再生鋁廠冶煉廢氣中重金屬沉降對(duì)土壤的環(huán)境影響

岑玉秀

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

近年來(lái)，大氣中重金屬污染因不能被生物降解且具有累積性，威脅人類(lèi)健康而備受關(guān)注。大氣中重金屬污染主要來(lái)源于能源燃燒、交通運(yùn)輸、金屬冶煉等活動(dòng)[1]。大氣中重金屬沉降會(huì)污染土壤，會(huì)引起土壤組成、結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化，使微生物活動(dòng)受到抑制，在土壤中逐漸積累，會(huì)通過(guò)植物或水間接被人吸收，危害人體健康。土壤重金屬污染具有隱蔽性強(qiáng)、自?xún)裟芰Σ睢L(fēng)險(xiǎn)累積時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)[2,3]。本文結(jié)合再生鋁廠年處理10萬(wàn)噸廢鋁項(xiàng)目，探討廢鋁熔煉、精煉過(guò)程產(chǎn)生的煙塵中重金屬沉降對(duì)土壤的環(huán)境影響。

1 項(xiàng)目概況

該再生鋁廠主要原料廢鋁材是從周邊鋁合金制品加工企業(yè)收購(gòu)的邊角料，這部分廢鋁屬變形鋁合金，以3系和5系鋁合金材料居多。項(xiàng)目年處理廢鋁10萬(wàn)噸，產(chǎn)品為合金鋁錠，年產(chǎn)量為10.5882萬(wàn)噸。主要生產(chǎn)設(shè)備為30t雙室爐、25t精煉爐各4臺(tái)，燃料為天然氣，年運(yùn)行7200小時(shí)。

雙室爐、精煉爐廢氣中重金屬主要為砷、鉛、錫、鎘、鉻。冶煉廢氣1%為無(wú)組織排放，99%被集氣罩收集進(jìn)入煙氣凈化系統(tǒng)，經(jīng) “旋風(fēng)收塵器+覆膜布袋除塵器+堿噴淋塔”處理，重金屬去除效率90%，達(dá)到《再生銅、鋁、鉛、鋅工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB31574-2015）要求后，即砷及其化合物、鉛及其化合物、錫及其化合物、鎘及其化合物、鉻及其化合物排放濃度分別 為 0.0015mg/m3、0.0294mg/m3、0.0045mg/m3、0.0011mg/m3、0.0766mg/m3，由20m高排氣筒排放。

本項(xiàng)目有組織廢氣經(jīng)處理后排放情況為：砷0.00056t/a、鉛0.01059t/a、錫0.00162t/a、鎘0.00038t/a、鉻0.02757t/a。無(wú)組織廢氣排放情況為：砷0.00006t/a、鉛0.00107t/a、錫0.00016t/a、鎘0.00004t/a、鉻0.00278t/a。

2 土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀

本次研究在2019年9月對(duì)項(xiàng)目所在地周邊進(jìn)行了土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)，其中砷、鉛、錫、鎘、鉻監(jiān)測(cè)值分別為6.35mg/kg、58mg/kg、3.33mg/kg、0.05mg/kg、22mg/kg，其中砷、鉛、鎘滿(mǎn)足《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB 36600-2018）表1中第二類(lèi)用地篩選值要求。錫、鉻無(wú)相應(yīng)的建設(shè)用地土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，僅留作背景值。

3 土壤環(huán)境影響評(píng)價(jià)

3.1 預(yù)測(cè)范圍

本項(xiàng)目屬于污染型建設(shè)項(xiàng)目，土壤評(píng)價(jià)工作等級(jí)為二級(jí)，評(píng)價(jià)范圍即占地范圍內(nèi)及周邊200m范圍內(nèi)。

3.2 預(yù)測(cè)時(shí)段

通過(guò)項(xiàng)目土壤環(huán)境影響識(shí)別結(jié)果，確定預(yù)測(cè)時(shí)段為從項(xiàng)目營(yíng)運(yùn)期開(kāi)始的十年、二十年、三十年。

