清潔生產(chǎn)能否洗凈重金屬“污垢” ？
圖為企業(yè)采用尾礦二次資源高效利用工藝技術(shù)。資料圖片
我國土地受重金屬污染問題日益引起人們關(guān)注。采礦、冶煉、鉛蓄電池、皮革及其制品、化學原料及其制品五大行業(yè)成為重金屬污染防治的重點行業(yè)。
◆特約撰稿李禾
國務(wù)院批復的《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》稱，采礦、冶煉、鉛蓄電池、皮革及其制品、化學原料及其制品五大行業(yè)成為重金屬污染防治的重點行業(yè)。
“我國貧礦多、難選礦多、共伴生礦多，這樣的形勢決定了其加工處理工藝更復雜。相對國外優(yōu)質(zhì)資源處理，加工過程產(chǎn)生的有毒有害元素或重金屬污染問題會更嚴重。”在科技日報社與科技部社發(fā)司共同主辦的重金屬污染防治專家座談會上，北京礦冶總院總工、礦物加工國家重點實驗室副主任何發(fā)鈺說。
在會上，多位專家呼吁，應(yīng)從源頭上控制重金屬污染，推行全過程污染控制的清潔生產(chǎn)，對于環(huán)境敏感區(qū)域或重金屬本底較高、污染較重地區(qū)，制定并實施更嚴格的地方環(huán)境標準。
貧礦開采、尾礦庫存成重金屬污染隱患
無序開采礦山，大量尾礦渣堆存在尾礦庫里，不僅占用大量土地，并且埋下重金屬污染隱患
采礦是環(huán)境中重金屬的主要來源。湖南省湘江流域內(nèi)礦產(chǎn)資源豐富，因無序開采，使湘江成為我國重金屬污染較重的河流之一。
我國礦山非“貧”即“雜”，在對礦石進行破碎、加工、分選后，大量尾礦渣被“剩余”下來，堆存在尾礦庫里，不但占用大量土地，還埋下了重金屬污染隱患。
據(jù)稱，我國銅礦的平均品位僅0.86%，而世界最大銅礦智利艾思肯底達銅礦，原礦品位2.81%；我國鐵礦品位僅32%，而巴西、澳大利亞等國鐵礦平均含鐵在45%左右，他們含鐵品位高，有害雜質(zhì)少，采出后大部分不用加工分選，可直接入爐。澳大利亞還將鐵礦資源含鐵品位在45%以下的，列為不具備開采價值的等外品。
尾礦庫不僅存在嚴重的環(huán)境風險隱患，還是重大環(huán)境突發(fā)事件的重要來源。
據(jù)資料顯示，2012年1月，廣西龍江河發(fā)生鎘污染事件，緣由之一就是廣西河池金河礦冶有限公司渣場大量廢渣長期堆放，滲濾液對周邊地下水、土壤造成污染；同年11月，貴州銅仁市萬山區(qū)萬泰錳業(yè)有限公司錳渣庫底部導洪管破裂，錳渣進入下溪河匯入錦江。這使貴州出境斷面總錳濃度超標倍數(shù)，威脅下游20多萬群眾的飲水安全。
綠色開采、尾礦利用能否消滅污染？
進行選擇性開采、尾礦利用等方面研發(fā)并采用清潔生產(chǎn)技術(shù)，從源頭控制重金屬污染，加大環(huán)境監(jiān)管力度，制定嚴格的重金屬環(huán)境排放標準
《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》（以下簡稱《規(guī)劃》）提出，“十二五”期間重金屬污染防治的具體目標是，到2015年重點區(qū)域的重點重金屬污染排放量比2007年減少15%，非重點區(qū)域的重點重金屬污染排放量不超過2007年水平，重金屬污染得到有效控制。
把礦石中的金屬元素提煉出來，是資源；反之，就成為環(huán)境中重金屬污染的來源。為解決礦產(chǎn)資源“貧雜細”的難題，實現(xiàn)《規(guī)劃》目標，我國在礦山綠色開采、尾礦利用等方面研發(fā)并采用了清潔生產(chǎn)技術(shù)。
江西省德興銅礦是我國第一大露天銅礦，產(chǎn)銅量約占全國1/5，位居全國之首。記者在德興銅礦采訪時看到，在廢石場上，一大片碎石頭平鋪著，石頭上勻布設(shè)架著管子，管子里不斷噴灑出水來，澆淋在石頭上。
