某锌冶炼退役地块特征污染物识别及“双碳”背景下土壤环境风险管理

肖剑飞 董子平 谢金亮

(1.湖南有色金属控股集团有限公司, 湖南 长沙 410015;2.中国恩菲工程技术有限公司, 北京 100038)

0 前言

自2016年《土壤污染防治行动计划》发布实施以来,国家对土壤污染防治与修复工作高度重视。随着“退二进三”政策的实施以及各地城镇化发展的规划,城市内许多老企业都在慢慢退出,所占地块将重新调整为居住用地或者公共用地等[1],退役地块产生的土壤污染问题逐渐凸显[2]。按照相关政策法规要求对此类用地进行土壤污染状况调查评估,可保证环境质量及居民健康[3]。《土壤污染防治法》中规定,启动建设用地土壤污染状况调查的情形主要包括责令调查、主动调查和其他情形。调查分为三个阶段,其中初步采样阶段对调查地块进行污染识别,获得地块特征污染物,是调查的关键环节。本研究以某锌冶炼退役地块为例,分析该行业的特征污染物,并依据国家现行的土壤管理规范条例等对“碳达峰”和“碳中和”背景下建设用地的土壤环境管理提出相关的建议。

1 研究区概况

1.1 地块布局

该冶炼厂区地块面积为127 042.73 m2,原厂区设有沸腾炉车间、浸出车间、电解车间、熔铸车间、挥发窑车间、多膛炉车间、过滤车间、机动车间、环保车间、锌粉车间和稀贵车间共11个车间。冶炼厂退役地块平面布局如图1所示。

1.2 工程地质条件分析

图1 某冶炼厂退役地块平面布局图

2 重点关注的污染物及潜在污染区域

不同行业的工艺过程差异很大,导致退役地块中污染物性质和潜在污染区域也不同,因此需对地块内可能存在的污染物类型及污染位置进行调查[4]。

特征污染物识别解析的依据主要是企业的生产原辅材料、生产工艺、产生的三废(废气、废水、废渣)等。

2.1 原辅料情况

研究区原生产工艺主要包括电锌生产主系统、铜镉渣生产精镉系统和高铟渣生产精铟系统、酸浸渣浮选银系统四个部分,对应的主要原辅料情况见表1。

表1 主要原辅材料情况

2.2 工艺流程及产排污环节分析

由于产品及其生产工艺不同,地块可能被不同污染物污染。不同生产工艺流程及其产排污节点如图2所示。

图2 冶炼厂主生产工艺流程及产排污节点图

废气产排主要在电锌生产主系统、铜镉渣生产精镉系统和高铟渣生产精铟系统等几个部分。废气中主要含砷、镉、铅、铜、锌、汞、铟和硫化物等污染物。废水产排主要出现在电锌生产主系统、铜镉渣生产精镉系统和高铟渣生产精铟等几个部分。废水中主要含砷、镉、铅、铜、锌、汞、铊和硫化物等污染物。固体废弃物处理与资源化利用情况主要出现在电锌生产主系统、铜镉渣生产精镉系统和高铟渣生产精铟系统、浮选银系统等几个部分。固体废物主要有酸浸渣、铜镉渣、铅渣、高铟渣、挥发窑渣、锌熔铸浮渣、污酸废水处理渣、废水处理系统压滤渣、银精矿、尾矿、电解阳极泥和布袋收尘烟灰、钴渣、锌渣、萃余液中和渣、锅渣、石膏渣等。除三废之外,原生产过程中用到大量柴油等石油制品,厂区内也建有柴油储罐,石油制品在原生产过程中可能会导致地块受到污染。

2.3 冶炼企业土壤特征污染物识别

特征污染物识别方法包括两个:一是资料收集与分析,通过收集生产工艺、原辅材料及“三废”排放等相关资料,分析地块可能涉及的危险物质,以及危险物质的使用情况和存储区域;二是现场踏勘,通过对地块及其周边环境设施的现场调查,观察地块的污染痕迹,核实资料收集的准确性,获取与地块污染有关的线索,识别内容包括可疑污染源、场地污染痕迹、涉及危险物质的场所、建(构)筑物情况以及周边相邻区域。

通过综合分析地块生产工艺、原辅料情况及产排污环节,初步判断,该地块污染源为以往各个历史生产时期的污染物排放,主要途径为大气沉降和地表径流。场地内主要潜在污染物情况如下:

1)电锌生产主系统、铜镉渣生产精镉系统和高铟渣生产精铟系统等主要生产工艺的废气通过有组织及无组织的排放污染地块,主要污染物为砷、镉、铅、铜、锌、汞、铟和硫化物等。

2)锌冶炼生产线在运营期间,生产、使用、储存、运输过程中,各类化学品原辅料可能会产生“跑、冒、滴、漏”现象,厂区内的废水发生渗漏,下渗至土壤中,主要污染物有砷、镉、铅、铜、锌、汞、铊等。

3)厂区内遗留在地表以下的冶炼渣,通过地表雨水下渗、地下水的浸沥,导致周边土壤及地下水污染,主要污染物为砷、镉、铅、锌、汞。

4)机械加工使用大量机油和其他润滑油,使用过程中可能会发生泄露,从而污染土壤和地下水,主要污染物为多环芳烃、总石油烃。

5)地块内存在变电设备,我国从20世纪90年代才开始禁止含多氯联苯类的电容器使用,而本地块自20世纪60年代就开始进行生产,变电设备中可能含有多氯联苯,如果泄露将造成土壤和地下水污染。

