清洁生产能否洗净重金属“污垢” ？
图为企业采用尾矿二次资源高效利用工艺技术。资料图片
我国土地受重金属污染问题日益引起人们关注。采矿、冶炼、铅蓄电池、皮革及其制品、化学原料及其制品五大行业成为重金属污染防治的重点行业。
◆特约撰稿李禾
国务院批复的《重金属污染综合防治“十二五”规划》称，采矿、冶炼、铅蓄电池、皮革及其制品、化学原料及其制品五大行业成为重金属污染防治的重点行业。
“我国贫矿多、难选矿多、共伴生矿多，这样的形势决定了其加工处理工艺更复杂。相对国外优质资源处理，加工过程产生的有毒有害元素或重金属污染问题会更严重。”在科技日报社与科技部社发司共同主办的重金属污染防治专家座谈会上，北京矿冶总院总工、矿物加工国家重点实验室副主任何发钰说。
在会上，多位专家呼吁，应从源头上控制重金属污染，推行全过程污染控制的清洁生产，对于环境敏感区域或重金属本底较高、污染较重地区，制定并实施更严格的地方环境标准。
贫矿开采、尾矿库存成重金属污染隐患
无序开采矿山，大量尾矿渣堆存在尾矿库里，不仅占用大量土地，并且埋下重金属污染隐患
采矿是环境中重金属的主要来源。湖南省湘江流域内矿产资源丰富，因无序开采，使湘江成为我国重金属污染较重的河流之一。
我国矿山非“贫”即“杂”，在对矿石进行破碎、加工、分选后，大量尾矿渣被“剩余”下来，堆存在尾矿库里，不但占用大量土地，还埋下了重金属污染隐患。
据称，我国铜矿的平均品位仅0.86%，而世界最大铜矿智利艾思肯底达铜矿，原矿品位2.81%；我国铁矿品位仅32%，而巴西、澳大利亚等国铁矿平均含铁在45%左右，他们含铁品位高，有害杂质少，采出后大部分不用加工分选，可直接入炉。澳大利亚还将铁矿资源含铁品位在45%以下的，列为不具备开采价值的等外品。
尾矿库不仅存在严重的环境风险隐患，还是重大环境突发事件的重要来源。
据资料显示，2012年1月，广西龙江河发生镉污染事件，缘由之一就是广西河池金河矿冶有限公司渣场大量废渣长期堆放，渗滤液对周边地下水、土壤造成污染；同年11月，贵州铜仁市万山区万泰锰业有限公司锰渣库底部导洪管破裂，锰渣进入下溪河汇入锦江。这使贵州出境断面总锰浓度超标倍数，威胁下游20多万群众的饮水安全。
绿色开采、尾矿利用能否消灭污染？
进行选择性开采、尾矿利用等方面研发并采用清洁生产技术，从源头控制重金属污染，加大环境监管力度，制定严格的重金属环境排放标准
《重金属污染综合防治“十二五”规划》（以下简称《规划》）提出，“十二五”期间重金属污染防治的具体目标是，到2015年重点区域的重点重金属污染排放量比2007年减少15%，非重点区域的重点重金属污染排放量不超过2007年水平，重金属污染得到有效控制。
把矿石中的金属元素提炼出来，是资源；反之，就成为环境中重金属污染的来源。为解决矿产资源“贫杂细”的难题，实现《规划》目标，我国在矿山绿色开采、尾矿利用等方面研发并采用了清洁生产技术。
江西省德兴铜矿是我国第一大露天铜矿，产铜量约占全国1/5，位居全国之首。记者在德兴铜矿采访时看到，在废石场上，一大片碎石头平铺着，石头上匀布设架着管子，管子里不断喷洒出水来，浇淋在石头上。
德兴铜矿矿长刘方云介绍，喷淋的酸性水源于生产废水，用管道把这些水收集、汇聚到大罐里，喷淋在含铜率仅0.05%~0.25%的剥离废石上，利用浸出—萃取—电积新工艺，每年从废石中可回收电铜1300多吨，还减轻了工业废水的处理压力。
“除废石萃取铜外，矿山还将品位在0.25%~0.3%之间的低品位铜矿石混入工业矿石中混选，在露天开采范围不变、投入条件基本相同情况下，矿山可多回收铜矿石1.65亿吨，可延长矿山服务年限7年。”刘方云说。
