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稀贵金属矿山固废环境风险评估技术研究建议书
从总体上看,我国稀贵金属行业的快速发展已经导致严重的环境问 题,环境承载能力大幅削弱,因而稀贵金属行业的环境污染防治工作势 在必行,迫切需要针对稀贵金属行业的主要污染物及污染源识别、环境 污染风险评估技术及监管技术进行研究,以进一步约束企业生产行为, 改善工艺,实现源头治理、源头减污,同时为稀贵金属行业环境污染防
2013年: 开展课题总体设计,制定冶炼渣的现状调研方案,开展现场采样、 监测、化验分析工作。建立稀贵金属矿山固体废物堆放数据库,为今后 推动循环利用和强化环境管理提供参考。
2014年: 完成固体废物堆存区域污染物的环境累积性、生物吸收与富集性、 食物链的传递性的系统分析,确定各暴露途径的环境风险。完成实地采 样的迁移、转换、分布规律,建立基于GIS的迁移模型与动态健康风险评 价与预警系统。
1.国内外技术发展趋势与现状分析
环境生态风险评价工作作为环境管理和环境决策非常重要的内容。 已愈来愈受到许多环保机构和有关国际性组织的重视,并得到广泛应 用。一般而言,生态风险评价包括提出问题、评估生态效应、界定生态 污染物、暴露估算、风险计算和风险管理决策等多个步骤。我国在这方 面刚刚起步,20世纪80年代末,生态风险评价的工具和方法在一些研究 中才开始出现(Bascietto et al.,1990),但内容仍然侧重生物生态毒 理研究,尺度一般限于单一种群或者群落。20世纪80年代初,美国橡树 岭国家实验室受美国环保局(USEPA)委托,进行人类健康影响评价,在此 研究中发展和应用了一系列针对组织、种群、生态系统水平的生态风险 评价方法,并将此方法类推到人体健康的致癌风险评价中,这一研究在 强调所有相关生物组织水平的同时,也指出生态风险评价应该评价确定 影响的可能性(O’Neill et al.,1982;Suter et al.,1983; Barnthouse et al.,1987)。目前,美国大部分生态风险评价仍然使用 1998版《生态风险评价指南》作为研究标准。欧洲的生态风险评价研究 与美国的生态风险评价有较大不同,其研究主要是在新化学品评价的基 础上发展起来的。澳大利亚生态风险评价研究集中在对化学污染物和重 金属对土壤的影响上,澳大利亚国家环境保护委员会于1999年也建立了 一套比较完善的土壤生态风险评价指南,其B5部分是生态风险评价指南 专题(AG,1999)。其他国家比如加拿大、南非和新西兰等,其生态风险 评价研究大多按照美国1998版《生态风险评价指南》展开,并在此基础
贵金属冶炼过程产生的冶炼渣堆存对环境的影响往往被忽视,因此对稀 贵金属冶炼渣的环境监测和风险评估,提出环境风险评价方法,建立污 染预防与控制的综合评价体系以及管理技术规范,对环境污染防治与环 境管理具有显著的科学意义。
稀贵金属产业链中冶炼、合金生产等过程均产生严重的污染物。以 稀土冶炼为例:稀土冶炼产生的工业废渣则不仅破坏污染环境,占据土 地资源,更重要的是其具有明显的辐射危害。目前,仅包头地区每年即 约产生5万吨放射性废渣。更为严重的是,如离子吸附型稀土矿生产过程 中产生的典型酸溶渣,其铀含量可达到0.031%,钍达到0.14%,总α比活 度为1.23×105Bq/kg,总β比活度9.26×104Bq/kg,是危害性极大的放 射性废渣。一般地,大型企业会将放射性废渣堆存于渣库,而更多中小 企业则随意堆放,且无任何防护措施,污染风险极大。而黄金冶炼过程 中的主要污染物是硫、砷、氰化物、重金属等。以砷为例:2004年12月 15日,世界卫生组织官员宣布,全球至少有5000多万人口正面临着地方 性砷中毒的威胁,其中,大多数为亚洲国家,而中国正是受砷中毒危害 最严重的国家之一。
