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關(guān)鍵詞:有色金屬;冶煉項(xiàng)目;環(huán)境影響評(píng)價(jià)
有色金屬是除了鋼鐵之外的所有金屬總稱,所以有色金屬的種類眾多,在化學(xué)元素周期表中包含的112種金屬元素,有95種金屬都屬于有色金屬范疇。有色金屬在現(xiàn)今社會(huì)中的使用效果廣泛,在航空航天、衛(wèi)星、手機(jī)、電視等所有行業(yè)中都有著有色金屬的存在,并且在其中起到了很大的作用,有色金屬的冶煉工作也成為了主要研究的重點(diǎn),但是隨著近些年對(duì)于環(huán)境問(wèn)題的關(guān)注,也不可避免的滲透到了有色金屬冶煉的工作中,確保冶煉工作過(guò)程不會(huì)對(duì)于環(huán)境造成影響也成為了評(píng)估重點(diǎn)。
1 有色金屬冶煉概述以及其對(duì)于環(huán)境的影響
近些年隨著社會(huì)各行業(yè)對(duì)于有色金屬需求的增多,作為沒(méi)有天然生產(chǎn)的金屬物質(zhì),有色金屬的獲取主要是通過(guò)礦石的冶煉獲取的,所以對(duì)于礦石進(jìn)行冶煉工作的需求也不斷增多。目前進(jìn)行有色金屬冶煉的主要方法有三種,分別是電冶金、火法冶金以及濕法冶金。這三種工藝通常在有色金屬的冶煉過(guò)程中混合使用,但是三種冶金手法都會(huì)在不同程度上對(duì)于環(huán)境造成影響。
1.1 電冶金。電冶金在有色金屬冶煉的使用過(guò)程中,由于會(huì)應(yīng)用電熱和電化兩種方式進(jìn)行,在電氣冶金的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生廢氣以及有害地灰塵;在電化冶金的過(guò)程中也會(huì)有電解廢渣以及電解廢水產(chǎn)生,都會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成嚴(yán)重的影響。
1.2 火法冶金。在對(duì)于有色金屬進(jìn)行冶煉過(guò)程中,如果應(yīng)用火法冶金的方法進(jìn)行,就會(huì)導(dǎo)致在冶金過(guò)程中,由于高溫的影響,產(chǎn)生煙氣以及粉塵等污染現(xiàn)象。
1.3 濕法冶金。濕法冶金在有色金屬的冶煉中,也不可避免的會(huì)對(duì)于環(huán)境造成影響,主要是由于在進(jìn)行冶金的過(guò)程中,會(huì)應(yīng)用到危險(xiǎn)性較高的化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行,就會(huì)在冶煉某些含有放射性元素的有色金屬時(shí),對(duì)于環(huán)境和施工操作人員造成要種的輻射傷害。放射性污染相較于其他污染更加難于治理。
2 有色金屬冶煉項(xiàng)目選址分析
在進(jìn)行有色金屬的冶煉過(guò)程中,首先需要進(jìn)行的就是對(duì)于項(xiàng)目進(jìn)行選址,在進(jìn)行選址的過(guò)程中,需要對(duì)于金屬的運(yùn)輸、施工條件以及安全條件進(jìn)行纖細(xì)的分析,以確保有色金屬冶煉過(guò)程的安全穩(wěn)定以及經(jīng)濟(jì)性。在進(jìn)行選址的時(shí)候,還要盡可能的考慮選址區(qū)域是否符合城市規(guī)劃以及土地利用的需求,避免在環(huán)境敏感區(qū)域進(jìn)行項(xiàng)目的選址。并且也要排除各種生態(tài)脆弱區(qū)域以及環(huán)境保護(hù)區(qū)域等受到社會(huì)關(guān)注的地區(qū)。
3 冶煉工程分析
3.1 產(chǎn)污環(huán)節(jié)分析
火法冶金的工藝過(guò)程主要由備料、熔煉、吹煉、火法精煉、電解精煉等環(huán)節(jié)組成。要在工藝流程圖上列出各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)和產(chǎn)污節(jié)點(diǎn),產(chǎn)污環(huán)節(jié)包括廢氣、廢水和固體廢物。廢氣從原料制備、熔煉一直到精煉都存在廢氣,但以熔煉、吹煉、陽(yáng)極爐精煉、制酸系統(tǒng)、電解酸霧為主。
雖然有色金屬的主要冶煉工藝有三種,但是實(shí)際上在有色金屬的冶煉過(guò)程中,還有許多其他的較為不常用的冶煉工藝許多種。在進(jìn)行有色金屬冶煉的過(guò)程中,無(wú)論最后選擇了哪種冶煉工業(yè),都要對(duì)于冶煉工作的進(jìn)行和結(jié)束所有過(guò)程進(jìn)行分析,以保證冶煉工作在進(jìn)行的過(guò)程中污染物的處理符合相關(guān)規(guī)定,在對(duì)于有色金屬污染物進(jìn)行防治的時(shí)候,要盡可能的對(duì)于其進(jìn)行精細(xì)化的分析,以保證對(duì)于污染物的處理效果。
3.2 清潔生產(chǎn)分析
清潔生產(chǎn)是減少有色金屬冶煉過(guò)程污染出現(xiàn)的主要措施之一,可以有效地減少冶煉過(guò)程最后的污染處理流程,并且確保減少項(xiàng)目低于周邊環(huán)境的影響。在現(xiàn)有的冶煉工藝中,清潔生產(chǎn)的主要手段包括陰極電解工藝、氧氣吹底等。
有些項(xiàng)目尚未有清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn),可以計(jì)算能耗、物耗、水耗、單位產(chǎn)品污染物產(chǎn)生量與排放量等技術(shù)指標(biāo),并與國(guó)內(nèi)外同型先進(jìn)生產(chǎn)工藝進(jìn)行對(duì)比,分析清潔生產(chǎn)水平。
4 環(huán)境質(zhì)量調(diào)查與評(píng)價(jià)
4.1 現(xiàn)狀調(diào)查
有色金屬冶煉項(xiàng)目現(xiàn)狀調(diào)查,除收集盡可能全面的相關(guān)資料以外,更應(yīng)重視現(xiàn)場(chǎng)踏勘和環(huán)境狀況的監(jiān)測(cè)。現(xiàn)場(chǎng)踏勘要深入細(xì)致,充分掌握大氣環(huán)境、地表水與地下水環(huán)境、土壤、農(nóng)田等狀況。做好背景濃度的監(jiān)測(cè),如監(jiān)測(cè)有害物質(zhì)在大氣、土壤、植物、水中的濃度及噪聲背景等。對(duì)改擴(kuò)建項(xiàng)目還應(yīng)開(kāi)展無(wú)組織監(jiān)控點(diǎn)的測(cè)試。
4.2 環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)
應(yīng)根據(jù)《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則》的要求確定環(huán)評(píng)工作等級(jí)和范圍,圍繞項(xiàng)目產(chǎn)污特點(diǎn)篩選評(píng)價(jià)因子。例如環(huán)境空氣評(píng)價(jià)因子除SO2、煙塵或顆粒物、硫酸霧以外,還應(yīng)根據(jù)礦源特點(diǎn)考慮評(píng)價(jià)因子,在礦石含砷、鉛較多時(shí)要將這兩項(xiàng)確定為評(píng)價(jià)因子。
5 環(huán)境影響評(píng)價(jià)中需要關(guān)注的問(wèn)題
5.1 環(huán)境影響預(yù)測(cè)
有色金屬冶煉項(xiàng)目環(huán)境影響預(yù)測(cè)可采用《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則》推薦的模式,但廢水預(yù)測(cè)應(yīng)根據(jù)其中的特征污染物確定,例如銅冶煉項(xiàng)目廢水中的特征污染物是重金屬,所以水質(zhì)預(yù)測(cè)模式應(yīng)選用重金屬衰減模式;而鉭、鈮、鎢、錫多金屬礦冶煉項(xiàng)目酸性污水含氟化物、少量重金屬、放射性核素,放射性元素也是特征污染物,水質(zhì)預(yù)測(cè)模式可選用放射性核素模式。
5.2 無(wú)組織排放污染問(wèn)題
從有色金屬冶煉項(xiàng)目氣態(tài)污染狀況分析,無(wú)組織排放造成的污染嚴(yán)重性并不都為人所知,應(yīng)在污染源處就將其收集起來(lái),變成有組織的排放。例如鉭、鈮、鎢、錫多金屬礦冶煉廢氣中含有大量氟化氫、氨氣、硫酸霧等強(qiáng)腐蝕、刺激性氣體,若任其外泄,對(duì)人和動(dòng)植物傷害很大,因此除了生產(chǎn)設(shè)施嚴(yán)格密封以外,還要在無(wú)組織排放口設(shè)置吸氣罩,另外整個(gè)生產(chǎn)車間也應(yīng)采用負(fù)壓操作,并且二次收集的廢氣也要經(jīng)過(guò)相應(yīng)處理后排放。但對(duì)排放源濃度的計(jì)算不能僅按達(dá)標(biāo)結(jié)果來(lái)考慮,因?yàn)槲廴疚锲鹗紳舛群茈y推算。在這種情況下,應(yīng)結(jié)合物料平衡、生產(chǎn)能耗和實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定污染物的流向。
5.3 衛(wèi)生防護(hù)距離問(wèn)題
在有色金屬冶煉項(xiàng)目中,不同類型金屬的污染物種類、數(shù)量是有差別的,衛(wèi)生防護(hù)距離也應(yīng)有所區(qū)別,但現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的覆蓋面太窄,除了銅冶金(鼓風(fēng)爐法)以外,其他的沒(méi)有列入。可參照其他文件規(guī)定,如鉭、鈮、鎢、錫多金屬礦冶煉項(xiàng)目可參照《鎢、錫行業(yè)準(zhǔn)入條件》,確定衛(wèi)生防護(hù)距離為1km。
6 結(jié)論
有色金屬是一個(gè)數(shù)量龐大的家族,要將每一種或每一類金屬的環(huán)評(píng)特點(diǎn)一一講明是很困難的事情。本文將有色金屬冶煉項(xiàng)目中的一些共性問(wèn)題拿出來(lái)分析和討論,希望發(fā)揮拋磚引玉之效,激起更多的共鳴和見(jiàn)解,為促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和諧發(fā)展和環(huán)保事業(yè)更上一層樓而努力。
參考文獻(xiàn)
[1]張萍,和麗萍,王瑞波,等.建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)報(bào)告質(zhì)量存在的問(wèn)題及對(duì)策建議[J].環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊,2013.