通过尾矿利用等技术，德兴铜矿不但缓解了矿山可采储量日益减少的压力，还降低了大量低品位矿石污染环境的风险。
铜的经济价值比较高，企业有“吃干榨净”的动力。但对于砷等基本不具经济价值的矿物，企业便不愿意提炼。一旦开采后遗弃，将严重污染环境。
中国环境科学院固废所副所长黄启飞研究员说，我国硫铁矿大多含砷，在用硫铁矿制酸后，会产生含砷废渣。含砷废渣里含铁量较高，拿去炼铁后，大部分砷还留在尾渣里。最终产生的含砷废渣怎么办？怎么处理？其实现在也没有好的办法，堆存情况也比较多。
目前国内金属产品需求日趋旺盛与
重金属污染日趋严重，这两者非常矛盾。因此，何发钰建议，必须从源头控制重金属污染，进行选择性开采。
例如贵州的含汞金矿，一旦开采，汞就容易挥发，随水体或大气流失到环境中；又如高含砷金矿，在提取少量黄金后，即使可回收一部分砷，但还是会有一些砷随水、气、渣流失出去，污染环境。
此外，我国资源中，很多矿山的铜、铅、锌伴生情况非常复杂，难以分开。在冶炼过程中，当提取其中一类金属元素时，其他金属元素都会变成固体尾渣或留存在冶炼废水中，成为污染物。这类资源开采成本高，产生的污染也很严重，开采、冶炼等生产过程中产生的废水，夹杂有各种化学试剂，后续处理非常复杂。
那么，这类资源是不是一定要去开采？何发钰认为，对一些比较容易产生重金属污染的资源，可暂不开发，这是对环境的保护，也是对资源的保护。
有开发有保护，这样的思路也体现在《全国矿产资源规划（2008—2015年）》中。规划规定，将矿产资源相对集中、资源禀赋和开发利用条件好的地区划定为重点开采区，重点规划和统筹安排矿产资源勘查开采活动；限制在国家规定实行保护性开采的特定矿种的分布区域、当前技术经济条件下无法合理利用资源的区域开展矿产资源开发活动；严禁开展与资源和环境保护功能不相符的勘查开发活动。
不过，《规划》是原则性规定，“选择性开采”在具体执行中存在难度。“比如一些含汞或含砷较高的金矿，金的品位比较高，经济价值也不错，对企业来讲能挣钱，开采动力大。”何发钰说。
对此，中南大学环境工程教授、国家重金属污染防治工程技术研究中心主任柴立元表示，我国还需加大环境监管力度，制定更严格的重金属环境排放标准。
清洁生产能否洗净重金属“污垢”？
加强对清洁生产技术的支持，加速淘汰落后技术和产能，利用清洁生产新技术进行产业升级，推进有色金属产业步入绿色清洁快车道
“在重金属治理手段上，应逐渐从过去单纯的末端治理向源头预防、过程阻断、清洁生产和末端治理的全过程综合防控理念转变。”中科院过程工程研究所副所长、湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室主任齐涛说。
重金属污染大多在冶炼中产生，要阻断生产过程产生的污染，推行全过程污染控制的清洁生产是当务之急。
“近些年发生的几起突发性重金属污染事件都来自冶炼厂，主要特点是污染严重、影响恶劣、处理难度大。”何发钰称，防治重金属污染需从采矿、选矿、冶炼和使用等多方面进行控制。
“我们不能再走边治理边排放的老路，修复的速度肯定赶不上污染物的排放。”柴立元直言，如果点源控制得当，后端的环境问题可能会得到有效解决。从资源角度而言，清洁技术的研发、推广尤为迫切。
其实，清洁生产理念，科技部早在20年前就用项目支持进行诠释。1994年起，中科院过程工程研究所院士张懿领衔的团队，以化工、冶金系统突出的重污染行业铬化工为突破口，开拓了铬盐清洁工艺与集成技术，成为国家科技攻关立项的第一个清洁生产项目。
