再生鋁廠排放氟化物對(duì)周邊農(nóng)作物的影響評(píng)價(jià)

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)，大氣氟化物污染事件越來(lái)越多。據(jù)報(bào)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(lái)源。同時(shí)，許多工廠也會(huì)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(huì)影響植株的生長(zhǎng)，但是植株體內(nèi)氟化物超標(biāo)時(shí)，其根莖葉特別是嫩芽、嫩葉會(huì)受到嚴(yán)重影響。根據(jù)目前研究成果[2，3]，氟化物對(duì)植物的損傷機(jī)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(jìn)行；氟化物易與鈣、鎂、硅等離子形成復(fù)雜化合物沉積，堵塞輸送系統(tǒng)，導(dǎo)致植物水分、營(yíng)養(yǎng)輸送不良。本文通過(guò)大氣預(yù)測(cè)模型AERMOD 對(duì)某擬建再生鋁廠排放的氟化物進(jìn)行預(yù)測(cè)，分析該廠運(yùn)營(yíng)期對(duì)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(guó)是世界上最大的鋁生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)。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(gè)重要來(lái)源。與原鋁生產(chǎn)相比，再生鋁生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的廢氣污染物種類(lèi)和排放量均較少，在環(huán)境保護(hù)、節(jié)能降耗方面有顯著優(yōu)點(diǎn)。

某再生鋁廠擬對(duì)鋁冶煉企業(yè)和鋁型材企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的邊角料進(jìn)行資源化綜合利用，年處理廢鋁10 萬(wàn)t，產(chǎn)品為合金鋁錠。生產(chǎn)過(guò)程中添加精煉劑、金屬硅、銅、鎂等合金，主要生產(chǎn)設(shè)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(jì)精煉劑中的冰晶石（含量2%）全部反應(yīng)然后以氟化物的形式進(jìn)入到煙氣中。鋁熔煉廢氣中氟化物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，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，即氟化物排放濃度為2.67mg/m3，由25m 排氣筒排放。氟化物無(wú)組織排放量為0.24t/a，有組織排放量為1.22t/a，合計(jì)1.46t/a。

2 預(yù)測(cè)模型及參數(shù)

本次采用大氣預(yù)測(cè)模型AERMOD 對(duì)氟化物進(jìn)行預(yù)測(cè)，分析其對(duì)周邊農(nóng)作物的影響，預(yù)測(cè)方案需計(jì)算氟化物總沉積率。大氣環(huán)境影響評(píng)價(jià)范圍為以項(xiàng)目為中心，廠界外5km×5km 的矩形區(qū)域。項(xiàng)目所在區(qū)域?yàn)閺?fù)雜地形，周邊大部分用地尚未開(kāi)發(fā)，主要為農(nóng)田、旱地，故地表類(lèi)型選擇農(nóng)作地。根據(jù)中國(guó)干濕狀況劃分圖，項(xiàng)目所在區(qū)域?yàn)闈駶?rùn)氣候。

3 預(yù)測(cè)結(jié)果

3.1 正常排放預(yù)測(cè)結(jié)果與評(píng)價(jià)

正常排放情況下，氟化物影響預(yù)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1 和表2。由預(yù)測(cè)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(zhǎng)季平均最大沉積貢獻(xiàn)值均滿(mǎn)足《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-2012）附錄A 中二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求。

表1 氟化物正常排放預(yù)測(cè)結(jié)果

3.2 擬建項(xiàng)目氟化物排放對(duì)農(nóng)作物的影響分析

根據(jù)農(nóng)作物對(duì)氟化物的敏感程度，參考《保護(hù)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(lèi)，即敏感作物、中等敏感作物和抗性作物。目前對(duì)植物傷害閾值的確定，主要還是根據(jù)葉片產(chǎn)生可見(jiàn)傷害癥狀（一般以產(chǎn)生5%受害葉面積為標(biāo)準(zhǔn)）的危害劑量（HF 濃度×暴露時(shí)間）[4，5]，再生鋁廠排放氟化物對(duì)周邊環(huán)境的預(yù)測(cè)最大濃度貢獻(xiàn)值見(jiàn)表3。

表3 空氣中氟（HF）對(duì)植物的傷害閾值

由表3 可見(jiàn)，項(xiàng)目投產(chǎn)后所排放的氟化物，對(duì)于敏感植物的生長(zhǎng)影響較大，基本上各時(shí)間段均超其產(chǎn)生5%傷害所需濃度的最低閾值；對(duì)于中等敏感植物，除了生長(zhǎng)周期一年以上的植物超過(guò)其最低閾值外，其它時(shí)間段對(duì)植物影響不大；對(duì)于抗性植物，各時(shí)間段均未超過(guò)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(yù)測(cè)結(jié)果 單位：μg /（dm2·d）

4 分析評(píng)價(jià)

（1）根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果可知，年處理10 萬(wàn)t 廢鋁的再生鋁廠排放的氟化物正常情況下，雖然滿(mǎn)足《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-2012）附錄A 中二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求，但1h 平均貢獻(xiàn)值占標(biāo)率較大，達(dá)到78.69%；對(duì)于植物生長(zhǎng)季，夏季氟化物總沉積占標(biāo)率較大，達(dá)到83.33%。年處理10 萬(wàn)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(zhǎng)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(duì)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(yīng)遠(yuǎn)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?chē)欢ǚ秶鷥?nèi)種植抗性較強(qiáng)的樹(shù)木，如常綠闊葉樹(shù)種，增加對(duì)廢氣中氟化物的吸收，以減少對(duì)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。