造紙工業(yè)二惡英減排途徑研討

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本文作者：徐曉勇、雷冬梅、李巍 單位：云南大學發(fā)展研究院、云南財經(jīng)大學城市與環(huán)境學院、北京師范大學環(huán)境學院

二惡英是一類工業(yè)生產(chǎn)中無意產(chǎn)生的持久性有機污染物（POPs），具有高毒性、難降解和生物富集的特征，可通過空氣、水、遷徙物種及產(chǎn)品遠距離傳輸并沉積，并在生態(tài)系統(tǒng)中長期累積。相關(guān)研究表明，二惡英是世界上毒性最強的物質(zhì)之一，即使暴露在非常低劑量的二惡英中也有可能引發(fā)癌癥、損害神經(jīng)系統(tǒng)、引發(fā)免疫系統(tǒng)疾病、生殖紊亂以及干擾嬰幼兒的正常發(fā)育，直接威脅人類生存繁衍和可持續(xù)發(fā)展。包括二惡英在內(nèi)的持久性有機污染物被聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）視為“世界面臨的最大挑戰(zhàn)之一”。由于POPs類物質(zhì)對人體健康和生物體的巨大毒性和危害，國際社會于2001年簽署了《關(guān)于持久性有機污染物的斯德哥爾摩公約》，旨在減少、消除和預(yù)防POPs污染，保護人類健康和環(huán)境。中國作為公約的首批締約國，于2007年啟動“中華人民共和國履行《關(guān)于持久性有機污染物的斯德哥爾摩公約》國家實施計劃（NIP）”，開始履行對各類POPs削減的承諾和義務(wù)。

在《關(guān)于持久性有機污染物的斯德哥爾摩公約》中把首批受控的12種POPs物質(zhì)分為了3大類：第一、第二類為故意生產(chǎn)的含氯殺蟲劑；第三類為包括二惡英在內(nèi)的非故意產(chǎn)生的持久性有機污染物（UPOPs）。UPOPs由于其產(chǎn)生的伴生性，并且涉及國民經(jīng)濟中的眾多行業(yè)，是減排POPs類物質(zhì)的難點，也是NIP中主要控制的POPs類物質(zhì)。

制漿造紙被認為是化學品和消耗性產(chǎn)品中最大的UPOPs排放源。隨著我國加入《關(guān)于持久性有機污染物的斯德哥爾摩公約》，POPs減排和控制成為我國環(huán)境保護目標的重要內(nèi)容，對于造紙行業(yè)的二惡英減排不僅是國際履約的重要保障，也是實現(xiàn)行業(yè)優(yōu)化、轉(zhuǎn)型、提高的重要機遇。通過應(yīng)用和推廣國際行業(yè)內(nèi)先進的最佳可行技術(shù)與最佳環(huán)境實踐，可大幅提高整個行業(yè)生產(chǎn)的環(huán)境友好程度和可持續(xù)發(fā)展能力。

我國造紙行業(yè)二惡英減排的困境

行業(yè)整體環(huán)境保護能力欠缺

現(xiàn)代造紙工業(yè)是一個對技術(shù)裝備要求很高的行業(yè)，裝備水平的高低直接決定了制漿造紙的技術(shù)工藝的選擇以及產(chǎn)出效率和污染排放水平。改革開放以來，中國造紙工業(yè)的技術(shù)與裝備水平有了很大的提高，部分大型造紙企業(yè)已經(jīng)擁有了世界上領(lǐng)先的技術(shù)與裝備。但是中小企業(yè)的狀況就不容樂觀，尤其是年產(chǎn)量在3萬噸以下的生產(chǎn)線，其工業(yè)裝備水平甚至遠遠低于20世紀六七十年代國際平均水平。由于中小型造紙企業(yè)占了中國造紙行業(yè)的主要份額，中國造紙行業(yè)的整體技術(shù)裝備水平與國際先進水平仍然存在很大的差距。

技術(shù)裝備和工藝水平的落后，導(dǎo)致行業(yè)整體污染排放問題十分嚴重，2009年造紙及紙制品工業(yè)產(chǎn)生的廢水量和COD分別占工業(yè)排放的18.78%和33%，在國家統(tǒng)計的41個工業(yè)行業(yè)中，高居第1位。我國大多數(shù)造紙企業(yè)的環(huán)境污染治理能力、環(huán)境管理水平和資金投入水平應(yīng)對常規(guī)污染控制尚存在較大困難，對于二惡英減排更是力有不逮。