[關(guān)鍵詞]銅冶煉工業(yè) 固體廢棄物 環(huán)保工作 環(huán)境管理 爐渣
[中圖分類號(hào)] TU993.3 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X(2015)-3-310-1
1引言
銅礦產(chǎn)資源作為人類生存生產(chǎn)的重要資源,我國(guó)絕大部分的能源和原材料都來(lái)自于礦產(chǎn)資源。當(dāng)前人類可利用的礦產(chǎn)資源種類及數(shù)量越來(lái)越多,開(kāi)采范圍不斷地?cái)U(kuò)大。銅作為有色金屬中的重要種類之一,在消費(fèi)量和生產(chǎn)量上僅排在鋁之后。銅具有良好的延展性和柔韌性,導(dǎo)熱效能好、能導(dǎo)電、能抗腐蝕。基于這些特性,在我國(guó)所有成熟的工業(yè)化經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)中銅產(chǎn)品都起著至關(guān)重要的作用,包括建筑行業(yè)、運(yùn)輸行業(yè)及電子電信通訊行業(yè)。銅產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要的產(chǎn)業(yè)之一。
就目前而言,我國(guó)的銅冶煉工業(yè)對(duì)銅渣的利用率僅在百分之十左右,大部分都堆放在渣場(chǎng),占用土地的同時(shí)也造成環(huán)境污染問(wèn)題和資源浪費(fèi)問(wèn)題,已經(jīng)成為銅冶煉工業(yè)可持續(xù)發(fā)展道路上的障礙。近幾年,國(guó)內(nèi)外的學(xué)者對(duì)銅冶煉工業(yè)產(chǎn)生的固體廢棄物展開(kāi)了研究,本文就銅冶煉固體廢棄物利用及環(huán)保管理工作進(jìn)行探討。
2銅冶煉過(guò)程中主要固體廢物的種類及其特點(diǎn)分析
2.1銅冶煉爐渣
銅冶煉過(guò)程中的爐渣的產(chǎn)生主要有三個(gè)來(lái)源,分別是熔煉爐渣、吹煉渣和精煉渣。精煉渣通常情況下都可以直接返回配料系統(tǒng)中進(jìn)行循環(huán)使用。部分企業(yè)對(duì)已經(jīng)貧化后的吹煉渣也返回配料系統(tǒng)中循環(huán)使用。煉銅爐渣分為自然冷卻方式、水淬式及保溫冷卻方法。銅冶煉煉渣中的銅礦物結(jié)晶粒大小和爐渣的冷卻快慢有著密切的聯(lián)系。空氣冷卻后的銅渣外表為黑色,絕大部分呈現(xiàn)致密塊狀,又脆又硬。隨著煉渣內(nèi)含鐵量的變化,密度也會(huì)隨之改變。因此,不同的煉銅工藝產(chǎn)生出來(lái)的煉銅爐渣包含的化學(xué)組成也不會(huì)相同。
2.2銅冶煉煙塵
銅冶煉過(guò)程中通過(guò)煙氣凈化系統(tǒng)收集到的煙塵,目標(biāo)金屬含量很高,可以返回熔煉爐循環(huán)利用。轉(zhuǎn)爐煙氣除塵器收集到的白煙塵含有pb金屬量較高,屬于危險(xiǎn)類的廢棄物,一般都出售給有資質(zhì)的企業(yè)進(jìn)行有價(jià)金屬回收利用。
2.3銅冶煉酸泥
銅冶煉中的冶煉煙氣制酸過(guò)程中,稀酸將煙氣清洗,煙氣內(nèi)所含的煙塵在清洗酸過(guò)程中形成廢酸,廢酸過(guò)濾后產(chǎn)生的酸泥含有As、Pb污染物,歸為危險(xiǎn)廢物的種類。可以進(jìn)行有價(jià)金屬的回收,或者出售給有資質(zhì)的企業(yè)進(jìn)行回收。對(duì)這類型酸泥的處理一般在尾礦池內(nèi)或者內(nèi)襯高密度聚乙烯的集水區(qū)。
2.4銅冶煉陽(yáng)極泥
銅電解的精煉過(guò)程中所產(chǎn)生的陽(yáng)極泥含有豐富的金銀等貴金屬,是一種回收貴金屬的重要原料。
2.5銅冶煉廢水處理污泥
銅冶煉的廢水產(chǎn)生的污泥含有豐富的有價(jià)金屬,不僅可以成為再次原料返回熔煉爐也可以出售給有資質(zhì)的企業(yè)進(jìn)行有價(jià)資源回收。
2.6銅冶煉廢舊內(nèi)襯及耐火材料分析
當(dāng)熔煉爐、轉(zhuǎn)化爐及陽(yáng)極精煉爐、電槽等出現(xiàn)磨損問(wèn)題,內(nèi)襯需要進(jìn)行更換的時(shí)候,被替換下來(lái)的大量廢舊內(nèi)襯里面可能有大量的銅滲透在其中。這些廢舊的內(nèi)襯可以作為二次原料進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐,也可以利用科學(xué)方法進(jìn)行處理。
3銅冶煉產(chǎn)生的固體廢物環(huán)境管理技術(shù)及相關(guān)策略分析
銅冶煉產(chǎn)生出的廢物與殘余物的管理分為再循環(huán)利用和處理處置兩大類。不同的企業(yè)有著不同的廢物回收分類和處理方式。
3.1銅冶煉廢棄污水的處理
銅冶煉工業(yè)應(yīng)該努力將固體廢棄物與殘余物實(shí)現(xiàn)內(nèi)部循環(huán)使用。煙塵凈化系統(tǒng)收集到的煙塵可以返回熔煉爐,冶煉產(chǎn)生的爐渣可以進(jìn)行選礦處理或者貧化處理,回收其中包含的銅金屬及其他有用的資源物質(zhì)。
銅冶煉系統(tǒng)產(chǎn)生的酸性污水是一種可再循環(huán)的廢棄污染物,可以進(jìn)行分類處理.。一般情況下污水的來(lái)源及其含有不同的金屬物資需要應(yīng)用不同的處理方式。
(1)實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的酸性污水。這類污水通常情況下經(jīng)過(guò)污染凈化系統(tǒng)然后再排出。
(2)可以進(jìn)行循環(huán)利用的冷卻水、陽(yáng)極板冷卻水和銅冶熔煉渣沖渣暫時(shí)的冷卻水循環(huán)系統(tǒng),先要讓污水形成一個(gè)密閉式的循環(huán)系統(tǒng),避免污水的向外排放,然后在對(duì)其進(jìn)行處理。
(3)電解質(zhì)溶液污水和冷卻水。這類污水首先要分解其中的電解質(zhì),以免污水中的其他金屬成分受到電解質(zhì)的干預(yù),然后再對(duì)污水進(jìn)行集中方法排出的設(shè)計(jì)和實(shí)施。
3.2廢雜銅的再利用與廢煙氣的處理
當(dāng)前我國(guó)用廢雜銅作為原材料生產(chǎn)出的銅桿的生產(chǎn)線已經(jīng)達(dá)到100條以上。每年都有一半左右的廢雜銅被直接加工成銅桿或者是黃銅棒類型的銅合金產(chǎn)品。此外對(duì)于煙氣的處理,就目前而言,我國(guó)很多新建的工廠都配備了科學(xué)完善的煙氣處理系統(tǒng)。煙氣原料中含有一定量的有機(jī)物。比如在進(jìn)行電子廢料的處理過(guò)程中,應(yīng)用噴霧冷卻方式讓煙氣的溫度從800攝氏度甚至更高,驟降到300攝氏度以下,這種方式可以讓惡英的生成減少或者避免。噴霧冷卻方法在絕熱蒸發(fā)的狀態(tài)下進(jìn)行,沒(méi)有廢水產(chǎn)生,產(chǎn)生的煙塵也是干塵,便于收集處理。這樣的煙氣系統(tǒng)通常都有檢測(cè)儀表或者PLC、DCS控制程序。操作人員根據(jù)銅冶煉的具體情況調(diào)節(jié),在合理地控制下保證煙氣的清潔排放。
3.3固體廢棄物的處置方法
固體廢棄物雖然是廢棄物的一種,但是絕大多數(shù)的廢棄物都還有再循環(huán)再利用的價(jià)值,只有在它們沒(méi)有任何利用價(jià)值的時(shí)候,才能考慮將其處理處置。固體廢物與殘余物的處理處置要在一定的環(huán)境中利用科學(xué)的方法進(jìn)行處理處置。在處理處置前,可以將這些廢棄物做一些必要的技術(shù)處理,消除或者減少它們對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的不良影響,再場(chǎng)地的選擇上,處置場(chǎng)地的選擇一定要慎重,優(yōu)先選擇最終退役的場(chǎng)地。
4結(jié)語(yǔ)
銅冶煉企業(yè)是對(duì)銅資源進(jìn)行開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)的企業(yè),在銅及其相關(guān)產(chǎn)品產(chǎn)生的同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生大量的固體廢棄物。鑒于銅冶煉固體廢棄物的利用是一項(xiàng)集環(huán)境效益、社會(huì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)利益為一體的長(zhǎng)期性的事業(yè),國(guó)家可以對(duì)這方面加大科學(xué)技術(shù)的投入,建立科學(xué)研究基地和示范類工程。制定相關(guān)的優(yōu)惠政策,引導(dǎo)銅冶煉工業(yè)走向科學(xué)化,利用科學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)企業(yè)工業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展,讓我國(guó)的銅礦冶煉產(chǎn)生走上健康發(fā)展的道路,逐步提高我國(guó)金屬行業(yè)對(duì)金屬固體廢棄物的綜合利用、再循環(huán)利用及處理處置水平,進(jìn)而使得銅冶煉企業(yè)整體水平的提高,縮小與世界先進(jìn)水平之間的距離。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:有色金屬冶煉 廢水處理 研究現(xiàn)狀 展望
