程勁釗,杜素軍,2
(1.山西工程科技職業(yè)大學(xué),實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)部,山西 晉中 030619;2.新型道路材料國家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室,山西 太原 030000)
在我國由農(nóng)業(yè)國向工業(yè)國轉(zhuǎn)變的過程中,各類礦產(chǎn)資源在其中的作用不言而喻,我國對礦產(chǎn)資源的依賴也與日俱增。工業(yè)生產(chǎn)中,尾礦和礦渣等一般工業(yè)固體廢棄物的排放也成為一個無法避免的問題。據(jù)統(tǒng)計,我國大、中城市一般工業(yè)固體廢棄物一年的產(chǎn)生量約14億噸[1]。這些廢棄物一般具有數(shù)量多、成分復(fù)雜、種類多樣、分布廣泛等特點(diǎn)[2],如果只采用簡單的堆積或掩埋等手段處置,除了將造成大量土地的浪費(fèi)以外,還會對環(huán)境造成極大的污染和破壞,對人們的生活和生產(chǎn)造成很大影響[3]。
一般工業(yè)固體廢棄物是指在工業(yè)生產(chǎn)活動中產(chǎn)生的固體廢物,主要包括各種金屬、能源及非金屬礦開采、選礦、金屬冶煉、電力、化工生產(chǎn)等大量產(chǎn)生、排放的固體廢棄物(如尾礦、爐渣、煤矸石、粉煤灰、冶煉廢渣、廢石膏等)[4]。如何將這些固體廢棄物變廢為寶,成為一個備受關(guān)注的問題。
另一方面,我國公路建設(shè)行業(yè)的飛速發(fā)展,使得砂石等道路建設(shè)材料的消耗日益增加。如果在公路建設(shè)中,將一般工業(yè)固廢替代一部分砂石材料,不僅可降低工程成本,具有很大的經(jīng)濟(jì)效益,而且可促進(jìn)一般工業(yè)固廢的資源化利用,減輕固廢的處置壓力,減少環(huán)境污染和資源浪費(fèi),具有重要的環(huán)境效益和社會效益[5]。
對一些常見的工業(yè)固體廢棄物在公路行業(yè)的應(yīng)用技術(shù),國內(nèi)外已有了一定程度的研究與應(yīng)用。國外對工業(yè)固體廢棄物在公路行業(yè)應(yīng)用的研究起步較早,1813年,英國就有利用礦渣鋪筑道路的記錄。19世紀(jì)60年代,前蘇聯(lián)克里沃羅格鐵礦將尾礦進(jìn)行適當(dāng)分級后,將其作為骨料加入混凝土中用于公路結(jié)構(gòu)物建設(shè)[6]。20世紀(jì)80年代,美國將粉煤灰-煤矸石混合料用于道路基層、底基層,并通過一系列的檢測與評價,證實(shí)了其應(yīng)用效果。21世紀(jì)以來,美國東部在瀝青混凝土路面的底基層、路基等部位的建筑材料中摻入鐵尾礦碎石,并取得良好的應(yīng)用效果[7]。在國內(nèi),對一般工業(yè)固廢的資源化利用研究起步較晚,但近年來的研究與應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大,獲得了一定的成果。1980年以來,由于我國政府、生產(chǎn)單位對礦產(chǎn)資源的重視和對生態(tài)環(huán)境的保護(hù)意識不斷增強(qiáng),固廢資源的資源化利用研究開始進(jìn)入快車道。20世紀(jì)90年代,馬鞍山礦山研究院將鐵尾礦應(yīng)用于路面材料[8]。長安大學(xué)將石灰、煤矸石等與土混合并用于道路基層[9]。1997年我國修筑了首條鋼渣瀝青路面試驗(yàn)段,隨后在2019年山西陽蟒高速的耐磨鋼渣再生集料試驗(yàn)段[10],是鋼鐵大省山西的首例鋼渣高性能瀝青路面試驗(yàn)段,為山西省鋼渣變廢為寶提供了新思路。
在不斷深化可持續(xù)發(fā)展的今天,資源的循環(huán)應(yīng)用已成為綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)下的一個重要環(huán)節(jié),其對經(jīng)濟(jì)和環(huán)保產(chǎn)業(yè)的影響力正在一步步擴(kuò)大,特別是近年來,我國各級政府不斷出臺相關(guān)政策,促進(jìn)我國固廢資源資源化利用的規(guī)模不斷升級,也在不斷向形成經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境保護(hù)相互促進(jìn)的良性循環(huán)而行進(jìn)著。
2020年4月,《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》進(jìn)行了第二次修訂,并于2020年9月開始施行。此次修訂,將固體廢物污染環(huán)境防治明確納入了我國的法律體系,工業(yè)固體廢物污染環(huán)境防治制度不斷完善。
2020年7月,國家發(fā)改委制訂的《中央預(yù)算內(nèi)投資生態(tài)文明建設(shè)專項(xiàng)資金支持》支持大宗固廢資源綜合利用,對符合相關(guān)要求的項(xiàng)目提供補(bǔ)助資金。
2021年3月,國家發(fā)改委、科技部、工業(yè)和信息化部等10部門印發(fā)的《關(guān)于“十四五”大宗固體廢棄物綜合利用的指導(dǎo)意見》提出,到2025年,煤矸石、粉煤灰、尾礦等大宗固廢的綜合利用率達(dá)60%。同時鼓勵多產(chǎn)業(yè)協(xié)同利用,打通行業(yè)間的堵點(diǎn)和痛點(diǎn)。
近五年來(2016年至今)我國出臺的主要相關(guān)政策時間線匯總?cè)鐖D1所示。
圖1 相關(guān)政策出臺時間線Fig.1 Timeline of relevant policies
