危险废物焚烧炉看到PFAS处理机遇，排放问题仍存

美国环保署更新了其 临时指导意见 ，针对如何处置PFAS废料这一棘手问题，该指导意见提升了人们对焚烧——该机构认可的处置方法之一——的兴趣。但关于燃烧副产物的路径和影响，研究仍然不足。 

PFAS是一类持久性人造化学品，全称为全氟和多氟烷基物质，已经 污染了全国各地的土壤和地下水。某些类型的PFAS与一系列严重的 健康问题有关，包括睾丸癌和肾癌、肝损伤、免疫抑制、出生缺陷、先兆子痫和胆固醇升高。 

随着该机构在多个方面推进 对这些化学物质的监管，清除PFAS废料的需求日益迫切。这也是公众日益关注的问题。倡导组织“公职人员环境责任组织”2023年的一项分析发现，过去五年中，美国各行业处置了至少6000万磅的PFAS废料。

加州大学河滨分校研究PFAS处置方法的博士后研究员王俊丽表示，这些“永久化学品”的耐久性——正是使其在防水、防污和耐热方面如此有效的特性之一——也正是使其难以被摧毁的原因。 

“碳-氟键是有机化学中最强的键，这使得PFAS非常稳定，能够抵抗许多处理方法，”王说。PFAS对热的抵抗力使其成为水成膜泡沫的关键成分，这意味着它必须经过高温加热才会开始分解。

与其 2020年的前身一样，EPA更新的销毁指南确定了三种“可用且有效”的方法：热处理、填埋和地下注入。该指南旨在帮助拥有PFAS废物的实体确定处理有害物质的最佳方案，以实现“将PFAS挡在环境之外”的目标，据该机构称。PFAS废物可包括纺织品、用于去除化学物质的水处理残留物、AFFF及其他类型的材料。  

EPA最近表示，它决定保留热处理作为一项选项，因为自2020年发布上一版指南以来进行的研究表明，某些技术在销毁PFAS以及在适当条件下“最小化释放或暴露”方面正变得更加有效。该机构表示，一些危险废物焚烧炉和颗粒活性炭再生装置符合这些条件的标准，但也提醒“不确定性仍然存在”。

科学现状

越来越多的研究开始揭示哪些操作条件最有利于销毁PFAS。 

Wang领导的一项2022年综述研究发现，焚烧PFAS最有效的方式涉及两步过程。首先，受PFAS污染的废物被送入主燃烧室，化合物在其中部分降解。然后，产生的气态副产物进入称为后燃室的次级腔室，该腔室在高温下运行——至少950摄氏度（即1742华氏度）。气体可以燃烧仅几秒钟，这一步骤称为停留时间。 

一份 新发表的综述论文 考察了2022年综述之后进行的额外研究。这项分析由美国环保署科学家和大学研究人员共同开展，涉及分析七项实验室研究和18个商业或中试规模设施。研究发现，在温度高于850摄氏度（即1562华氏度）的热处理系统中，PFAS可以被有效销毁（约99.99%）。这一温度略低于2022年综述研究的发现。作者指出，效率还取决于燃烧设计和原料。 

但即使是最有效的燃烧过程也可能产生排放物，而针对这些副产物的研究很少。“人们仍然不知道那些PFAS在焚烧过程中转化成了什么，”Wang说。“仍有一些氟化物产物，我们不知道它们去了哪里。”

由于PFAS存在于许多最终被丢弃的产品中，焚烧设施很可能几十年来一直在处理PFAS，无论它们是否意识到这一点。这意味着这些燃烧副产物可能也几十年来一直逸散到空气中，PEER下属的公共雇员环境组织科学政策主任、前EPA雇员凯拉·贝内特表示。 

“我们不知道那些残留物里有什么，”贝内特说。“我们只能检测大约70到100种PFAS。我们需要弄清楚那些烟囱里排出了什么。” 