當(dāng)前,有色金屬的冶煉過(guò)程所排出的廢水是的污染是非常嚴(yán)重的,已被列入高污染的領(lǐng)域中。其中,廢水中重金屬的污染是最為常見(jiàn)的,對(duì)環(huán)境以及人們的生活都造成了很大的困擾[1]。國(guó)家也針對(duì)有色金屬行業(yè)的特殊性,制定并頒布了法規(guī)來(lái)治理廢水的污染。所以,針對(duì)有色金屬及其冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的廢水的水質(zhì)特點(diǎn),研究切實(shí)可行、成本低、便捷的廢水處理方式,徹底解決當(dāng)前有色金屬冶煉過(guò)程中廢水對(duì)環(huán)境和人們的影響,確保有色金屬行業(yè)能良好的發(fā)展下去以及解決重金屬?gòu)U水的污染是非常關(guān)鍵的[2]。本文從有色金屬在其冶煉過(guò)程中排放廢水及廢水的特點(diǎn)出發(fā),對(duì)當(dāng)前有色金屬冶煉領(lǐng)域的污水處理的相關(guān)研究進(jìn)行了統(tǒng)計(jì),并以此為依據(jù)對(duì)其發(fā)展和趨勢(shì)進(jìn)行了展望。希望本文能對(duì)相關(guān)從業(yè)人員有所幫助。
一、冶煉過(guò)程中的廢水
1.廢水來(lái)源和性質(zhì)
有色金屬在其冶煉的過(guò)程中,沖洗液、沖渣水、煙氣的凈化水以及車間用水等都是廢水的主要來(lái)源[3]有色金屬的冶煉過(guò)程中,會(huì)用到多種沖洗液。包括各程序中多種酸的洗液、產(chǎn)生的廢酸,顆粒清除的洗滌用水,硫酸環(huán)節(jié)的廢液,點(diǎn)解過(guò)程的廢液等都對(duì)車間排除水的污染有非常大的相關(guān)性。該過(guò)程中排出的各種廢水在其理化性質(zhì)上具有pH值低,重金屬含量大的等特點(diǎn)火法冶煉過(guò)程中的沖渣水。在有色金屬的火法冶煉過(guò)程中,需要對(duì)熔融態(tài)的殘?jiān)M(jìn)行淬冷處理,這個(gè)過(guò)程通常是用水進(jìn)行,相應(yīng)的產(chǎn)生的廢水也具有殘?jiān)w粒多、重金屬含量高以及水溫度高的特點(diǎn)
沖洗過(guò)程帶來(lái)的廢水中也將煙氣中的各種雜質(zhì)都帶到了廢水中冶煉過(guò)程中車間沖洗產(chǎn)生的廢水。在有色金屬的冶煉過(guò)程中,需要用水對(duì)各種設(shè)備、車間地板、物料等進(jìn)行沖洗處理。這個(gè)過(guò)程中設(shè)備表面所殘留的各種原料和產(chǎn)物以及點(diǎn)解車間電解液的滴漏等情況都使得清洗用的廢水中含有大量的重金屬和酸性物質(zhì)有色冶煉過(guò)程中設(shè)備冷卻過(guò)程中的用水。這里主要是指冶煉過(guò)程中對(duì)爐窯等進(jìn)行冷卻的環(huán)節(jié)中所產(chǎn)生的廢水。該廢水由于僅作為循環(huán)用的冷卻水,不會(huì)接觸到設(shè)備的表面和原料,因此其除了溫度較高外,基本上沒(méi)有重金屬、酸性等的污染。
2.廢水的危害性[4]
首先,在有色金屬冶煉過(guò)程所排出的廢水中,主要的污染物可以說(shuō)是重金屬。其在廢水中具有含量高的特點(diǎn),而且其對(duì)周圍的環(huán)境、動(dòng)植物等有非常大的危害。例如當(dāng)前報(bào)道的湖南的鎘超標(biāo)的毒大米等,從物種的角度會(huì)最終影響到整個(gè)環(huán)境及人類。
其次,有色金屬在其冶煉過(guò)程中所產(chǎn)生和排除的廢水,不經(jīng)處理其中的重金屬和強(qiáng)酸性都會(huì)對(duì)物種造成危害,包括植物的死亡以及動(dòng)物的滅絕等,最終對(duì)人類造成危害。
再次,有色金屬在其冶煉中所排除的廢水中,還有著各用酸環(huán)節(jié)中帶出的強(qiáng)酸性的污染物。需要對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的處理,否則最終會(huì)導(dǎo)致飲用水的pH的降低,對(duì)動(dòng)植物的生存也造成極大的危害。此外,污水中的強(qiáng)酸性物質(zhì)及其揮發(fā)造成的酸雨等會(huì)對(duì)各中建筑中的金屬及墻體結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重的破壞。
二、有色金屬行業(yè)排放廢水有效處理的研究狀況
隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視以及技術(shù)的提升,當(dāng)前對(duì)于有色金屬冶煉過(guò)程中排放的廢水進(jìn)行綜合治理得到了人們廣泛的重視。從企業(yè)到學(xué)校再到可以機(jī)構(gòu)都會(huì)廢水的處理展開(kāi)了研究,并取得了很好的研究成果。本文以《中國(guó)知網(wǎng)》等電子資源,對(duì)2000年1月至2013年1月間有關(guān)有色冶煉過(guò)程排放廢水的文章進(jìn)行了查閱。共發(fā)現(xiàn)有300多篇相關(guān)的研究。從的時(shí)間上看,呈逐年增加的趨勢(shì)。在2005年之前,研究相對(duì)較少,每年僅幾篇相關(guān)的研究。但進(jìn)入2010年后,研究論文呈幾何倍數(shù)遞增。這主要是人們對(duì)環(huán)境治理要求的增加以及當(dāng)前出現(xiàn)的各種環(huán)境污染等問(wèn)題引起的。
在當(dāng)前的研究過(guò)程中,研究人員主要就“中和法”進(jìn)行了大量的研究[5]。“中和法”的技術(shù)在其原理上主要是用石灰對(duì)廢水進(jìn)行中和處理,相關(guān)研究也從初期的一級(jí)、多級(jí)處理改進(jìn)為當(dāng)前的HDS改良方法。并以HDS技術(shù)為基礎(chǔ)研究發(fā)開(kāi)出了大量的綜合性處理方法。從2005 年開(kāi)始,在有色金屬?gòu)U水的處理中,人們引入了膜法以及吸附法,并取得了很好的效果。由此,這兩種方法也被大量的研究,并有著代替?zhèn)鹘y(tǒng)中和法的趨勢(shì)。但是其固有的缺點(diǎn)限制了其應(yīng)用的推廣。其缺點(diǎn)主要是其使用過(guò)程中,吸附劑使用后需要進(jìn)行再生,而再生環(huán)節(jié)非常頻繁,這對(duì)吸附法的使用造成很大的影響。
三、有色金屬冶煉過(guò)程產(chǎn)生廢水的處理的發(fā)展趨勢(shì)展望
隨著人們對(duì)環(huán)境治理的重視和相關(guān)技術(shù)的提升,有色金屬冶煉過(guò)程所排除的廢水在其處理過(guò)程的相關(guān)研究在當(dāng)前有了新的趨勢(shì)[6]。
1.高技術(shù)含量的處理方法及聯(lián)合處理方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的處理方法
當(dāng)前,在有色金屬冶煉行業(yè)中,對(duì)于排放廢水的處理通常以傳統(tǒng)的一級(jí)或者多級(jí)的“中和法”進(jìn)行。該廢水處理方式具有操作簡(jiǎn)便、成本小等的優(yōu)點(diǎn),但在處理的過(guò)程中也存在著沉淀難處理、工藝處理結(jié)果變化大等問(wèn)題。基于上述廢水處理中存在的問(wèn)題,對(duì)“中和法”進(jìn)行改進(jìn),并研究開(kāi)發(fā)出了很多效果好的處理方法。
案例:某鋅業(yè)股份有限公司采用高濃度泥漿法(HDS)對(duì)排放污水中的酸性污染物進(jìn)行處理。
