稀贵金属矿山固废环境风险评估技术研究建议书

2．分析说明项目实施能够产生的重大经济、社会效益 李克强总理在2011年在第七次全国环境保护大会上就提出，强 调“切实解决影响科学发展和损害群众健康的突出环境问题，对重点防 控区域采取工程措施集中治理，加快解决铬渣、尾矿库等历史遗留问 题”。湖南省委书记、省人大常委会主任周强始终高度重视环保工作， 着力推进“锰三角”环境治理，加强洞庭湖流域综合治理，以湘江流 域、株洲清水塘等为重点全面推进重金属污染治理。周生贤部长强调要 加快完善以环境质量标准为核心，以污染物排放和控制标准、环境监测 和环境管理技术规范为重要内容的环境标准体系，不断提高标准体系的 科学性、系统性、适用性。要以重点科研项目为依托，突破环境质量改 善关键技术。 本项目针对我国稀贵金属矿山冶炼渣等固体废弃物的环境风险评估 技术进行研究，提出固废的环境风险评价体系，根据固废对环境风险源 识别、模拟、分区，开展其环境监督与管理技术研究，具有非常重要的 社会公益价值和应用推广前景；推广应用稀贵金属固废环境风险预警、 控制和评估技术，可望产生显著的环境效益和经济效益。
3．项目的技术关键、技术难点、创新点 3.1本项目拟解决的技术关键与难点：
（1）建立稀贵金属矿山固体废物堆存区域重金属迁移规律。①堆存 区环境重金属污染的土壤、地下水、植物的选取；②重金属污染物影响 下的土壤、地下水、植物毒性效应及生理生化响应特征分析。
（2）堆存区域环境风险预警系统的建立。①结合稀贵金属冶炼渣堆 存的特点及影响土壤、地下水和植物变化的因素、区域自然社会经济条 件，建立风险评价指数，对评价指数进行分级，建立稀贵金属冶炼渣堆 存区域环境风险预警体系。
二、项目目标及主要任务 1．主要目标（项目目标的涵盖范围要与项目名称相对 应；目标应该明确具体，可考核，并在项目实施周期内能够 完成。）
总体目标： 本项目通过对我国稀贵金属矿山固体废物污染源产生、利用、处置 情况的调查研究，掌握稀贵金属矿山固体废物的环境风险与管理现状， 建立固体废物堆存区域动态健康风险评价与预警系统，提出稀贵金属废 弃物综合污染预防与控制的综合评价体系以及管理技术规范，为实现我 国稀贵金属矿山固体废物安全环境管理提供技术支持和决策依据。 年度目标：
气候条件下堆体稳定性的变化，结合其中典型污染物的迁移转化途径和 规律，分析潜在的环境风险、可能的突发事故和持久影响，提出风险控 制途径及防范措施。同时结合各类固体废物处理处置现状作出的环境风 险评估成果，形成稀贵金属固体废物污染源风险评价技术体系和管理规 范。
2.2主要考核指标：
（1）建立稀贵金属矿山固体废物污染源清单和数据库框架； （2）建立固体废物堆存区域动态健康风险评价与预警系统； （3）建立稀贵金属矿山固体废物堆存区域环境污染的预防与控制综 合评价技术体系以及管理技术规范。
治技术的研究及实施提供参考依据。 《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》在环境
领域要求“实施区域环境综合治理。开展流域水环境和区域大气环境污 染的综合治理、典型生态功能退化区综合整治的技术集成与示范，开发 饮用水安全保障技术以及生态和环境监测与预警技术，大幅度提高改 善环境质量的科技支撑能力”，因此，开展稀贵金属冶炼渣对环境风险 的评估技术研究，建立环境风险评价体系，提出环境风险评估管理技术 规范，为稀贵金属冶炼渣环境风险评估提供技术支撑是十分必要的。
一、项目立项的必要性及需求分析
1．项目立项的必要性（围绕《国家中长期科学和技术发展规划
纲要（2006-2020年）》重点领域及其优先主题，组织开展本行业应急 性、培育性、基础性科研工作，解决行业科技发展问题的必要性分 析。）
稀贵金属用途十分广泛，大量应用于电子产品、工业催化剂和特殊合
金等方面，已经成为能源、高新技术等领域发展的必需原料，然而，稀
贵金属冶炼过程产生的冶炼渣堆存对环境的影响往往被忽视，因此对稀 贵金属冶炼渣的环境监测和风险评估，提出环境风险评价方法，建立污 染预防与控制的综合评价体系以及管理技术规范，对环境污染防治与环 境管理具有显著的科学意义。