治技术的研究及实施提供参考依据。 《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》在环境
领域要求“实施区域环境综合治理。开展流域水环境和区域大气环境污 染的综合治理、典型生态功能退化区综合整治的技术集成与示范,开发 饮用水安全保障技术以及生态和环境监测与预警技术,大幅度提高改 善环境质量的科技支撑能力”,因此,开展稀贵金属冶炼渣对环境风险 的评估技术研究,建立环境风险评价体系,提出环境风险评估管理技术 规范,为稀贵金属冶炼渣环境风险评估提供技术支撑是十分必要的。
2.分析说明项目实施能够产生的重大经济、社会效益 李克强总理在2011年在第七次全国环境保护大会上就提出,强 调“切实解决影响科学发展和损害群众健康的突出环境问题,对重点防 控区域采取工程措施集中治理,加快解决铬渣、尾矿库等历史遗留问 题”。湖南省委书记、省人大常委会主任周强始终高度重视环保工作, 着力推进“锰三角”环境治理,加强洞庭湖流域综合治理,以湘江流 域、株洲清水塘等为重点全面推进重金属污染治理。周生贤部长强调要 加快完善以环境质量标准为核心,以污染物排放和控制标准、环境监测 和环境管理技术规范为重要内容的环境标准体系,不断提高标准体系的 科学性、系统性、适用性。要以重点科研项目为依托,突破环境质量改 善关键技术。 本项目针对我国稀贵金属矿山冶炼渣等固体废弃物的环境风险评估 技术进行研究,提出固废的环境风险评价体系,根据固废对环境风险源 识别、模拟、分区,开展其环境监督与管理技术研究,具有非常重要的 社会公益价值和应用推广前景;推广应用稀贵金属固废环境风险预警、 控制和评估技术,可望产生显著的环境效益和经济效益。
针对固体废物堆存区域污染物的环境累积性、生物吸收与富集性、 食物链的传递性进行系统分析,调查其对动植物和人体的暴露途径,研 究在各暴露途径中的暴露水平,确定各暴露途径的环境风险。
(3)固体废物堆存区域环境风险评估研究 通过实地采样监测稀贵金属冶炼渣周边土壤、地表水、地下水和植 物的污染现状,定量描述污染程度,结合地形地貌特征给出代表性污染 元素的浓度分布,明确其环境影响范围,探讨其迁移、转换、分布规律 以及与人体健康指标的相关性,建立基于GIS的迁移模型与动态健康风险 评价与预警系统。 (4)固体废物堆存区域环境污染的预防与控制综合评价体系以及 管理技术规范研究 通过分析稀贵金属矿山固体废物的主要组分以及我国的赋存水平和 消耗水平,评估将其作为二次矿产资源开发利用的可能性与紧迫性;通 过生命周期软件,分析从废物产生到各种利用、贮存、处置过程的环境 影响,评估各类利用与处置方式的环境收益与损耗;采用风险评估软 件,对各种利用与处置方式的经济性进行比较,找到影响废物各种利用 与处置方式的环节。通过归一化方式,建立稀贵金属矿山固体废物堆存 区域的污染预防与控制综合评价体系,项目技术路线图如下图。
2.1研究与开发内容 (1)稀贵金属矿山固体废物现状调查与分析 调查研究我国稀贵金属矿山固体废物现状,分析稀贵金属矿山固体
废物产生单位的名单和固体废物的产生、利用、贮存与排放情况。建立 稀贵金属矿山固体废物堆放数据库,为今后推动循环利用和强化环境管 理提供参考。
(2)固体废物堆存区域污染物环境暴露途径、水平及毒理学特征研 究
二、项目目标及主要任务 1.主要目标(项目目标的涵盖范围要与项目名称相对 应;目标应该明确具体,可考核,并在项目实施周期内能够 完成。)
总体目标: 本项目通过对我国稀贵金属矿山固体废物污染源产生、利用、处置 情况的调查研究,掌握稀贵金属矿山固体废物的环境风险与管理现状, 建立固体废物堆存区域动态健康风险评价与预警系统,提出稀贵金属废 弃物综合污染预防与控制的综合评价体系以及管理技术规范,为实现我 国稀贵金属矿山固体废物安全环境管理提供技术支持和决策依据。 年度目标:
物构成等指标体系,建立稀贵金属冶炼渣堆存区域环境风险预警模型。 (2)开发适合我国国情的稀贵金属冶炼渣堆存区域环境风险评价