科技支撐薄弱

二惡英是一種微量污染物，由于其異構(gòu)體多、檢出限極低，其減排需要較高的科技支撐能力。我國從事二惡英及其減排研究開展較晚，技術(shù)力量較為薄弱，目前長期從事二惡英研究并具有檢測能力僅清華大學、中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心等為數(shù)不多的幾家研究機構(gòu)。而且，針對我國造紙行業(yè)不同工藝條件、不同造紙原料的二惡英排放特征和控制技術(shù)所做的原創(chuàng)性研究還存在空白。

減排的政策約束不強

隨著NIP的啟動，二惡英減排已經(jīng)成為了中國環(huán)境目標的重要內(nèi)容，并且環(huán)保部也出臺了《全國主要行業(yè)持久性有機污染物防治“十二五”規(guī)劃》，但是針對造紙企業(yè)的二惡英排放并沒有強制標準和要求，這導(dǎo)致對二惡英排放主體的強制約束不足，二惡英減排還沒有成為企業(yè)決策的影響因素。

減排策略

技術(shù)改造對策

盡管整個造紙過程都有可能產(chǎn)生二惡英類化合物，但是許多研究也表明二惡英產(chǎn)生和釋放會因為生產(chǎn)原料、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)流程、污染治理等生產(chǎn)條件的不同存在巨大的差異。自從在制漿造紙廢水中發(fā)現(xiàn)二惡英后，國外許多企業(yè)和機構(gòu)對于工藝和生產(chǎn)優(yōu)化對二惡英削減的作用進行了深入的研究，得到了一些可行的控制二惡英產(chǎn)生的新工藝。UNEP在此基礎(chǔ)上制定了造紙行業(yè)二惡英控制的最佳可行技術(shù)/最佳環(huán)境實踐（BAT/BEP）導(dǎo)則。由于我國造紙原料的復(fù)雜性以及產(chǎn)生工藝的差異性遠遠超過國外，因此，應(yīng)該在借鑒國際先進控制經(jīng)驗的基礎(chǔ)上篩選適合中國的工藝技術(shù)進行推廣。根據(jù)環(huán)保部2009年開展的“中國無意產(chǎn)生的持久性有機污染物非木漿造紙行業(yè)排放研究”項目的研究成果，目前主要有工藝替代、工藝優(yōu)化類技術(shù)措施適合在中國推廣。

工藝替代措施。工藝替代措施主要包括漂白工藝和蒸煮工藝的替代。漂白過程中含氯漂白劑的使用已經(jīng)被證明是造紙過程中二惡英產(chǎn)生最主要的環(huán)節(jié)，采用新的漂白工藝、減少或替換含氯漂白劑的用量是削減二惡英類形成的有效措施，目前成熟的技術(shù)包括：采用O2、O3、H2O2和酶漂等全無氯漂白工藝（TCF）和使用ClO2取代Cl2的無元素氯漂白工藝（ECF）。蒸煮工藝的替代主要是采用連續(xù)蒸煮工藝替代間歇蒸煮工藝和蒸球蒸煮工藝。

工藝優(yōu)化措施。工藝優(yōu)化措施可使用在蒸煮、洗漿和漂白多個工藝環(huán)節(jié)。在蒸煮環(huán)節(jié)的優(yōu)化措施有在蒸煮過程中添加蒽醌或多硫化物和改良連續(xù)蒸煮工藝，這能夠在蒸煮過程中盡量脫除木素以減少二惡英類物質(zhì)的前驅(qū)物的形成。洗漿環(huán)節(jié)的措施有：強化漂前洗漿，通過增加洗鼓真空度、合理設(shè)計水腿和噴淋水位置、加大噴淋水量來提高紙漿的洗凈度，降低水相中有機物的含量；增加螺旋擠漿設(shè)備等提高黑液提取率，減少中段水中的COD、BOD、SS等污染物質(zhì)，降低氯化過程中二惡英類有機污染物的形成風險。漂白環(huán)節(jié)的措施主要是通過增加O2、H2O2和酶漂等工序，減少含氯漂白劑的使用量、削減后續(xù)工段二惡英類的生成量。

除此之外，還有一些措施能有效減少二惡英類物質(zhì)產(chǎn)生和排放的風險，包括：不使用被氯酚污染的原料、不使用含二苯并二惡英和二苯并二呋喃的消泡劑、加強污泥的管理與處置和加強堿回收工藝管理。