德興銅礦礦長劉方云介紹，噴淋的酸性水源于生產(chǎn)廢水，用管道把這些水收集、匯聚到大罐里，噴淋在含銅率僅0.05%~0.25%的剝離廢石上，利用浸出—萃取—電積新工藝，每年從廢石中可回收電銅1300多噸，還減輕了工業(yè)廢水的處理壓力。
“除廢石萃取銅外，礦山還將品位在0.25%~0.3%之間的低品位銅礦石混入工業(yè)礦石中混選，在露天開采范圍不變、投入條件基本相同情況下，礦山可多回收銅礦石1.65億噸，可延長礦山服務(wù)年限7年。”劉方云說。
通過尾礦利用等技術(shù)，德興銅礦不但緩解了礦山可采儲量日益減少的壓力，還降低了大量低品位礦石污染環(huán)境的風險。
銅的經(jīng)濟價值比較高，企業(yè)有“吃干榨凈”的動力。但對于砷等基本不具經(jīng)濟價值的礦物，企業(yè)便不愿意提煉。一旦開采后遺棄，將嚴重污染環(huán)境。
中國環(huán)境科學院固廢所副所長黃啟飛研究員說，我國硫鐵礦大多含砷，在用硫鐵礦制酸后，會產(chǎn)生含砷廢渣。含砷廢渣里含鐵量較高，拿去煉鐵后，大部分砷還留在尾渣里。最終產(chǎn)生的含砷廢渣怎么辦？怎么處理？其實現(xiàn)在也沒有好的辦法，堆存情況也比較多。
目前國內(nèi)金屬產(chǎn)品需求日趨旺盛與
重金屬污染日趨嚴重，這兩者非常矛盾。因此，何發(fā)鈺建議，必須從源頭控制重金屬污染，進行選擇性開采。
例如貴州的含汞金礦，一旦開采，汞就容易揮發(fā)，隨水體或大氣流失到環(huán)境中；又如高含砷金礦，在提取少量黃金后，即使可回收一部分砷，但還是會有一些砷隨水、氣、渣流失出去，污染環(huán)境。
此外，我國資源中，很多礦山的銅、鉛、鋅伴生情況非常復雜，難以分開。在冶煉過程中，當提取其中一類金屬元素時，其他金屬元素都會變成固體尾渣或留存在冶煉廢水中，成為污染物。這類資源開采成本高，產(chǎn)生的污染也很嚴重，開采、冶煉等生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水，夾雜有各種化學試劑，后續(xù)處理非常復雜。
那么，這類資源是不是一定要去開采？何發(fā)鈺認為，對一些比較容易產(chǎn)生重金屬污染的資源，可暫不開發(fā)，這是對環(huán)境的保護，也是對資源的保護。
有開發(fā)有保護，這樣的思路也體現(xiàn)在《全國礦產(chǎn)資源規(guī)劃（2008—2015年）》中。規(guī)劃規(guī)定，將礦產(chǎn)資源相對集中、資源稟賦和開發(fā)利用條件好的地區(qū)劃定為重點開采區(qū)，重點規(guī)劃和統(tǒng)籌安排礦產(chǎn)資源勘查開采活動；限制在國家規(guī)定實行保護性開采的特定礦種的分布區(qū)域、當前技術(shù)經(jīng)濟條件下無法合理利用資源的區(qū)域開展礦產(chǎn)資源開發(fā)活動；嚴禁開展與資源和環(huán)境保護功能不相符的勘查開發(fā)活動。
不過，《規(guī)劃》是原則性規(guī)定，“選擇性開采”在具體執(zhí)行中存在難度。“比如一些含汞或含砷較高的金礦，金的品位比較高，經(jīng)濟價值也不錯，對企業(yè)來講能掙錢，開采動力大。”何發(fā)鈺說。
對此，中南大學環(huán)境工程教授、國家重金屬污染防治工程技術(shù)研究中心主任柴立元表示，我國還需加大環(huán)境監(jiān)管力度，制定更嚴格的重金屬環(huán)境排放標準。
清潔生產(chǎn)能否洗凈重金屬“污垢”？
加強對清潔生產(chǎn)技術(shù)的支持，加速淘汰落后技術(shù)和產(chǎn)能，利用清潔生產(chǎn)新技術(shù)進行產(chǎn)業(yè)升級，推進有色金屬產(chǎn)業(yè)步入綠色清潔快車道
