重金屬污染：科技如何破解防治困局
近日，湖南石門雄黃礦區(qū)造成土壤和水嚴(yán)重砷污染，重金屬污染問題再次引發(fā)各界關(guān)注。3月31日，科技日?qǐng)?bào)社與科技部社發(fā)司共同主辦專家座談會(huì)，共議如何科學(xué)防治重金屬污染。
中科院過程工程研究所副所長(zhǎng)齊濤、北京礦業(yè)研究總院礦物加工國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任何發(fā)鈺、中南大學(xué)國家重金屬污染防治工程技術(shù)研究中心主任柴立元、浙江大學(xué)教授吳忠標(biāo)等專家，從綠色開采、綠色選冶、清潔生產(chǎn)和水治理、土壤修復(fù)等方面，為我國重金屬污染防治“開藥方”。
鉛、汞、鎘、砷、鉻，是對(duì)人類和環(huán)境造成污染危害的主要重金屬。在何發(fā)鈺看來，礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用從采礦、選礦、冶煉到加工利用的鏈條很長(zhǎng)，每個(gè)環(huán)節(jié)都可能產(chǎn)生重金屬污染。防治重金屬污染需從采礦、選礦、冶煉和使用等源頭控制，對(duì)一些容易造成重金屬污染的資源和產(chǎn)品要適度選擇性地開發(fā)與利用。重金屬污染的控制、防治，還需從整個(gè)產(chǎn)業(yè)體系做好頂層設(shè)計(jì)，并考慮與其他產(chǎn)業(yè)體系的協(xié)同發(fā)展。此外，國家要加速淘汰落后技術(shù)和產(chǎn)能，加快調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，推進(jìn)有色金屬產(chǎn)業(yè)向綠色清潔方向發(fā)展。
“我國重金屬污染狀況比較嚴(yán)重，2013年‘全國環(huán)境質(zhì)量報(bào)告’指出，12個(gè)國控地表水監(jiān)測(cè)斷面共出現(xiàn)22次重金屬超標(biāo)現(xiàn)象，其中長(zhǎng)江和黃河流域重金屬污染較重。”齊濤坦言，鉻污染主要來源于鉻鹽生產(chǎn)、電鍍和鞣革等行業(yè)。在“十五”之前，全國鉻渣堆放量約為400多萬噸。2005年，國家發(fā)改委聯(lián)合原國家環(huán)保總局下發(fā)《鉻渣污染綜合整治方案》，國家投入30億元，地方政府和企業(yè)投入更多，2012年年底解決了鉻渣污染問題。
2013年，我國鉻產(chǎn)量約30萬噸。“傳統(tǒng)工藝一般采取有鈣焙燒技術(shù)但產(chǎn)生鉻渣量多，部分企業(yè)采用先進(jìn)的無鈣焙燒技術(shù)，產(chǎn)鉻渣量明顯減少，但難以從生產(chǎn)源頭完全解決重金屬污染的國際性難題。”齊濤稱，在科技部支持下，張懿院士科研團(tuán)隊(duì)從1994年起瞄準(zhǔn)鉻鹽清潔生產(chǎn)新方向，與企業(yè)合作從生產(chǎn)源頭研發(fā)清潔生產(chǎn)新技術(shù)，完成了中試和產(chǎn)業(yè)化，從源頭上大幅提高了礦產(chǎn)資源利用率。與傳統(tǒng)有鈣焙燒技術(shù)相比，研發(fā)的亞熔鹽鉻鹽清潔生產(chǎn)集成技術(shù)，將含鉻鐵渣無害化后生產(chǎn)脫硫劑產(chǎn)品，亞熔鹽介質(zhì)再生循環(huán)利用，資源利用率由20%提高到90%以上。
我國是有色金屬生產(chǎn)第一大國，2013年產(chǎn)量已突破4000萬噸，重金屬銅、鉛、鋅產(chǎn)量達(dá)1600多萬噸。說到從資源的角度治理重金屬污染，與會(huì)專家認(rèn)為新技術(shù)推廣的力度較為欠缺，監(jiān)管力度也還不夠。
“應(yīng)基于環(huán)境和健康的牽引，開發(fā)更經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的技術(shù)。”柴立元表示，要快速推廣新技術(shù)，核心問題就是低成本。
