焚化爐總論---垃圾焚化處理的迷思

 

Dr. Paul and Ellen Connett

鄭益明

過去一個世紀以來,焚化處理垃圾的方法被大力推廣為潔淨的技術。雖然新型焚化爐的一些大氣排放放物較先前的焚化爐低很多,但是使用高溫燃燒會造成其他化學物質的形成,同時仍然會有有毒的灰渣必須處理。更甚者,為平衡其巨額的費用必須有定量的垃圾去焚燒,政府當局就無意願去推動垃圾的減量了。

掩埋和焚化是兩種用來處理工業化國家產生的大量未回收的垃圾的主要方式,在過去的四十年間處理垃圾的政策就如同鐘擺似的在兩者間擺盪。美國1960年左右百分之三十的家戶垃圾是以焚化處理,於民眾擔憂這些簡陋的焚化爐所排放的空氣污染物質而被迫關閉,所以到了1980年只有百分之十的美國都會垃圾是用焚化處理。

1980年代,民眾對預期掩埋垃圾佔用大量的土地所產生的反感逐漸增加;1991年時預測到了本世紀末,大多數東部各州可用來當垃圾掩埋場的土地都會用盡。焚化處理的擁附者抓住這個時機聲稱技術先進的新型設備在焚燒垃圾時不會產生污染的物質,更有利的是在焚化的過程同時可產生能源。結果在1990年左右,垃圾的焚化量又回升到佔美國垃圾流量的百分之十四•目前焚化設備的產業界正在說服多數的主政者,焚化處理是無風險又方便的。這些訴求有必要給予詳細地檢證。

 

焚化處理表面上的「好處」

表面上看來焚化處理是很有吸引力的垃圾處理方式,鼓吹者所提出的洋洋灑灑的技術訴求打動了地方當局,被認為是可作為掩埋的替代方案:

l         焚化處理可減少送去掩埋的垃圾量。經常被業界引用的數據是在重量上減少百分之七十五,及在體積上減小百分之九十。

l         焚化處理把有毒的物質濃縮在粉狀的灰燼裡,這比原先的破破爛爛的一大堆東西更均質化,且更容易處置。

l         現代化的垃圾焚化爐應用現有技術的污染控制設備,使空氣污染比1960年代的焚化爐大大的降低,也比1980年代早期的焚化爐所產生的低。

l         多家大型的工程技術公司很有興趣提供當地市政當局有關法律作業、風險評估和公關等有經驗的工作團隊。

l         焚化處理不須改變過去用掩埋處理時消費者、生產者和操作者的行為模式,所以當地市政當局不須去改變民眾的意願,也不必重建社區的基礎設施。

l         大多數現代化焚化爐生產蒸氣或電力等能源,出售這些能源可沖抵焚化爐營運成本。

l         焚化處理破壞大部份的有機物質,這些有機物質若用掩埋的話,會產生沼氣和滲入地下水,同時會產生惡臭與蚊蠅的問題。

焚化爐灰燼的處理

然而,許多市政當局承認,焚化爐並沒有使垃圾消失,只是將垃圾化為含毒的灰渣和氣體排放物,並不如業者所說的那麼乾淨。

決策者經常會被焚化爐可減量百分之九十所誤導做出結論說,如此可使不敷使用的掩埋場延長十倍的使用期限。事實上百分之九十的數據是僅限於以送入焚化爐的垃圾量和殘存的灰渣量所作的比較,並不包括不能焚化的東西和焚化設備在停修時不知送到何處去的垃圾。若是把這些都計入的話,以焚化爐處理可減少百分之六十到七十的體積,確切的掩埋場僅能延長二點五倍到三倍,並不是焚化爐推銷者所說的十倍。

灰渣有毒

百分之九十的爐燼留在爐內自爐架上收集,剩下百分之十的飛灰隨熱氣飛揚而附著於鍋爐、熱交換器和空污控制設備上來收集。不只是多數有毒金屬混入飛灰中,像戴奧辛和夫喃等有毒的化合物,是在所謂的燃燒後於飛灰中合成產生的。

