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(xué)發(fā)展研究院、云南財(cái)經(jīng)大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院、北京師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院

二惡英是一類工業(yè)生產(chǎn)中無(wú)意產(chǎn)生的持久性有機(jī)污染物（POPs），具有高毒性、難降解和生物富集的特征，可通過(guò)空氣、水、遷徙物種及產(chǎn)品遠(yuǎn)距離傳輸并沉積，并在生態(tài)系統(tǒng)中長(zhǎng)期累積。相關(guān)研究表明，二惡英是世界上毒性最強(qiáng)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(jī)污染物被聯(lián)合國(guó)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(duì)人體健康和生物體的巨大毒性和危害，國(guó)際社會(huì)于2001年簽署了《關(guān)于持久性有機(jī)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(hù)人類健康和環(huán)境。中國(guó)作為公約的首批締約國(guó)，于2007年啟動(dòng)“中華人民共和國(guó)履行《關(guān)于持久性有機(jī)污染物的斯德哥爾摩公約》國(guó)家實(shí)施計(jì)劃（NIP）”，開(kāi)始履行對(duì)各類POPs削減的承諾和義務(wù)。

在《關(guān)于持久性有機(jī)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(chóng)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(jī)污染物（UPOPs）。UPOPs由于其產(chǎn)生的伴生性，并且涉及國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的眾多行業(yè)，是減排POPs類物質(zhì)的難點(diǎn)，也是NIP中主要控制的POPs類物質(zhì)。

制漿造紙被認(rèn)為是化學(xué)品和消耗性產(chǎn)品中最大的UPOPs排放源。隨著我國(guó)加入《關(guān)于持久性有機(jī)污染物的斯德哥爾摩公約》，POPs減排和控制成為我國(guó)環(huán)境保護(hù)目標(biāo)的重要內(nèi)容，對(duì)于造紙行業(yè)的二惡英減排不僅是國(guó)際履約的重要保障，也是實(shí)現(xiàn)行業(yè)優(yōu)化、轉(zhuǎn)型、提高的重要機(jī)遇。通過(guò)應(yīng)用和推廣國(guó)際行業(yè)內(nèi)先進(jìn)的最佳可行技術(shù)與最佳環(huán)境實(shí)踐，可大幅提高整個(gè)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(guó)造紙行業(yè)二惡英減排的困境

行業(yè)整體環(huán)境保護(hù)能力欠缺

現(xiàn)代造紙工業(yè)是一個(gè)對(duì)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(kāi)放以來(lái)，中國(guó)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(lè)觀，尤其是年產(chǎn)量在3萬(wàn)噸以下的生產(chǎn)線，其工業(yè)裝備水平甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于20世紀(jì)六七十年代國(guó)際平均水平。由于中小型造紙企業(yè)占了中國(guó)造紙行業(yè)的主要份額，中國(guó)造紙行業(yè)的整體技術(shù)裝備水平與國(guó)際先進(jìn)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(wèn)題十分嚴(yán)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(guó)家統(tǒng)計(jì)的41個(gè)工業(yè)行業(yè)中，高居第1位。我國(guó)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(duì)常規(guī)污染控制尚存在較大困難，對(duì)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(guó)從事二惡英及其減排研究開(kāi)展較晚，技術(shù)力量較為薄弱，目前長(zhǎng)期從事二惡英研究并具有檢測(cè)能力僅清華大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心等為數(shù)不多的幾家研究機(jī)構(gòu)。而且，針對(duì)我國(guó)造紙行業(yè)不同工藝條件、不同造紙?jiān)系亩河⑴欧盘卣骱涂刂萍夹g(shù)所做的原創(chuàng)性研究還存在空白。

減排的政策約束不強(qiáng)

隨著NIP的啟動(dòng)，二惡英減排已經(jīng)成為了中國(guó)環(huán)境目標(biāo)的重要內(nèi)容，并且環(huán)保部也出臺(tái)了《全國(guó)主要行業(yè)持久性有機(jī)污染物防治“十二五”規(guī)劃》，但是針對(duì)造紙企業(yè)的二惡英排放并沒(méi)有強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)和要求，這導(dǎo)致對(duì)二惡英排放主體的強(qiáng)制約束不足，二惡英減排還沒(méi)有成為企業(yè)決策的影響因素。

