康琦 趙慶 沈安虎 胡瀟
長安大學 建筑工程學院 陜西 西安 710021
汞是環境中毒性最強的重金屬元素之一,一方面在長久以來的工業發展中被廣泛地使用,另一方面由于過多攝入汞所引起的水俁病[1]一直威脅著全球人民生命安全。隨著《巴塞爾公約》[2]以及《水俁公約》[3]的簽訂,在全球范圍內,各國對汞危害的重視不斷加強。
我國涉汞行業較多,主要可歸納為工業制造、醫藥醫療、日常生活三類。其中工業制造包括,有色金屬冶煉、原生汞礦開發、聚氯乙烯生產等;醫藥醫療行業包括,含汞溫度計生產、含汞血壓計生產、口腔科用銀汞合金等;日常生活包括,含汞熒光燈生產、含汞電池生產以及化妝品汞添加等。
我國在擁有龐大的涉汞行業的情況下,解決好汞廢物的處置問題,成為一個關鍵的任務。作為《水俁公約》的締約國之一,在不久的將來,我國汞產品將出現大程度的減產,汞礦也會大面積關停,可以預見的是含汞產品將會在制造、出口、進口三個方面被禁止,并出現汞的替代品。但由于我國涉汞行業較多,汞產品遍布人們的生活,因此,汞廢物的管理是一個長期要面對的問題。根據Masaki Takaoka[4]所說,“汞產品的使用期限和處置期限之間有一個時間差,因此汞廢物的處置將繼續下去,并將隨著時間的推移而減緩。汞廢物管理方面的挑戰依然存在。”
《巴塞爾公約》[2],對包括汞廢物在內的危險廢物在跨境轉移、出入口方面的處置運輸及管理做出了相應要求。其中,廢物是指處置的或打算予以處置的或按照國家法律規定必須加以處置的物質或物品。
公約[2]規定締約方有一項一般性義務,即確保對所有危險廢物和其他廢物,無論在何處都需進行無害環境管理(ESM),并責成締約方打擊非法販運并對非法出口的廢物進行再進口或以其他方式處置。
《水俁公約》,其為避免人體健康和環境免受汞排放的影響,對汞在供應貿易、用汞產品制造工藝及相關采金業采取限制措施,對汞的環境無害化臨時儲存、汞廢物和受污染場地訂立了措施。
公約定義,汞廢物系指汞含量超過締約方大會經與《巴塞爾公約》各相關機構協調后統一規定的閾值,按照國家法律或本公約之規定予以處置或準備予以處置或必須加以處置的下列物質或物品:①由汞或汞化合物構成;②含有汞或汞化合物;③受到汞或汞化合物污染。
這一定義不涵蓋源自除原生汞礦開采以外的采礦作業中的表層土、廢巖石和尾礦石,除非其中含有超出締約方大會所界定的閾值量的汞或汞化合物
公約要求對汞廢物進行無害化管理包括收集、運輸、儲存三大方面,同時做到無害化處置以得到回收、再循環、再生或直接再使用。
在我國于2019年12月發布的《國家危險廢物名錄(修訂稿)》[5]中,含汞廢物為編號HW29的20類廢物,且針對多種含汞生活廢物,廢熒光燈管、廢溫度計、廢血壓計及廢汞電池做出了,若根據要求分類收集,可不按照危險廢物管理的豁免。
根據統計發現,我國汞廢物處置相關法律法規可分為兩大類,一類為危險廢物管理,另一類為危險廢物處理。
其中,危險廢物管理包括從事危險廢物管理的資格審查以及危險廢物的進出口運輸管理,如《中華人民共和國固體廢物污染環境防治法》明確了固體廢物防治的義務,并且規定了固體廢物污染防治工作要求,《危險廢物經營許可證管理辦法》對從事危險廢物活動的單位提出資格要求,并進行相關監督,《危險廢物轉移聯單管理辦法》加強了對危險廢物轉移的有效監督從而實行轉移聯單制度,明確聯單的填寫內容及違規處罰內容。另一方面,危險廢物處理包括危險廢物處理的技術導則以及危險廢物的污染排放,如《危險廢物處置工程技術導則(HJ 2042-2014)》規范了危險廢物處置工程的建設和運行;《危險廢物焚燒污染控制標準 (GB18484-2001)》對危險廢物的焚燒的項目建設做出要求,并明確了排放標準;《危險廢物填埋污染控制標準 (GB18598-2019)》 對危險廢物的填埋項目建設作出要求,并且要求相關排放物符合國家標準。