諷刺的是愈好的空污控制設備會產生愈毒的灰渣

在加州商用焚化爐所作的測試,顯示在運轉起初的兩年從灰渣樣本中濾出的鉛和鎘比緊接著的三年要低很多。最簡單的解釋是起初兩年的運轉,焚化廠經歷了一些生手的問題導致很多的鉛和鎘逸散到空氣中,在操作更為精確後,被阻攔而含於灰渣中的鎘和鉛的量增加了。

在美國很多有關灰渣毒性的討論都集中在可溶性的重金屬,其測試則按照掩埋場的條件所設計的,焚化業者除遊說免除這些測試外,也引進在測試前用硫酸來處理灰渣,此法暫時可把鉛變成一種不可溶的化合物硫化鉛。由於這種專注於可溶性的問題的檢測方法,像是在灰渣內的重金屬和戴奧辛的絕對毒性量大多被忽略了,飛灰的部份尤甚,所以焚化業者就可宣稱灰渣「無毒」、「安定」或「衛生」。

底特律焚化廠(198812月運轉)的工人離職後控訴說,他們認為在接觸灰渣後產生流鼻血、嘔吐和紅疹的現象。取樣測試廠內的塵土,發現含鉛量極高,並發現焚化爐工人的血液中戴奧辛含量頗高。

處置有毒灰渣會產生問題而且費用昂貴,在中西部處理一噸有毒廢棄物的平均成本為二百一十元(美元),而一般廢棄物才二十三元。

美國的焚化業者極力想把灰渣用來做道路路面的底材、防波阻體和建築用混泥土塊。重金屬的毒素是永久的,而戴奧辛和夫喃則為持久性者。以後,道路有可能被挖開,其表層被磨損而主體毀損,產生大量的有毒塵土。美國的環境保衛基金(Environmental Defense Fund)和淨水運動(Clean Water Action)等環境保護團體極力阻止這類作法。

 

氣體排放

        焚化爐必須很小心的運作,空污控制設備必得在最佳狀況下,才能達到低排放。

現代化焚化爐的很多氣體排放資料都是在最理想的狀況下測得的,例如設備全新時,或是為取得運轉執照時。廠方完全清楚他們要被檢測,而派用最適任的操作人員和工程人員上場,以確保達到最佳的焚燒狀況。當檢測人員和監督人員不在時,這種操作無法持續每天24小時、每年365天。

        焚化的氣體含有大量高溫的氯化氫,很快會蝕入大多數的金屬。爐架比預期的更常被袘k,織物濾網的濾袋經常被燒破,鍋爐管經常破裂,其它管路更常袘k。所有這些問題都必須花大把鈔票來做維修。

       美國現代化焚化爐的空污控制設備經常發生嚴重的問題。

最近美國環保署公佈印地安納波利斯(Indianapolis)一座現代化焚化爐,在運轉兩年內(19906月到19919)超過污染排放許可的六千倍。19911126日,紐澤西州的四座現代化都會廢棄物焚化爐中的三座,因違反氣體排放許可而被罰。紐澤西州從19918月到11月因這三座焚化爐被課以六十七萬九千二百美元的罰款。違規事件包括:過高的水銀、二氧化硫、氧化氮和一氧化碳的排放、未經除污設備而排放、未達最低溫度焚化、燃燒的灰燼逸散到環境中。

 

戴奧辛和夫喃

        戴奧辛和夫喃對焚化工業是個特殊的問題。

大眾一直被灌輸任何戴奧辛排放的危險,都可以爐內完全燃燒來輕易的解決。1985年發現熱氣離開燃燒室後在焚化爐內形成戴奧辛。研究人員發現,僅僅把垃圾焚化爐的飛灰在低壓下加熱到大約攝氏三百度,灰燼裡的戴奧辛濃度就增加十倍。加拿大愛德華王子島的焚化爐測試指出,氣體離開燃燒室的時候戴奧辛含量很低,而進入煙囪時含量就很高,表示其形成是在燃燒室和煙囪之間。

        1985年以來,設計了各種不同的方法來把戴奧辛的排放降到最低。最為眾所週知的是半乾式洗煙塔,利用石灰懸浮物接觸熱煙道氣體,揮發成為很細的灰塵。這灰塵提供核心功能可將戴奧辛、相關的化合物和重金屬凝結起來。這些微粒再由靜電集塵器或織物濾網來收集。在某一方面來說,靜電集塵器對控制很小的微粒較無功效,但是在某一操作溫度下威力無窮。另一方面,織物濾網對清除很小的微粒功效良好,但是會破、燒壞或阻塞而造成操作上的盲點。