減排策略

技術(shù)改造對(duì)策

盡管整個(gè)造紙過(guò)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(huì)因?yàn)樯a(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(guó)外許多企業(yè)和機(jī)構(gòu)對(duì)于工藝和生產(chǎn)優(yōu)化對(duì)二惡英削減的作用進(jìn)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(shí)踐（BAT/BEP）導(dǎo)則。由于我國(guó)造紙?jiān)系膹?fù)雜性以及產(chǎn)生工藝的差異性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)國(guó)外，因此，應(yīng)該在借鑒國(guó)際先進(jìn)控制經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上篩選適合中國(guó)的工藝技術(shù)進(jìn)行推廣。根據(jù)環(huán)保部2009年開(kāi)展的“中國(guó)無(wú)意產(chǎn)生的持久性有機(jī)污染物非木漿造紙行業(yè)排放研究”項(xiàng)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(guó)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(guò)程中含氯漂白劑的使用已經(jīng)被證明是造紙過(guò)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(wú)氯漂白工藝（TCF）和使用ClO2取代Cl2的無(wú)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(gè)工藝環(huán)節(jié)。在蒸煮環(huán)節(jié)的優(yōu)化措施有在蒸煮過(guò)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(guò)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(qiáng)化漂前洗漿，通過(guò)增加洗鼓真空度、合理設(shè)計(jì)水腿和噴淋水位置、加大噴淋水量來(lái)提高紙漿的洗凈度，降低水相中有機(jī)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(guò)程中二惡英類有機(jī)污染物的形成風(fēng)險(xiǎn)。漂白環(huán)節(jié)的措施主要是通過(guò)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(fēng)險(xiǎn)，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(qiáng)污泥的管理與處置和加強(qiáng)堿回收工藝管理。

提高制漿環(huán)節(jié)技術(shù)準(zhǔn)入門檻

除了對(duì)已有產(chǎn)能進(jìn)行技術(shù)改造外，還必須對(duì)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(biāo)準(zhǔn)，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?fàn)顩r與我國(guó)履行國(guó)際減排義務(wù)的安排，制定鼓勵(lì)、限制和淘汰的時(shí)間表。目前，必須嚴(yán)格執(zhí)行《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》和《國(guó)務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)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(zhǔn)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(lì)企業(yè)采用最新的備料、蒸煮、漂白工藝，對(duì)于使用對(duì)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(xiàng)資金中給予一定的支持。

結(jié)構(gòu)調(diào)整減排措施

中國(guó)造紙行業(yè)存在兩個(gè)結(jié)構(gòu)性的問(wèn)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(guò)高，二是非木漿造紙比例過(guò)高。據(jù)國(guó)外經(jīng)驗(yàn)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(guó)家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的宏觀經(jīng)濟(jì)背景，優(yōu)化造紙?jiān)辖Y(jié)構(gòu)、淘汰落后產(chǎn)能，通過(guò)對(duì)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(hù)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(guó)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(duì)小造紙企業(yè)和生產(chǎn)線實(shí)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(wàn)噸以下草漿生產(chǎn)裝置、年產(chǎn)1.7萬(wàn)噸以下化學(xué)制漿生產(chǎn)線，淘汰年產(chǎn)1萬(wàn)噸以下的以廢紙為原料的造紙生產(chǎn)線。未來(lái)還需要進(jìn)一步鞏固淘汰落后產(chǎn)能的成效，繼續(xù)提高對(duì)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(guó)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(wàn)噸漿/年以上。此外，還要通過(guò)產(chǎn)業(yè)政策的引導(dǎo)以及財(cái)政稅收政策的支持鼓勵(lì)中小企業(yè)的整合，以及龍頭企業(yè)對(duì)中小企業(yè)的收購(gòu)和兼并，著力培育一批年產(chǎn)能100萬(wàn)噸紙產(chǎn)品的大型企業(yè)，提高整個(gè)行業(yè)的產(chǎn)業(yè)集中度。

二是造紙?jiān)辖Y(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整。目前，中國(guó)造紙?jiān)辖Y(jié)構(gòu)最突出的問(wèn)題是非木原料比重過(guò)大、非木漿中草漿比重過(guò)大。這樣的原料結(jié)構(gòu)與我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)森林資源有限，木材供應(yīng)不足有關(guān)。在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)我國(guó)的木材仍將處于短缺狀態(tài)。因此，要實(shí)現(xiàn)造紙?jiān)辖Y(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整必須推進(jìn)林紙一體化工程建設(shè)。通過(guò)資本紐帶和經(jīng)濟(jì)利益將造紙行業(yè)與造林行業(yè)有機(jī)結(jié)合，鼓勵(lì)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(guó)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(lì)發(fā)展的類型。未來(lái)仍然要繼續(xù)堅(jiān)持林紙一體化的發(fā)展方向，制定明確的配套政策，推動(dòng)造紙企業(yè)更加廣泛地參與到造紙?jiān)狭值慕ㄔO(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(duì)于非木漿原料的結(jié)構(gòu)優(yōu)化主要是通過(guò)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(duì)策