体系和规范:本项目针对该类环境风险以规范管理和预警为主,采用过 程控制和指数预警相结合的综合防控思路,实现稀贵金属固体废物区域 的环境的安全监管。
三、相关领域国内外技术现状、发展趋势及国内现有工 作基础
2015年: 通过分析稀贵金属矿山固体废物的主要组分以及我国的赋存水平和 消耗水平,建立稀贵金属矿山固体废物堆存区域的污染预防与控制管理 规范与综合评价体系。
2.研究与开发任务与内容(主要包括研究重点与开发内 容,以及相应的考核指标。其内容应与项目目标有直接对应 关系,为实现项目目标所应进行的重点研究内容不应有遗 漏,也不应包括与项目目标关系度不大的内容。)
气候条件下堆体稳定性的变化,结合其中典型污染物的迁移转化途径和 规律,分析潜在的环境风险、可能的突发事故和持久影响,提出风险控 制途径及防范措施。同时结合各类固体废物处理处置现状作出的环境风 险评估成果,形成稀贵金属固体废物污染源风险评价技术体系和管理规 范。
2.2主要考核指标:
(1)建立稀贵金属矿山固体废物污染源清单和数据库框架; (2)建立固体废物堆存区域动态健康风险评价与预警系统; (3)建立稀贵金属矿山固体废物堆存区域环境污染的预防与控制综 合评价技术体系以及管理技术规范。
稀贵金属冶炼渣等固体废弃物 现场调研 企业函调 历史调研 样品实测
文献调研 建立固体废物污染源清单和数据库 建立迁移模型、动态健康风险评价与预警系统 固体废物堆存区域的污染预防与控制综合评价体系
图1 本项目技术路线图
污染源普查数据 固体废物危害特性和污染现状 固体废物污染物迁移转化规律 堆场环境安全性分析 固体废物国内外污染现状 资源属性及资源价值调查
(3)稀贵金属冶炼渣堆存区域环境风险评价体系与规范建立。①结 合重金属迁移规律和风险预警系统,建立稀贵金属冶炼渣堆存区域环境 风险评价体系。②综合污染现状、பைடு நூலகம்境风险评价体系与国内外先进经 验,建立稀贵金属固体废物堆存区域环境污染预防与管理技术规范。
3.2创新点: (1)基于生物监测指标体系的环境风险预警模型:选取典型稀贵 金属冶炼渣堆存区土壤、地下水和植物物种,分析库区重金属污染物影 响下的土壤、地下水和植物毒性效应及生理生化响应特征,建立稀贵金 属冶炼渣堆存区域污染生物监测方法,结合地下水、污染源类型与污染
环境保护的成本核算 污染排放与环境影响比较分析 固体废物堆存区域环境污染预防与管理技术规范
主要研究重点与开发内容: 针对稀贵金属冶炼渣等固废堆存对环境造成的不良影响进行环境生 态风险评价,为地方各级政府制定稀贵金属冶炼渣等固废堆存管理措 施,提高稀贵金属冶炼渣等固废堆存安全保障程度提供重要科学依据。 (1)稀贵金属冶炼渣处理处置中重金属的迁移转化规律研究 根据重金属元素的分类、固体废物产生节点、固体废物处理处置方 式分类等开展污染机理研究。通过实地采样监测典型冶炼渣堆场周边土 壤、地表水、地下水的污染现状,定量描述污染程度,结合地形地貌特 征给出代表性污染元素的浓度分布,明确其环境影响范围,探讨其迁 移、转换、分布规律以及与人体健康指标的相关性,形成稀贵金属冶炼 渣处理处置中重金属的迁移转化规律,建立基于GIS的迁移模型与动态健 康风险评价。 (2)稀贵金属固体废物潜在环境风险评估 通过文献调研、现场调查以及实测,获取稀贵金属冶炼渣的产生规 律、产生节点、产生量及主要污染因子,在此基础上分析各类固体废物 对环境危害因素、危害途径以及危害程度等,针对各类固体废物自身特 征,采用定量半定量手段,研究冶炼渣的潜在环境风险,将风险水平分 为巨险、重险、中险、轻险及低险共计5级,采用分级能力较强的可拓综 合评价指数方法,建立稀贵金属冶炼渣堆存区域周边环境风险评价方 法,建立环境风险预警系统。 (3)建立稀贵金属冶炼渣污染源的环境风险评价技术体系 针对稀贵金属冶炼渣堆场进行安全性评价,利用数学模型模拟不利