該公司對(duì)于冶煉過(guò)程中制酸環(huán)節(jié)所排出的廢水中的酸性污染物進(jìn)行環(huán)保處理。當(dāng)前,該冶煉工段的廢水中強(qiáng)酸性物的生產(chǎn)為80 m3/h,其中硫酸的含量為2%,濃度約為20 g/L;而且重金屬含量也嚴(yán)重超標(biāo),Zn離子的含量高達(dá)1600 mg/L,Cd離子的含量高達(dá)400 mg/L,Pb離子的含量高達(dá)500 mg/L,As離子的含量高達(dá)1500 mg/L。從這個(gè)檢查結(jié)果看,該冶煉過(guò)程排出的廢水屬于嚴(yán)重的重金屬超標(biāo)和強(qiáng)酸性污染水。利用改進(jìn)型的處理工藝:高濃度的泥漿法(HDS)+鐵鹽,對(duì)廢水進(jìn)行處理。該廢水的處理過(guò)程中,總的投資成本為1200萬(wàn)元人民幣,每天可處理污水2000 噸,此過(guò)程中每立方污染廢水的處理成本僅3.96 元。該強(qiáng)酸高重金屬的廢水經(jīng)改工藝處理后,水質(zhì)完全符合《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 8978-1996)的標(biāo)準(zhǔn)。
2.從過(guò)去傳統(tǒng)的污染廢水的處理向當(dāng)前重金屬的回收和水的重復(fù)利用轉(zhuǎn)化
在當(dāng)前的有色金屬冶煉行業(yè)中,對(duì)于強(qiáng)酸及重金屬超標(biāo)的污染廢水,企業(yè)在處理過(guò)程中通常是采用傳統(tǒng)的一級(jí)或者多級(jí)的石灰中和法進(jìn)行處理,進(jìn)而到達(dá)國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)行排放處理。在企業(yè)的廢水的處理過(guò)程中,每噸的成本也較高,重金屬離子經(jīng)處理后會(huì)以沉淀的形式隨著廢水排除,這樣的處理方式,使得廢水中的重金屬無(wú)法得到回收利用,相當(dāng)一部分的重金屬都這樣被浪費(fèi)掉,進(jìn)而對(duì)環(huán)境也造成了嚴(yán)重的影響。當(dāng)前,人們認(rèn)識(shí)到環(huán)境保護(hù)的重要性以及潛在的重金屬回收的價(jià)值,開(kāi)始對(duì)廢水中的重金屬回收進(jìn)行了大量的研究,也成為了為了研究的方向之一。
當(dāng)前的新技術(shù)-膜分離在使用過(guò)程中不僅能夠?qū)⒅亟饘匐x子回收,對(duì)廢水處理后能完全達(dá)到國(guó)家對(duì)于污水排放的要求。當(dāng)前的研究結(jié)果表明,膜分離技術(shù)能有效的對(duì)重金屬離子進(jìn)行截留,當(dāng)前的研究的截留效果高于百分之八十五,相比與傳統(tǒng)的常規(guī)處理方式,截留效果能提升五個(gè)百分點(diǎn)。同時(shí),膜分離技術(shù)的處理工藝過(guò)程可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,這樣就使得對(duì)于處理工藝的維護(hù)等非常的便捷。此外,膜分離技術(shù)進(jìn)行污水處理,占用的場(chǎng)地是傳統(tǒng)方法的三分之一。楊曉松等在其研究過(guò)程中對(duì)于韶關(guān)冶煉廠的膜分離技術(shù)進(jìn)行了研究。該廠當(dāng)前使用的廢水處理方式為具有超濾和納濾功能的膜分離技術(shù)的結(jié)合,在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中,有著非常好的廢水處理效果。采用該復(fù)合膜分離技術(shù)后,這個(gè)水處理的過(guò)程的脫鹽率超過(guò)了百分之八十以上,水經(jīng)過(guò)處理后滿足了工業(yè)上循環(huán)用水的標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)為Ca2+離子濃度小于100 mg/L,F(xiàn)-離子濃度小于10 mg/L,SO42-離子濃度小于100 mg/L,溶液的電導(dǎo)率小于250 μs/cm,Pb2+離子濃度小于0.05 mg/L,Zn2+離子濃度小于0.05 mg/L,Cd2+離子濃度小于0.005 mg/L。 廢水經(jīng)過(guò)雙層膜分離技術(shù)處理后,重金屬離子的濃度也得到了極大的降低,也完全滿足了國(guó)家污水排放的要求。其中超濾膜分離過(guò)程水的產(chǎn)出率高于百分之九十,納濾膜分離過(guò)程水的產(chǎn)出率大于百分之七十五,污水處理過(guò)程的總水的產(chǎn)出回收率大于百分之六十五。該水處理工藝的成本價(jià)格為4元每噸。
常皓等人在其研究研究中采用復(fù)合吸附法進(jìn)行近身離子的吸附,結(jié)果表明在金屬離子的富集過(guò)程中,采用有效的“生物制劑A 配位+二段水解+深度脫鈣”的工藝。該工藝能實(shí)現(xiàn)重金屬離子例如Zn2+離子濃度、Cu2+離子濃度等到達(dá)國(guó)家用水標(biāo)準(zhǔn)。Pb2+離子濃度可控制在0.05 mg/L,Cd2+離子濃度控制在0.05 mg/L ,也非常接近國(guó)家水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)。王勇等在其研究中對(duì)于銅冶煉中的廢水進(jìn)行了處理,結(jié)果表明向廢水中加入一定量的硫酸銅,可以讓廢水中的砷離子轉(zhuǎn)化為亞砷酸銅,進(jìn)一步的就可以利用二氧化硫?qū)ζ溥M(jìn)行還原,最終可以得到三氧化二砷。該工藝技術(shù)過(guò)程在一定程度上完成了對(duì)含有砷的廢水進(jìn)行處理的目的。此外,對(duì)回收的殘?jiān)M(jìn)行氧化反應(yīng)就可以將硫酸銅進(jìn)行回收處理,在很大程度上使得硫酸銅可以在改技術(shù)工藝過(guò)程中進(jìn)行循環(huán)使用。
四、結(jié)語(yǔ)
綜上所述,當(dāng)前對(duì)于有色金屬冶煉過(guò)程中排放的廢水的有效處理的研究呈逐年增加的趨勢(shì)。且從研究的重點(diǎn)來(lái)看,除了傳統(tǒng)的“中和法”工藝技術(shù)的改進(jìn),也出現(xiàn)了新的膜法和其他技術(shù)。這些研究開(kāi)發(fā)的綜合性技術(shù)在當(dāng)前的廢水處理過(guò)程中發(fā)揮了重要的作用。從相關(guān)研究的重點(diǎn)上也能夠看出,未來(lái)有色冶煉廢水研究的趨勢(shì)是將傳統(tǒng)的“中和法”進(jìn)行改進(jìn)以及開(kāi)發(fā)綜合型處理工藝。此外,當(dāng)前很多研究也集中在從過(guò)去廢水的處理向重金屬的回收以及水的重復(fù)利用的方向轉(zhuǎn)化的趨勢(shì)。相信隨著研究的進(jìn)一步深入,我們的有色金屬冶煉領(lǐng)域所產(chǎn)生的廢水,將得到有效的控制,并能進(jìn)一步的提升行業(yè)的利潤(rùn)空間。
參考文獻(xiàn)
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[4] 楊曉松, 劉峰彪. 高密度泥漿法處理鉛鋅冶煉綜合廢水[J]. 有色金屬,2009,61(4):166-169.
Abstract: Through the material flow analysis and system dynamics method, the in-depth study of resource consumption and pollution discharge characteristics of industrial system in Tongling City during the "Eleventh Five-Year" Plan, and the pressures of economic development on the environment are conducted, and the internal industrial structure optimization model based on "Twelfth Five-Year" Plan is to be set, in order to guide the coordinated development of economy and environment and the development of mineral resources and energy planning and environmental protection planning in the economic activities in the future.
關(guān)鍵詞: 規(guī)劃;工業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu);優(yōu)化模式
Key words: planning;the internal industrial structure;optimization model
中圖分類號(hào):F20 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-4311(2011)16-0012-02
作者簡(jiǎn)介:任克秀(1966-),女,安徽銅陵人,學(xué)士學(xué)位,高級(jí)工程師,主要研究方向?yàn)榄h(huán)境規(guī)劃。