        設有靜電集塵器的都會廢棄物焚化爐曾經測出很高的戴奧辛排放。根據明尼蘇達(Minnesota)污染控制局的說法:

        「由於戴奧辛化合物可能在煙囪(每日燃燒75噸的紅翼(Red Wing)焚化爐)內生成,本局須要在進入靜電集塵器之前及離開靜電集塵器之後,檢測戴奧辛氣體排放。在三次的檢測中………在進入靜電集塵器之前平均戴奧辛濃度為每乾標準立方公尺2.2 奈克;而在離開靜電集塵器之後,平均戴奧辛濃度為每乾標準立方公尺23.8 奈克」

19897月荷蘭政府禁止位於鹿特丹里吉蒙(Rijnmond, Rotterdam)都會廢棄物焚化爐下風區16座農場的乳製品和肉類的販售,因為在這些農場的牛奶中檢測出過高的戴奧辛和夫喃的濃度。這座焚化爐僅有的除污設備就是靜電集塵器。自此以後荷蘭對其所有的12座焚化爐耗費大筆金錢在昂貴的改良設備上。

        近來,焚化爐排放戴奧辛的總量大大地被低估了。檢測俄亥俄州哥倫布(Colombus, Ohio)的焚化爐結果顯示,六個爐中僅一個爐的戴奧辛排放,就等於環保署官員估計全部140個美國垃圾焚化爐所排放的總和200公克。德國僅英格斯達(Ingolstadt)焚化爐每年就排放了207公克,但是德國環保署估計「全國所有47座焚化爐每年戴奧辛產量的總和僅400公克」。

 

水銀

目前另一個問題是從排放中把水銀清除掉。

1985年由魁北克市(Quebec City) 環境加拿大(Environment Canada)執行的經驗,以半乾式洗煙塔加上織物濾網對清除戴奧辛和重金屬有很好的效果。然而這套方法用於加州斯甸尼思勞市(Stanislaus City, California)的一座新廠時,完全無法清除水銀。推測原因之一為老化的魁北克市廠在其爐內垃圾無法完全燃燒,結果水銀被所產生的煤煙裡的碳所吸附。燃燒較佳的現代化焚化廠產生較少煤煙而無法吸附水銀。

        由於這個經驗,新焚化廠配有在織物濾網前噴灑石灰和活性碳粉拌和的乾式石灰洗煙塔。美國所有的焚化廠和大多數的歐洲廠都已裝設運轉中,可是卻讓大部份的水銀自煙囪逃逸。因此垃圾焚化爐變成僅次於燃燒煤的進入環境的人為水銀的第二大來源。

根據一項調查,美國有垃圾焚化爐的47州中,有11州的垃圾焚化爐是水銀進入環境中的最主要來源。這對於湖泊、濕地和水體食物鍊的水銀污染是個警訊。因為微量的水銀在水中就會導致處於食物鍊高處的魚類含有高濃度的水銀。

 

健康的影響

以前工程人員和立法者的錯誤的信心,使得環境和我們體內含有戴奧辛和水銀污染的遺毒。根據荷蘭政府1989714日的報告:「廢棄物焚化爐對一般大眾受PCDD(戴奧辛)PCDF(夫喃)的污染大約佔百分之三十……焚化爐附近的地區可能相當高。廢棄物焚化爐為這類物質排放的最大來源。」

        食物所含戴奧辛的濃渡更值得警惕的是,母奶中戴奧辛的濃度。19909月德國醫療協會幕尼黑區會提到:「根據德國衛生署的資料,授乳婦女的奶水所含戴奧辛的濃渡比牛奶的高二十倍。婦女在二、三十年中積聚了眾多的污染於其體內,且把這些污染傳給其小孩。」德國一些小兒科醫生告訴年輕婦女,把她們的授乳期限制在三或四個月。這個建議已證實引起很多婦女和醫生的不安,可能嬰兒也在內。正如有位小兒科醫生告訴我們:「當你勸告婦女限制其授乳時,就是你正看著人性終結的開始。」

