工業污染論文范文
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第1篇
本文作者：孫鑫寧平唐曉龍易紅宏周連碧張旭工作單位：昆明理工大學
在過去的三十多年中，我國經濟發展模式屬于粗獷型，工業經濟發展主要依靠物質、資源的投入。為獲取物質、原料和資源，在開采、洗(分選)選和冶煉過程必然產生大量的工業固體廢物〔13〕。我國一般大中型露天礦山年剝離量都在數百萬噸以上;地下坑采每年也要產生數十萬噸以上的廢石;在選礦作業中每選出1噸精礦，平均要產出幾噸或幾十噸的尾礦;每冶煉出1噸金屬平均還要產生出數噸的冶煉渣。第一次污染源普查結果表明，2007年我國工業固體廢物產生量38.52億t，貯存量15.99億t，貯存率為41.5%，工業固體廢物的大量產生與堆放，造成土地浪費、資源浪費并帶來潛在的環境風險〔14〕。其中包括水污染風險、大氣污染風險、土壤污染風險及生態污染風險。對于這些大宗工業固體廢物的尾礦庫(渣場)，目前國內主要關注其安全性評價，如:尹光志等對尾礦庫的安全性、穩定性進行了大量評價研究〔15-17〕，但是尚未有一套完整評價體系來評價其環境風險。環境風險評價的方法比較繁多，使用較多的有生命周期評價法、安全檢查表評價法、概率風險評價法、模糊邏輯評價法、層次分析法、統計分析法、公式評價法、圖形疊加法、神經網絡評價法、事故致因突變模型評價法等。根據各方法特性和大宗工業固體廢物污染源環境風險評價的技術需求，本文總結對比了主要的五種風險評價方法。生命周期評價法(LifeCycleAssessment，LCA)生命周期評價法，簡稱LCA，是一種評價潛在環境影響以及貫穿產品整個生命周期所用的資源，如原料的獲取、產品的生產、產品的銷售以及廢物管理階段的方法。LCA起源于1969年美國中西部研究所受可口可樂委托，對飲料容器從原材料采掘到廢棄物最終處理的全過程進行的跟蹤與定量分析。20世紀90年代，LCA受到了廣泛的關注。由于它的迅速發展以及各國對該方法的需求，誕生LCA國際標準，這也標志著LCA發展成為一套成熟、穩定的評價方法。各國也通過一系列的指導方針和教學材料為LCA國際標準的一致性和規范性進行了補充完善，其中包括聯合國環境規劃署、國際環境毒理學和化學學會以及LCA歐洲委員會編寫的生命周期倡議書和生命周期數據系統〔18〕。LCA通常有四個步驟:目的與范圍的確定、清單分析、影響評價和結果解釋，其中影響評價是評價的重點。LCA對產品整個生命周期的評價是其他評價方法所不能達到的，其范圍廣泛的特點有利于避免問題的轉化，例如在生命周期中相的轉化、區域的轉化以及環境問題的轉化。目前市場上有許多可用于LCA的軟件，如Gabi等。在歐洲委員會(EC)網站中也能下載一些關于LCA的注冊軟件、工具和數據，這些軟件能滿足不同決策者的需求特點，而且還考慮到了數據清單計算的合理性。還可以運用LCA進行評價的經典的例子作為評價工具，如Nielsen等對固廢填埋場的評價，Doka建立的廢物處理、售后服務生命周期清單(LCI)，Hellweg等對生態廢物的評價，還有各類焚燒工藝的評價〔18〕。在選礦過程和尾礦中，LCA的應用開始于20世紀90年代中后期，最初關注于完成金屬生產過程的生命周期清單(lifecycleinventories，LCI)，以便支持消費品的選擇和設計的LCA。之后LCA的運用擴展到公司的項目及加工方法的選擇。盡管LCI、LCA的相關方法有一定的限制性，但在礦業—礦物可持續發展的項目(theMining，MineralsandSus-tainableDevelopment)中，LCA還是被認為是一種在行業決策中提供環境風險評價的有用方法〔19〕。該方法的運用需要建立生命周期清單(LCI)，即大量采集可信的數據。然而尾礦成分極易變化〔20〕，不易采集到可信數據，而且目前我國尾礦和選礦行業生命周期清單數據較少，故不宜采用此方法評價大宗工業固體廢物污染源(尾礦庫、渣場)環境風險。
