新污染物,对环境和人体健康造成不良影响。

近年来,江苏在开展新污染物治理中,科技创新不断取得突破。

7月4日,江苏省生态环境厅总工程师王燕枫带领多名专家和企业界代表,赴泰州市开展新污染物低碳治理技术科技帮扶活动,现场观摩了扬子江药业集团江苏海慈生物药业有限公司(以下简称海慈生物)的含氯有机废气治理示范项目,该项目的技术核心为RTOC系统。

王燕枫表示,该系统针对当前大气污染治理的堵点问题进行探索,为江苏制药企业在含氯有机废气处理方面提供了新的技术路径。

着眼于“控”

“持久性有机污染物是新污染物的重要大类,含氯挥发性有机物则是持久性有机污染物其中一部分。”南京大学环境规划设计研究院工程技术中心主任徐遵主告诉《瞭望东方周刊》。RTOC系统全称为含氯VOCs蓄热燃烧-催化关键技术与装备系统,是徐遵主团队多年的科研成果。

含氯挥发性有机物,即含有氯元素的挥发性有机物,通过挥发、泄漏、排放等途径进入环境中,可造成臭氧层破坏、光化学烟雾和全球变暖等环境问题。由于氯元素电负性很强,其在自然界中游离性状态下难以被生物降解,易在生物体内累积,具有很强的“三致作用”(致癌、致突变、致畸)。

二氯甲烷是含氯挥发性有机物的典型代表之一。

在国家《重点管控新污染物清单(2023年版)》中,共收录14类新污染物,其中第10类即为二氯甲烷。在我国《有毒有害大气污染物名录(2018年版)》《有毒有害水污染物名录(第一批)》中,二氯甲烷均榜上有名。

二氯甲烷素有“万能溶剂”之称,由于其独特的物理化学特性,在制药、石化、农药、电子工业等多个领域广泛应用。

“目前,业内仍未找到更合适、更安全的替代品。”徐遵主介绍。

海慈生物是扬子江药业集团下属原料药生产企业,也是集团唯一的化学原料药的研发、中试和生产基地,现有12个生产车间、员工700余人。

“二氯甲烷是我们公司生产的必备原材料,二氯甲烷每年使用量为6.12吨,用量较大;其沸点只有39.6℃,挥发量较大,如得不到有效治理,对环境影响也较大。”海慈生物环境维护车间主任戴鹏程告诉《瞭望东方周刊》。

“二氯甲烷闻起来有点冲并刺激呼吸道,对健康不利。”该车间工作人员艾龙说。

在长三角区域统一标准《制药工业大气污染物排放标准》中,二氯甲烷排放限值标准为20毫克/立方米。工业生产离不开二氯甲烷,更安全的替代品又暂未找到,如何减少其排放成为科技攻关的重点。

“十四五”以来,大气治理进入深水区,一些常规措施比较难见效,低效的治理技术和设施,是制约挥发性有机物污染治理的瓶颈。

据戴鹏程介绍,公司此前通过活性炭或树脂吸附方式,在各车间单独处理、净化含氯有机废气,具有一定超标风险。现在,废气经吸附后再导入RTOC系统处理,二氯甲烷排放浓度已低至1.8毫克/立方米,远低于限值;公司有机废气全年减排量达223.2吨,二氯甲烷减排量达2.18吨。

非甲烷总烃(有机废气的一类)的国家排放标准限值为60毫克/立方米,海慈生物的该项废气指标此前在45-50毫克/立方米区间浮动,经RTOC系统处理后,已基本处于10-15毫克/立方米。

“系统处理效率高,运行稳定,而且是自动化管理,各项运行数据在电脑上一目了然。”艾龙评价道。他的工作是在中控室的电脑上监控系统运行参数,并对设备进行日常巡查和保养。

“新污染物治理的总体工作思路是‘筛、评、控’和‘禁、减、治’,我们研发RTOC系统,是在‘控’环节下功夫,在过程中进行管控减排。”徐遵主表示。

“近零排放”

泰州市医药高新区厂房林立,是我国首个医药类国家级高新区。1300多家生物医药企业聚集于此,助力泰州“医药名城”建设。海慈生物就坐落于医药高新区泰镇路8号。

在海慈生物厂区,《瞭望东方周刊》记者现场观摩了RTOC系统的应用。系统有两层楼高,呈银灰色,一个大排气筒伸向天空,一根粗管道从生产区域接入,盘绕于几个大炉罐之间,管道上印着“废气”字样;设备上贴着警示语“注意高温、小心烫伤”。艾龙日常工作的中控室就位于几十米外。

据戴鹏程介绍,该系统主要处理方式是高温燃烧:有机废气经预处理后,进入燃烧室,经850℃以上高温氧化分解,尾气进入急冷塔,以碱喷淋进行二次净化,最终洁净气体进入排气筒排放至高空。

高净化率并不是RTOC系统最关键的科研突破。

在有机废气净化领域,蓄热式热力焚化炉技术已应用了30余年,该技术将有机废气以高温燃烧,使废气中的挥发性有机物氧化分解成二氧化碳和水,但这一传统方式在处理含氯有机废气时,易产生二噁英次生污染,该难题一直困扰业界。

“二氯甲烷在净化燃烧时,往往会产生二噁英。”徐遵主介绍。

二噁英有“世纪之毒”之称,被视为世界上最危险的化学物质之一,具有高毒性、持久性、生物积累性和长距离迁移性四大特征,一旦渗透到环境之中,很难自然降解消除。

2001年,首个关于新污染物的国际公约《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》将危害最大的12种持久性有机污染物作为首批重点管控对象,被称为“肮脏的一打”(dirty dozen),二噁英是其中之一。