砷常和有價(jià)金屬如金、銀共伴生。“怎樣在提取金銀的同時(shí)避免砷污染，這是問題的關(guān)鍵。”柴立元說，團(tuán)隊(duì)研發(fā)的含砷固廢的治理與利用技術(shù)，在利用之前就把砷選擇性除去，該技術(shù)選擇性的脫砷率可達(dá)97%以上，有效解決了砷分散污染的問題。
“我國也在做很多標(biāo)準(zhǔn)，但這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)體系不足以支撐對(duì)技術(shù)的完善，不足以支撐對(duì)污染物的減排，所以監(jiān)管方面還有提升空間。”柴立元認(rèn)為，不僅要開發(fā)清潔冶煉技術(shù)實(shí)現(xiàn)源頭減排；更重要的是，重金屬除了砷之外基本都有價(jià)，如何實(shí)現(xiàn)廢氣、廢水、廢渣的資源循環(huán)利用，從資源角度去治理重金屬污染是未來的思路。
在大氣污染領(lǐng)域，汞污染涉及到一些國際爭(zhēng)端而備受關(guān)注。作為煙氣治理專家，吳忠標(biāo)表示，從排放量來講，廢渣都是萬噸級(jí)的規(guī)模，而煙氣排出的汞雖然只有幾百噸的規(guī)模，但產(chǎn)生的影響卻很大。去年10月，包括中國在內(nèi)的87個(gè)國家在日本熊本市簽訂了關(guān)于汞綜合防治的《水俁公約》。
早在2011年，我國環(huán)保部在制定火電廠排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，已將汞指標(biāo)納入其中。“和發(fā)達(dá)國家相比，我國的排放濃度高且排放量大。”他說，我國煤的品質(zhì)較差，故汞含量比世界平均水平高20%；此外，我國能源結(jié)構(gòu)以煤為主，60%以上一次性能源為煤。
固體廢物同樣是我國重金屬防治的重點(diǎn)領(lǐng)域。“含重金屬的固廢數(shù)量非常大。”中國環(huán)境科學(xué)研究院研究員黃啟飛說，“一旦處理不好，就很容易成為各種環(huán)境介質(zhì)的污染源。”他以鉻渣為例說，美國采用濕法解毒后填埋處理，而我國則采用解毒后綜合利用。此外，還應(yīng)高度重視我國目前重金屬處理處置的二次污染問題，“資源化、無害化、減量化要協(xié)同進(jìn)行”。
“土壤和大氣、水不一樣，重金屬在土壤里看不見也感覺不到。”在中科院地理科學(xué)與資源研究所博士萬小銘看來，一般的植物不會(huì)選擇吸收土壤中的重金屬，重金屬物質(zhì)會(huì)一直停留在土壤中且具有累積性。目前而言，對(duì)重金屬污染耕地較常用且有效的方式就是植物吸附。萬小銘說，一種叫做蜈蚣草的蕨類植物，一年可以種兩到三茬，能大量吸收土壤中的重金屬，并且通過收割地上部分達(dá)到去除重金屬污染的目的。他表示，現(xiàn)在針對(duì)去除耕地重金屬砷、鉻的成套技術(shù)相對(duì)比較成熟，在廣西、湖南、云南、河南等省分別進(jìn)行了試點(diǎn)，基本上可每年去除10%的砷。
中科院生態(tài)環(huán)境研究中心副研究員劉銳平則表示，我國確實(shí)存在一些由于人類活動(dòng)導(dǎo)致的飲用水源重金屬污染問題，其中也包括砷污染。一些突發(fā)性的污染事件發(fā)生后，作為很多城市飲用水源的河流往往被污染。“重金屬水體污染很重要的一個(gè)特點(diǎn)就是復(fù)合型污染，處理難度非常大。”劉銳平提醒，一些農(nóng)灌區(qū)使用被重金屬污染的水源進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉時(shí)，重金屬可能通過食物途徑傳遞，如砷會(huì)進(jìn)入水稻。
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