李玲玲 王玉晶 張秀藍 顏 飛 菅小東 張 輝 李斯明 黃業茹
(1.國家環境分析測試中心,國家環境保護二噁英污染控制重點實驗室,北京 100029;2.環境保護部化學品登記中心,北京 100012;3.中日友好環境保護中心,北京 100029)
汞及其衍生物有機汞,具有持久性、易遷移性、可生物富集和高生物毒性等特點,對生態環境和人類健康構成極大危害[1,2]。汞污染防治已引起國際社會的關注,并成為全球共同面對和解決的環境問題之一[3]。聯合國環境規劃署 (UNEP)已開展一系列行動,就制訂一項具有全球法律約束力的汞文書 (以下簡稱“汞文書”)組織各國政府層面的談判工作,并將達成一項國際汞公約,對汞的生產、使用和排放進行嚴格控制。含汞電光源產品是國際汞公約和國內汞污染防控的重要添汞產品之一,系統分析汞文書談判形勢及削減戰略發展趨勢,并結合國內電光源產品生產中汞的使用和排放現狀及相應管理政策,為我國應對國際談判,開展汞污染防治提供思路。
進入21世紀后,汞污染問題引起了全球各界的廣泛關注。2001年,UNEP理事會啟動全球汞評估項目,使汞的問題上升為全球共同面對和解決的環境問題,在全球汞削減進程中具有里程碑意義。2009年2月,UNEP理事會第25屆會議決定制定針對全球汞問題的具有國際法律約束力的文書,談判于2010年啟動,至2013年結束,期間將召開五次政府間談判委員會 (INC)會議,最終形成一項具有法律約束力的國際汞公約。目前已召開四次INC會議。削減汞的供應、減少產品和工藝對汞的需求以及控制汞的國際貿易是談判重點。我國作為汞的應用大國,面臨著汞減量減排的巨大壓力。
對于電光源產品等添汞產品,汞文書控制目標是從源頭上減少汞的供應,限制和逐步淘汰添汞產品。在汞文書草案[4]中,已列為管控對象的添汞產品包括電池、計量裝置、開關和繼電器、含汞電光源、牙科用汞合金等,采取的管控措施主要集中于以下三個方面:
一是限制和淘汰添汞產品的生產制造和貿易,即禁止除豁免用途外的添汞產品的生產制造,采用事先知情同意程序或進口許可制度限制產品的進出口貿易。
二是通過減少汞的供應以減少和控制汞流向添汞產品和用汞工藝。目前擬采取的措施是要求各國在一定期限內禁止新建原生汞礦、關閉現有汞礦,以減少全球汞的供應量;禁止原生汞的出口貿易,限定汞及其化合物的出口,對于出口用于無害化處置和允許用途的汞,實行事先知情同意程序。
三是對廢棄添汞產品的環境無害化處置。目前對廢棄添汞產品的管控未做強制性規定,僅提出要加強對含汞廢物的環境無害化管理。
在汞文書草案的討論中有國家建議針對電光源產品制定全球統一的汞含量限值標準,并對含汞量超標產品限期淘汰,符合淘汰標準的申請豁免期,豁免期內允許生產和進出口。
表1為牙買加、日本等在2012年INC第四次會議上提出的含汞電光源產品淘汰名單。名單按照電光源產品種類及其功率、長度、管徑、壽命等分別提出了汞含量限值標準,并對汞含量超標的產品提出了明確的淘汰時限。盡管該名單尚未通過大會決議,但預示著未來國際汞公約對電光源產品將按照汞含量限值標準實施逐步淘汰的趨勢。

表1 擬逐步淘汰的含汞電光源產品名單Table 1 List of Light Source Production to Phase Out
含汞電光源產品主要包括緊湊型熒光燈、直管熒光燈、環型熒光燈、高壓鈉燈、金屬鹵化物燈、高壓汞燈等。2010年,我國含汞電光源生產企業400多家,產值超過300億元,從業人數超過10萬,產能約80億支,產量約60億支,同比增長約8.0%,其中熒光燈產量約占98%。我國作為世界上第一大節能燈生產國和出口國,節能燈生產供應量占全球80%左右的份額[5]。
不同種類電光源產品的單支含汞量有較大差別。以2010年的數據為例,直管熒光燈產品的單支含汞量在5~10mg,個別企業的產品為3~4mg甚至更低;中低功率緊湊型熒光燈產品的單支含汞量為3~5mg,部分企業產品含汞量低于3mg,甚至低于1mg;大功率緊湊型熒光燈含汞量在3~10mg;高壓汞燈和高壓鈉燈的含汞量差別較大,為3~34mg,金屬鹵化物燈差別更大,個別企業高達500mg。
