粉煤灰的环境污染与综合治理

【摘　要】　粉煤灰作为排放量较大的工业废渣之一；粉煤灰也是一种具有很大开发潜力的资源.本文综述了粉煤灰对环境造成的污染及其综合治理措施.

【关 键 词 】　粉煤灰 环境污染 综合治理

粉煤灰是工业固体废物的一种,是指煤燃烧后随烟气从锅炉尾部排出的,主要经除尘器收集下来的固体颗粒[1].我国粉煤灰的产生主要集中在火电厂和大型工矿企业的动力锅炉及城市集中供热的粉煤锅炉上,它是我国当前排量较大的工业废渣之一.

粉煤灰的主要成分其主要成分是硅、铝、铁、钙、镁的氧化物,以氧化硅和氧化铝为主,　具有潜在的化学活性.此外,粉煤灰中含有锑、砷、硼、镉、铬、钴、铜、铅、锰、汞、钼、镍、硒,钒等重金属元素,以及源于原煤中的镭、钍、铀等放射性元素.

自二十世纪七十年代世界性能源危机以来,能源与环境就一直成为当今世界各国面临的重大问题.我国是一个以煤为主要能源的国家,炭在整个中国的能源体系中占到了七成以上,2011年,中国的煤炭消费量超过35亿吨,位居世界第一[2].

随着电力工业的快速发展,燃煤机组的不断增加,电厂规模的不断扩大,导致了粉煤灰排放量的急剧增长.1985年火电厂排灰渣总量为3768万吨,平均每年增加560万吨,1999年粉煤灰排放量已达到1.6亿吨,到2009年,中国粉煤灰的产量达到了3.75亿吨,相当于当年中国城市生活垃圾总量的两倍多,其体积可达到4.24亿立方米.相当于每两分半钟就倒满一个标准游泳池,或每天一个水立方[2][3].2011年底,全国火电装机7.6亿千瓦,发电消耗原煤大约为18亿吨；加上电厂供热消耗原煤,2011年电厂发电、供热合计消耗量大致为19.5亿吨,占全国煤炭消耗量的比重已经达到53%.如果按每燃烧4吨煤排放1吨煤灰计算,我国2011年光电厂排放煤灰就接近5亿吨之多.煤炭造成的污染也已经成为中国第一大环境问题[4][5].

1　粉煤灰的危害

1.1　对空气的污染

粉煤灰中富集了大量砷、铅和硒等危害人体健康的重金属物质和其他污染物.在中国,大多数灰场的选址、防扬散、防渗漏、防流失措施远不足以达到有效防治粉煤灰环境污染的目的.20%的粉煤灰是空心微粒结构,在有风的情况下很容易扩散,形成二次扬尘空气污染.不管是干法处理还是湿法处理,除非有非常完善的封存处理,否则由粉煤灰导致的二次扬尘污染都很严重,对于居住在灰场下风口的居民的影响尤为明显.当风力达到四级时,粉煤灰的沉降范围可达10万～15万平方公里,对灰场以外较远的范围内都能构成污染威胁.

中国的沙尘暴形成于中亚和中国西北干旱半干旱地区,途径中国北方主要产煤区和火力发电厂,大风裹挟着沿途大量未经防扩散处理的粉煤灰传输到华北、华东甚至港澳台地区,这些燃煤污染物富集砷、硒、铅、汞等重金属元素,改变了沙尘暴的理化组成,沙尘暴已经俨然成为危害更大的“煤尘暴”,给沿途的人畜健康和工农业生产造成不同程度的影响.

1.2　对水的污染

如果灰场的防渗措施不当,在长期堆储的过程中,粉煤灰中的有害物质会渗透到水体中.这种水体污染在湿灰场更为常见.粉煤灰和大量的水混合后经由管道输排至灰场,随着灰场中积水的增多,长时间的浸泡令粉煤灰中的重金属等有害物质渗入水中,对灰场附近的浅层地下水和地表水造成污染.粉煤灰中的有害物质渗透到村民的饮用水中,使井水出现悬浮物增多、氟化、碱化等情况.粉煤灰也会随风扩散,扩散到河流、湖泊中,污染水体.

1.3　对土壤的污染

随着电力工业的快速发展,燃煤机组的不断增加,火电厂征地贮存粉煤灰所导致的占地问题也日趋严重,灰场方圆数百米内的土地也会受到飘落降尘影响.由于粉煤灰高盐高碱,下渗、扩散到土地导致周边土地盐碱化,不再适于农作物的种植,严重影响农业生产和生态环境.土壤污染对环境和人类造成的影响与危害在于它能导致土壤的组成、结构和功能发生变化,进而影响植物的正常生长发育,造成有害物质在植物体内累积,井可以通过食物链进入人体,以至危害人体健康.