除上述政策以外,其他針對如有色金屬冶煉、氯堿工業生產、廢熒光燈等的直接管控政策,所管控的方面可總結為:行業準入要求、污染排放要求、清潔生產要求等。
由此我們可以發現,在我國并沒有直接針對汞廢物的法規政策。同時注意到,隨著國家垃圾分類政策[6]的實施,被列入有害垃圾的各生活源汞產品,一方面可按規定在收集階段進行豁免,這在一定程度上提高了廢物處理能力,另一方面通過垃圾分類,作為有害垃圾的汞廢物,避免了混入其他生活垃圾的情況發生,并且由專業企業處理以免在處理階段出現汞泄露情況。
日本作為水俁病的發病地,飽受水污染的傷害,因此在水俁病等事件之后日本吸取教訓,限制汞排放,減少汞使用,并在污染防治,廢物管理方面都走在世界前列。
針對《水俁公約》第11條汞廢物,日本現行的《廢物管理法》中對廢物的收集、運輸、儲存和環境無害化處置有較為全面的管控。同時隨著《水俁公約》的生效,日本在同一天執行了《汞的防止環境污染法》,其中針對汞廢物,制定了明確的管理規定并要求管理者進行定期報告以及懲罰性措施。此外,為了加強含汞工業廢物的管理,日本還將新增《工業含汞廢物》和《灰塵等含汞廢物》等法律法規[7]。由于日本在小規模金礦開采,以及氯堿工業生產過程中已經完全實現了無汞化生產[8],因此在汞廢物的處置問題上,主要針對的行業為紐扣電池、熒光燈、工業廢渣、牙科銀汞合金、廢物試劑和污泥,且都以登記回收,專業企業處理的方式進行管理。
同時,值得注意的是,早在2015年,日本環境省就推出了《從家庭中分離和回收使用汞的廢品的準則》,這對從日常生活層面控制汞廢物泄漏有十分有效的指導性。
美國Resource Conservation and Recovery Act(RCRA)規定涉及含汞產品的處理和回收,含汞的廢棄物被確定為危險物品,其存放、運輸等應符合有關部門的規定。現在已將含汞廢物歸屬按普通廢料的規定,比RCRA關于危險物品的管理條款要求有所放松,各州建立專門的收集規劃[8]。統計發現美國含汞廢物管理相關法規,大致涉及汞廢物的回收、處理以及各具體行業的收集要求。如《固體廢物焚燒規則(40CFR第129部分)》規定了有關EPA大型和小型生活垃圾焚燒爐,包括感染性廢物在內的醫療廢物焚燒爐,以及工業固廢燃燒爐的大氣排放標準;《通 用 廢 物 條 例(40CFR第273部分)》對于某些廢物全方位收集要求,包括含汞電池、農藥、燈具、和溫控器。在個別州,可以修改普通廢物條例和添加普通廢物名錄,因此可以更精確的應用該規定。
在涉汞產品方面,美國針也對如電池、熒光燈中汞的使用和廢棄做了系列規定[8]。
歐盟在汞污染防治領域一直位于世界前列,且于2003年停止汞生產,并于2011年歐盟禁止出口汞和汞化合物。由于歐盟在各層面的法律法規十分健全,分別涉及添汞產品的生產,用汞工藝的管理審查及禁止,汞排放的資格審查、排放流程及排放標準,汞廢物的判定、儲存及處理要求,因此在全球汞排放量上升的大背景下,歐盟汞排放量已經大幅下降,而且還在繼續降。
當前,我國主要含汞廢物可歸納為,廢汞觸媒、含汞廢渣、廢熒光燈及廢含汞試劑。同時注意到,作為醫療用品的牙體修復材料,銀汞合金,雖已開始減少其的使用[10],但之前大量的使用和其較長的壽命[11],也成為汞廢物處置回收的一個關注點。《水俁公約》要求以BAT(Best Available Technique),即最佳可用技術原則來實現其中對各行業排放,處置及管理要求[12],因此加強對相關行業先進技術的評估,并確定最佳管理模式,也成為履約的關鍵。