EPA最近的指导文件也表示，这仍是一个悬而未决的问题： 在较低温度下（例如许多城市垃圾焚烧炉使用的温度）的不完全燃烧是否会产生有害的空气排放。目前联邦对空气排放中的PFAS没有限制标准。

该机构支持的一项2023年试点研究考察了AFFF的销毁效率与不完全燃烧产物（PIC）之间的关系。在可定量的PFAS中，销毁效率超过99.99%， 在多个 低于1000摄氏度（即1832华氏度）的燃烧环境中，但研究人员发现了“几种挥发性PFAS的排放浓度”。该研究同时使用了OTM-45测量协议和更新的 OTM-50协议.

即使是高温焚烧炉，关于它们是否会排放不完全燃烧产物（PIC）的不确定性依然存在。 

美国环保署在其指导文件中指出，对Clean Harbors位于犹他州Aragonite设施的测试“似乎表明该设施的主要目标已经实现”——即证明高温焚烧在正常操作条件下能有效销毁废物中的PFAS。

但这些使用OTM-45协议的测试并未测量最终进入烟囱的物质。环保署指出：“[这]些测试未收集到足以充分证明销毁效果的数据，因为由于方法上的局限性，未对PIC的生成进行评估。” 

环保署最新的分析测试方法OTM-50旨在通过改进PIC的数据收集来克服这些局限性。 

Clean Harbors和Veolia的高管——两家公司今年都在建设 新的危险废物焚烧设施 ——在5月6日的 WasteExpo投资者峰会上表示，他们有信心能够达到OTM-50标准。 

另一个问题是，任何PFAS排放可能在多大程度上进入周边社区的土壤和水中。一项 2021年的分析 对纽约州Cohoes的Norlite危险废物焚烧炉周围采集的样本进行了检测，该分析由州环境保护部门进行，结果在所有土壤样本中发现了低浓度的PFAS，但判定其不对人体健康构成威胁。当时，该机构表示未发现“可追溯到Norlite运营的明显空中沉降模式”，该设施的运营历史上曾包括AFFF的燃烧。 

需求日益增长

由于全国仅有少数几家危险废物焚烧设施，且处理能力本就有限，随着越来越多的PFAS清理工作展开，这些设施的需求正在上升。 

四月还出台了 新的EPA法规 ，限制饮用水中六类PFAS，并 将两类PFAS指定为危险物质，这最终将导致更多受PFAS污染的废物需要处理。水处理通常涉及通过膜过滤PFAS，而膜随后也需要被处置。  

“我认为目前人们对这一问题的关注度大大提高了，部分原因是指导文件，但也从修复工作的角度来看……对污染的重视程度确实明显上升，”Heritage Environmental Services的材料处理经理Steve Lorah表示。 环境服务公司，其位于俄亥俄州的设施自20世纪90年代起在前任业主的管理下就开始接收PFAS废物。 

Lorah解释说，Heritage的工艺是将液体或固体废物送入回转窑，窑体缓慢旋转，使所有物料都能充分受热。

废物被加热至至少1,686华氏度。产生的气体随后进入二次燃烧室，在最低1,693华氏度的温度下进行处理。 Heritage工艺中废物加热的温度达到了EPA新审查研究确定的阈值。 

最后，剩余的气体进入工厂的空气污染控制系统。 “我们算是一个比较独特的设施，因为我们会在后端处理洗涤器废水，”洛拉说。“我们让所有气体通过一个四段湿式洗涤器，然后收集并中和这些废水。所以我们不会排放任何这类物质。所有这些东西都被送往危险废物填埋场处置。”

Heritage 位于俄亥俄州的焚烧炉接收所有类型的 PFAS 废物，包括水成膜泡沫（AFFF）以及来自 PFAS 修复场地的受污染土壤。 

虽然美国环保署（EPA）总体上要求对危险废物焚烧的销毁效率进行测试，但并未针对 PFAS 制定具体要求。Heritage 负责监管事务的执行副总裁兼总法律顾问阿里·阿拉维表示，该公司的测试符合 EPA 对危险废物最严格的要求——而这些标准足以确保 PFAS 的分解。 

