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主要是垃圾中的氯、碳水化合物等在特殊温度场和特殊触媒作用下反应生成的微量有机化合物，如多环芳烃(PAHs)、多氯联苯(PCBs)、甲醛、二恶英(PCDD)及呋喃(PCDF)等。
联合国环境规划署于20世纪末公布的报告中指出，垃圾焚烧是二噁英的来源之一。估计在全球范围内，由垃圾焚烧炉排放出的二噁英约占总排放量的10%～40%。垃圾本身可能含有微量成分的二噁英，但主要是焚烧过程中形成的。二噁英形成途径可以归纳为：(1)携带着过渡金属元素和有机氯化合物的垃圾在焚烧炉内高温分解后，能够产生分子氯和氯游离基以及各种二噁英的前驱物，它们通过分子重排、自由基缩合、脱氯或其它分子反应等过程形成二噁英;(2)由于燃烧不充分，烟气中存在过多的未燃烬物质，如残碳，并与适量的触媒物质，主要是过渡金属，特别是铜，在300～500℃的温度环境下，使高温燃烧中已经分解的二噁英重新生成。
二噁英、呋喃等有机化合物在常温下稳定，难溶于水，易溶于脂肪并在生物体内积累，不仅具有致癌性，还具有生殖毒性、内分泌毒性和免疫抑制作用。其中2，3，7，8-四氯二苯并二恶英是目前人类发现的最毒的物质。我国于2014年7月1日起实施的《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2014)规定二噁英的排放标准为0.1ng-TEQ/m3。
1.3重金属
垃圾焚烧烟气中的金属化合物一般由垃圾中所含的金属氧化物和盐类组成。这些金属来源于垃圾中的油漆、电池、灯管、化学溶剂、废油、油墨等，其中含有汞、镉、铅等微量有害元素。重金属在焚烧过程中不能被生成和破坏，它们将发生迁移和转化，最后几乎以相同的数量排入环境，最终通过大气、饮水、食物等渠道为人体所摄取而造成危害。
在焚烧过程中，挥发态的重金属及其化合物随着烟气离开焚烧区域后将经历冷凝过程，形成直径很小的颗粒，这些富集了有毒金属的细小颗粒会被排放到大气中，亦会一直停留在灰烬及其它残余物内。垃圾焚烧排放粉尘中所含的重金属主要存在于可吸入颗粒物中，这些粉尘可溶于水和酸中。
重金属不能被微生物分解且能在生物体内富集，或形成其它毒性更强的化合物，对人体的组织器官产生致癌、致变作用。目前随着空气污染控制技术的不断改良，除汞外焚烧炉烟气中的重金属含量已大为降低。然而，现代化焚烧炉所排放的重金属数量，仍有可能在环境和人体中累积起来。并且烟气中重金属的含量降低将意味着更多的重金属进入灰烬中，当灰烬随意被弃置时仍会造成环境污染。
1.4烟尘
主要是烟气中夹带的不可燃物质及燃烧产物。垃圾中可燃组分因燃烧不完全会形成黑烟，黑烟中含有大量的碳粒子，对人体危害大的重金属主要集中于小于3μm的颗粒物中。
垃圾焚烧烟气污染控制
垃圾焚烧生成的污染物来源于垃圾组分，其存在形式及数量与焚烧条件和净化系统密切相关。从污染物的产生及其排放过程看，控制垃圾焚烧产生的二次污染可以采取以下措施。