提高制漿環(huán)節(jié)技術(shù)準入門檻

除了對已有產(chǎn)能進行技術(shù)改造外，還必須對新投產(chǎn)的企業(yè)和生產(chǎn)線在制漿環(huán)節(jié)提高技術(shù)標準，盡快將與二惡英排放相關(guān)的工藝、技術(shù)、設(shè)備和產(chǎn)品納入《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整目錄》，根據(jù)造紙產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展狀況與我國履行國際減排義務(wù)的安排，制定鼓勵、限制和淘汰的時間表。目前，必須嚴格執(zhí)行《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》和《國務(wù)院關(guān)于進一步加強淘汰落后產(chǎn)能工作的通知》中淘汰落后產(chǎn)能的要求，提高制漿環(huán)節(jié)技術(shù)準入門檻；明令禁止蒸球蒸煮、氯氣漂白等落后工藝的使用，鼓勵企業(yè)采用最新的備料、蒸煮、漂白工藝，對于使用對二惡英減排有重要意義的TCF漂白工藝、深度脫木素技術(shù)的企業(yè)要從節(jié)能減排專項資金中給予一定的支持。

結(jié)構(gòu)調(diào)整減排措施

中國造紙行業(yè)存在兩個結(jié)構(gòu)性的問題，一是小企業(yè)和小生產(chǎn)線在行業(yè)整體產(chǎn)能中比例過高，二是非木漿造紙比例過高。據(jù)國外經(jīng)驗與相關(guān)研究表明：非木漿造紙和小企業(yè)的二惡英和其他污染物質(zhì)排放水平高于木漿造紙和大企業(yè)。因此，需要結(jié)合國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的宏觀經(jīng)濟背景，優(yōu)化造紙原料結(jié)構(gòu)、淘汰落后產(chǎn)能，通過對造紙工業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整，提高行業(yè)整體的環(huán)境保護水平，降低二惡英的排放總量。

一是規(guī)模結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整?！熬盼濉钡健笆晃濉逼陂g，在國家關(guān)閉“十五小”企業(yè)以及淘汰落后產(chǎn)能等一系列宏觀產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整政策的指導(dǎo)下，對小造紙企業(yè)和生產(chǎn)線實施“關(guān)、停、并、轉(zhuǎn)、遷”等辦法，已經(jīng)基本淘汰了年產(chǎn)3.4萬噸以下草漿生產(chǎn)裝置、年產(chǎn)1.7萬噸以下化學制漿生產(chǎn)線，淘汰年產(chǎn)1萬噸以下的以廢紙為原料的造紙生產(chǎn)線。未來還需要進一步鞏固淘汰落后產(chǎn)能的成效，繼續(xù)提高對非木漿業(yè)單條生產(chǎn)線的規(guī)模要求，繼續(xù)淘汰技術(shù)落后的小草漿廠，將全國非木漿的生產(chǎn)規(guī)模限制在現(xiàn)有基數(shù)上，平均單條生產(chǎn)線的規(guī)模提高到5萬噸漿/年以上。此外，還要通過產(chǎn)業(yè)政策的引導(dǎo)以及財政稅收政策的支持鼓勵中小企業(yè)的整合，以及龍頭企業(yè)對中小企業(yè)的收購和兼并，著力培育一批年產(chǎn)能100萬噸紙產(chǎn)品的大型企業(yè)，提高整個行業(yè)的產(chǎn)業(yè)集中度。

二是造紙原料結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整。目前，中國造紙原料結(jié)構(gòu)最突出的問題是非木原料比重過大、非木漿中草漿比重過大。這樣的原料結(jié)構(gòu)與我國長期以來森林資源有限，木材供應(yīng)不足有關(guān)。在未來相當長的時間內(nèi)我國的木材仍將處于短缺狀態(tài)。因此，要實現(xiàn)造紙原料結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整必須推進林紙一體化工程建設(shè)。通過資本紐帶和經(jīng)濟利益將造紙行業(yè)與造林行業(yè)有機結(jié)合，鼓勵造紙企業(yè)投資建設(shè)造紙林基地，緩解日益突出的木材供需矛盾，保障企業(yè)的原料供給以及行業(yè)的原料結(jié)構(gòu)的調(diào)整。在2005年國家發(fā)改委頒布的《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》中明確把林紙一體化木漿、紙和紙板生產(chǎn)列為了鼓勵發(fā)展的類型。未來仍然要繼續(xù)堅持林紙一體化的發(fā)展方向，制定明確的配套政策，推動造紙企業(yè)更加廣泛地參與到造紙原料林的建設(shè)中去，可以嘗試大型造紙生產(chǎn)線與原料林建設(shè)捆綁審批的制度。對于非木漿原料的結(jié)構(gòu)優(yōu)化主要是通過產(chǎn)業(yè)政策限制草漿產(chǎn)量，增加竹漿比重。

環(huán)境管理對策

二惡英作為一類持久性有機污染物，在國際上很早就開始研究，并對其產(chǎn)生、排放、檢測、治理有著較為嚴密的管理政策和標準。我國在這方面的工作則滯后很多，對于二惡英及其管理的研究尚處于起步階段，當務(wù)之急是要制定二惡英的環(huán)境質(zhì)量和環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則，把對二惡英的管理納入環(huán)境管理體系和制度之中。