“为了维持我们的许可证而进行的性能测试中，我们被要求对一类化学品进行测试，这些是最难销毁的物质。而 PFAS 基本上已被确定属于二类。所以当你销毁一类化学品时，二类化学品也会一并被销毁。”

Clean Harbors 在美国和加拿大运营着多座危险废物焚烧炉，该公司开发了一套新系统，首次部署在其犹他州的设施中，该系统采用 七步 PFAS 焚烧工艺 ，该公司表示该工艺可以销毁超过 99.9999% 的某些类型的 PFAS。 

该方法可以分解几种最普遍的化合物，包括PFOA和PFOS等传统化合物，以及PFHxS和Gen-X PFAS等新一代化学品，根据 一项 研究 该公司于2021年委托 一家工程公司进行。据该公司称，Clean Harbors的焚烧炉运行温度至少为1000摄氏度，即1832华氏度。这也超过了新审查研究中确定的最低标准。 窑内停留时间为55分钟，随后在二次燃烧室中停留两秒。

“这是国家和世界将要面对的问题，”Clean Harbors处置服务高级副总裁Jay Cudmore表示。“因此，作为最大的环境服务提供商，我们觉得应该准备好为客户提供这项服务。”

Clean Harbors——现已将该技术添加到另一个站点，并计划在今年晚些时候进行新的测试——处理AFFF、修复和处理过的土壤和水，以及调查产生的废物。在其 Lambton站点 位于加拿大，该公司还运营一个危险废物填埋场，其渗滤液被送往公司现场的焚烧炉处理。 

“我们要么焚烧，要么填埋，”Cudmore说。“如果填埋，我们知道渗滤液本身也会被焚烧。因此这为我们提供了一种闭环系统。”

兰姆顿焚烧厂采用不同的技术，该公司尚未在该设施进行PFAS检测。但Cudmore表示，由于该设施在Clean Harbor所有设备中运行温度最高，极有可能也能销毁PFAS。

Cudmore认为，即使技术不断进步，PFAS处理仍需要多种处置方案的组合。

“这将是一个组合方案。我不认为会有某一种技术能够垄断PFAS的管理。我认为在某些情况下焚烧是最佳选择，而在特定场景下活性炭可能是最优方案，”他说。

联邦AFFF废料仍悬而未决

目前，有一类废料不会送往焚烧厂，那就是美国国防部场地中大量积存的AFFF。 

在2020年《国防授权法案》中，国会出于对焚烧方法无法完全降解消防泡沫中PFAS、可能污染焚烧设施附近社区空气的担忧，对国防部焚烧AFFF实施了暂停令。国会还为国防部设定了一个2024年10月的截止日期，要求其选择不含 的消防泡沫 PFAS。

但业内一些人表示，鉴于支持焚烧的新证据，他们预计国防部很快会解除暂停令。在该机构自己于2023年7月发布的 PFAS处置临时指南中，国防部官员在四种推荐处理方法中将焚烧列为最后一种。其首选是碳再生，其次是有害废物填埋、固体废物填埋，最后才是焚烧设施。 

PEER的Bennett表示，她更倾向于将PFAS废物存放在安全设施中，类似于核废料的尤卡山方案，直到开发出更有效的处理方法。但她表示，要真正解决日益严重的PFAS废物问题，政府和行业需要确保不再在美国或其他地方生产这些物质。

虽然3M和其他七家公司已 同意逐步停止生产PFOA，但这些化学品在美国的家庭、企业、军事设施、土壤和水道中仍然无处不在。它们也仍在其他国家生产，并通过进口产品进入美国，确保PFAS废物流——以及处置需求——将在未来多年持续存在。 

Cole Rosengren对本文有报道贡献。

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