“铬污染主要来源于铬盐生产、电镀和鞣革等行业。我国目前多数铬盐产能采用传统的有钙焙烧工艺生产，铬渣是铬盐生产过程中产生的含有少量铬酸钙等六价铬的废渣，属危险废弃物。”齐涛介绍说，国家有关部门和科研单位及铬盐企业，都在积极推动铬盐行业清洁生产实施计划。
我国是世界铬盐产品的生产和消费大国，总产能接近40万吨，约占世界总产能的1/3以上。由于缺乏经济有效的治理与综合利用技术，铬渣处理历来是铬盐行业最头痛的问题。我国绝大部分铬盐生产企业产生的铬渣都被堆积起来，直至2012年年底，才解决了铬渣污染问题。
“推行清洁生产新技术，强化源头污染控制与废弃物资源化利用，开发高附加值产品，成为当前国内外铬盐行业发展的方向。”齐涛说。
亚熔盐铬盐清洁生产集成技术，使铬回收率从80%提高到96%，反应过程能耗降低20%以上。由于生产过程不加钙镁辅料，铬渣由传统工艺的5%下降到1.5%以下，清洁工艺产生的含铬铁渣脱铬后可生产铁系脱硫剂产品或作为水泥添加料，最终实现近零排放。
2005年，这项技术获国家技术发明奖二等奖。2002年，在河南省义马建成万吨级铬盐清洁生产示范装置，经过技术改造和完善，2007年~2012年间实现全流程连续稳定运行，并实现赢利。经测算，在同等生产规模下，新工艺氧化铬生产成本较传统焙烧工艺下降约17%。
针对钒铬性质相近难分离的问题，中科院过程工程研究所科研团队进一步拓展，成功开发“钒铬清洁高效分离与资源化利用技术”，与企业合作已在辽宁省葫芦岛市实现产业化，成为世界首套万吨级钒铬高效萃取分离生产线。这项技术成果被鉴定为国际领先水平，并于2013年获国家技术发明奖二等奖。
当前重金属污染事件频发，与先进技术的覆盖面不够相关。企业缺乏自主创新意识和能力时，由于过分担心技术风险，害怕承担责任，产业化推进难度会更大。
“应基于环境和健康的牵引，开发更经济、实用的技术。”柴立元认为，目前新技术推广的力度还不够，要快速推广新技术，核心问题就是低成本。
相比于一项新技术的概念设计、技术研发、中试示范，齐涛觉得最难的是产业化。铬盐清洁生产项目虽然瞄准了国家的重大需求，但这一行业属于国
家基础工业，行业利润率较低、企业规模小，在产业化过程中始终面临资金紧缺的难题。
“如果不是国家863计划、中科院知识创新工程和国家发改委铬盐技术改造等项目的支持，这项技术可能会夭折在产业化示范阶段。”清洁生产技术的产业化依然困难重重，齐涛有些无奈地说。
原创性新技术从实验室到产业化，目前企业是投资主体，一些与合作企业的项目就遭遇了资金缺乏、技术人员不足的困难。
为此，齐涛建议，国家从政策和资金层面倾斜，加强对清洁生产技术的持续稳定支持。
此外，还要加速淘汰落后技术和产能，利用清洁生产新技术进行产业升级，推进有色金属产业步入绿色清洁快车道。
污染重点地区应严格实施、执行地方环境标准
制定并实施严格的地方环境标准，强化土壤环境监管职能，加强对涉重金属企业废水、废气、废渣等处理情况的监督检查，严格管控农业生产过程，防止造成新的土壤污染
从全国土壤污染状况调查公报来看，我国西南、中南地区有色金属矿产资源十分丰富，镉等重金属元素的本底高，加上迄今已有上百年有色金属开采历史，长期的矿山开采、金属冶炼等排放造成土壤污染；长三角、珠三角、东北老工业基地等部分区域工业发达，生产活动中排放的废气、废水、废渣导致土壤污染问题较突出；而重污染企业用地、工业废弃地、工业园区、固体废物集中处理处置场地、采油区、采矿区、污水灌溉区和干线公路两侧的超标点位分别为36.3%、34.9%、29.4%、21.3%、23.6%、33.4%、26.4%和20.3%。