安全檢查表評價法(SafetyCheckList，SCL)安全檢查表評價法，簡稱SCL，是由一些有經驗，且對工藝過程、機械設備和作業情況熟悉的人員，事先通過對檢查對象共同進行詳細分析、充分討論，把檢查對象加以分解，將大系統分割成若干小的子系統，以提問或打分的形式列出檢查項目和檢查要點并編制成表，以便之后進行檢查和評審〔21〕。安全檢查表產生于20世紀30年代工業迅速發展時期。當時，由于安全系統工程尚未出現，安全工作者為解決生產中遇到的日益增多的事故，運用系統工程的手段編制了一種檢驗系統安全與否的表格。系統工程廣泛應用以后，安全檢查表的編制逐步走向理論階段，使得安全檢查表的編制越來越科學、全面和完善。目前SCL已被國內外廣泛采用，并擴展到各個領域。例如:SCL在鐵路勞動安全管理上的應用〔22〕，SCL在港口工程危險源辨識中的應用〔23〕以及2009年世界衛生組織運用SCL對外科手術中的存在風險進行了評價，并取得了較好的效果，避免了許多風險隱患〔24〕等。使用安全檢查表法進行施工危險源辨識，可以突出重點、避免遺漏，便于發現和查明危險和隱患，便于存檔。有利于落實安全生產責任制，并可作為安全檢查人員履行職責的憑據。安全檢查表檢查的重點在裝置設備狀態，設備建、構筑物的安全距離等，著重調查當前狀況，缺乏對裝置及設備過去的了解。針對此問題，韓其俊對安全檢查表法進行了改進，加入了歷史資料查閱及調查提綱，解決了缺乏對裝置、設備過去的了解，也為之后的安全檢查表的發展提供了幫助〔25〕。SCL主要適用于現場安全檢查人員，側重于安全評價，缺少對環境風險的評價。為了使評價工作得到關于系統安全程度方面量的概念，開發了許多行之有效的評價計值方法。根據評價計值方法的不同，安全檢查表評價法又分為逐項賦值法、加權平均法、單項定性加權記分法以及單項否定計分法。由于大宗工業固體廢物污染源(尾礦庫、渣場)環境風險評價體系研究需要一定的定量化指標，而此方法雖然加入了一些有效的評價記值方法，但無法進行真正意義上定量化，故不宜采用此方法進行風險評價。2.3概率風險評價法(ProbabilisticRiskAssess-ment，PRA)概率風險評價，簡稱PRA，是以某種傷亡事故或財產損失事故的發生概率為基礎進行的系統風險評價方法。在20世紀70年代，美國原子能委員會(AEC)應用事件樹和故障樹相結合的分析技術首次成功地對核電站的風險進行了綜合的評價，并以定量的方式給出了核電站的安全風險后，美國核管理委員會(NRC)開始使用PRA來支持其管理過程，從此PRA得到了廣泛的運用。在“挑戰者”事件之后，美國航空航天局(NASA)制定了更嚴格的安全和質量保證大綱，采用概率評價方法對航天任務進行評價〔26〕，并開發了一套完整的PRA程序對航天飛機的飛行任務進行評價。歐空局(ESA)的安全評價也從以定性為主轉向定量評價，并開發了自己的風險評價程序〔27〕。一般地，PRA由以下幾個步驟構成〔28〕:1)研究熟悉系統;2)分析初始事件;3)事件鏈分析;4)初始事件和中間事件概率的評估;5)后果分析;6)風險排序和管理。PRA不僅是一個風險評估方法，而且可以作為一個風險管理技術。在實際應用中，該法在美國和大多數的歐洲國家獲得了顯著的效果〔29-30〕。