工業(yè)固體廢棄物的資源化利用雖然已經(jīng)受到國家和各省市的高度重視,但在公路行業(yè)的應(yīng)用研究起步較晚,且缺少全面系統(tǒng)的深入研究,再加上全國不同地區(qū)工業(yè)固體廢棄物的類型和組成千差萬別,因此,目前我國相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的制訂仍處于起步階段,體系尚未健全。目前,現(xiàn)行的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)見表1。
表1 現(xiàn)行固廢在公路行業(yè)應(yīng)用的主要標(biāo)準(zhǔn)Tab.1 Main standards of current solid waste application in highway industry
圖2為現(xiàn)行的固廢在公路行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)制訂分類統(tǒng)計。從圖2中可以看出,現(xiàn)行的一般工業(yè)固廢在公路行業(yè)利用的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中,國家標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量最多,這也體現(xiàn)出了國家對工業(yè)固廢的資源化應(yīng)用的引領(lǐng)作用,而出臺相關(guān)地方標(biāo)準(zhǔn)的省市,多為標(biāo)準(zhǔn)化工作發(fā)展較快的地區(qū)和礦產(chǎn)資源較豐富的地區(qū),這也符合區(qū)域發(fā)展的特點(diǎn)。
圖2 固廢在公路行業(yè)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)制訂分類統(tǒng)計圖Fig.2 Standard formulation classification statistical chart of solid waste application in highway industry
由于固體廢棄物資源化應(yīng)用的意識普及度不足,產(chǎn)生固廢的單位并未深入發(fā)掘固廢的應(yīng)用形式,公路建設(shè)單位也沒有意識到固廢在公路建設(shè)中應(yīng)扮演的重要角色?,F(xiàn)階段最大的問題在于,固廢產(chǎn)生單位與公路建設(shè)單位之間存在著嚴(yán)重的信息脫節(jié),這一條鴻溝的存在,使得固廢產(chǎn)生單位產(chǎn)生的固廢無法有效拓寬固廢處置的途徑,而公路建設(shè)單位則無法獲得充足或價格低廉的可利用固廢。
針對上述存在的不足,在加強(qiáng)宣傳和培訓(xùn)、提高固廢資源化利用的意識、加強(qiáng)政策引導(dǎo)和經(jīng)濟(jì)獎勵、完善標(biāo)準(zhǔn)體系等方面的基礎(chǔ)上,更迫切的需求是建造一座聯(lián)通固廢產(chǎn)生單位和公路建設(shè)單位之間信息的橋梁。
一種可行的方案是以省、市、縣或鄉(xiāng)為管理網(wǎng)格,對網(wǎng)格內(nèi)的固廢產(chǎn)生單位集中管理,對其產(chǎn)生的固廢通過實(shí)地調(diào)研、理論研究、試驗(yàn)論證,建立網(wǎng)格內(nèi)的固體廢棄物數(shù)據(jù)庫,其中數(shù)據(jù)包括廢棄物種類、技術(shù)參數(shù)、價格、運(yùn)費(fèi)等,并將不同等級網(wǎng)格的數(shù)據(jù)庫匯總,為道路設(shè)計及建設(shè)提供依據(jù),保證道路建設(shè)企業(yè)綜合質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等多項(xiàng)指標(biāo)得到最優(yōu)方案。
此數(shù)據(jù)庫的建設(shè),不僅可以極大地拓寬一般工業(yè)固廢的資源化利用的途徑,創(chuàng)造環(huán)境效益;而且為公路建設(shè)單位提供了固廢信息與來源,同時減輕或免去了公路建設(shè)單位對部分原材料的檢測與評價等工作,在提高效率的同時,降低了工程成本,創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益;更促進(jìn)了以省錢帶動環(huán)保、以固廢資源利用帶動經(jīng)濟(jì)效益的良性循環(huán),改善人民大眾的生活環(huán)境,踐行“青山綠水就是金山銀山”的理念,創(chuàng)造社會效益。
我國通過政策引領(lǐng)和相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的制定,在一般工業(yè)固體廢棄物的資源化利用領(lǐng)域已取得了一定的成效,但目前一般工業(yè)固廢在公路行業(yè)的應(yīng)用仍未形成系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)體系,且行業(yè)間的信息脫節(jié)問題仍未解決。因此,在繼續(xù)加強(qiáng)政策引領(lǐng)和完善標(biāo)準(zhǔn)化體系的同時,開展網(wǎng)格化的固廢管理與數(shù)據(jù)庫建設(shè),可有效地促進(jìn)一般工業(yè)固廢在公路行業(yè)的資源化利用,極大地創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會效益,打造綠水青山。