1.4　可能导致地质灾害

常见的灰场中粉煤灰堆放深度一般在20米以上,坝体高30米左右.强降雨、洪涝等自然灾害引起山体崩塌、滑坡、泥石流等次生灾害时,灰场中贮存的数十万吨含有多种重金属等有害物质的粉煤灰会成为人身安全和生态灾难的巨大隐患.在气候变化的大背景下,各种极端气候事件频发,这无疑加剧了粉煤灰成为地质灾害的可能性.

2　粉煤灰污染综合治理

我国粉煤灰综合利用工作,长期以来一直受到国家的重视.早在50年代已开始在建筑工程中作混凝土、砂浆的掺合料,在建材工业中用来生产砖,在道路工程中用来作路面基层材料等,尤其在水电建设大坝工程中使用最多；60年始粉煤灰利用重点转向墙体材料,研制生产粉煤灰密实砌块、墙板、粉煤灰烧结陶粒和粉煤灰粘土烧结砖等；70年代,国家为建材工业中投资5.7亿元,但由于种种原因,1980年,粉煤灰的利用率仅为14%；80年代后,随着我国改革开放政策的深入发展,国家把资源综合利用作为经济建设中的一项重大经济技术政策,粉煤灰在建材制品、建设工程、道路工程、农业、填筑材料等方面的综合利用得到蓬勃发展[3][4][5].但是,随着我国经济的发展,粉煤灰排放总量逐年增大,危害程度不断升级.在粉煤灰综合治理方面却存在着较多问题,如管理体制、政策体制上存在着诸多漏洞；企业舞弊、政府实施过程中的监管不力；有害物质的环境管理在进入到综合利用环节后严重缺位.其中,最大的检测象便是普遍认为中国粉煤灰的综合回收利用率能达到60%以上,而事实情况可能连这个目标的一半都不到.

因此,需要从国家、企业、社会等多面来共同应对粉煤灰带来的影响.

2.1　政府改变观念、完善管理

各级政府应因地宜制定鼓励固体废弃物处理产业化发展的产业扶植政策和产业调整政策.出台一系列财政、税收、融资、生产、流通、销售等相关配套政策,从而形成有利于固体废弃物处理产业化发展的产业政策环境,推进产业化发展进程.把固体废弃物处理由社会公益事业性质的政府行为,转变为企业的社会怎么写作性质的经济行为. 同时各级政府应完善环境突发事件应急法制体系,加强立法；建立和完善环境突发事件应急管理组织体系；改善产业和工业布局结构,从源头对污染物的排放总量进行改善；健全应急协同干预机制,设立奖惩并立和问责的制度.

2.2　企业增强自主创新能力

粉煤灰综合利用企业应结合自身实际情况,放眼于国内外技术信息市场,加强国内外科研机构和企业的联系互动.一要同国内外大专院校、科研机构建立长期的合作关系,定期进行有目的、有重点的学术和技术交流；二是同有一定创新开发能力的企业进行技术开发与成果实施,共同探讨技术开发、引进和消化创新中的问题；三是及时掌握国内外粉煤灰综合利用动态,避免低水平的重复研究所造成的浪费.按照各种规划部署及相关要求,以科技进步与创新为支撑,不断增强企业自主创新能力,形成企业核心竞争力,完善废物资源化产业创新链,推进废物资源化利用,实现对粉煤灰的再循环利用、再次资源化,已成为“十二五”科技发展的重要任务[6][7][8].

2.3　社会加强监督

抓住市场和企业这两个主体.促进资源综合利用技术产业化,有赖于政府的大力支持,同时也离不开企业这个主体的参与.充分发挥社会舆论监督作用,帮助国家进行政策改善,企业进行技术改进；发挥社会责任感,加强媒体等新技术的监督力量,加大力度,弘扬正气.

使企业生产及废弃物的处理过程中提高社会责任感；做到公开化,透明化.比如粉煤灰排放企业应改善灰场的选址、加强防扬散、防渗漏、防流失等措施的实施；严格控制污染物的排放数量和质量,做好防治工作和应急工作,在第一时间报告给上级部门和社会大众.从而刺激企业注重资源的回收利用,达到零排放的同时,变废为宝.

3　结语

目前粉煤灰的应用研究越来越多,随着环境保护和可持续发展观念的深入人心,对于包括粉煤灰在内的工业废料的综合利用与资源化已成为各国制定可持续发展战略的重要组成部分.粉煤灰综合利用技术是一项综合性、边缘性科学技术,其技术的可持续发展,依赖于其它学科的最新进展,若能合理利用,则既能解决粉煤灰的环境污染问题,又能作为资源,开发多种实用性产品,其前景是非常美好的.