        從都會廢棄物焚化爐排放的許多有毒物質,包括戴奧辛和夫喃、鉀、鉛、及水銀,已知會干擾內分泌系統(體內荷爾蒙系統)。有個研究內分泌干擾的跨領域專家團體敘述其影響:

        「我們確定下列影響:大量的人造化學品已排放到環境中………有干擾動物包括人類內分泌系統的潛在危險………很多野生動物的數量已受這些化合物的影響。其損傷包括鳥類和魚類甲狀腺功能失調;鳥類、魚類、貝類、及哺乳類的生育率降低;鳥類、魚類、及龜類孵化成功率下降;鳥類、魚類、及龜類的畸型子代增加;鳥類、魚類、及哺乳類的新陳代謝異常;鳥類的行為異常;雄性鳥類、魚類、及哺乳類的中性化和雌性化;鳥類、及哺乳類的免疫系統失效………從事健康風險評估時,最急迫的是把生育效果和官能畸型化置於優先地位。癌症的典範並不充分,因為化學品會引起比癌症更嚴重的健康效應………接觸這些感染對野生動物和實驗室哺乳動物造成的沖擊,其特性是如此嚴重和不易察覺,因而對人類應採取重要且具開創性的研究。」

        高溫焚化會產生這類污染物的知識,應能使所有謹慎的人在批准更多的焚化廠以前打住,直到我們充分瞭解目前排放物的最終去處、影響功效及數量。

 

 

昂貴的應許

焚化爐的建造和營運是非常昂貴的,但經濟回收卻很小。裝置空污防制設備的現代化廢棄物變能源的焚化爐,比前代產品更為昂貴。年度運作預算很高,生產和輸送能源也要額外的費用,同時也要花錢處置有毒的灰渣。每年提供固定噸數廢棄物給焚化爐的契約責任,若是廢棄物產生量計算錯誤或廢棄物減量了,會造成市政當局沉重的財務負擔,因而為了維持廢棄物的供應,甚至進口廢棄物。

        焚化爐需要大筆的資本投資,而創造很少的就業機會,大部份都是在建廠期的臨時性工作。大筆地方的公共錢財自當地流向跨國工程公司、財務專家、法律團隊和顧問人員的手上。例如,西雅圖(Seattle)為設計每天2,000噸的都會廢棄物焚化爐而付給維吉尼亞瀑布教堂(Falls Church, Virginia)的顧問玖希門•布里克納和布拉頓(Gershman,Brickner and Bratton, GBB)最少一百三十二萬五千美元•GBB也向紐約州(New York State)貧窮的農業區聖勞倫斯郡(St Lawrence County)的固體廢棄物發展局(Solid Waste Development Authority)收了大約二百萬美元。由於當地民眾的反對,沒有一座焚化爐蓋起來。

        少有證據可以支持,在某一社區設置一座垃圾焚化爐,就會吸引其他公司也在附近設廠的說法。如果有這種案例的話,那麼在美國或其他地方爭相成為都會廢棄物焚化爐的廠址社區。相反的,輿論趨向於反對在當地建焚化爐。

 

民眾的反對

1980年代,美國都會廢棄物焚化爐建造的快速發展。然而,來自於民眾和環保人士對興建新焚化爐的反對聲浪也風起雲湧,一個鄉鎮接著一個鄉鎮舉辦反對新焚化爐設址的活動。1988年為焚化爐建廠的高峰,而自1985年起,有超過計畫一半的137座計畫案被取消或擱置1985年加州(State of California)計畫興建35座焚化爐,但是到目前為止只建了三座;而紐澤西(New Jersey)計畫建二十二座,只有五座建成。已取消焚化爐計畫的主要城市有:賓州的費城(PhiladelphiaPennsyvania)、華盛頓的西雅圖(SeattleWashington)、奧立崗的波特蘭(PortlandOregon)、德州的奧斯汀(AustinTexas)、加州的聖地亞哥(San DiegoCalifornia)、麻塞諸賽州的波士頓(BostonMassachusetts)、以及弗羅里達的傑克森維爾(JacksonvilleFlorida)

        很多市民不信任推銷焚化爐的專家,及缺乏對政府官員在設備運轉後保護他們的能力的信心。19914月,美國八個主要的環保組織和來自全國的公民組織結合起來,要求擱置對2000年前都會垃圾焚化爐的發照和擴廠,並且要求把焚化爐的灰渣劃歸為有毒廢棄物。