0 引言
物質(zhì)流賬戶體系能夠定量表述經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)與自然系統(tǒng)之間的物質(zhì)交換,測(cè)度輸入、流出以及留于經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中的物質(zhì)量,能夠客觀地反映經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的代謝規(guī)模,既體現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)活動(dòng)創(chuàng)造的物質(zhì)財(cái)富,又體現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的壓力[1]。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)(System Dynamics,SD)是一門分析研究信息反饋系統(tǒng)的學(xué)科,也是一門認(rèn)識(shí)系統(tǒng)問(wèn)題和解決系統(tǒng)問(wèn)題交叉的綜合性學(xué)科[2],它適用于經(jīng)濟(jì)與環(huán)境關(guān)系中分析涉及范圍廣泛、關(guān)系復(fù)雜、影響因素眾多等特點(diǎn)問(wèn)題,可以充分運(yùn)用于揭示城市發(fā)展過(guò)程中經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)及環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展機(jī)制的研究。本文結(jié)合物質(zhì)流分析與系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法,深入分析資源型城市銅陵市的資源、能源、環(huán)境及產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相互影響與制約關(guān)系。
1 研究方法
目前的物質(zhì)流分析多集中在區(qū)域?qū)用婧彤a(chǎn)品層面,基于工業(yè)層面的研究較少。工業(yè)系統(tǒng)是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起決定性因素的系統(tǒng)之一。美國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展與其工業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)變動(dòng)帶來(lái)的一定經(jīng)濟(jì)效應(yīng)息息相關(guān)[3]。目前我國(guó)的工業(yè)化處于中期階段的上半期,但產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)偏差和工業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)緩慢,影響了工業(yè)化中經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng)和增長(zhǎng)質(zhì)量的上升[4]。銅陵市總體定位和發(fā)展歷程決定其工業(yè)結(jié)構(gòu)主要以金屬和非金屬礦采選、冶煉及壓延加工業(yè)為主。這種依賴資源的工業(yè)結(jié)構(gòu),形成資源、能源高消耗,對(duì)生態(tài)環(huán)境高污染、高破壞的特點(diǎn);同時(shí)處于產(chǎn)業(yè)鏈的上游,與長(zhǎng)江三角洲的現(xiàn)代制造業(yè)和高新技術(shù)相比,資源和能源投入大,產(chǎn)品的附加值低。基于工業(yè)層面的物質(zhì)流分析能夠清晰地將資源在工業(yè)系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)化過(guò)程展示在決策者面前,為資源、環(huán)境規(guī)劃的制定提供分析基礎(chǔ)。將系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)用于資源、環(huán)境問(wèn)題的分析實(shí)踐并不少見(jiàn),史學(xué)義等(2008)[5]應(yīng)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法編制了煤炭城市轉(zhuǎn)型模型,并對(duì)資源枯竭城市長(zhǎng)期發(fā)展進(jìn)行了預(yù)測(cè)。湯潔等(2005)[6]以吉林省大安市為例,采用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法,開(kāi)展了農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境規(guī)劃的方針研究,并經(jīng)過(guò)模型調(diào)控對(duì)比,提出了適合經(jīng)濟(jì)發(fā)展的最佳方案。但是,基于資源規(guī)劃與環(huán)境規(guī)劃目標(biāo)的物質(zhì)流分析思路與系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的結(jié)合研究并不多見(jiàn)。自然資源是一個(gè)國(guó)家(地區(qū))國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ),一個(gè)可持續(xù)發(fā)展的社會(huì)有賴于資源持續(xù)供給的能力[7]。本研究致力于通過(guò)調(diào)控物質(zhì)流分析中的資源投入端為礦產(chǎn)資源和能源規(guī)劃提供可資參考的研究思路,同時(shí)結(jié)合投入端調(diào)控物質(zhì)流分析中的輸出端為環(huán)境規(guī)劃的編制提供可供利用的研究借鑒。
2 研究問(wèn)題
2.1 工業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析 黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)、有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)、紡織業(yè)、電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)共6大行業(yè)是銅陵市工業(yè)發(fā)展的支柱行業(yè),2009年占全市工業(yè)總產(chǎn)值的80.64%。圖1顯示2005~2009年間除紡織業(yè)產(chǎn)值呈緩慢下降趨勢(shì)外,其余行業(yè)尤其是有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)產(chǎn)值呈現(xiàn)大幅上升趨勢(shì),并成為銅陵市經(jīng)濟(jì)發(fā)展中舉足輕重的行業(yè)巨頭。
2.2 資源消耗強(qiáng)度分析 根據(jù)物質(zhì)流分析結(jié)果,銅陵市資源投入分為礦產(chǎn)資源投入和能源投入,主要有鐵原礦、鐵成品礦、銅礦、水泥、原煤[8],本研究選取鐵原礦、鐵成品礦作為黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)礦產(chǎn)資源消耗強(qiáng)度的分析指標(biāo),選取銅礦作為有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)礦產(chǎn)資源消耗強(qiáng)度的分析指標(biāo),選取水泥作為非金屬礦物制品業(yè)礦產(chǎn)資源消耗強(qiáng)度的分析指標(biāo)。研究采用包含原煤消耗的標(biāo)準(zhǔn)煤指標(biāo)作為6大行業(yè)能源消耗強(qiáng)度分析指標(biāo)。由表1可知,黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)礦產(chǎn)資源消耗強(qiáng)度的變化幅度最顯著,由2006年10.41噸鐵/萬(wàn)元下降至2009年的1.90噸鐵/萬(wàn)元,物質(zhì)生產(chǎn)力大大提高。6大行業(yè)中,非金屬礦物制品業(yè)的能源消耗強(qiáng)度雖呈現(xiàn)緩慢下降趨勢(shì),但仍屬于能耗最高的行業(yè),4年持續(xù)在5.0噸標(biāo)準(zhǔn)煤/萬(wàn)元的水平上下波動(dòng)。而給銅陵市帶來(lái)高產(chǎn)值的有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)能耗位于6大行業(yè)之末,4年平均水平僅有0.11噸標(biāo)準(zhǔn)煤/萬(wàn)元,體現(xiàn)了其節(jié)能成效。