中国环境科学研究院研究员谷庆宝说，上述地区都是重金属污染比较严重的地方，也是土壤污染状况重点调查的区域。对环境敏感地区，当地政府应加大污染治理力度；制定和实施更严格的地方重金属等排放标准，并严格环境执法。
“仅从标准看，我国现行的《土壤环境质量标准》（GB15618-1995）和重金属排放标准，已经比较严格了。”谷庆宝说。
记者查阅了《土壤环境质量标准》，此土壤标准分为三级，各级标准的镉、汞、砷、铜、铅、铬、镍等限值并不相同。
据规定，一级标准为保护区域自然生态、维持自然背景的土壤质量的限制值；二级标准为保障农业生产，维护人体健康的土壤限制值；三级标准为保障农林生产和植物正常生长的土壤临界值。
谷庆宝等专家举例说，我国《食品中污染物限量》（GB2762-2012）规定，大米中镉限量标准是0.2mg/kg，这与欧盟标准是一致的；日本和国际食品法典委员会（CAC）均规定大米中镉限量标准是0.4mg/kg。相比之下，我国标准并不宽松。
大气和水污染具有流动性，分布比较均匀，但各地土壤性质差异比较大，污染物在土壤中迁移慢，导致土壤中污染物分布不均匀。因此，从全国范围来说，再全面加严土壤环境质量标准并非是一件很急迫的事。更关键的是，应该对环境敏感区域或重金属本底较高、污染较重的地区，制定并实施更严格的地方环境标准。
其实，这样的先例在国内并非罕见，例如，太湖蓝藻事件暴发后，太湖流域率先制定并实施了污水排放一级A标准，与当时全国实施的一级B标准、二级标准相比，化学需氧量、总磷、总氮等指标要求加严到后者的1/2或1/3。
“很多地方土壤重金属污染严重，归根结底是地方政府的执法力度不够，或是缺少对环境治理投入的财政资金。”谷庆宝说。
何发钰表示，要解决矿山等生态修复、资金问题，关键是政策。在国外，如果要进行矿产开发等，先要进行生态修复评估。如果土地复垦等需要1亿元，那你先把这1亿打过来才能开发。我国没有这样的一笔资金，事先只做一个环境影响评价。
于是，在我国很多地方，矿山开采完了，企业关门了，尾矿渣和污染被留在了当地，而地方政府没有钱，难以进行有效治理。
为解决我国的土壤污染问题，目前环境保护部正在编制《土壤污染防治行动计划》。
“但是想完全依靠中央政府下拨款进行土壤污染修复，基本是不可能完成现有的重金属污染治理任务的。”谷庆宝说。
谷庆宝强调，除了实施更严格的地方标准，增加治理投入，下一步的关键是加大执法力度，提高违法成本，减少偷排漏排等现象发生。
企业排污是土壤污染的重要来源。有业内人士曾表示，我国当前仍有不少企业没有执行或严格执行达标排放，偷排漏排污染物已成为企业“习惯”。
一些民营企业公开排放污染，有恃无恐；一些大中型企业白天不排夜间排，检查时不排不检查时排；一些大型企业经过治理达标排放，一看大家都排污，也“随潮流”偷排漏排等。
为减少偷排漏排，提高违法成本，目前我国正加快推进土壤环境保护立法进程。
十二届全国人大常委会已将土壤污染防治列入立法规划第一类项目，并已初步形成相关法律草案；国家还将强化土壤环境监管职能，建立土壤污染责任终身追究机制；加强对涉重金属企业废水、废气、废渣等处理情况的监督检查，严格管控农业生产过程的农业投入品乱用、滥用问题，规范危险废物的收集、贮存、转移、运输和处理处置活动，以防止造成新的土壤污染等。
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