综上所述,识别出冶炼厂涉及的特征污染物见表2。可能存在的特征污染物包括砷、镉、铅、铜、六价铬、汞、镍、锌、锑、铟、银、铊、VOCs、SVOCs,部分区域应重点关注石油烃、PAHs、多氯联苯、氟化物等污染物。

2.4 潜在污染区域分析

在污水处理及排放的过程中,排污口存在潜在的污染风险;原辅料一般贮存于原料堆场,用于银浮选车间、电解车间、熔铸车间的生产过程,当应急池无法满足使用要求,或日常管理不当,硬化地面出现防渗层破损等情况时,原辅料中涉及的危险化学品就有可能进入土壤,对土壤造成污染;钴渣库中钴渣堆存过程中存在潜在的污染风险,如贮存场所缺少棚化设施、防渗地面损毁;挥发窑、氧化锌仓库涉及锌的堆存和生产,同样存在潜在的污染风险;此外,配电室和新极板仓库、阴极制造室以及锅炉房在配电室及锅炉的使用和产品生产过程中存在潜在的污染风险。因此,污水处理、原辅料贮存、生产以及固体废物贮存等区域为需要关注的潜在污染区域[4]。

3 土壤环境管理简析

“双碳”目标的提出对我国的土壤环境管理产生深远的影响。一方面,在传统的土壤固碳、提升碳汇增量的问题上,需要进行科学的低碳管理;另一方面,在目前严重的土壤污染问题中,通过减污降碳的协同作用,可以使治理效果大幅提高。为了更好地与服务国家经济发展相融合,土壤环境管理策略是生态环境相关部门管理人员关注的重点。我国已经逐步建立起了一系列包括用地准入、污染预防、调查评估、风险管控或治理修复、效果评估、再开发利用的建设用地土壤环境全过程监管体系[5]。在已颁布的《工矿用地土壤环境管理办法(试行)》和《污染地块土壤环境管理办法(试行)》等相关政策文件的指导下,提升相关技术水平结合过往经验,可以更好地实现管理需求。

3.1 管理退役地块

现阶段,各地政府深入贯彻落实《土壤污染防治行动计划》,开展退役地块的调查工作。针对关闭企业或者拟关闭的企业,主要依照《污染地块土壤环境管理办法(试行)》进行相关的管理。重点行业企业停止生产后,厂区内退役地块进入土壤调查评估及风险管控程序,同时还涉及地块内生产设施设备的拆除活动[6]。

由于土壤污染具有隐蔽性[7],许多土壤污染调查案例中污染源相对复杂[8]。如果不能准确判断特征污染物,对污染地块的污染程度掌握不充分,则不利于后续开展评估及治理修复工作。调查过程中应对地块的情况进行全面的记录汇总,明确污染源,判定特征污染物并最终获取地块的污染情况。从最初制定清单到充分调查,最后落实治理修复方案到位,针对性地进行污染防治工作。

3.2 构建风险管控体系

现阶段,我国土壤环境污染风险管控还处于初步发展过程[9],主要还是受限于难以达到相应的管理技术要求。为了深入保证风险管控工作质量,合理有效地提升土壤污染治理修复成效,需要加强对一部分存在潜在风险的地块的监督与管理。

3.2.1 地块退役前开展隐患排查、自行监测工作

在产企业地块在退役之前的管理工作,目前主要根据《工矿用地土壤环境管理办法(试行)》实施。山东、广东等地也已陆续出台了土壤污染防控工作规划,提出针对重点管控单位的要求开展隐患排查工作,并做好土壤污染隐患问题的综合整治,同时对地块土壤开展自行监测。发现地块有环境污染现象时,针对污染源范围和污染原因进行研判,采取措施防止新增的土壤污染,并及时进行相应的土壤调查与风险评估,并依据结论确定是否需进行下一步环境风险管控以及土壤治理修复等相应措施[10-15]。按照相关法律法规的要求,冶炼行业作为重点行业,应开展污染源自行监测等相关工作,及时对在产企业生产过程中对土壤环境造成的影响进行跟踪,降低环境污染隐患。

3.2.2 加强有毒有害物质管理

在产企业重点区域中通常会涉及有毒有害物质的贮存及转运等过程[16],因此应加强其内部对有毒有害物质的安全、环境污染的监管,若有条件可使用自动预警装置。

3.3 强化绿色低碳修复技术

在“双碳”背景下,要加速发展土壤修复绿色低碳可持续技术,这就需要考虑到最佳的修复技术方案,使治理过程对环境的影响降到最低,使环境、社会及经济效益最大化[17]。针对建设用地的治理修复,需要重点关注的内容包括全生命周期的二次污染防控、修复时长、成本、能耗、效果、公众影响等,实现可持续评估工具的开发[18]。

4 结束语

通过对该锌冶炼退役地块生产工艺、原辅料和“三废”排放等情况的研判,识别出砷、镉、铅、铜、六价铬、汞、镍、锌、锑、铟、银、钴、PAHs、氟化物、总石油烃、多氯联苯为地块土壤特征污染物。通过开展土壤特征污染物识别,能够为后续土壤调查、风险评估和治理等环境管理及污染防治工作提供支撑。