因為PRA耗費人力、物力和時間，它最適合以下幾種系統的風險評價〔31〕:l)一次事故也不允許發生的系統，如洲際導彈、核電站等;2)其安全性受到世人矚目的系統，如宇宙航行、海洋開發工程等;3)一旦發生事故會造成多人傷亡或嚴重環境污染的系統，如民航飛機、海洋石油平臺、石油化工和化工裝置等。由于環境污染具有潛伏性，污染不一定能瞬時表現出來，加之環境污染還具有持久性，無法判斷其污染時間，故難以統計其概率，而且目前對于尾礦庫、渣場的環境風險研究數據、資料較少，使得運用PRA評價大宗工業固體廢物污染源(尾礦庫、渣場)的環境風險不具說服力，具有較大的主觀性。故不適用于大宗工業固體廢物污染源(尾礦庫、渣場)的環境風險評價。模糊邏輯評價法(FuzzyLogicAssessment，FLA)模糊邏輯評價法，簡稱FLA，是隨著模糊數學的迅速發展而出現的一種全新的基于模糊集理論的評價方法。模糊集理論用于環境風險評價是環境評價領域的重大變革。如Anile等〔32〕基于模糊邏輯開發了一種適用于在社會經濟的環境等多種因素作用下對江河使用的影響評價。AndredeSiqueira和Re-natodeMello〔33〕依靠模糊邏輯開發了一種評價環境影響的決策方法，此方法用于比較了巴西圣卡塔利娜島高速公路工程的環境影響評價，并給出了最佳選擇決策。隨著計算機的迅猛發展，模糊邏輯進行了不斷完善，RobertoPeche〔34-35〕通過計算機軟件對模糊邏輯進行處理，并運用到在環境風險評價中，取得了很好的效果。FLA的最大優勢在于它可以體現出人類所具有的處理不精確、不確定和難以定量化的信息的能力。模糊集理論可以通過運用“部分真實”的概念來量化變量的不確定性，依靠隸屬函數來確定集合中要素的“隸屬度”。與其他方法比較，它的優點是:用隸屬函數描述分界線，使評價結果接近客觀。尤其是在風險性評價系統領域，它體現了模糊性的客觀現實，使得評價中的數據易于測取，可以將風險評價結果表述得更易于讓決策者和公眾理解，所以，這種方法對于決策過程也是極為有用的。FLA以一種精確的方式為模型系統或人為判斷產生的不精確、不確定信息的使用提供了新途徑。針對大宗工業固體廢物污染源(尾礦庫、堆場)環境風險評價指標繁多，且需要諸多專家學者的經驗進行主觀性分析評價，故運用FLA可以讓評價結果更具合理性、說服性。
近年來，隨著尾礦庫事故的頻發，尤其是大宗工業固體廢物污染源(尾礦庫、渣場)對環境造成的危害，造成了許多無法挽回的損失。其影響范圍廣，涉及因素多而復雜(涉及到土壤、水、大氣、生態等諸多環境)，不易定量化且因素之間相互制約、相互影響。如:尾礦成分多、易轉化;土壤、水等因素相互影響、相互制約;風險高且存在隨機性，與時間、雨量、自然災害等諸多相關不確定因素聯系緊密。針對大宗工業固體廢物污染源(尾礦庫、渣場)環境風險評價體系研究，從方法學研究角度而言，大宗工業固體廢物的尾礦庫安全風險評價及相關單一的土壤風險評價、地下水風險評價、地表水風險評價等研究較多，但將其作為一個整體的環境風險評價體系還尚未有研究。從此目標而言，本文將5種主要的風險評價方法對比總結于表1，以便從中找出適用于大宗工業固體廢物污染源(尾礦庫、渣場)的環境風險評價方法。雖然FLA體現出人類所具有的處理不精確、不確定和難以定量化的信息的能力，但不能從整體上對大宗工業固體廢物污染源(尾礦庫、渣場)環境風險評價體系這樣復雜的系統進行分析，而且缺少隨機性。而對于AHP，雖然能夠從宏觀上對目標系統分層交錯的指標進行評價，得出一個簡單明了的結論，從而簡化一個復雜的系統，但AHP對模糊性的考慮還需進一步完善。因此，對于構建一套大宗工業固體廢物污染源(尾礦庫、渣場)環境風險評價體系，考慮其復雜性、不確定性、廣泛性等諸多因素。筆者認為，需要把這兩種評價方法結合起來，構建出一套完整的評價體系。這樣不僅解決了大宗工業固體廢物污染源(尾礦庫、渣場)復雜的環境系統和多種不確定風險因素的問題，而且對其無法定量化評價等的問題也能得到較好的解決，從而為決策者提供一套切實可行的大宗工業固體廢物污染源(尾礦庫、渣場)環境風險評價體系。