“在重金屬治理手段上，應(yīng)逐漸從過去單純的末端治理向源頭預(yù)防、過程阻斷、清潔生產(chǎn)和末端治理的全過程綜合防控理念轉(zhuǎn)變。”中科院過程工程研究所副所長、濕法冶金清潔生產(chǎn)技術(shù)國家工程實驗室主任齊濤說。
重金屬污染大多在冶煉中產(chǎn)生，要阻斷生產(chǎn)過程產(chǎn)生的污染，推行全過程污染控制的清潔生產(chǎn)是當務(wù)之急。
“近些年發(fā)生的幾起突發(fā)性重金屬污染事件都來自冶煉廠，主要特點是污染嚴重、影響惡劣、處理難度大。”何發(fā)鈺稱，防治重金屬污染需從采礦、選礦、冶煉和使用等多方面進行控制。
“我們不能再走邊治理邊排放的老路，修復的速度肯定趕不上污染物的排放。”柴立元直言，如果點源控制得當，后端的環(huán)境問題可能會得到有效解決。從資源角度而言，清潔技術(shù)的研發(fā)、推廣尤為迫切。
其實，清潔生產(chǎn)理念，科技部早在20年前就用項目支持進行詮釋。1994年起，中科院過程工程研究所院士張懿領(lǐng)銜的團隊，以化工、冶金系統(tǒng)突出的重污染行業(yè)鉻化工為突破口，開拓了鉻鹽清潔工藝與集成技術(shù)，成為國家科技攻關(guān)立項的第一個清潔生產(chǎn)項目。
“鉻污染主要來源于鉻鹽生產(chǎn)、電鍍和鞣革等行業(yè)。我國目前多數(shù)鉻鹽產(chǎn)能采用傳統(tǒng)的有鈣焙燒工藝生產(chǎn)，鉻渣是鉻鹽生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含有少量鉻酸鈣等六價鉻的廢渣，屬危險廢棄物。”齊濤介紹說，國家有關(guān)部門和科研單位及鉻鹽企業(yè)，都在積極推動鉻鹽行業(yè)清潔生產(chǎn)實施計劃。
我國是世界鉻鹽產(chǎn)品的生產(chǎn)和消費大國，總產(chǎn)能接近40萬噸，約占世界總產(chǎn)能的1/3以上。由于缺乏經(jīng)濟有效的治理與綜合利用技術(shù)，鉻渣處理歷來是鉻鹽行業(yè)最頭痛的問題。我國絕大部分鉻鹽生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)生的鉻渣都被堆積起來，直至2012年年底，才解決了鉻渣污染問題。
“推行清潔生產(chǎn)新技術(shù)，強化源頭污染控制與廢棄物資源化利用，開發(fā)高附加值產(chǎn)品，成為當前國內(nèi)外鉻鹽行業(yè)發(fā)展的方向。”齊濤說。
亞熔鹽鉻鹽清潔生產(chǎn)集成技術(shù)，使鉻回收率從80%提高到96%，反應(yīng)過程能耗降低20%以上。由于生產(chǎn)過程不加鈣鎂輔料，鉻渣由傳統(tǒng)工藝的5%下降到1.5%以下，清潔工藝產(chǎn)生的含鉻鐵渣脫鉻后可生產(chǎn)鐵系脫硫劑產(chǎn)品或作為水泥添加料，最終實現(xiàn)近零排放。
2005年，這項技術(shù)獲國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎。2002年，在河南省義馬建成萬噸級鉻鹽清潔生產(chǎn)示范裝置，經(jīng)過技術(shù)改造和完善，2007年~2012年間實現(xiàn)全流程連續(xù)穩(wěn)定運行，并實現(xiàn)贏利。經(jīng)測算，在同等生產(chǎn)規(guī)模下，新工藝氧化鉻生產(chǎn)成本較傳統(tǒng)焙燒工藝下降約17%。
針對釩鉻性質(zhì)相近難分離的問題，中科院過程工程研究所科研團隊進一步拓展，成功開發(fā)“釩鉻清潔高效分離與資源化利用技術(shù)”，與企業(yè)合作已在遼寧省葫蘆島市實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，成為世界首套萬噸級釩鉻高效萃取分離生產(chǎn)線。這項技術(shù)成果被鑒定為國際領(lǐng)先水平，并于2013年獲國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎。
