丁貞玉:磷石膏庫汙染調查及風險評估技術要點與案例分析

丁貞玉：磷石膏庫汙染調查及風險評估技術要點與案例分析

北極星環境修復網訊:前言

經過幾十年的快速發展，我國已發展成為全球最大的磷酸鹽生產國、消費國。截止到2018年我國磷化工企業有400家以上，磷酸鹽總生產能力（以P2O5計）約600萬t/a，產量約350萬t/a，已經實現了由磷肥進口大國向磷肥製造大國的變革。但是隨著磷酸鹽總生產能力的快速發展，磷石膏排放量急劇增加，2018年我國磷石膏的年排放量高達7800萬t，目前累計堆存量超過5億t。

然而，磷石膏產排及堆存已經給環境、企業等造成嚴重的負擔，且磷石膏自身帶有一定的重金屬和伴生金屬，不合理的堆放處置會使其中的遷移能力較強的重金屬（Zn、Pb）和類金屬（As）釋放到土壤和地下水環境中。因此磷石膏綜合整治成為當下關注的熱點，2019年開始，國家全面啟動「三磷」排查整治。

2019年，丁博士帶領團隊共開展了12座磷石膏渣庫的調查評估工作，探索了磷石膏渣庫排查調查及評估的工作思路，提出了開展工作的技術要點，可為後續相關工作提供建議參考。

01 長江磷汙染現狀

1、長江流域磷汙染呈現出明顯的時空分布差異。

2、在空間分布上，上下遊汙染較為嚴重，中遊汙染較輕。從總磷濃度來看，上遊區域河流各斷面總磷濃度在0.001~4.680 mg/L之間，中遊區域在0.003~1.680 mg/L之間，下遊區域在0.004~2.450 mg/L。從斷面來看，長江流域總磷汙染最為嚴重的30個斷面中，上遊佔21個，主要集中在四川省的沱江、岷江及涪江水系。

3、2016年開始，總磷成為長江的首要汙染物。2018年上半年，長江經濟帶國控斷面中，有總磷指標超標的斷面佔全部超標斷面的56%。

02  長江「三磷」專項排查整治行動工作要求

1、長江保護修復攻堅戰行動計劃

推進「三磷」綜合整治。組織湖北、四川、貴州、雲南、湖南、重慶等省市開展「三磷」 專項排查整治行動，磷礦重點排查礦井水等汙水處理回用和監測監管。2019年上半年，相關省市完成排查，制定限期整改方案，並實施整改。2020年底前，對排查整治情況進行監督檢查和評估。

2、專項排查整治行動工作方案

對於磷礦，存在外排礦井水的，應重點排查是否建成礦井水處理設施並達標排放。不符合要求的，應限期整治。應重點排查是否有效控制礦區揚塵，是否按規定實施礦山生態恢復措施。

3、工作任務時間節點要求

2019年年底前--磷礦建成外排礦井水處理設施並達標排放。

2020年6月底前--磷礦企業完成整治任務。

03  「三磷」工作的意義

按照長江保護修復攻堅戰行動計劃的整體部署，開展「三磷」專項行動，用兩年左右時間，全面摸清「三磷」行業底數，解決「三磷」造成的水環境隱患，實現「三個一批」整治目標。

1、關停取締一批。消除「三磷」行業中大環境風險。

2、整治規範一批。提高全行業環境管理水平。

3、改造提升一批。促進行業轉型升級。

04  磷石膏庫分類

1、按工藝流程分類，磷石膏堆存處理的方式主要有溼排溼堆和幹排乾堆，其中，溼排溼堆方式包括廢水回收利用、磷回收利用、環保節能、操作方便、運行費用低等。幹排乾堆方式堆築的磷石膏庫安全性相對更高，環保壓力更小。

2、按堆壩法分類，分為上遊式堆壩法、下遊式堆壩法、中線式堆壩法等，我國90%以上磷石膏庫都採用上遊式堆壩法。

3、按地形分類，磷石膏庫可以分為山谷型、山坡型和平地型。

05  磷石膏庫存在的主要問題

1、滲濾液濃度高

大量的磷石膏堆場依江河沿岸布局，水汙染風險大。據調查，部分磷石膏堆場滲濾液總磷濃度高達4000~8000毫克/升。若無法做到規範堆存和回收利用，不僅大量浪費磷礦資源，還極易造成周邊水體總磷含量超標、富營養化。

