氟熔鹽研究實驗室環境影響分析和環境風險防控對策

蔣夏瑜

（蘇州正恒環境科技有限公司，江蘇蘇州 215000）

近年來，我國大力推進新型核能綜合利用這一高科技項目的發展，釷基熔鹽堆作為未來第四代熔鹽反應堆的核心技術，已經成為該項目的重點研究開發研究對象[1-2]。在熔鹽反應堆中氟熔鹽作為核心，它的理化性質是否具有穩定性，對反應堆的安全性具有顯著影響[3-4]。針對氟熔鹽研究實驗室環境影響分析，對于實驗室環境風險防控對策的提出，以及防控對策實施的有效性，有著重要影響意義[5-6]。本研究提出氟熔鹽研究實驗室環境影響分析和環境風險防控對策，以期為我國新型核能的綜合利用研發，提供一些基礎性保障。

1 氟熔鹽研究實驗室環境影響分析

1.1 水環境的影響

氟熔鹽研究實驗室環境影響中，水環境的影響是必須要考慮的重要內容。氟熔鹽相關原料會經高溫處理與溶解工序，則會導致一些HF廢氣經堿液吸收排放；另外，一些生活污水，也會對環境產生影響。另外，氟熔鹽作為稀土元素（REEs）是由17種具有類似化學性質的元素組成，包括15種鑭系元素、釔和鈧。由于其獨特的物理和化學性質，稀土元素在許多有助于減少溫室氣體排放和化石燃料消耗的新能源技術和系統（例如，風力渦輪機、電動汽車、高效照明、電池和儲氫）中越來越重要。然而，稀土元素（氟熔鹽）的生產遠不能實現環境可持續性，因為它需要大量的材料和能源消耗，同時會產生大量的污染水排放和固體廢物，氟熔鹽對所在地區水污染環境問題，也成為氟熔鹽研究實驗室環境影響的重要風險因素。迄今為止，對氟熔鹽生產的生命周期評估研究非常有限。隨著可再生能源和節能技術的不斷發展，全球氟熔鹽的產量將增加。因此，減少氟熔鹽生產對水環境的影響至關重要。

1.2 社會環境的影響

氟熔鹽研究實驗室雖然位于工業園區內，但因氟熔鹽本身產生的危害，使附近群眾對其實驗產生恐慌。為了更加具體地了解氟熔鹽研究實驗室對社會環境風險影響，本次研究實際走訪了附近群眾，針對社會公眾（500人）對氟熔鹽研究實驗室項目的看法，進行系統性的調查分析，從而以相應的數據分析，可能產生的一些風險，如圖1所示。

圖1 社會環境的影響調查結果

300人回答會產生影響，計算為300/500×100%=60%；認為不會產生影響的為200人，計算為200/500×100%=40%。

調查結果顯示，氟熔鹽研究實驗室可能產生的社會環境風險對于當地群眾而言，40%人表示不會帶來風險，在問卷填寫溝通中發現，60%的群眾認為存在風險，在項目建設之初，對于空氣、水源的影響較深，一些比較靠近實驗室的群眾，自發組織起來，擔心自己會受到該項目原料的影響以及生產期間的粉塵，導致環境污染下，會對群眾的健康產生威脅，因此，這部分人群持不同意的觀點較高。

1.3 大氣環境的影響

氟污染是指氟及其化合物對環境造成的污染，主要來自鋁冶煉、磷礦加工、磷肥生產、鋼鐵冶煉和煤炭燃燒的排放，這些污染均會對大氣產生影響。氟熔鹽作為高危險品，也同樣具有較強的大氣污染問題產生。氟熔鹽研究實驗室需要儲備氟化鋰-氟化鈉-氟化鉀共晶鹽、氟化鋰-氟化鈹共晶鹽、氟化鋰-氟化鈹-氟化鋯共晶鹽、氟化鉀-氟化鋯共晶鹽、氟鋯酸鈹，這些均為高污染物，若儲存不當，則會導致大氣污染產生，對周圍環境產生極大的危害。氟熔鹽生產對環境條件未加以布局與控制，則會導致大氣污染，對環境產生嚴重影響，劣化現象主要是由于水一旦侵蝕和滲透到材料表面，就會吸收和滲透到材料中而產生的自然和不受限制的衰變過程。一些化學、物理和生物降解過程可能會改變實驗區內材料本身的性質。具體污染程度如圖2所示。

