再生鋁廠排放氟化物對周邊農(nóng)作物的影響評價

岑玉秀

(廣西博環(huán)環(huán)境咨詢服務有限公司，廣西 南寧 530000)

近年來，大氣氟化物污染事件越來越多。據(jù)報道[1]，海水中含氟量為0.4mg/L ～0.9mg/L，海水的大量蒸發(fā)是大氣中氟化物增高的主要來源。同時，許多工廠也會排放氟化物，如水泥廠、電解鋁廠、氟化工廠、磷肥廠、陶瓷廠、磚瓦廠、鋼鐵廠等。

微量氟化物不會影響植株的生長，但是植株體內(nèi)氟化物超標時，其根莖葉特別是嫩芽、嫩葉會受到嚴重影響。根據(jù)目前研究成果[2，3]，氟化物對植物的損傷機理，主要是氟化物易與鎂離子組成化合物影響多種酶的活性；氟化物與鎂的結(jié)合抑制葉綠素的合成從而影響光合作用的進行；氟化物易與鈣、鎂、硅等離子形成復雜化合物沉積，堵塞輸送系統(tǒng)，導致植物水分、營養(yǎng)輸送不良。本文通過大氣預測模型AERMOD 對某擬建再生鋁廠排放的氟化物進行預測，分析該廠運營期對周邊農(nóng)作物可能產(chǎn)生的影響。

1 再生鋁廠氟化物的產(chǎn)生和排放

中國是世界上最大的鋁生產(chǎn)國和消費國。再生鋁是由廢舊鋁和廢鋁合金材料或含鋁的廢料，經(jīng)重新熔化提煉而得到的鋁合金或鋁金屬，是金屬鋁的一個重要來源。與原鋁生產(chǎn)相比，再生鋁生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的廢氣污染物種類和排放量均較少，在環(huán)境保護、節(jié)能降耗方面有顯著優(yōu)點。

某再生鋁廠擬對鋁冶煉企業(yè)和鋁型材企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的邊角料進行資源化綜合利用，年處理廢鋁10 萬t，產(chǎn)品為合金鋁錠。生產(chǎn)過程中添加精煉劑、金屬硅、銅、鎂等合金，主要生產(chǎn)設備為30t 雙室爐、25t 精煉爐，燃料為天然氣。精煉劑中含有一定量的氟化鈣、六氟鋁酸鈉（冰晶石），精煉劑添加量為260t/a。精煉劑中氟化鈣主要起到助熔的作用，但六氟鋁酸鈉（冰晶石）可以與Al2O3生成AlF3，保守估計精煉劑中的冰晶石（含量2%）全部反應然后以氟化物的形式進入到煙氣中。鋁熔煉廢氣中氟化物1%為無組織排放，99%被集氣罩收集進入煙氣凈化系統(tǒng)，經(jīng)“旋風收塵器+覆膜布袋除塵器+堿噴淋塔”處理，達到《再生銅、鋁、鉛、鋅工業(yè)污染物排放標準》（GB31574-2015）要求后，即氟化物排放濃度為2.67mg/m3，由25m 排氣筒排放。氟化物無組織排放量為0.24t/a，有組織排放量為1.22t/a，合計1.46t/a。

2 預測模型及參數(shù)

本次采用大氣預測模型AERMOD 對氟化物進行預測，分析其對周邊農(nóng)作物的影響，預測方案需計算氟化物總沉積率。大氣環(huán)境影響評價范圍為以項目為中心，廠界外5km×5km 的矩形區(qū)域。項目所在區(qū)域為復雜地形，周邊大部分用地尚未開發(fā)，主要為農(nóng)田、旱地，故地表類型選擇農(nóng)作地。根據(jù)中國干濕狀況劃分圖，項目所在區(qū)域為濕潤氣候。

3 預測結(jié)果

3.1 正常排放預測結(jié)果與評價

正常排放情況下，氟化物影響預測結(jié)果見表1 和表2。由預測結(jié)果可知，擬建再生鋁廠排放的氟化物1h 平均、24h 平均最大落地濃度及植物生長季平均最大沉積貢獻值均滿足《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB3095-2012）附錄A 中二級標準要求。

表1 氟化物正常排放預測結(jié)果

3.2 擬建項目氟化物排放對農(nóng)作物的影響分析

根據(jù)農(nóng)作物對氟化物的敏感程度，參考《保護農(nóng)作物的大氣污染物最高允許濃度》（GB9137-88），將作物分為三類，即敏感作物、中等敏感作物和抗性作物。目前對植物傷害閾值的確定，主要還是根據(jù)葉片產(chǎn)生可見傷害癥狀（一般以產(chǎn)生5%受害葉面積為標準）的危害劑量（HF 濃度×暴露時間）[4，5]，再生鋁廠排放氟化物對周邊環(huán)境的預測最大濃度貢獻值見表3。

表3 空氣中氟（HF）對植物的傷害閾值

由表3 可見，項目投產(chǎn)后所排放的氟化物，對于敏感植物的生長影響較大，基本上各時間段均超其產(chǎn)生5%傷害所需濃度的最低閾值；對于中等敏感植物，除了生長周期一年以上的植物超過其最低閾值外，其它時間段對植物影響不大；對于抗性植物，各時間段均未超過其產(chǎn)生5%傷害所需濃度的最低閾值。

表2 氟化物各季度沉積預測結(jié)果 單位：μg /（dm2·d）

4 分析評價

（1）根據(jù)預測結(jié)果可知，年處理10 萬t 廢鋁的再生鋁廠排放的氟化物正常情況下，雖然滿足《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB3095-2012）附錄A 中二級標準要求，但1h 平均貢獻值占標率較大，達到78.69%；對于植物生長季，夏季氟化物總沉積占標率較大，達到83.33%。年處理10 萬t 廢鋁的再生鋁廠周邊2.5km 范圍內(nèi)不宜種植敏感植物，不宜種植生長期超一年的中等敏感植物。

（2）為盡量降低再生鋁廠氟化物排放對周邊農(nóng)作物的影響，建議采取以下措施：合理規(guī)劃布局再生鋁廠，新建企業(yè)應遠離農(nóng)作物種植區(qū)；使用含氟量較少的精煉劑以減少氟化物的產(chǎn)生；在再生鋁廠周圍一定范圍內(nèi)種植抗性較強的樹木，如常綠闊葉樹種，增加對廢氣中氟化物的吸收，以減少對其他植物的危害；在距污染源較近的地方，種植抗性作物，如棉花、番茄、茄子、辣椒、馬鈴薯等。