一是制定二惡英環(huán)境質(zhì)量標準。環(huán)境質(zhì)量標準是企業(yè)污染治理的重要約束，也是實現(xiàn)國家環(huán)境目標的主要控制手段，然而目前的環(huán)境質(zhì)量標準均沒有制定二惡英的標準限值，《造紙工業(yè)水污染物排放標準》僅規(guī)定了可作為二惡英參考指標的可吸附有機鹵化物的控制標準。必須盡快修訂《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》、《地下水質(zhì)量標準》、《海水水質(zhì)標準》、《漁業(yè)水質(zhì)標準》、《土壤環(huán)境質(zhì)量標準》等環(huán)境質(zhì)量標準，增加二惡英等POPs的標準限值。

二是把二惡英減排和控制納入環(huán)境影響評價中。由于標準缺乏以及檢測能力的限制，目前二惡英的排放并沒有進入環(huán)境影響評價的工作中，這使得在環(huán)境管理中無法從源頭對二惡英的產(chǎn)生進行控制。因此，要把二惡英減排與環(huán)境影響評價制度相銜接，在審批建設(shè)項目環(huán)境影響評價文件時要充分考慮二惡英削減和控制要求，將二惡英作為主要特征污染物逐步納入造紙行業(yè)的環(huán)境影響評價中。這就要求環(huán)境管理部門結(jié)合我國造紙行業(yè)的實際特點，盡快制定“環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則——造紙建設(shè)項目”。引入二惡英污染控制相關(guān)要求，使造紙項目在立項階段就開始關(guān)注并通過技術(shù)替代預(yù)防二惡英的產(chǎn)生?！董h(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則》應(yīng)在工程分析、清潔生產(chǎn)分析、環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查與評價、環(huán)境影響預(yù)測與評價、環(huán)境風險評價、污染防治措施與技術(shù)經(jīng)濟可行性分析、污染物總量控制分析、環(huán)境管理與監(jiān)控、環(huán)境影響經(jīng)濟損益分析等章節(jié)增加二惡英污染控制的相關(guān)要求。

財政經(jīng)濟政策

二惡英減排的主體是企業(yè)，應(yīng)該建立適當?shù)慕?jīng)濟政策體系促進企業(yè)主動減排。該政策體系應(yīng)該包括三個主要方面。一是從中央和地方財政安排的節(jié)能減排資金中建立造紙行業(yè)二惡英減排專項基金，該基金用于兩個方面：一方面是獎勵和補貼，用于鼓勵企業(yè)采用有利于二惡英削減的生產(chǎn)方式和技術(shù)改造；另一方面是補償，對于二惡英污染嚴重的小造紙企業(yè)的關(guān)閉和退出生產(chǎn)，給予一定的經(jīng)濟補償。二是建立污染責任保險制度，對于二惡英排放風險較大的那一類造紙企業(yè)要求繳納二惡英排放保險基金，督促企業(yè)主動控制二惡英的排放。三是拓寬投融資渠道，鼓勵和引導(dǎo)各類資本進入二惡英削減控制領(lǐng)域。除了利用國內(nèi)的資金機制，如環(huán)保部內(nèi)的資金調(diào)配、節(jié)能減排專項資金以及一些贊助者的無償提供外，更重要的是利用國際貸款、無償撥款以及其他多邊或雙邊的政府援助、資金支持以及國際環(huán)?；饡闹С帧?/p>

加強二惡英監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

由于我國對二惡英的關(guān)注較晚，相關(guān)研究和檢測開展的時間并不長，加之二惡英的異構(gòu)體多，且檢出限極低，通常需要具有高靈敏度、高分辨性的儀器和方法。但是這些高端的設(shè)備投資較大，運行成本較高，所以到目前為止在中國具備二惡英檢測能力的實驗室還很少，而且大多數(shù)還仍在建設(shè)中，我國二惡英檢測能力遠遠無法滿足減排和履約的需求。必須建立覆蓋全國的二惡英監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，可以環(huán)保部正在建設(shè)的7個國家區(qū)域二惡英監(jiān)測實驗室為基礎(chǔ)，與現(xiàn)有的其他部門的相關(guān)實驗室相配合，建立二惡英監(jiān)測體系；在重點造紙研究機構(gòu)、大專院?；I建二惡英監(jiān)測實驗室；選擇造紙企業(yè)相對集中的地區(qū)，對環(huán)境介質(zhì)中的二惡英進行監(jiān)測并建立監(jiān)測數(shù)據(jù)上報制度。