再生有色金属,再生有色金属行业二嗯英的环境影响控制-论文范文参考
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再生有色金属!再生有色金属行业二嗯英的环境影响控制

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摘 要 本文从再生有色金属行业二嗯英的产生特点、危害、影响及环境管理等方面进行分析,提出环境影响评价方法及污染控制措施,为再生有色金属行业的二噁英污染防治提供参考.

关键 词再生有色金属;二噁英;环境影响;污染控制

文/李友鹏 许君 尹华金 尹梅

随着对二噁英研究的深入,社会对于二嗯英作为“人类致癌物质”、“人类可能的致癌物”的危害越来越关注,逐步重视对二噁英的污染防治与管理.二噁英的排放重点行业包括废弃物焚烧、再生有色金属生产、粘合剂生产、金属生产等,但之前再生有色金属行业的环境管理并未将二噁英纳为主要污染控制因子.由于循环经济、资源回收利用等促进政策,再生有色金属行业发展迅速,其产生的二噁英污染物的环境影响日益增大.

再生有色金属行业的发展前景

有色金属天然储量有限,但却广泛用于社会生产的多个领域,随着经济的发展,需求量愈来愈大.有色金属的回收工艺相对简单,且再生的能耗、水耗、污染物产生量等都比原生有色金属要低.目前,我国已是全球最大的铜消费国、主要的再生铜生产国之一,是世界第一大再生铝生产匡k再生铅的生产发展较晚,规模不大,但2008年生产再生铅88. 88万吨,占当年铅产量的25. 75%. 《有色金属工业中长期科技发展规划(2006-2020年)》提出:大力发展资源循环利用技术,再生资源利用量提高到金属总量的30%左右;到2020年再生有色金属产量达1240万吨(占总产量的40%);建设若干30万吨以上再生铜、再生铝、再生铅生产企业.在《产业结构调整指导目录(2011年本)》(修订)中,“废杂有色金属回收”列入鼓励类.在国家相关政策的鼓励和支持下,有色金属再生行业具有广阔发展前景,二嗯英的污染控制也将是行业环境管理的重点.

二噁英产生的途径

二噁英类物质的生成机理较为复杂,通常认为主要有三种途径:一是烧结的原燃料中存在二嗯英,且在燃烧过程中没有被完全分解;二是由含氯的前驱体化合物(如多氯联苯、氯酚、氯苯等)经催化、缩合、氧化等有机反应生成,不完全燃烧及飞灰表面的不均匀催化反应可生成多种有机气相前驱体;三是由“从头合成”反应生成:在低温条件下 (250℃~450℃),大分子碳(残碳)与飞灰基质中的有机或无机氯经某些具有催化性的成分(铜、铁等金属或其氧化物)催化而生成二噁英,飞灰表面的强吸附性及孔径结构也对形成二噁英具有较强的催化作用.二嗯英主要是通过吸附在颗粒物上排放,其排放量的监测与颗粒物紧密相关.

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二噁英主要来源于原料中有机废物的不完全燃烧,尤其是含氯的有机废物的燃烧.目前,再生铝生产中所使用的助熔剂部分为含氯化合物,是冶炼过程中二噁英产生的主要氯来源;再生铜工业废气中二噁英的浓度与处理的废铜中夹杂的含氯有机物含量有关.回收的废有色金属会夹杂一些废物和杂质,杂质中原有的二噁英会在20℃~500℃的温度区间释放出来,无机氯化合物和有机氯化合物在熔炼、精炼时的高温、金属催化物等条件下产生二噁英.再生铅工业的原料比较单一,以废铅酸电池为主,如果对废铅酸电池进行有效的拆解和分选,将有机废物分离,产生二噁英的几率较低.

二嗯英的环境影响评价与分析

EPA、WHO等组织一致认为就目前人类二嗯英类暴露实际背景值状况而言,非致癌毒性作用比致癌毒性作用对人体健康危害的风险更大,因此评价二噁英的环境影响时,主要分析其非致癌作用.由于环境中二噁英主要以混合物的形式存在,在对二噁英的毒性进行评价时,用二噁英毒性当量(TEQ)来定量计量.EIA酶免疫法是利用鼠类克隆抗体DD3和二嗯英高度结合的特性而建立的竞争抑制酶免疫法,适于对二嗯英毒性当量(TEQ)的测定.