2.3 污染排放分析
2.3.1 各行業(yè)SO2排放情況 圖2所示,2006~2009年間,銅陵市各行業(yè)SO2排放量存在顯著差異,主要來(lái)自有色冶煉和電力,其中除有色冶煉與紡織印染呈下降趨勢(shì)外,其余4大行業(yè)均呈上升趨勢(shì),主要原因是其產(chǎn)能擴(kuò)張抵消了部分減排效益。
2.3.2 各行業(yè)COD排放情況 化工行業(yè)COD排放量于2006年以后增長(zhǎng)迅速,與其產(chǎn)值同步,說(shuō)明有效遏制化工行業(yè)COD不斷攀升是銅陵市“十二五”期間水污染控制的重要任務(wù)。
2.3.3 固廢產(chǎn)生與綜合利用情況 銅陵市工業(yè)固體廢棄物主要包含冶煉渣、磷石膏、粉煤灰、爐渣、尾礦、煤矸石6部分,其中尾礦占據(jù)了總量的一半以上,至2009年,除尾礦外,其余主要工業(yè)固體廢棄物綜合利用率達(dá)到100%,磷石膏利用量大于其產(chǎn)生量。提高工業(yè)固體廢棄物的資源綜合利用率是減少其排放的根本途徑。
3 工業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化模式
根據(jù)上述分析,構(gòu)建銅陵市工業(yè)系統(tǒng)優(yōu)化流圖如圖4。
主要行業(yè)資源總投入與直接物質(zhì)投入指標(biāo)DMI相對(duì)應(yīng),主要行業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)指標(biāo)GDP相對(duì)應(yīng),主要污染物排放與區(qū)內(nèi)加工排放指標(biāo)DPO相對(duì)應(yīng)。通過(guò)調(diào)控資源投入量、資源利用效率、能源利用效率、行業(yè)污染排放系數(shù)以及固廢綜合利用率,得到不同情境下的主要行業(yè)資源總投入、主要行業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值、主要污染物排放預(yù)測(cè)值,得出礦產(chǎn)資源利用、能源消耗以及污染治理的最優(yōu)方案,以此指導(dǎo)礦產(chǎn)資源、能源利用及環(huán)境保護(hù)規(guī)劃的制定,協(xié)調(diào)資源、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展,將主要污染物排放控制在“十二五”規(guī)定的總量控制范圍內(nèi)。
4 政策含義
調(diào)控資源投入量、資源利用效率、能源利用效率、行業(yè)污染排放系數(shù)以及固廢綜合利用率具有如下政策含義:
4.1 提高礦產(chǎn)資源綜合利用水平 一是提高綜合開(kāi)發(fā)與合理利用共生、伴生礦技術(shù);二是回收和合理利用生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢渣、廢水(廢液)、廢氣、余熱、余壓;三是提升回收和再生利用社會(huì)生產(chǎn)和消費(fèi)過(guò)程中的各種廢棄物的水平。
4.2 強(qiáng)化結(jié)構(gòu)性減排 由“十一五”期間主要依賴工程減排向工程減排、結(jié)構(gòu)減排齊頭并進(jìn)。政府應(yīng)積極引導(dǎo)、政策扶持,推進(jìn)企業(yè)技術(shù)升級(jí)和轉(zhuǎn)型發(fā)展。大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式,控制高耗能、高排放產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)。加快淘汰落后產(chǎn)能,優(yōu)化升級(jí)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),著力從結(jié)構(gòu)調(diào)整上實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。加快發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì),推動(dòng)全市經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、內(nèi)生增長(zhǎng)的軌道。進(jìn)一步優(yōu)化經(jīng)濟(jì)發(fā)展環(huán)境,將節(jié)能減排與結(jié)構(gòu)調(diào)整、技術(shù)進(jìn)步等相結(jié)合,有計(jì)劃、有步驟地對(duì)高耗能、高污染企業(yè)實(shí)行『關(guān)停并改轉(zhuǎn)。
4.3 分行業(yè)污染治理 在篩選出高SO2、NOx、COD、氨氮排放的主要行業(yè)基礎(chǔ)上,針對(duì)不同行業(yè)采取不同污染治理措施。如若致力于削減水泥行業(yè)的SO2、NOx排放系數(shù),必須結(jié)合水泥行業(yè)自身特點(diǎn),嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策淘汰落后產(chǎn)能,同時(shí)逐步開(kāi)展水泥業(yè)脫硝示范工程建設(shè)。
總之,基于“十二五”規(guī)劃目標(biāo)的工業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化模式具有一定的理論意義和實(shí)踐意義。將礦產(chǎn)資源規(guī)劃、能源利用規(guī)劃與環(huán)境保護(hù)規(guī)劃集中到工業(yè)系統(tǒng)中進(jìn)行考量,有效避免了城市綜合規(guī)劃范圍過(guò)大、針對(duì)性不強(qiáng)的弱點(diǎn),將工業(yè)系統(tǒng)中的資源子系統(tǒng)、能源子系統(tǒng)和環(huán)境子系統(tǒng)有機(jī)聯(lián)系,能夠更為客觀地反映政策的實(shí)施成效,并能為政策的進(jìn)一步推進(jìn)與實(shí)施作出具有參考意義的判斷。
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關(guān)鍵詞凈出口消費(fèi)指數(shù)地區(qū)環(huán)境基尼系數(shù)環(huán)境成本轉(zhuǎn)移說(shuō)
一、引言
貿(mào)易與環(huán)境關(guān)系一直是國(guó)際貿(mào)易領(lǐng)域的研究重點(diǎn),其中一個(gè)重要方面是“環(huán)境成本轉(zhuǎn)移說(shuō)”。RoldanMuradian和JoanMartinez-Alier(2001)認(rèn)為,資源密集型產(chǎn)品的生產(chǎn)會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成一定程度的破壞,因此這類產(chǎn)品由于國(guó)際貿(mào)易而產(chǎn)生了環(huán)境成本的轉(zhuǎn)移。根據(jù)“環(huán)境成本轉(zhuǎn)移說(shuō)”,在自由貿(mào)易的情況下,具有嚴(yán)格環(huán)境規(guī)則的發(fā)達(dá)國(guó)家可能會(huì)專業(yè)化生產(chǎn)并出口“干凈型”產(chǎn)品,并從環(huán)境規(guī)則較松的發(fā)展中國(guó)家進(jìn)口污染密集型產(chǎn)品,從而向發(fā)展中國(guó)家轉(zhuǎn)移污染產(chǎn)業(yè)。因此,國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)開(kāi)放經(jīng)濟(jì)下的中國(guó)環(huán)境問(wèn)題進(jìn)行了一些研究。沈利生等(2008)、張友國(guó)(2009)等利用投入產(chǎn)出模型對(duì)貿(mào)易的環(huán)境代價(jià)進(jìn)行了分析,結(jié)果表明貿(mào)易對(duì)中國(guó)能源消耗和污染排放的影響已不容忽視。李小平等人(2010)也認(rèn)為,發(fā)達(dá)國(guó)家向中國(guó)轉(zhuǎn)移的產(chǎn)業(yè)并不僅僅是污染產(chǎn)業(yè),同時(shí)也向中國(guó)轉(zhuǎn)移了低排放系數(shù)的“干凈產(chǎn)業(yè)”,中國(guó)并不是發(fā)達(dá)國(guó)家的污染天堂。