有科普文章称,二噁英大家族中,其中几种污染物的毒性是氰化物的130倍、砒霜的900倍。

据徐遵主介绍,RTOC系统的核心突破在于,团队发现了一种高性能催化剂,可将含氯有机废气在净化过程中产生的二噁英催化分解,实现“近零排放”,打破了多年来的技术瓶颈。

此外,传统焚化炉的核心部件,在高温、高氯、高酸、高湿条件下面临腐蚀难题,针对这一行业痛点,徐遵主团队研发出一种新型防腐材料,令设备主体部件使用寿命得以成倍提高。

2022年,RTOC系统的核心技术获得“江苏省环境保护科学技术奖一等奖”。以RTOC系统为技术核心的“制药行业含氯VOCs与二噁英协同低碳减排案例”,入选2023年江苏省生态环境厅绿色低碳环保产业十大典型案例。徐遵主也被评为南京市“紫金山英才计划高层次创新创业人才项目”人才。

政策东风

深秋,南京市鼓楼区的一条马路旁,高大挺拔的梧桐竖立于道路两旁。南京大学环境规划设计研究院集团(以下简称南大环规院)总部便位于这闹中取静之处,徐遵主团队在其中一栋高楼的14层办公。他的另一个身份是南大恩洁优环境技术(江苏)股份公司(以下简称恩洁优公司)负责人。

恩洁优公司成立于2021年,是由南大环规院工程技术中心整建制孵化的一家科创型企业,拥有近60名员工,主攻医药、半导体、农药和实验室等行业废气处理。恩洁优之名源自NJU(Nanjing University南京大学)的音译,分别取感恩、洁净、优秀之意。

南大环规院前身是1978年教育部批准设立的南京大学环境科学研究所,2012年校企改制后,定位为专业的环境服务商,通过技术赋能,为客户提供综合环境治理解决方案。

据徐遵主介绍,早在2013年,团队便开始前瞻性布局有机废气治理技术、材料与装备的研发,陆续实施10余项自主研发课题。RTOC系统研发始于2017年,成型于2021年,累计投入研发经费超千万元。

研发过程中,团队曾遭受不少质疑,能否突破行业累积多年的技术瓶颈?团队认准行业痛点,坚定信心攻克难关,历时7年终得以成功。

也就在此时,政策东风不期而至。

2022年5月,国务院办公厅印发《新污染物治理行动方案》,我国新污染物治理进入新阶段。

“产品和服务更好卖了。”徐遵主坦言,“也获得了更多政府层面的支持。”

2021年,RTOC系统被天津药业集团购买。2023年后,恩洁优公司业务迅速扩张,目前客户已近50家,涉及医药、农药、化工、电子、材料等行业,其中医药行业客户占比最大。

2022年至今,徐遵主团队累计获得各级财政支持经费数百万元。目前,团队和江苏省环境科学研究院正在联合开展新污染物试点排查,共同编制《江苏省化工园区重点管控新污染物二氯甲烷和三氯甲烷控制技术指南》,推动江苏省大气污染防治领域新污染物治理水平。

9月27日,恩洁优公司凭借RTOC系统获得第九届“创客中国”江苏省中小企业创新创业大赛总决赛企业组一等奖。

2024年9月27日,徐遵主参加第九届“创客中国”江苏省中小企业创新创业大赛总决赛(徐遵主/供图)2024年9月27日,徐遵主参加第九届“创客中国”江苏省中小企业创新创业大赛总决赛(徐遵主/供图)

全省联动

海慈生物的RTOC系统占地约1000平方米,于2023年3月投建、10月正式运行。

2023年1月,海慈生物组织专业团队,在外奔波一周,驱车近2000公里,考察调研了近10家废气处理设备相关企业,最终选定恩洁优公司,项目整体投资近1500万元。

戴鹏程表示:“国家治理新污染物,对企业提出了更高的环保要求,作为泰州市新污染物治理试点,我们必须做好表率,体现企业的社会责任担当。”

戴鹏程于2007年入职海慈生物,此前担任公用工程和污水处理车间的主任,引入RTOC系统后,公司将该车间重组为环境维护车间,负责公司废气、污水处理等环境事宜,车间规模从6人扩展为15人。

艾龙是环境维护车间成立后招收的第一批新员工之一。2023年,他毕业于南京理工大学环境工程专业,入职后的前3个月,他的主要工作就是学习了解RTOC系统。

“江苏对新污染物治理非常重视,抓得相当紧。”戴鹏程和徐遵主不约而同地表示。

截至目前,江苏已连续三年列入生态环境部新污染物环境监测试点省份。2022年12月,《江苏省新污染物治理工作方案》发布,列出18项主要任务,正式拉开江苏新污染物治理工作大幕。

2024年3月,作为江苏省新污染物治理专家委员会成员单位,江苏省环境监测中心牵头组织召开“新污染物治理专项研究-新污染物监测方向”座谈会(图片源自江苏省生态环境厅)

2024年8月,江苏完成全省新污染物环境本底调查监测,调查共设置293个点位,涉及18大类约180种新污染物,如紫外吸收剂、有机磷酸酯、抗生素、全氟化合物等。

在国家《新污染物治理行动方案》发布3个月后,江苏省发布《江苏省百园千镇万企生态环境科技帮扶行动计划(2022-2025)》,将“固体废物与新污染物全过程管控”列为十大帮扶内容之一。

2023年底,江苏省生态环境厅举办全省生态环境治理创新实用技术专题培训,新污染物治理是培训重点内容。

中国工程院院士、北京师范大学环境与生态前沿交叉研究院院长余刚告诉《瞭望东方周刊》:“在省级层面的新污染物治理实践中,江苏走在了前列。”

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