當前重金屬污染事件頻發(fā)，與先進技術(shù)的覆蓋面不夠相關(guān)。企業(yè)缺乏自主創(chuàng)新意識和能力時，由于過分擔心技術(shù)風險，害怕承擔責任，產(chǎn)業(yè)化推進難度會更大。
“應(yīng)基于環(huán)境和健康的牽引，開發(fā)更經(jīng)濟、實用的技術(shù)。”柴立元認為，目前新技術(shù)推廣的力度還不夠，要快速推廣新技術(shù)，核心問題就是低成本。
相比于一項新技術(shù)的概念設(shè)計、技術(shù)研發(fā)、中試示范，齊濤覺得最難的是產(chǎn)業(yè)化。鉻鹽清潔生產(chǎn)項目雖然瞄準了國家的重大需求，但這一行業(yè)屬于國
家基礎(chǔ)工業(yè)，行業(yè)利潤率較低、企業(yè)規(guī)模小，在產(chǎn)業(yè)化過程中始終面臨資金緊缺的難題。
“如果不是國家863計劃、中科院知識創(chuàng)新工程和國家發(fā)改委鉻鹽技術(shù)改造等項目的支持，這項技術(shù)可能會夭折在產(chǎn)業(yè)化示范階段。”清潔生產(chǎn)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化依然困難重重，齊濤有些無奈地說。
原創(chuàng)性新技術(shù)從實驗室到產(chǎn)業(yè)化，目前企業(yè)是投資主體，一些與合作企業(yè)的項目就遭遇了資金缺乏、技術(shù)人員不足的困難。
為此，齊濤建議，國家從政策和資金層面傾斜，加強對清潔生產(chǎn)技術(shù)的持續(xù)穩(wěn)定支持。
此外，還要加速淘汰落后技術(shù)和產(chǎn)能，利用清潔生產(chǎn)新技術(shù)進行產(chǎn)業(yè)升級，推進有色金屬產(chǎn)業(yè)步入綠色清潔快車道。
污染重點地區(qū)應(yīng)嚴格實施、執(zhí)行地方環(huán)境標準
制定并實施嚴格的地方環(huán)境標準，強化土壤環(huán)境監(jiān)管職能，加強對涉重金屬企業(yè)廢水、廢氣、廢渣等處理情況的監(jiān)督檢查，嚴格管控農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程，防止造成新的土壤污染
從全國土壤污染狀況調(diào)查公報來看，我國西南、中南地區(qū)有色金屬礦產(chǎn)資源十分豐富，鎘等重金屬元素的本底高，加上迄今已有上百年有色金屬開采歷史，長期的礦山開采、金屬冶煉等排放造成土壤污染；長三角、珠三角、東北老工業(yè)基地等部分區(qū)域工業(yè)發(fā)達，生產(chǎn)活動中排放的廢氣、廢水、廢渣導致土壤污染問題較突出；而重污染企業(yè)用地、工業(yè)廢棄地、工業(yè)園區(qū)、固體廢物集中處理處置場地、采油區(qū)、采礦區(qū)、污水灌溉區(qū)和干線公路兩側(cè)的超標點位分別為36.3%、34.9%、29.4%、21.3%、23.6%、33.4%、26.4%和20.3%。
中國環(huán)境科學研究院研究員谷慶寶說，上述地區(qū)都是重金屬污染比較嚴重的地方，也是土壤污染狀況重點調(diào)查的區(qū)域。對環(huán)境敏感地區(qū)，當?shù)卣畱?yīng)加大污染治理力度；制定和實施更嚴格的地方重金屬等排放標準，并嚴格環(huán)境執(zhí)法。
“僅從標準看，我國現(xiàn)行的《土壤環(huán)境質(zhì)量標準》（GB15618-1995）和重金屬排放標準，已經(jīng)比較嚴格了。”谷慶寶說。
記者查閱了《土壤環(huán)境質(zhì)量標準》，此土壤標準分為三級，各級標準的鎘、汞、砷、銅、鉛、鉻、鎳等限值并不相同。