第2篇
2003年為42億標立方米，2010年達245億標立方米，是2003年的5.83倍。其中增長最快的是2007—2008年，工業廢氣排放量從61億標立方米增加到244億標立方米，增長率為300%。廢氣排放量大幅增加的原因是礦產資源開采力度加大，導致工業企業數量的增加，以及工業企業生產總值的增加。工業粉塵去除量呈波動上升的趨勢，2003年工業粉塵去除量為4.56萬噸，2010年為4.77萬噸，上升幅度較小，工業粉塵去除率較低。這說明商洛市在治理工業廢氣，尤其是去除工業粉塵方面還需要做大量工作，以確保空氣質量。2.3工業廢水排放及其治理隨著工農業生產的不斷發展，商洛市的工業廢水排放量總體上呈波動增加的趨勢（圖略），工業廢水從2003年的667.19萬噸增加到2010年的2170.04萬噸，增長率為225.25%。2005—2006年間，工業廢水排放量從970萬噸降為797萬噸，工業廢水排放量的減少說明工礦企業節水意識的增強和對中水回用的重視，但是廢水排放量的波動又反映出工礦企業的相關管理制度不夠嚴格，以及環境執法檢查力度不夠。在近8年間工業廢水達標排放量呈上升趨勢（圖略），2010年為2068.65萬噸，達標率為95.33%，已經超過了西安、渭南等工業化城市，說明了商洛市工業廢水處理呈現出好的發展趨勢。
討論
2010年，固體廢棄物產生量為934.07萬噸，貯存量高達890.86萬噸，處置量僅為0.14萬噸。大量固體廢棄物的貯存，不僅占用大片土地資源，而且也會污染環境。如果不做好防風和防滲處理，就會造成空氣、地表水和地下水等二次污染。商洛市固體廢棄物綜合利用率和處置率都很低，是環境治理所面臨的主要問題。工業廢氣治理存在的問題商洛市的廢氣排放量構成主要是燃料燃燒排放和生產工藝過程排放，其中主要以生產工藝過程排放為主。2010年燃料燃燒排放占到總排放量的20.67%，生產工藝過程排放占79.23%。落后的生產工藝，使得工業粉塵和有害氣體直接排入大氣中，不僅污染空氣，而且還浪費能源。據統計，2008年商洛市工業廢氣和煙塵排放量翻番，但煙塵去除量不增反降，這也是導致空氣質量下降的主要原因之一。因此，工業廢氣排放的治理主要應以生產工藝過程為主，改變燃料構成為輔。如盡快淘汰落后的生產設備、革新工藝流程、引入清潔生產技術、大力推行ISO14000環境管理體系認證，以及減少煙煤使用量，加大天然氣等清潔燃料使用量等。工業廢水處理存在的問題商洛市8年間工業廢水排放量逐年增加。其中，2010年工業廢水排放量為2170.04萬噸，高于銅川、延安、安康和楊凌等省內城市。雖然排放達標量也在逐年上升，但仍有少部分工業廢水直接排入丹江的情況。尤其是含有Pb、As、Cr等重金屬元素的采礦、洗礦廢水的直接排放，造成河流長時間污染，進而影響地下水和城市生活用水。
第3篇