3.3 預(yù)測(cè)方法

本項(xiàng)目屬于污染型建設(shè)項(xiàng)目，土壤評(píng)價(jià)工作等級(jí)為二級(jí)，采用《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則 土壤環(huán)境（試行）》（HJ964 -2018）[5]中附錄E推薦使用的預(yù)測(cè)方法。

（1）單位質(zhì)量土壤中某種物質(zhì)的增量可用下式計(jì)算：

式中：ΔS——單位質(zhì)量表層土壤中某種物質(zhì)的增量，g/kg；

IS ——預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)范圍內(nèi)單位年份表層土壤中某種物質(zhì)的輸入量，g；

LS——預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)范圍內(nèi)單位年份表層土壤中某種物質(zhì)經(jīng)淋溶排出的量，g；

RS——預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)范圍內(nèi)單位年份表層土壤中某種物質(zhì)經(jīng)徑流排出的量，g；

A——預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)范圍，m2，本次預(yù)測(cè)面積取項(xiàng)目廠界外擴(kuò)200m，取258750 m2；

D——表層土壤深度，一般取0.2m，可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整；

n——持續(xù)年份，a。

基于保守預(yù)測(cè)，假設(shè)污染物沉降后全部吸附在土壤中，未隨淋溶和徑流排出，Ls、Rs取零，因此公式可簡(jiǎn)化為：

其中預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)范圍內(nèi)單位年份表層土壤中某種物質(zhì)的輸入量IS計(jì)算公式為[4,5]：

式中： C——污染物濃度，mg/m；保守考慮，取年平均最大落地濃度貢獻(xiàn)值；

A——預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)范圍，m2；本項(xiàng)目為258750 m2。

V——污染物沉降速率，m/s；項(xiàng)目排放重金屬沉降速率[6]取0.007m/s；

T——年內(nèi)污染物沉降時(shí)間，s；按一年365天進(jìn)行沉降核算。

本研究采用大氣預(yù)測(cè)模型AERMOD對(duì)重金屬進(jìn)行預(yù)測(cè)，評(píng)價(jià)范圍內(nèi)年平均最大落地濃度貢獻(xiàn)值C見(jiàn)表1。預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)范圍內(nèi)單位年份表層土壤中某種物質(zhì)的輸入量IS計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 單位年份某種物質(zhì)的輸入量

（2）單位質(zhì)量土壤中某種物質(zhì)的預(yù)測(cè)值可根據(jù)其增量疊加現(xiàn)狀值進(jìn)行計(jì)算

式中：Sb——單位質(zhì)量土壤中某種物質(zhì)的現(xiàn)狀值，g/kg；

S——單位質(zhì)量土壤中某種物質(zhì)的預(yù)測(cè)值，g/kg。

3.4 預(yù)測(cè)結(jié)果

預(yù)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。由表2可以看出，項(xiàng)目建成運(yùn)行10年、20年、30年，排放的重金屬砷、鉛、鎘在預(yù)測(cè)年份均未出現(xiàn)超標(biāo)，均能滿(mǎn)足《土壤環(huán)境質(zhì)量建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB36600-2018）二類(lèi)用地篩選值標(biāo)準(zhǔn)，錫、鉻增加量較小。本項(xiàng)目排放的大氣污染物中含有的重金屬成分對(duì)周邊土壤造成一定的累積影響，但累積增加量較小。項(xiàng)目建設(shè)對(duì)土壤環(huán)境影響較小。

表2 不同年份土壤中污染物預(yù)測(cè)值 單位：mg/kg

20年△S值 0.007 0.105 0.014 0.007 0.272 Sb值 6.35 58 3.33 0.05 22 S值 6.357 58.105 3.344 0.057 22.272 30年△S值 0.010 0.157 0.021 0.010 0.408 Sb值 6.35 58 3.33 0.05 22 S值 6.360 58.157 3.351 0.060 22.408《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB 36600-2018）表1中第二類(lèi)用地篩選值60 800 / 65 /

4 總結(jié)

綜上所述，年處理10萬(wàn)噸廢鋁的再生鋁廠的建設(shè)，在污染防治措施長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行、大氣污染物排放穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放的前提下，排放的重金屬砷、鉛、錫、鎘、鉻對(duì)土壤環(huán)境的累積作用在可接受的范圍內(nèi)[4]。