        歐洲焚化爐興建的腳步也同樣大大地放緩了。1980年代初期,美國的決策者常常被邀請免費參觀一些歐洲最衛生的焚化廠,被遊說歐洲焚化爐的運作有長期、毫無問題的紀錄,且人民和官員對這種技術都是耳熟能詳。事實上,歐洲人積極地反對垃圾焚化爐。比利時福蘭德(FlandersBelgium)民眾的壓力造成五年新焚化爐的禁建令。荷蘭海牙(HagueNetherlands)的民眾組織起來阻止了在郊區興建一座七億美元的焚化爐的計劃。受這次勝利的鼓舞,民眾進而組織一個全國聯盟反對該國所有焚化爐的計劃案,同時要求關閉運轉中的焚化爐。

        德國約有五百個草根運動團體反對焚化處理。1990年在連續的12天內超過一百萬巴伐利亞人(Bavarians)到他們的市政廳舉標語要求投票制定反焚化法。19912月,公民投票經過政府和焚化公司全力宣傳後,以些微比數(百分之五十一比百分之四十六)失敗。然而在巴伐利亞(Bavaria)包括慕尼黑(Munich)的所有主要城市都以大幅差距贏得反對焚化處理的投票。政府僅在多數小村莊獲勝。

 

「再生塑膠」

歐洲焚化爐的利益集團面對如是的反對,利用公關活動來展示焚化技術不僅是個廢棄物處理的安全方式,同時也是一種對環境友善的能源生產的方法。英國塑膠聯盟(British Plastics Federation)的主席隆•瓊斯(Ron Jones)說:「有資源回收的焚化處理,在環保上有利於永續發展,是個很吸引人的選擇。業界現在應集中力量讓民眾瞭解這項好處。」引用英國石油雜誌『Shield』有位作者的話「塑膠廢棄物可以用來做為有價值且可再生的能源來源。」

        焚化爐發電機是個虧本的玩藝。丹麥亞瑪格(Amager)的焚化廠,焚燒哥本哈根(Copenhagen)和弗雷德里堡(Frederiksberg)的三十萬噸廢棄物,產生四億二千五百萬度的電力和熱能,僅值其營運成本的百分之四十三。就是如前所說的塑膠是可以再生的話,而絕大部分的塑膠是來自於消耗性的石化燃料。以包裝材料或是其他使用時間很短的貨品等形態讓這些資源在社會上流通,只是暫時降低這些資源的壓力。

經由重復使用、回收再製或堆肥化處理等另類策略,比焚燒同等的廢棄物所得到的能源要多出很多

大聲急呼地推銷焚化處理者,並非是建造焚化爐的工程公司和廢棄物處理公司,而是塑膠工業:英國塑膠聯盟(British Plastics Federation)、英國石油(British Petroloeum)、以布魯塞爾為大本營的飲品容器(Beverage Cartons)和環境組織(the Environment)(由容器製造商得利包(Tetra-Pak)和怡樂包(Elopak)所資助),及其他公司。

焚化和掩埋最主要的替代處理方法就是堆肥化處理,而唯一不能以堆肥化處理的可燃物就是塑膠。任何導向全面以堆肥化為基礎的廢棄物處理系統,都會對塑膠工業造成不利,塑膠工業在某些地方已經面臨像蛋盒這種用過即丟且可腐化的產品的競爭。雖然有些塑膠可以再生,技術上處理卻很困難,到目前為止大多數的嘗試證明在經濟上是無法生存下去。

        然而,業者強調廢棄物變能源是種永續技術的努力,已在政府當局有了結果。英國政府在「非石化燃料法案」(該項法案是用來鼓勵開發代替性能源的來源)下的慷慨贈款方式,給廢棄物焚化處理助了一臂之力,而把大部份廢棄物的能源價值都來自於以石化燃料為基礎的塑膠這一事實置之不顧。

        事實上,經由像重復使用、回收再製或堆肥化處理等另類策略所節省的能源,比焚燒等量的廢棄物所能得到的能源要多得多。健全資源管理集團(Sound Resource Management Group)的傑弗瑞•摩里斯博士(Dr. Jeffrey Morris)計算出再製原料的價值比焚化所得到的能源多出三到五倍。不幸的是這項論點常被地方的決策者視若無睹,因為經由回收再製所節省的能源在全國(全球)經濟比地方經濟的獲利來得大,而焚化對當地經濟產生明顯的能源增值。雖然重復使用可能是所有方式中最有效的策略,但是其隱藏性的利益常常無法呈現在任何人的帳目上。