二惡英作為一類持久性有機(jī)污染物，在國(guó)際上很早就開(kāi)始研究，并對(duì)其產(chǎn)生、排放、檢測(cè)、治理有著較為嚴(yán)密的管理政策和標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)在這方面的工作則滯后很多，對(duì)于二惡英及其管理的研究尚處于起步階段，當(dāng)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(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則，把對(duì)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(biāo)準(zhǔn)。環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是企業(yè)污染治理的重要約束，也是實(shí)現(xiàn)國(guó)家環(huán)境目標(biāo)的主要控制手段，然而目前的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)均沒(méi)有制定二惡英的標(biāo)準(zhǔn)限值，《造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》僅規(guī)定了可作為二惡英參考指標(biāo)的可吸附有機(jī)鹵化物的控制標(biāo)準(zhǔn)。必須盡快修訂《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》、《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》、《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》、《漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》、《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》等環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，增加二惡英等POPs的標(biāo)準(zhǔn)限值。

二是把二惡英減排和控制納入環(huán)境影響評(píng)價(jià)中。由于標(biāo)準(zhǔn)缺乏以及檢測(cè)能力的限制，目前二惡英的排放并沒(méi)有進(jìn)入環(huán)境影響評(píng)價(jià)的工作中，這使得在環(huán)境管理中無(wú)法從源頭對(duì)二惡英的產(chǎn)生進(jìn)行控制。因此，要把二惡英減排與環(huán)境影響評(píng)價(jià)制度相銜接，在審批建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)文件時(shí)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(píng)價(jià)中。這就要求環(huán)境管理部門結(jié)合我國(guó)造紙行業(yè)的實(shí)際特點(diǎn)，盡快制定“環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則——造紙建設(shè)項(xiàng)目”。引入二惡英污染控制相關(guān)要求，使造紙項(xiàng)目在立項(xiàng)階段就開(kāi)始關(guān)注并通過(guò)技術(shù)替代預(yù)防二惡英的產(chǎn)生。《環(huán)境影響評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)、環(huán)境影響預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、污染防治措施與技術(shù)經(jīng)濟(jì)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(jì)損益分析等章節(jié)增加二惡英污染控制的相關(guān)要求。

財(cái)政經(jīng)濟(jì)政策

二惡英減排的主體是企業(yè)，應(yīng)該建立適當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)政策體系促進(jìn)企業(yè)主動(dòng)減排。該政策體系應(yīng)該包括三個(gè)主要方面。一是從中央和地方財(cái)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(xiàng)基金，該基金用于兩個(gè)方面：一方面是獎(jiǎng)勵(lì)和補(bǔ)貼，用于鼓勵(lì)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(bǔ)償，對(duì)于二惡英污染嚴(yán)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(jì)補(bǔ)償。二是建立污染責(zé)任保險(xiǎn)制度，對(duì)于二惡英排放風(fēng)險(xiǎn)較大的那一類造紙企業(yè)要求繳納二惡英排放保險(xiǎn)基金，督促企業(yè)主動(dòng)控制二惡英的排放。三是拓寬投融資渠道，鼓勵(lì)和引導(dǎo)各類資本進(jìn)入二惡英削減控制領(lǐng)域。除了利用國(guó)內(nèi)的資金機(jī)制，如環(huán)保部?jī)?nèi)的資金調(diào)配、節(jié)能減排專項(xiàng)資金以及一些贊助者的無(wú)償提供外，更重要的是利用國(guó)際貸款、無(wú)償撥款以及其他多邊或雙邊的政府援助、資金支持以及國(guó)際環(huán)?；饡?huì)的支持。

加強(qiáng)二惡英監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

由于我國(guó)對(duì)二惡英的關(guān)注較晚，相關(guān)研究和檢測(cè)開(kāi)展的時(shí)間并不長(zhǎng)，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(yùn)行成本較高，所以到目前為止在中國(guó)具備二惡英檢測(cè)能力的實(shí)驗(yàn)室還很少，而且大多數(shù)還仍在建設(shè)中，我國(guó)二惡英檢測(cè)能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足減排和履約的需求。必須建立覆蓋全國(guó)的二惡英監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，可以環(huán)保部正在建設(shè)的7個(gè)國(guó)家區(qū)域二惡英監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室為基礎(chǔ)，與現(xiàn)有的其他部門的相關(guān)實(shí)驗(yàn)室相配合，建立二惡英監(jiān)測(cè)體系；在重點(diǎn)造紙研究機(jī)構(gòu)、大專院?；I建二惡英監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室；選擇造紙企業(yè)相對(duì)集中的地區(qū)，對(duì)環(huán)境介質(zhì)中的二惡英進(jìn)行監(jiān)測(cè)并建立監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上報(bào)制度。