目前国内还没有制定针对有色金属再生行业二噁英排放的相关标准,参照《生活垃圾焚烧污染物排放标准》中排放限值为1.O纳克-TEQ/立方米、 《炼钢工业大气污染物排放标准》(GB28664-2012)中电炉排放限值为0.5纳克-TEQ/立方米,以及国外有色金属再生行业二噁英排放限值,我国《再生有色金属工业污染物排放标准》(征求意见稿)给出了现有企业1.O纳克-TEQ/立方米、新建企业0.5纳克-TEQ/立方米的排放限值、企业周界无组织监控浓度为0.6纳克-TEQ/立方米.该排放标准要求是在使用最佳可行技术的情况下可以完全达到的水平.

目前, 《环境空气质量标准》(GB3095-2012)中未规定二嗯英的质量标准,对于环境空气中的限值,可以用保证人体健康前提下的二噁英摄入量来评价,如采用可接受日常摄取量(TDI)作为评价因子,TDI指不会产生不良健康反应的每日摄取二噁英或TEQ总量,主要是通过二嗯英致病反应的非线性阈值模式而制定的.根据预测的环境敏感点处二噁英的TEQ值,结合每日吸人的空气量,可以计算得出该敏感点处每天每人摄入的二噁英的量,再除以人的体重,与上述参考标准值进行对比,则可以分析二噁英对该敏感点处的环境影响程度,判断对人体健康的危害大小.

目前, 《土壤环境质量标准》( GB15618-1995)中未规定二嗯英的质量标准,可以参照美国国家环保署( EPA)在《二嗯英再评估》 (Dioxin Reassessment)中公布的农村和城市地区的土壤二噁英背景值分别为2.7纳克-TEQ/立方米和9.3纳克-TEQ/立方米来进行评价.由于在土壤等固体物质中最稳定,易发生富集作用,因此要长期跟踪监测土壤中的二嗯英,关注其含量变化情况,并且要加强二噁英对企业周边植被影响的持续关注,以评价对周边生态的影响.

二噁英的污染防治措施

《铅锌行业准入条件》、《铝行业准入条件》及《废铜再生利用行业准入条件》(征求意见稿)都对新建、改扩建再生铝、再生铅锌、再生铜项目规模进行了限制,推动产业向规模化、集约化发展,并对落后工艺设备进行了淘汰限制.技术设备的高精尖和企业的大型化有利于减少污染物的排放和提高污染治理水平,更好地推进环境管理.

《履行<,关于持久性有机污染物的斯得哥尔摩公约>,对有色金属可持续发展的影响研究》认为,根据不同的原料及产品的要求,再生有色金属生产工艺有所不同,最佳可行性技术包括:使用高温高效的熔炼设备,如回转炉、回转窑感应电炉等;无氯无油进料;熔炼后快速冷却、活性炭吸附和纤维滤袋除尘.二噁英防治最佳可行性技术包括:先进的预处理方法,分离出废塑料等有机物,保证精料熔炼;使用高温高效的熔炼设备;建立烟气二次燃烧室,对烟气采取快速冷却、活性炭吸附和纤维滤袋除尘等措施.减少二嗯英的产生,企业需要从原料的预处理、冶炼炉的设置、废气治理等生产的全过程考虑,通过减少二嗯英的混入、消除其产生条件、吸收转化产生的二嗯英等措施来防治二噁英污染.具体的方法主要有以下几方面:

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一是对回收的废金属进行分类筛选,尽量减少重金属含量高的物质;去除有机质和塑料,必要时对原料进行清洗以减少氯源,尤其是有机氯化物的量,从源头减少熔炼时二噁英生成的氯来源.在非金属进入焚烧炉前将其破碎成合适大小,尽量增大与氧气的接触面积便于燃烧充分.

二是提高熔炼过程的燃烧效率,即提高炉膛温度、在高温区的停留时间和过量空气系数,使可燃的有机物充分燃烧,破坏二噁英;在熔炼炉的下端建设二次燃烧室,使烟气经过充分的高温燃烧,破坏二噁英.为了防止烟气冷却过程中二噁英再合成,建设烟气的骤冷设备,烟气温度迅速降低到200℃以下.

三是用布袋除尘器除尘,在布袋除尘器前喷射活性炭或者使用活性炭滤布,将吸附在飞灰上的二噁英滤除,飞灰一般按照有毒有害废弃物要求进行填埋或者将飞灰固化处理;用五氧化二钒、三氧化钨等催化剂氧化分解二嗯英等.

(作者单位:重庆市环境工程评估中心)

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