氯堿工業生產是我國用汞量最大的行業,在電石法生產聚氯乙烯的過程中,氯化汞觸媒作為一種關鍵的催化劑被使用。同時,在我國平均每年使用的汞觸媒占全國汞用量的50%以上[13],因此隨之要面臨的廢汞觸媒處置也是汞廢物處置的重要部分。
(1)廢汞觸媒處置技術
我國針對廢汞觸媒的處置技術隨著多年的研究,已經得到了極大的進步。回收率,及產生污染的問題也已被解決。
我國過去傳統處置技術為蒸餾法和控氧干餾法,但也存在能耗較高,二次污染等問題[14]。針對能耗高,與二次污染問題,我國研究人員,在干餾法的基礎上針對干餾爐和尾氣處理工藝加以處理改進,降低了回收能耗并且使汞的回收率達到99.94%[15]。在蒸餾法的基礎上對廢活性炭增加“高溫回轉窯+二燃室+急冷+活性炭吸附”的工藝,解決了殘渣二次污染的問題[16]。同時相電還原技術,用電還原思想實現了對汞廢物的有效回收,也解決了二次污染的問題[17]。
(2)廢汞觸媒管理分析建議
我國在聚氯乙烯產業上的無汞化生產還在研究發展當中,對于減少廢汞觸媒所導致的汞排放,多通過政策管理實現。
1)減少汞觸媒使用
國務院在《“十三五”生態環境保護規劃》中提到,禁止新建電石法生產聚氯乙烯的項目,到2020年聚氯乙烯行業每單位產品用汞量在2010年的基礎上減少50%。如今我國已能做到低汞觸媒的全部使用[18],同時在廢汞觸媒的處置技術上也得到了很大的進步,不僅可以做到高回收率,也解決了二次污染和能耗高的問題。
2)規范汞觸媒操作工藝及管理
研究發現,在進行電石法生產時,對工藝溫度的控制要求嚴格,控制不當易造成汞流失和使用效率不高等問題[18]。同時在汞觸媒的轉運,新舊觸媒的更換過程中也易發生汞觸媒的外流[19]。因此對汞觸媒實施規范化的操作管理,可在從很大程度上減少人為失誤導致的汞流失。
在過去十幾年里熒光燈作為白熾燈的替代品,在各個國家廣泛地被使用。而汞蒸氣作為釋放紫外線的關鍵介質,在這十幾年里的用量也十分巨大。由于熒光燈在使用,報廢運輸等過程中破碎易產生汞泄露,一些國家已經出臺了相關法規強制要求將熒光燈和節能燈送到專門的收集中心[20]。
我國作為全球最大的熒光燈生產和使用國[21],在已有LED燈出現并且逐漸普及的情況下,仍面臨著極大的廢汞燈處理和管理壓力。
(1)廢熒光燈處置回收技術
在我國危險廢物名錄中,廢含汞熒光燈管作為非特定行業的含汞廢物被列在HW29。因此在收集過程中應做到分類收集,同時在處理過程中也應選擇環境無害化的處置手段,即本著綠色環保原則對廢熒光燈進行處置回收。
我國當前廢熒光燈回收企業主要采取切端吹掃(拆分回收)及直接破碎等技術[22]。切端吹掃一般針對線形燈管,通過切斷燈管的末端,并將熒光粉吹出。回收其他形狀的燈,大多使用直接破碎技術,即通過粉碎和粉碎,以回收玻璃碎片、鋁/金屬材料、磷粉和水銀。破碎的玻璃碎片通過篩分操作從熒光粉中分離出來。這種篩分可以通過干法或濕法進行[21]這兩種方法均實現了廢熒光燈各組分的有效回收,不僅做到了減少汞向自然界的排放,同時減少了資源的浪費。其中,切端吹掃技術,可實現廢熒光粉的高效回收,且純度可達到99%,但存在投入較高的問題;直接破碎法雖成本較低,但后期針對熒光粉的回收處理困難較大[21]。
(2)廢熒光燈管理分析建議
在城市垃圾分類政策[6]的普及下,針對廢熒光燈的回收管理,我國目前并沒有系統的管理規范和制度。作為日常生活用品,在同時具有危險污染物的特性下,廢熒光燈的規范化回收在管理中是關鍵的一節。在當前,市場上已有可以對廢熒光燈實施有效回收處理技術,因此要對廢熒光燈進行無害化處置,規范化的管理及有力的執行措施是十分必要的。
