重金属污染：科技如何破解防治困局
近日，湖南石门雄黄矿区造成土壤和水严重砷污染，重金属污染问题再次引发各界关注。3月31日，科技日报社与科技部社发司共同主办专家座谈会，共议如何科学防治重金属污染。
中科院过程工程研究所副所长齐涛、北京矿业研究总院矿物加工国家重点实验室副主任何发钰、中南大学国家重金属污染防治工程技术研究中心主任柴立元、浙江大学教授吴忠标等专家，从绿色开采、绿色选冶、清洁生产和水治理、土壤修复等方面，为我国重金属污染防治“开药方”。
铅、汞、镉、砷、铬，是对人类和环境造成污染危害的主要重金属。在何发钰看来，矿产资源的开发利用从采矿、选矿、冶炼到加工利用的链条很长，每个环节都可能产生重金属污染。防治重金属污染需从采矿、选矿、冶炼和使用等源头控制，对一些容易造成重金属污染的资源和产品要适度选择性地开发与利用。重金属污染的控制、防治，还需从整个产业体系做好顶层设计，并考虑与其他产业体系的协同发展。此外，国家要加速淘汰落后技术和产能，加快调整产业结构，推进有色金属产业向绿色清洁方向发展。
“我国重金属污染状况比较严重，2013年‘全国环境质量报告’指出，12个国控地表水监测断面共出现22次重金属超标现象，其中长江和黄河流域重金属污染较重。”齐涛坦言，铬污染主要来源于铬盐生产、电镀和鞣革等行业。在“十五”之前，全国铬渣堆放量约为400多万吨。2005年，国家发改委联合原国家环保总局下发《铬渣污染综合整治方案》，国家投入30亿元，地方政府和企业投入更多，2012年年底解决了铬渣污染问题。
2013年，我国铬产量约30万吨。“传统工艺一般采取有钙焙烧技术但产生铬渣量多，部分企业采用先进的无钙焙烧技术，产铬渣量明显减少，但难以从生产源头完全解决重金属污染的国际性难题。”齐涛称，在科技部支持下，张懿院士科研团队从1994年起瞄准铬盐清洁生产新方向，与企业合作从生产源头研发清洁生产新技术，完成了中试和产业化，从源头上大幅提高了矿产资源利用率。与传统有钙焙烧技术相比，研发的亚熔盐铬盐清洁生产集成技术，将含铬铁渣无害化后生产脱硫剂产品，亚熔盐介质再生循环利用，资源利用率由20%提高到90%以上。
我国是有色金属生产第一大国，2013年产量已突破4000万吨，重金属铜、铅、锌产量达1600多万吨。说到从资源的角度治理重金属污染，与会专家认为新技术推广的力度较为欠缺，监管力度也还不够。
“应基于环境和健康的牵引，开发更经济、实用的技术。”柴立元表示，要快速推广新技术，核心问题就是低成本。
砷常和有价金属如金、银共伴生。“怎样在提取金银的同时避免砷污染，这是问题的关键。”柴立元说，团队研发的含砷固废的治理与利用技术，在利用之前就把砷选择性除去，该技术选择性的脱砷率可达97%以上，有效解决了砷分散污染的问题。
“我国也在做很多标准，但这个标准体系不足以支撑对技术的完善，不足以支撑对污染物的减排，所以监管方面还有提升空间。”柴立元认为，不仅要开发清洁冶炼技术实现源头减排；更重要的是，重金属除了砷之外基本都有价，如何实现废气、废水、废渣的资源循环利用，从资源角度去治理重金属污染是未来的思路。
在大气污染领域，汞污染涉及到一些国际争端而备受关注。作为烟气治理专家，吴忠标表示，从排放量来讲，废渣都是万吨级的规模，而烟气排出的汞虽然只有几百吨的规模，但产生的影响却很大。去年10月，包括中国在内的87个国家在日本熊本市签订了关于汞综合防治的《水俣公约》。
早在2011年，我国环保部在制定火电厂排放标准时，已将汞指标纳入其中。“和发达国家相比，我国的排放浓度高且排放量大。”他说，我国煤的品质较差，故汞含量比世界平均水平高20%；此外，我国能源结构以煤为主，60%以上一次性能源为煤。
固体废物同样是我国重金属防治的重点领域。“含重金属的固废数量非常大。”中国环境科学研究院研究员黄启飞说，“一旦处理不好，就很容易成为各种环境介质的污染源。”他以铬渣为例说，美国采用湿法解毒后填埋处理，而我国则采用解毒后综合利用。此外，还应高度重视我国目前重金属处理处置的二次污染问题，“资源化、无害化、减量化要协同进行”。
“土壤和大气、水不一样，重金属在土壤里看不见也感觉不到。”在中科院地理科学与资源研究所博士万小铭看来，一般的植物不会选择吸收土壤中的重金属，重金属物质会一直停留在土壤中且具有累积性。目前而言，对重金属污染耕地较常用且有效的方式就是植物吸附。万小铭说，一种叫做蜈蚣草的蕨类植物，一年可以种两到三茬，能大量吸收土壤中的重金属，并且通过收割地上部分达到去除重金属污染的目的。他表示，现在针对去除耕地重金属砷、铬的成套技术相对比较成熟，在广西、湖南、云南、河南等省分别进行了试点，基本上可每年去除10%的砷。
中科院生态环境研究中心副研究员刘锐平则表示，我国确实存在一些由于人类活动导致的饮用水源重金属污染问题，其中也包括砷污染。一些突发性的污染事件发生后，作为很多城市饮用水源的河流往往被污染。“重金属水体污染很重要的一个特点就是复合型污染，处理难度非常大。”刘锐平提醒，一些农灌区使用被重金属污染的水源进行农业灌溉时，重金属可能通过食物途径传递，如砷会进入水稻。
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