不同的注汞方式會直接決定汞的使用量和排放量,常溫下固汞汞蒸氣釋放量約為液汞的30%左右[6]。以2010年產量和用汞量較大的U型緊湊熒光燈為例,固汞產品含汞量和排放量遠低于液汞產品,而自動液汞工藝的產品含汞量和排放量又明顯低于手動液汞工藝 (見表2)??梢?,固汞工藝和自動注汞工藝可有效減少汞的使用和排放。

表2 U型緊湊熒光燈汞使用和排放情況Table 2 Use and Release of Mercury in U-Compact Fluorescent Lamp
隨著固汞技術的日趨成熟,固汞產品的比例逐步增加。2010年我國固汞熒光燈產量已占熒光燈總產量的70%以上。2010年各類電光源使用固汞的比例如圖1所示。其中,無極熒光燈、特種熒光燈和高壓鈉燈已全部使用固汞,節能燈 (整燈)、特種高強度放電燈、環形熒光燈和直管型熒光燈使用固汞比例也超過80%,而生產緊湊型熒光燈 (毛管)使用固汞的比例僅50%左右,金屬鹵化物燈和紫外線燈的固汞使用比例較低,高壓汞燈則全部使用液汞。

圖1 2010年含汞電光源產品固汞采用比例Fig.1 Ratio of amalgam in light source production with mercury in 2010
針對電光源產品生產、使用、廢棄環節產生的汞污染問題,國內制定了相關政策以控制汞的使用和排放[13]。
《重金屬污染綜合防治“十二五”規劃》要求在熒光燈行業推廣固汞技術[7]。 《環境標志產品技術要求照明光源》(HJ 2518-2012)根據產品功率細化了汞含量限值 (見表3),提出了在產品生產階段,熒光燈和高壓鈉燈不得采用液汞工藝,熒光燈、高壓鈉燈、金屬鹵化物燈在生產過程中應設置汞收集、吸附裝置,并制定削減含汞量、減少汞排放的規劃和管理要求[8]。該標準明確了電光源產品的分類管控,基本體現了與國際接軌的管理理念[14,15]。

表3 照明光源產品中汞含量的限值要求Table 3 Limit of Mercury Content in Lighting Source Production
《工業清潔生產推行“十二五”規劃》[9]和《輕工業“十二五”發展規劃》[10]均要求熒光燈行業推廣固態汞注入技術,推廣汞含量2mg以下長壽命節能燈,降低照明產品中的汞含量,減少生產和使用環節汞對環境的污染,研究廢棄熒光燈管的回收利用。
《產業結構調整指導目錄》 (2011年版)鼓勵高效節能電光源 (高、低氣壓放電燈和固態照明產品)技術開發、產品生產及固汞生產工藝應用,鼓勵廢舊燈管回收再利用[11];《節能中長期規劃》將“含汞廢物的汞回收處理技術開發應用及成套設備制造”等列為鼓勵類技術項目[12];在“高效照明產品推廣項目”中對汞含量進行限制。
總體而言,目前國內對電光源產品的管理主要體現在加大力度推廣固汞注入技術,降低產品的汞含量,同時加強對含汞廢物的回收處理和對廢舊燈管的回收再利用。
含汞電光源行業內用汞量比較大的節能燈屬于鼓勵推廣的節能產品[16,17],目前尚無成熟的無汞替代技術,短期內尚不能淘汰,而國際汞公約的制定和履行將對電光源產品提出更加嚴格的汞含量限制標準,超過限值標準的電光源產品將禁止生產和銷售。因此我國電光源行業面臨著巨大的國際履約壓力。各部門制定的政策措施有效地推動了電光源行業汞使用和排放的削減,但針對我國汞污染防治技術水平、替代產品和技術的研發和推廣力度等方面的各項政策和措施仍亟待加強。
企業應落實汞污染防治主體責任。從源頭控制、過程控制、末端治理、廢物回收和處理處置四個方面削減汞的使用和排放。源頭控制可通過推廣固汞技術、半導體發光二極管技術等,有效降低行業內汞的使用量和排放量,同時也會顯著減少含汞廢水、含汞固體廢物的排放。過程控制應推廣自動注汞技術,有效控制汞的注入量,減少生產過程中汞的排放。末端治理應推廣活性炭吸附等能夠進一步減少汞排放的技術。廢物回收和處理處置應推廣切端吹掃分離工藝回收汞,并應加強不良品的控制回收,降低汞的排放量。