稀贵金属产业链中冶炼、合金生产等过程均产生严重的污染物。以 稀土冶炼为例：稀土冶炼产生的工业废渣则不仅破坏污染环境，占据土 地资源，更重要的是其具有明显的辐射危害。目前，仅包头地区每年即 约产生5万吨放射性废渣。更为严重的是，如离子吸附型稀土矿生产过程 中产生的典型酸溶渣，其铀含量可达到0.031%，钍达到0.14%，总α比活 度为1.23×105Bq/kg，总β比活度9.26×104Bq/kg，是危害性极大的放 射性废渣。一般地，大型企业会将放射性废渣堆存于渣库，而更多中小 企业则随意堆放，且无任何防护措施，污染风险极大。而黄金冶炼过程 中的主要污染物是硫、砷、氰化物、重金属等。以砷为例：2004年12月 15日，世界卫生组织官员宣布，全球至少有5000多万人口正面临着地方 性砷中毒的威胁，其中，大多数为亚洲国家，而中国正是受砷中毒危害 最严重的国家之一。
从总体上看，我国稀贵金属行业的快速发展已经导致严重的环境问 题，环境承载能力大幅削弱，因而稀贵金属行业的环境污染防治工作势 在必行，迫切需要针对稀贵金属行业的主要污染物及污染源识别、环境 污染风险评估技术及Leabharlann Baidu管技术进行研究，以进一步约束企业生产行为， 改善工艺，实现源头治理、源头减污，同时为稀贵金属行业环境污染防
2015年： 通过分析稀贵金属矿山固体废物的主要组分以及我国的赋存水平和 消耗水平，建立稀贵金属矿山固体废物堆存区域的污染预防与控制管理 规范与综合评价体系。
2．研究与开发任务与内容（主要包括研究重点与开发内 容，以及相应的考核指标。其内容应与项目目标有直接对应 关系，为实现项目目标所应进行的重点研究内容不应有遗 漏，也不应包括与项目目标关系度不大的内容。）
环境保护的成本核算 污染排放与环境影响比较分析 固体废物堆存区域环境污染预防与管理技术规范
主要研究重点与开发内容： 针对稀贵金属冶炼渣等固废堆存对环境造成的不良影响进行环境生 态风险评价，为地方各级政府制定稀贵金属冶炼渣等固废堆存管理措 施，提高稀贵金属冶炼渣等固废堆存安全保障程度提供重要科学依据。 （1）稀贵金属冶炼渣处理处置中重金属的迁移转化规律研究 根据重金属元素的分类、固体废物产生节点、固体废物处理处置方 式分类等开展污染机理研究。通过实地采样监测典型冶炼渣堆场周边土 壤、地表水、地下水的污染现状，定量描述污染程度，结合地形地貌特 征给出代表性污染元素的浓度分布，明确其环境影响范围，探讨其迁 移、转换、分布规律以及与人体健康指标的相关性，形成稀贵金属冶炼 渣处理处置中重金属的迁移转化规律，建立基于GIS的迁移模型与动态健 康风险评价。 （2）稀贵金属固体废物潜在环境风险评估 通过文献调研、现场调查以及实测，获取稀贵金属冶炼渣的产生规 律、产生节点、产生量及主要污染因子，在此基础上分析各类固体废物 对环境危害因素、危害途径以及危害程度等，针对各类固体废物自身特 征，采用定量半定量手段，研究冶炼渣的潜在环境风险，将风险水平分 为巨险、重险、中险、轻险及低险共计5级，采用分级能力较强的可拓综 合评价指数方法，建立稀贵金属冶炼渣堆存区域周边环境风险评价方 法，建立环境风险预警系统。 （3）建立稀贵金属冶炼渣污染源的环境风险评价技术体系 针对稀贵金属冶炼渣堆场进行安全性评价，利用数学模型模拟不利
2013年： 开展课题总体设计，制定冶炼渣的现状调研方案，开展现场采样、 监测、化验分析工作。建立稀贵金属矿山固体废物堆放数据库，为今后 推动循环利用和强化环境管理提供参考。
2014年： 完成固体废物堆存区域污染物的环境累积性、生物吸收与富集性、 食物链的传递性的系统分析，确定各暴露途径的环境风险。完成实地采 样的迁移、转换、分布规律，建立基于GIS的迁移模型与动态健康风险评 价与预警系统。
（3）稀贵金属冶炼渣堆存区域环境风险评价体系与规范建立。①结 合重金属迁移规律和风险预警系统，建立稀贵金属冶炼渣堆存区域环境 风险评价体系。②综合污染现状、环境风险评价体系与国内外先进经 验，建立稀贵金属固体废物堆存区域环境污染预防与管理技术规范。
3.2创新点： （1）基于生物监测指标体系的环境风险预警模型：选取典型稀贵 金属冶炼渣堆存区土壤、地下水和植物物种，分析库区重金属污染物影 响下的土壤、地下水和植物毒性效应及生理生化响应特征，建立稀贵金 属冶炼渣堆存区域污染生物监测方法，结合地下水、污染源类型与污染