1)建立有力的回收處理機制
作為廢熒光燈有效處理的前提,廢熒光燈回收是十分關鍵的一環。在我國雖已開展廢熒光燈回收相關工作,但仍未實現有效的有秩序的廢熒光燈回收,同時在很多地區廢汞燈回收這一理念都沒有建立[23]。
在國內,并無規定性的指導文件對回收處置進行全過程的規范管理。建議建立從居民使用報廢,到專業處置企業的全過程管理規范。明確廢熒光燈儲存時的注意要求,規范廢熒光燈的轉移流程。從而做到無破碎,無泄漏的轉移處理。
2)推動并扶持專業企業建設
若要全面推廣并使廢汞燈回收在人們心中根深蒂固,引入市場的調節手段,會在很大程度上提高廢汞燈的回收,同時起到很好的宣傳作用。《中華人民共和國固體廢物污染環境防治法》,提出縣級以上地方人民政府環境衛生等主管部門應當組織對城鄉生活垃圾進行清掃、收集、運輸和處理,可以通過招標等方式選擇具備條件的單位從事生活垃圾的清掃、收集、運輸和處理。因此,推動廢汞燈回收企業的建設是十分必要的,但由于回收技術成本較大,收益較低,這在一定程度上阻礙了相關企業的發展。因此,建議可對廢汞燈回收企業進行政策性幫扶,如減少稅收,增加補貼等。
《水俁公約》在汞廢物處置上并沒有提出明確的標準,但完成汞廢物的全過程管理,以及環境無害化處置要求,是公約明確提出的。對比我國與其他國家地區的管理,以及法律法規,我國的履約差距大致體現在如下幾個方面:
(1)無專門針對汞廢物的處置法律
對比日本的法律法規,我國的汞廢物處理統一納入了危險廢物處置方面,并且在危險廢物管理方面,針對汞廢物并無單獨完整的模塊。
(2)含汞廢物的回收體系不完善甚至缺失
對比發現,我國汞廢物的處置管理法律法規多集中在資格審查,項目管理以及排放控制上,而國外有一整套完整的回收體系,做到了針對不同的汞廢物有不同的回收政策。
(3)含汞廢物處置工藝無統一推薦要求
發達國家,在無汞化生產方面尤為先進,在汞廢物處理上也是世界一流,而我國正處于行業無汞化生產的研究階段,在汞廢物處理上采取的工藝也各有不同,且無統一的工藝要求標準。實現處置工藝的統一化,推出工藝要求及標準,可在一定程度上提高我國汞廢物處置水平。
(4)汞廢物知識教育薄弱
發達國家針對汞廢物可以做到,針對社會的最小團體——家庭,推出汞廢物的分離分類準則,且可以對含汞產品做到登記回收,這說明個體已經可以做到對汞廢物的基礎認知,并能自發地進行回收。而我國現在仍處在生活垃圾分類的推廣階段,生活垃圾分類的基礎就是對廢物知識的了解。
(5)汞廢物回收處置企業較少
日本可以針對添汞產品做到登記回收,專業企業處理,這就說明日本有一定量的企業具有處理能力。截至2017年,我國含汞廢物處置企業不超過30家,有近一半的企業都位于貴州,這在很大程度上阻礙了在全國范圍內進行汞廢物的回收處理。
針對我國當前含汞廢物處置差距,提出以下建議:
(1)進一步完善含汞廢物管理處置相關法律,專門針對汞污染形成完整統一、覆蓋全過程的法律規定。
(2)完善汞廢物回收體系,針對各產業汞產品,或汞相關試劑形成適配的回收政策。
(3)加大汞廢物處置工藝的科學研究,以減少汞廢物處置環節的污染排放。
(4)推動汞廢物處置工藝的標準化建設,通過工藝推薦或工藝要求,以規范普及并推動汞廢物處置的發展。
(5)加強基層垃圾分類知識普及,提高公民環保意識,加強公民對汞廢物的知識學習,使汞廢物做到有效回收,進而實現專業處理。
(6)推動汞廢物處置企業的建設,以實現全國范圍內汞廢物處置企業的覆蓋,實現專業企業處理,從而提高汞廢物的回收處置