據(jù)規(guī)定，一級標準為保護區(qū)域自然生態(tài)、維持自然背景的土壤質(zhì)量的限制值；二級標準為保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，維護人體健康的土壤限制值；三級標準為保障農(nóng)林生產(chǎn)和植物正常生長的土壤臨界值。
谷慶寶等專家舉例說，我國《食品中污染物限量》（GB2762-2012）規(guī)定，大米中鎘限量標準是0.2mg/kg，這與歐盟標準是一致的；日本和國際食品法典委員會（CAC）均規(guī)定大米中鎘限量標準是0.4mg/kg。相比之下，我國標準并不寬松。
大氣和水污染具有流動性，分布比較均勻，但各地土壤性質(zhì)差異比較大，污染物在土壤中遷移慢，導致土壤中污染物分布不均勻。因此，從全國范圍來說，再全面加嚴土壤環(huán)境質(zhì)量標準并非是一件很急迫的事。更關(guān)鍵的是，應(yīng)該對環(huán)境敏感區(qū)域或重金屬本底較高、污染較重的地區(qū)，制定并實施更嚴格的地方環(huán)境標準。
其實，這樣的先例在國內(nèi)并非罕見，例如，太湖藍藻事件暴發(fā)后，太湖流域率先制定并實施了污水排放一級A標準，與當時全國實施的一級B標準、二級標準相比，化學需氧量、總磷、總氮等指標要求加嚴到后者的1/2或1/3。
“很多地方土壤重金屬污染嚴重，歸根結(jié)底是地方政府的執(zhí)法力度不夠，或是缺少對環(huán)境治理投入的財政資金。”谷慶寶說。
何發(fā)鈺表示，要解決礦山等生態(tài)修復、資金問題，關(guān)鍵是政策。在國外，如果要進行礦產(chǎn)開發(fā)等，先要進行生態(tài)修復評估。如果土地復墾等需要1億元，那你先把這1億打過來才能開發(fā)。我國沒有這樣的一筆資金，事先只做一個環(huán)境影響評價。
于是，在我國很多地方，礦山開采完了，企業(yè)關(guān)門了，尾礦渣和污染被留在了當?shù)，而地方政府沒有錢，難以進行有效治理。
為解決我國的土壤污染問題，目前環(huán)境保護部正在編制《土壤污染防治行動計劃》。
“但是想完全依靠中央政府下?lián)芸钸M行土壤污染修復，基本是不可能完成現(xiàn)有的重金屬污染治理任務(wù)的。”谷慶寶說。
谷慶寶強調(diào)，除了實施更嚴格的地方標準，增加治理投入，下一步的關(guān)鍵是加大執(zhí)法力度，提高違法成本，減少偷排漏排等現(xiàn)象發(fā)生。
企業(yè)排污是土壤污染的重要來源。有業(yè)內(nèi)人士曾表示，我國當前仍有不少企業(yè)沒有執(zhí)行或嚴格執(zhí)行達標排放，偷排漏排污染物已成為企業(yè)“習慣”。
一些民營企業(yè)公開排放污染，有恃無恐；一些大中型企業(yè)白天不排夜間排，檢查時不排不檢查時排；一些大型企業(yè)經(jīng)過治理達標排放，一看大家都排污，也“隨潮流”偷排漏排等。
為減少偷排漏排，提高違法成本，目前我國正加快推進土壤環(huán)境保護立法進程。
十二屆全國人大常委會已將土壤污染防治列入立法規(guī)劃第一類項目，并已初步形成相關(guān)法律草案；國家還將強化土壤環(huán)境監(jiān)管職能，建立土壤污染責任終身追究機制；加強對涉重金屬企業(yè)廢水、廢氣、廢渣等處理情況的監(jiān)督檢查，嚴格管控農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的農(nóng)業(yè)投入品亂用、濫用問題，規(guī)范危險廢物的收集、貯存、轉(zhuǎn)移、運輸和處理處置活動，以防止造成新的土壤污染等。
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