物构成等指标体系，建立稀贵金属冶炼渣堆存区域环境风险预警模型。 （2）开发适合我国国情的稀贵金属冶炼渣堆存区域环境风险评价
体系和规范：本项目针对该类环境风险以规范管理和预警为主，采用过 程控制和指数预警相结合的综合防控思路，实现稀贵金属固体废物区域 的环境的安全监管。
三、相关领域国内外技术现状、发展趋势及国内现有工 作基础
针对固体废物堆存区域污染物的环境累积性、生物吸收与富集性、 食物链的传递性进行系统分析，调查其对动植物和人体的暴露途径，研 究在各暴露途径中的暴露水平，确定各暴露途径的环境风险。
（3）固体废物堆存区域环境风险评估研究 通过实地采样监测稀贵金属冶炼渣周边土壤、地表水、地下水和植 物的污染现状，定量描述污染程度，结合地形地貌特征给出代表性污染 元素的浓度分布，明确其环境影响范围，探讨其迁移、转换、分布规律 以及与人体健康指标的相关性，建立基于GIS的迁移模型与动态健康风险 评价与预警系统。 （4）固体废物堆存区域环境污染的预防与控制综合评价体系以及 管理技术规范研究 通过分析稀贵金属矿山固体废物的主要组分以及我国的赋存水平和 消耗水平，评估将其作为二次矿产资源开发利用的可能性与紧迫性；通 过生命周期软件，分析从废物产生到各种利用、贮存、处置过程的环境 影响，评估各类利用与处置方式的环境收益与损耗；采用风险评估软 件，对各种利用与处置方式的经济性进行比较，找到影响废物各种利用 与处置方式的环节。通过归一化方式，建立稀贵金属矿山固体废物堆存 区域的污染预防与控制综合评价体系，项目技术路线图如下图。
稀贵金属冶炼渣等固体废弃物 现场调研 企业函调 历史调研 样品实测
文献调研 建立固体废物污染源清单和数据库 建立迁移模型、动态健康风险评价与预警系统 固体废物堆存区域的污染预防与控制综合评价体系
图1 本项目技术路线图
污染源普查数据 固体废物危害特性和污染现状 固体废物污染物迁移转化规律 堆场环境安全性分析 固体废物国内外污染现状 资源属性及资源价值调查
1．国内外技术发展趋势与现状分析
环境生态风险评价工作作为环境管理和环境决策非常重要的内容。 已愈来愈受到许多环保机构和有关国际性组织的重视，并得到广泛应 用。一般而言，生态风险评价包括提出问题、评估生态效应、界定生态 污染物、暴露估算、风险计算和风险管理决策等多个步骤。我国在这方 面刚刚起步，20世纪80年代末，生态风险评价的工具和方法在一些研究 中才开始出现(Bascietto et al.，1990)，但内容仍然侧重生物生态毒 理研究，尺度一般限于单一种群或者群落。20世纪80年代初，美国橡树 岭国家实验室受美国环保局(USEPA)委托，进行人类健康影响评价，在此 研究中发展和应用了一系列针对组织、种群、生态系统水平的生态风险 评价方法，并将此方法类推到人体健康的致癌风险评价中，这一研究在 强调所有相关生物组织水平的同时，也指出生态风险评价应该评价确定 影响的可能性(O’Neill et al.，1982；Suter et al.，1983； Barnthouse et al.，1987)。目前，美国大部分生态风险评价仍然使用 1998版《生态风险评价指南》作为研究标准。欧洲的生态风险评价研究 与美国的生态风险评价有较大不同，其研究主要是在新化学品评价的基 础上发展起来的。澳大利亚生态风险评价研究集中在对化学污染物和重 金属对土壤的影响上，澳大利亚国家环境保护委员会于1999年也建立了 一套比较完善的土壤生态风险评价指南，其B5部分是生态风险评价指南 专题(AG，1999)。其他国家比如加拿大、南非和新西兰等，其生态风险 评价研究大多按照美国1998版《生态风险评价指南》展开，并在此基础
2.1研究与开发内容 （1）稀贵金属矿山固体废物现状调查与分析 调查研究我国稀贵金属矿山固体废物现状，分析稀贵金属矿山固体
废物产生单位的名单和固体废物的产生、利用、贮存与排放情况。建立 稀贵金属矿山固体废物堆放数据库，为今后推动循环利用和强化环境管 理提供参考。
（2）固体废物堆存区域污染物环境暴露途径、水平及毒理学特征研 究