工業廢氣排放情況工業廢氣排放總量增速呈現階段性起伏。從總量上看，山東省工業廢氣排放量增長態勢明顯，但增速起伏較大。2001年，全省工業廢氣排放量14453億m3，此后工業廢氣排放量持續增加，2010年已達43837億m3，是2001年的3.03倍。近兩年，山東省工業廢氣排放量增速明顯降低。2007年，全省工業廢氣排放量比2006年增長了25.3%，但2008年和2009年，增速分別降低至6.91%和4.84%，遠低于10年間14.1%的年平均增長速度,2010年增幅反彈到了24.8%，工業廢氣排放總量增幅每2~3年間存在短周期起伏，見圖1。分類別看，工業SO2、工業煙塵、工業粉塵等3種氣體污染物排放的變化過程不盡相同，但近年來都呈現下降態勢。工業SO2排放量出現先增后減的態勢。2001-2002年，山東省工業SO2排放量連續2年處于相對低值，但到2005年上升至171.5萬t的最高點。在此之后就連續4年降低，2009年已跌至136.6萬t，2010年已達到2001年的排放量水平。工業煙塵和工業粉塵排放量基本都是逐年下降。2003年和2005年，工業煙塵排放量分別比上一年增加了0.12萬t和2.69萬t。在其他年份，工業煙塵排放量都比上一年有所降低。2010年，山東省工業煙塵排放量為29.1萬t，約為2001年全省工業煙塵排放量（52.7萬t）的55.2%。工業粉塵的下降趨勢更加明顯，除了2003年大幅增加外，其余年份的排放量都比上一年有所減少。2010年，山東省工業粉塵排放量為18.9萬t，不足2001年工業粉塵排放量（64.4萬t）的1/3，見圖2。工業廢水排放情況廢水排放總量上升。整體來看，山東省工業廢水排放量在不斷增加，但其在廢水排放總量中的比重在逐漸降低。2001年全省工業廢水排放量為11.5億t，占廢水排放量總量（23.5億t）的49.0%。到2010年，全省工業廢水排放量增加至19.0億t，但其占當年廢水排放量總量（43.6億t）的比重已降低至43.6%。也就是說，在近10年的時間里，工業廢水排放量增加了1倍多，但其占廢水排放總量的比重卻降低了0.5個百分點。這在一定程度上表明，隨著工業廢水治理力度的加大和城市化進程的不斷加快，在廢水排放中，城鎮生活污水排放的比重在不斷提高。從發展趨勢看，山東省工業廢水排放在2002年之前相對穩定，在此之后逐年增加，但近2年增速有所下降。從2003年開始，工業廢水排放量穩步增長，在2007年出現了15.4%的較高增速，但此后2年增速逐年放緩，2008年增長6.25%，2009年增速降低至3.22%。2010年增幅為4.28%，為當年廢水排放總量增速（12.8%）的1/3，見圖3。工業固體廢物排放情況固體廢棄物是工業生產、經營的直接產物。如果不采取有效的控制和綜合利用措施，工業化進程加快勢必導致固體廢物和危險廢物產生量不斷增大，進而造成日益嚴重的環境污染。就山東省的情況來看，加強固體廢物的管理和污染控制已成為繼水污染和大氣污染防治之后的又一個重要任務。工業固體廢物排放量下降明顯。從總量上看，山東省工業固體廢物排放量較低，而且下降態勢明顯。2001年，全省工業固體廢物排放量為1萬t；2010年，降低至0.001萬t，僅為2001年的1/1000，見圖4。雖然山東省工業固體廢物產生量不斷增加，但與此同時工業固體廢物綜合利用量在以更快的速度上升。2001年，全省工業固體廢物產生量為6215萬t，工業固體廢物綜合利用量為5224萬t；2010年，工業固體廢物產生量為15137萬t，工業固體廢物綜合利用量為14445萬t，見圖5。這在一定程度上表明，工業固廢綜合利用量的快速提高是工業固體廢物排放量下降的重要原因。
污染物排放時空特征