改革開(kāi)放以來(lái),伴隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)的是國(guó)際貿(mào)易的快速增長(zhǎng)和污染排放的急劇增加。而作為中國(guó)首都的北京,在貿(mào)易迅速發(fā)展的同時(shí),環(huán)境狀況不斷改善。入世后的2001—2008年,北京市年貿(mào)易總量平均增長(zhǎng)率為26.8%,工業(yè)廢水排放從2.12億噸降至0.84億噸,工業(yè)SO2排放量從12.63萬(wàn)噸降至5.77萬(wàn)噸,貿(mào)易增長(zhǎng)情況下污染卻在降低,這種貿(mào)易與環(huán)境關(guān)系與全國(guó)總體狀況相悖。
二、北京市貿(mào)易規(guī)模、結(jié)構(gòu)及總體環(huán)境狀況
1、貿(mào)易規(guī)模擴(kuò)大,環(huán)境質(zhì)量總體改善
在中國(guó)入世前,北京市的對(duì)外貿(mào)易量增長(zhǎng)緩慢。1983—2001年,年平均增長(zhǎng)率為2.93%。入世后,2008年貿(mào)易量為2717億萬(wàn)美元,與2001年相比,平均增長(zhǎng)率為26.8%。同時(shí),進(jìn)口增長(zhǎng)速度快于出口增長(zhǎng)速度。2008—2009年,面對(duì)全球金融危機(jī),北京加大政策力度,繼續(xù)保持了貿(mào)易的平穩(wěn)。
北京市環(huán)境質(zhì)量方面,大氣、水體、固體廢棄物的產(chǎn)生總量呈現(xiàn)出遞增趨勢(shì),然而各個(gè)環(huán)境要素中的污染物單項(xiàng)含量只有部分指標(biāo)超出環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。大氣污染物排放量中只有吸入顆粒物超過(guò)國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(2008)22%。全市廢水排放總量逐年增加,其中工業(yè)廢水排放量所占比重卻顯著下降,從2000年的27%下降到2008年的8%。SO2排放中工業(yè)所占部分從2000年的65%下降到2008年的47%。2009年大氣和水主要污染物二氧化硫、化學(xué)需氧量排放量比2008年均削減2%。
2、進(jìn)口量快速增長(zhǎng),污染減少
北京市在貿(mào)易總量迅速增長(zhǎng)的同時(shí),進(jìn)口額大于出口額,同時(shí)進(jìn)口增長(zhǎng)明顯快于出口。2009年進(jìn)口額為1664億美元,是1983年的10.46倍;出口額為483億美元,是1983年的3.29倍。根據(jù)“內(nèi)含污染”的解釋,產(chǎn)品中包含著污染的成本。若進(jìn)出口行業(yè)結(jié)構(gòu)不變,進(jìn)口增速大于出口意味著減少出口產(chǎn)品的生產(chǎn),有利于北京地區(qū)環(huán)境改善。
3、污染密集度低的行業(yè)出口比重迅速上升
北京市產(chǎn)品結(jié)構(gòu)偏向于污染密集度較低的機(jī)電產(chǎn)品生產(chǎn)。機(jī)電產(chǎn)品和高新技術(shù)產(chǎn)品是北京市主要進(jìn)出口產(chǎn)品,兩者同時(shí)表現(xiàn)為出口比重上升,進(jìn)口比重下降。2000—2009年,高新技術(shù)產(chǎn)品出口比重增加17個(gè)百分點(diǎn),進(jìn)口比重降低6個(gè)百分點(diǎn),機(jī)電產(chǎn)品出口比重增加27個(gè)百分點(diǎn),進(jìn)口比重降低7個(gè)百分點(diǎn)。
三、污染轉(zhuǎn)移的實(shí)證分析
1、污染密集度的行業(yè)劃分
基于基尼系數(shù)判斷收入分配均等化的原理,結(jié)合環(huán)境污染狀況及經(jīng)濟(jì)狀況,將經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)納入到污染統(tǒng)計(jì)中,引入地區(qū)環(huán)境基尼系數(shù)RDC。
i表示行業(yè),P代表行業(yè)污染物排放量,GDP代表行業(yè)工業(yè)增加值。為了更好地對(duì)污染行業(yè)進(jìn)行重分類,采用“工業(yè)三廢”作為衡量標(biāo)準(zhǔn)。在此,結(jié)合北京市自身環(huán)境狀況,當(dāng)RDC的值大于1時(shí),我們認(rèn)為是污染密集度高的行業(yè);當(dāng)RDC的值小于1時(shí),我們認(rèn)為是“清潔”行業(yè)(大于1的數(shù)字在表1用“*”標(biāo)注)。2007年的全國(guó)污染源普查是中國(guó)歷史上環(huán)境狀況統(tǒng)計(jì)最準(zhǔn)確的一次,因此選擇2008年度的數(shù)據(jù)計(jì)算污染行業(yè)分類標(biāo)準(zhǔn)。
由表1可見(jiàn),工業(yè)廢氣排放密集度較高的行業(yè)有:非金屬礦物制品業(yè)、黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)、有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)、化學(xué)纖維制造業(yè)、飲料制造業(yè)、石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)、造紙及紙制品業(yè)。
廢水排放密集度的行業(yè)有:食品、飲料、煙草及制品業(yè)、紡紗及制成品、皮革、毛皮、羽毛(絨)及其制品業(yè)、造紙及紙制品業(yè)、化工、醫(yī)藥制造業(yè)。
固體廢物排放密集度較高的行業(yè)有:非金屬礦物制品業(yè)、黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)、有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)、化學(xué)纖維制造業(yè)、石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)、造紙及紙制品業(yè)。
綜合以上3種污染排放,將所分析的13個(gè)工業(yè)行業(yè)分為兩類。一類是高排放系數(shù)行業(yè):食品、飲料、煙草及制品業(yè),紡紗及制成品業(yè),皮革、毛皮、羽毛(絨)及其制品業(yè),造紙及紙制品業(yè),化工、醫(yī)藥制造業(yè),石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè),非金屬礦物制品業(yè),黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè),有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)9個(gè)行業(yè)。另一類為低排放系數(shù)行業(yè):木材、家具及文教體育用品制造業(yè),橡膠、塑料制品業(yè),金屬制品業(yè),機(jī)械、電氣、電子設(shè)備、交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)4個(gè)行業(yè)。
2、凈出口消費(fèi)指數(shù)的投入產(chǎn)出分析
在區(qū)分污染行業(yè)后,本文利用北京市的投入產(chǎn)出狀況綜合分析貿(mào)易所帶來(lái)的污染行業(yè)轉(zhuǎn)移。凈出口消費(fèi)指數(shù)(NETXC)可以用來(lái)檢驗(yàn)污染天堂假說(shuō):該指數(shù)可以衡量本國(guó)污染產(chǎn)業(yè)對(duì)其他國(guó)家或地區(qū)的凈出口相對(duì)于該產(chǎn)業(yè)在本國(guó)消費(fèi)的比重,根據(jù)該指數(shù)的趨勢(shì)就可以判斷是否存在“污染產(chǎn)業(yè)”轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象。我們?cè)O(shè)凈出口消費(fèi)指數(shù)為NETXC,其中,C=P-(X-M),C、X、M、P分別代表地區(qū)的消費(fèi)、出口、進(jìn)口和產(chǎn)值。對(duì)于地區(qū)而言,污染排放是由當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)活動(dòng)所造成的,而進(jìn)出口報(bào)關(guān)產(chǎn)品并不是全部由該地區(qū)生產(chǎn),這就存在一個(gè)數(shù)據(jù)不匹配的問(wèn)題。為此,需要采用投入產(chǎn)出表中的數(shù)據(jù),調(diào)減調(diào)入并調(diào)增調(diào)出的產(chǎn)品,排除非北京市生產(chǎn)的產(chǎn)品計(jì)入出口。對(duì)NETXC進(jìn)行修改,X代表出口與調(diào)出之和,M代表進(jìn)口及調(diào)入之和。如果某產(chǎn)業(yè)的凈出口消費(fèi)指數(shù)在研究期間呈上升趨勢(shì)(即平均增量大于0),則說(shuō)明外國(guó)向北京轉(zhuǎn)移了該產(chǎn)業(yè),如果該產(chǎn)業(yè)是污染產(chǎn)業(yè),則“污染產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移”成立;反之,則說(shuō)明北京轉(zhuǎn)移出了該產(chǎn)業(yè)。