 

錯誤的問題

既使焚化爐可以建得安全又有效率,但是也無法使其言之成理。「成熟技術」的現代化焚化爐對錯誤的問題提供了複雜的答案:「我們要把廢棄物丟到那裡去?」問題並不是要如何把丟棄的資源完全摧毀,而是要如何把它們回收。

        很多防止廢棄物的前導性策略都來自於美國和歐洲的地方社區,常常是他們反對焚化爐計劃案的結果。公民運動者已研擬出替代性方法,而且強烈要求把合理的長期解決方案納入立法的議程裡。這些策略為:

l         回復可重復使用的產品像可再裝填的瓶子和布尿片,而儘量減少廢棄物的數量。

l         論證會產生廢棄物就是效益不良,以說服產業界投資於乾淨的生產上。

l         要求消費物品不得含有毒物質。

l         開始推動「重復使用和修理中心」,時常用來做為社區發展的中心議題。

l         策劃像紙類、玻璃、金屬、磚塊、陶器、瓷器和某些塑膠等東西的回收再製計畫。

l         把堆肥化處理計畫推廣到花園、社區和集中處理設備。為確保沒受污染的堆肥,有必要把其它不要的東西和有機的東西先行分開。最理想的是,在農場裡有大型的設備可以把乾淨的有機廢棄物和農業廢棄物做堆肥化處理。

l         設立社區家戶有毒物質交換中心。家戶廢棄物流量中約有百分之一或二是有毒的,例如油漆、揮發劑和清潔劑。這些可以收集成可用的量,用來交換或做再次使用。

採用這些作法的話,在美國某些地區就可把廢棄物流量的轉換率達到大約百分之四十,而歐洲很多國家的目標則是百分之六十或更高的轉換。有很多研究指出,將減量、重復使用、回收再製及堆肥化處理合併運用,可從掩埋處理中轉換出比焚化所產生的東西更多,且成本更低。

        然而,仍有如何處理剩下的東西的問題,這些剩下的東西主要是丟棄的塑膠品、多重材質的包裝材料、以及像含有機物的丟棄的尿片。焚化爐業者對此的因應就是稱為:「整合性廢棄物管理」,換句話說:「儘可能回收可用者,其餘的就燒掉。」然而結合焚化和回收再製的花言巧語是種欺騙的技倆,實務上已經證實,要和需要大量廢棄物送去焚化的技術結合來儘量做到廢棄物減量和物質回收是不可能的。一個又一個城市的經驗指出,一旦焚化處理納入廢棄物處理方案後,就引導所有其他的決定了。

        另外,整合性廢棄物焚化處理仍留下有毒灰燼的殘渣。不管不可回收再製的廢棄物是否送去焚化,總是會留下一些東西須要處理。目前專家們建議將這些殘渣送到有塑膠披覆以防滲漏的掩埋場去掩埋,並且裝置設備來監視,在這些滲出物可能進入地下水以前加以收集和測試。

        但是,掩埋場的披覆終就是會漏的。根據美國環保署的資料,它們可能防漏十年或二十年,而非永遠。有遠見的民眾,尤其是不想要有這些經驗者,要求廢棄物在掩埋以前要把有毒的東西和生物可分解的東西篩選出來,而非事後再來治療和處理。有毒的東西一定得儲存在地上,或是送回製造者;而有機物就必須經過進一步的堆肥化處理(或是嫌氣性生物的消化)過程,才不致在掩埋時產生大量的沼氣或是滲漏。

        這個篩選所花的費用會迫使當局更謹慎注意問題的根源,而考慮長期的生產過程的改變。生產者應被告知:如果我們不能重復使用、回收再製或是堆肥化處理,那麼你就不該生產。如此,焦點才會自廢棄物的關注移轉到資源的關注上。至此,我們終於觸及到正確的問題:我們如何在有限資源的世界設計出安全的產品?

   

本文發表於19941/2月的「The Ecologist(生態主張者)24卷第一期,第14~20頁。