山東省主要污染物排放量變化特點，利用變異系數和集中率來進一步分析山東省工業主要污染物占較大比重的工業廢氣排放量、工業廢水排放量和工業固體產生量時空和行業分布特征。變異系數變異系數又稱“標準差率”和“離散系數”，是衡量資料中各觀測值變異程度的一個統計量。其計算公式為：CV=σ/μ（1）式（1）中：CV為變異系數；σ為標準差；μ為平均值。變異系數可以度量不同單位數據的變異程度，反映不同系列數據總體均值在單位均值上的離散程度。可以分析不同污染物的空間離散程度，初步判斷不同污染物在空間的不均衡水平[3]。地區和行業集中率集中率表示污染物排放量或產生量較大的前幾位地區或行業占總量的份額。集中率可以看出污染物的地理或行業的集中程度[4]。其計算公式為：CRn=ni=1ΣSi（2）式（2）中：CRn為污染物排放量或產生量較大的前n位地區或行業占總量的比重之和，其取值在0~100%，取值越大，表示污染物越集中；n為地區或行業個數，本文取n=5。空間變異分析由2001-2010年工業SO2排放量、工業廢水排放量和工業固體廢物產生量的變異系數計算結果(圖6)可以看出，3項主要污染物空間排放差異不盡相同。工業SO2排放量變異系數由2001年的32%連續下降至2005年20%后，2006年驟然上升1倍多至42%的最高值，2007-2010年又緩慢回落至40%，表明山東省工業SO2排放量各地區變異程度逐漸減少。工業廢水排放量變異系數較為穩定，由2001年的48%逐年緩慢上升2009年的56%的最高點，2010年回落至52%；工業固體廢物產生量處于平穩下降趨勢，由2001年的最高點76%連續10年下降至2010年的60%。表明工業廢水排放量各地區變異程度較穩定，工業固體廢物產生量各地區變異程度逐漸擴大。區域集中率分析由圖7工業SO2排放量、工業廢水排放量和工業固體廢物產生量前5位地區集中率計算結果可以看出，3項主要污染物集中率10年來變化不大，基本在40%~60%。從統計數據看[5]，2010年山東省SO2排放量最大的城市是淄博市，占全省SO2排放總量的12.0%，濰坊、濟寧、德州、臨沂和煙臺位列其后。這6個城市SO2排放量之和占全省排放總量的接近一半，達49.0%；2010年山東省工業廢水排放量最大的是濰坊市，為19754萬t，其它排放量較大的城市依次為淄博、聊城、德州、棗莊和濟寧，這7個城市的廢水排放量占當年全省廢水排放總量的55.7%；工業固體廢物產生量從各地區的排放情況來看，由于當地電力和礦采業較為發達，煙臺市和濟寧市工業固體廢物產生量一直居全省前列。2009年，這2個地區固體廢物產生量分別為1982和1971萬t，兩市之和占山東全省產生總量的26.1%。行業集中率分析由圖8工業SO2排放量、工業廢水排放量和工業固體廢物產生量前五位行業集中率計算結果可以看出，3項主要污染物集中率10年來一直維持在60%以上，集中度較高。其中工業SO2排放量和工業固體廢物產生量行業前5位集中率變化規律基本一致，除2003年和2006年集中率略有下降外，其它年份均明顯大于80%；工業廢水排放量前5位行業集中率2003年、2005年、2007年和2010年在70%以上，其它6年均在60%以上。從統計數據看[5]，電力、熱力的生產和供應業的SO2排放量一直居山東省各行業SO2排放的首位。盡管山東電廠脫硫工作已經取得了顯著進展，省內電廠普遍投資安裝了較為先進的脫硫設備，但2010年電力、熱力的生產和供應業的SO2排放量仍為759078t，占當年全省SO2排放總量的比重高達57.8%。黑色金屬冶煉及壓延加工業和化學原料及化學制品制造業的SO2排放量分別位居第二、第三位，占排放總量的比重分別為8.34%和7.10%。排放量排在前3位的行業占全省SO2排放總量的比重超過70%；造紙、化工、紡織等傳統產業為工業廢水高排放行業。從主要行業的排放情況來看，居工業固體廢物產生量前3位的行業均為電力熱力的生產和供應業、黑色金屬冶煉及壓延加工業以及煤炭開采和洗選業。2010年，這3個行業的工業固廢產生量分別為5068、3161和1657萬t，分別占工業固廢產生量的33.5%、20.9%和11.0%。
結論與分析