鼓勵企業加強日常管理責任,落實汞污染防治措施。企業應設置環境管理機構,負責環境管理和監督工作;建立汞污染控制管理制度和監測機制;建立臺賬制度,對含汞原料、產品等的采購、銷售以及轉移和出入庫等進行嚴格管理;建立職業安全防護制度和廠區標識管理制度等;建立培訓制度,對員工進行汞危害、污染事故預防、職業健康等方面的培訓;建立檢查及考核制度,監督各項制度的實施。
從政策層面對添汞產品的替代工藝進行引導和扶持,淘汰落后產能。逐步減少液汞電光源生產線,擴大固汞電光源產能,推廣低汞/微汞技術和清潔生產技術。強制新建、改建、擴建熒光燈生產項目使用固汞工藝,并采用圓排機等自動化和密閉化注汞技術。鼓勵低汞/微汞、長壽命、高效電光源產品研發和推廣,加強LED產品的自主研發和推廣。通過補貼、減稅和優先信貸等經濟激勵措施支持企業進行技術改造、裝備開發和產品升級,從源頭減少和淘汰汞的使用,確保行業穩定、健康發展。
建立和執行環境管理制度。應嚴格執行環境影響評價制度和“三同時”制度,嚴格執行清潔生產審核制度,加強含汞污染物的治理和含汞危險廢物的環境監管。應制定汞污染防治實施方案,并建立汞污染防治工作驗收和評估機制。
未來國際汞公約對我國電光源生產行業的汞污染防治水平提出了更高要求,應充分予以重視,強化各級管理部門、行業和企業的用汞管理制度,切實提高汞污染防治能力,做好履約應對工作。
[1]馮新斌,洪業場.酸沉降對人類的威脅之一引起湖泊體系魚體汞污染 [J].地質地球化學,1996,24(5):50~53.
[2]菅小東,沈英娃,姚薇 等.我國汞供需現狀分析及削減對策 [J].環境科學研究,2009,22(7):787~792.
[3]楊深,石挺,唐效峰 等.無汞光源研究進展 (上)[J].中國照明電器,2010(01):1~5.
[4] UNEP(DTIE)/Hg/INC.4/3-Revised draft text for a comprehensive and suitable approach to a global legally binding instrument on mercury.
[5]黃漩.歐盟節能燈最新能效要求分析 [J].標準科學,2009(06):46-49.
[6]安恩森,朱升和.微汞技術在防止節能燈汞污染中的作用 [J].中國照明電器,2012(03):21~23.
[7]環境保護部.重金屬污染綜合防治“十二五”規劃[Z].
[8]HJ2518-2012,環境標志產品技術要求照明光源 [S].環境保護部,2012.
[9] 輕工業“十二五”發展規劃 [Z].工業和信息化部,2012.
[10]工業清潔生產推行“十二五”規劃 [Z].工業和信息化部,2012.
[11]產業結構調整指導目錄 [Z].國家發展和改革委員會,2011.
[12]節能中長期專項規劃 [Z].國家發展和改革委員會,2004.
[13]HJ/T230-2006,環境標志產品技術要求節能燈 [S].國家環境保護總局,2006.
[14] Directive 2011/65/EU of the European Parliament and of the Council of 8 June 2011 on the restriction of the use of certain hazardous substances in electrical and electronic equipment[S].European Union,2011.
[15] ENERGY STAR Program Requipments for CFLs.
[16]國務院關于印發節能減排綜合性工作方案的通知 (國發 [2007]15號)[Z].國務院,2007.
[17]關于下達財政補貼高效照明產品推廣任務 (第一批)的通知 [Z].財政部等,2008.