2、歷史遺留問題

磷石膏堆場規範化建設整體水平偏低，老舊磷石膏堆場問題尤為突出，特別是2011年之前的磷石膏堆場，因環保要求低，造成磷石膏庫未鋪設防滲膜，滲濾液無序外排。

3、規範應用問題

磷石膏堆場建設運行管理規範出臺較晚。原環境保護部曾組織制定《磷石膏堆場汙染防治技術指南》，但並未出臺專門的磷石膏堆場汙染管控要求。原國家安全生產監督管理總局曾發布《磷石膏庫安全技術規程》（AQ2059-2016），填補了磷石膏堆場建設標準的空白。

4、建設落實問題

現存渣庫實際情況與磷石膏渣庫管理要求相距甚遠，規範化建設水平偏低。新建渣庫雖然有能力按照規範標準建設，但存在建設期防滲防雨工程建設不到位、堆存過程不規範、閉庫後防滲防雨處理不嚴格等問題與隱患。上世紀八九十年代無序開發遺留的大量堆場，從防滲防雨基礎設施建設到堆場運行維護管理均存在較大問題，一些老舊堆場缺乏責任主體，後期主要由當地政府承擔了整治管理責任。

5、監測力度不夠

利用監測井開展磷石膏庫地下水監測工作力度不足。《一般工業固體廢物貯存、處置場汙染控制標準》對地下水質監控井的建設位置提出要求：「堆場周邊至少應設置3口地下水質監控井，一口對照井沿地下水流向設在貯存處置場上遊，一口汙染監視監測井沿地下水流向設在貯存處置場下遊，一口汙染擴散監測井設在最可能出現擴散影響的貯存處置場周邊」。

6、監測記錄不完善

處理後滲濾液監測水質需按行業排放標準或地方標準執行。而目前針對大部分磷石膏堆場，多未開展規範化的監測和記錄，且利用地下水監測井開展監測的時間、頻次均不規範，多數企業對堆場地下水監測情況掌握不清、重視不夠。

調查工作方案

01  工作內容

1、資料收集

根據《長江「三磷」排查整治技術指南》中對磷石膏庫的相關要求，全面收集企業生產、渣庫建設、環評、整改措施等相關文件。

2、風險排查

利用無人機航拍、XRF、廢水、總磷速測以及pH速測等，多角度、多手段，對照《指南》要求，無死角，360度全方位的排查。

3、調查取樣

參照《長江「三磷」排查整治技術指南》、《建設用地土壤環境調查評估技術指南》、《場地環境調查技術導則》，對渣庫地下水、地表水、滲濾液、下遊土壤進行取樣分析。

4、模擬建議

利用模擬軟體建立地下水汙染風險預測評估模型預測對地下水產生的汙染風險，根據調查結果、風險排查情況以及預測結果，提出三磷整治對策及建議 「一庫一策」 。

02  工作安排

1、文件解讀。工作方案討論，《指南》解讀。

2、現場調研。資料收集、現場定位，無人機航拍。

3、布點取樣。現場工作開展，總磷、pH比對，取樣，抽水試驗。

4、報告評審。報告函審，督促企業整改。

03  重難點分析

1、時間緊、任務重。調研事項較多，渣庫面積大，工作繁重。

2、專業性強。與相關單位合作，發揮專長進行排查、地下水模擬等。

3、調查布點。結合現場資料汙染識別分析，另分析周邊敏感目標進行布點。

4、汙染區分。結合現場資料分析、汙染調查結果、風險排查汙染途徑分析。

5、整改建議。精準調查、參照《指南》要求，結合專家函審和評審會。

汙染來源與識別

01  磷肥的主要品種和工藝

我國的磷肥的品種主要有磷酸一銨、磷酸二銨、過磷酸鈣、鈣鎂磷肥、重過磷酸鈣、硝酸磷肥。

據上圖2018年中國磷肥產品結構數據分析顯示，主要產品為磷酸二胺（佔比46%）、磷酸一銨（佔比39%）。其主要合成原料均為磷酸。

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