圖2 氟污染指數示意

注：PM2.5平均值標準值；國務院同意發布新修訂的《環境空氣質量標準》中PM2.5監測指標標準，采用重量法將PM2.5直接截留到濾膜上，然后用天平稱重。

2 環境風險防控對策

2.1 水環境風險防控對策

高溫處理和溶解工序產生的HF廢氣經堿液吸收后有組織排放；生活污水接入市政污水管網排入園區污水處理廠處理后達標排放。不屬于高污染、高耗能、高風險產業，符合園區產業政策要求。因此，項目需要符合《蘇州工業園區總體規劃（2012—2030年）》《蘇州工業園區總體規劃（2012—2030）環境影響報告書》及其審查意見中用地和產業規劃的要求。把保護水環境納入工作計劃，落實水處理措施。生產和生活污水排放執行國家《污水綜合排放標準》（GB 8978—1996）。為防止地表水的污染，水體有毒廢液和清洗裝貯過油類和有毒污染物的容器，均不可向水體排放、傾倒。不向滲坑、滲井、裂隙中排放廢水，生產中使用的化學物質不向地下水中排放，廢水處理措施要征得主管部門同意。

2.2 社會環境風險防控對策

生產周期內，政府首先應公布項目相關的環境公務信息，包括工程用料、廢棄物處置、排污方式等，工程周邊的利益相關的社會民眾在接收到這一信息后，會自行衡量項目對生態利益、環境利益、健康利益的影響，若在其可接受范圍內，民眾會表現出對政府及項目的信任；反之，若民眾認為項目的建設對其居住的生態環境或健康狀況造成的影響已超出其可承受程度，民眾就會表現出對政府及工程項目在生態環境方的不信任，進一步落實到行動方面，民眾會抗議項目的建設，甚至聚眾阻止項目的進行。因此，在防止產生社會環境風險問題方面，應盡可能地考慮當地群眾的切實需求，在符合國家法律法規的前提下，充分解決當地群眾的實際問題。如一些環境污染問題，應提前做好降塵、防塵的準備工作，減少施工材料運輸產生的粉塵污染問題的產生。

2.3 大氣環境風險防控對策

生產過程中產生的廢氣、粉塵必須按國家《大氣污染物綜合排放標準》《工業爐窯大氣污染物排放標準》要求，達標排放。不使用排煙不達標的機械和車輛，柴油動力機械和車輛排煙度執行國家《汽車柴油機全負荷煙度排放標準》（GB 14761.7）和《柴油車自由加速煙度排放標準》（GB 14761.6）。車輛的汽油機執行《車用汽油機污染物排放標準》（GB 14761.5）。現場作業必須采取防塵除塵土措施，達到相應的環境保護和勞動保護要求，防止污染環境或危害人員身體健康。不在施工區內焚燒會產生有毒或惡臭氣體的物質。為防止運輸揚塵土污染和物料滑落傷人，裝運氟熔鹽及垃圾等一切易揚塵的車輛，必須覆蓋封閉，為防止公路二次揚塵污染，各運輸場內的路面，需要定期灑水。

3 結束語

氟熔鹽是化學反應、能量傳遞和儲存的良好介質。應開發熔鹽創新技術，從二次資源中回收金屬，并從一次自然資源中儲備金屬。其中，氟熔鹽電解法是一種經濟、環保的從廢棄物中提取金屬的方法。氟氟熔鹽研究實驗室則是利用氟熔鹽電解優勢，進一步研究和確立其發展方向。將氟熔鹽電解用于從各種金屬廢料中回收金屬，如磁鐵廢料、核廢料和硬質合金廢料，以此來針對不同含金屬廢物開發提出有效的電解方法，克服電解液、電極和電解槽中的一些問題。除了歷史上的熔鹽反應器實驗、一些反應器回路和單電子輻照/腐蝕設施外，目前還沒有專門的設施來測試氟熔鹽腐蝕和輻照對環境產生的綜合影響。因此，在與反應堆相關的快速材料測試能力方面存在一個重大差距，如果補救，將極大加快氟熔鹽反應堆的發展。而在此之前，就充分考慮氟熔鹽研究實驗室對環境產生的影響，并進行系統性的分析，從而提出有針對性的環境風險防控對策，進一步促進氟熔鹽研究實驗室的各項研發，穩步推進，促進我國氟熔鹽研發領域的發展。