2000—2009年間,機(jī)電產(chǎn)品在北京市對(duì)外貿(mào)易總量中所占比重平均在52%以上,有必要對(duì)其細(xì)分。表2中,將機(jī)械、電氣、電子設(shè)備、交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)劃分為通用、專用設(shè)備制造業(yè)、交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)、電氣機(jī)械及器材制造業(yè)、通信及電子設(shè)備制造業(yè)、儀器儀表及機(jī)械制造業(yè)。同時(shí),由于投入產(chǎn)出表利用生產(chǎn)屬性分類而不是產(chǎn)品分類,投入產(chǎn)出表將化工、醫(yī)藥制造業(yè)、橡膠、塑料制品業(yè)合并為化工工業(yè),黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)、有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)合并為金屬冶煉及壓延加工業(yè)。
由表2可知,1997—2007年,凈出口消費(fèi)指數(shù)平均增量大于0的行業(yè)有:食品制造及煙草加工業(yè);通用、專用設(shè)備制造業(yè);交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè);電氣機(jī)械及器材制造業(yè);通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)及其他電子設(shè)備制造業(yè);儀器儀表及文化、辦公用機(jī)械制造業(yè)。而這些行業(yè)都為清潔型行業(yè),說(shuō)明對(duì)外貿(mào)易向北京市轉(zhuǎn)移了清潔行業(yè),北京市不屬于“污染天堂”。北京市實(shí)施嚴(yán)格的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn),尤其是在“綠色北京”之后,制定了《北京市地方環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的體系構(gòu)建及“十二五”北京市地方環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃》,通過(guò)制定較高水平的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn),既可以限制高耗能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,又能保護(hù)資源環(huán)境,減少污染排放。
3、貿(mào)易中內(nèi)含污染的行業(yè)結(jié)構(gòu)
在產(chǎn)品的生產(chǎn)制造過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生污染,而在產(chǎn)品中就構(gòu)成了內(nèi)含污染。在分析進(jìn)出口所帶來(lái)地區(qū)的污染時(shí),內(nèi)含污染量是一個(gè)很好的判斷標(biāo)準(zhǔn)。在判斷進(jìn)出口所帶來(lái)的內(nèi)含污染量時(shí),采用出口與進(jìn)口的相對(duì)比重(出口進(jìn)口彈性):Ki=,Xi、Mi表示i行業(yè)的出口和進(jìn)口,當(dāng)Ki>1時(shí),表明i行業(yè)的出口產(chǎn)品帶來(lái)內(nèi)含污染,加劇北京市的污染排放,用“?鄢”標(biāo)出)。
從近三年北京市各行業(yè)的出口進(jìn)口相對(duì)比重來(lái)看,出口進(jìn)口彈性大于1的行業(yè)分別是紡紗及制成品、皮革、毛皮、羽毛(絨)及其制品業(yè)、木材、家具及文教體育用品制造業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)、金屬制品業(yè),這些都是污染密集型行業(yè)。
出口進(jìn)口彈性小于1的行業(yè)有:食品、造紙、石油加工、化工、有色金屬、機(jī)電等行業(yè)的,其中食品、飲料、煙草及制品業(yè)為廢水密集型行業(yè),造紙、石油加工、化工、有色金屬都為污染密集度行業(yè),而機(jī)械、電氣、電子設(shè)備、交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)屬于清潔型行業(yè)。
4、行業(yè)進(jìn)出口量及貿(mào)易結(jié)構(gòu)對(duì)比
從行業(yè)的進(jìn)出口分析,北京市主要的進(jìn)口產(chǎn)品集中污染密集度高的行業(yè)有:造紙及紙制品業(yè)、石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)、化工、醫(yī)藥制造業(yè)、橡膠、塑料制品業(yè)。這種貿(mào)易結(jié)構(gòu)使得北京市的出口能夠改善環(huán)境,減少污染排放。2007—2009年污染密集型產(chǎn)品比重保持在39%以下,2009年達(dá)三年來(lái)最低(0.34)。
就進(jìn)出口總量來(lái)說(shuō),北京市在出口方面主要是出口機(jī)電產(chǎn)品、電子設(shè)備等污染密集度低的產(chǎn)品,這樣就相對(duì)減少了北京的污染排放,同時(shí)Ki由2007年0.62減少到2009年0.58,利于北京市環(huán)境改善。
四、結(jié)論
1、進(jìn)出口總體狀況看,污染產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移在北京不存在
利用投入產(chǎn)出表數(shù)據(jù)對(duì)貿(mào)易轉(zhuǎn)移進(jìn)行分析可知,北京市對(duì)外貿(mào)易過(guò)程中,從外國(guó)轉(zhuǎn)入了清潔行業(yè),主要產(chǎn)業(yè)為食品制造及煙草加工業(yè),通用、專用設(shè)備制造業(yè),交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè),電氣機(jī)械及器材制造業(yè),通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)及其他電子設(shè)備制造業(yè),儀器儀表及文化、辦公用機(jī)械制造業(yè)。同時(shí),對(duì)照出口進(jìn)口比重小于1的行業(yè),北京市進(jìn)口既包括污染密集型行業(yè),又有清潔型行業(yè),但是總體表現(xiàn)為環(huán)境狀況的改善。這是因?yàn)楸本┦兄贫烁邩?biāo)準(zhǔn)的環(huán)境政策,同時(shí)重點(diǎn)發(fā)展高新技術(shù)及附加值較高產(chǎn)業(yè),避免了污染產(chǎn)業(yè)的進(jìn)入。企業(yè)繳納的環(huán)境成本(如排污費(fèi)和環(huán)境稅等)限制了外商直接投資的使用。
2、進(jìn)口貿(mào)易迅速增長(zhǎng),貿(mào)易結(jié)構(gòu)趨于污染型產(chǎn)品進(jìn)口
北京市進(jìn)出口貿(mào)易量呈現(xiàn)進(jìn)口大于出口局面。出口進(jìn)口彈性小于1的行業(yè)有:食品、造紙、石油加工、化工、有色金屬、機(jī)電等,其中食品、飲料、煙草及制品業(yè)、造紙、石油加工、化工、有色金屬都為污染密集度行業(yè),這些行業(yè)的產(chǎn)品進(jìn)口具有“內(nèi)含污染”,從而替代了北京市自己生產(chǎn),有利于減少污染排放。機(jī)械、電氣、電子設(shè)備、交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)屬于清潔型行業(yè),但是進(jìn)口比重連年下降,2003年為58.86%,而2009年為30.6%。清潔型行業(yè)的進(jìn)口比重下降,同時(shí)側(cè)重于污染行業(yè)產(chǎn)品的進(jìn)口,說(shuō)明北京的貿(mào)易結(jié)構(gòu)趨于清潔型。