第1章?緒論

1.1 研究背景

鉛作為重要戰略性資源,以它良好的延展性和耐腐蝕性成為第四大工業基礎金屬,其中80%以上的鉛用于鉛酸蓄電池制造業,2016年中國鉛酸電池產量已達世界總產量的50%以上。由于鉛礦開采冶煉過程高污染和高能耗的特點,造成了原生礦產鉛冶煉行業重金屬污染排放及生態破壞問題突出,往往是“開了一座山,污染一大片”。同時,礦產鉛屬于不可再生資源,隨著鉛礦的開采利用,礦產鉛資源儲備逐年減少。根據美國地質調查局發布的數據顯示,2014年全球鉛礦儲量總計8700萬噸,按照目前全球鉛的年消費量800萬噸計算,可供全球經濟消耗最長時間只有20年左右。由此可見,無論從資源供給還是環境保護,原生礦鉛冶煉已無法持續綠色供給經濟社會的鉛資源需求。

從社會經濟系統中鉛資源消耗代謝來看,鉛資源經過鉛礦開采和冶煉成為原礦鉛冶煉產品,為經濟系統消耗提供鉛資源,鉛資源進入下游消費領域生產制造含鉛產品,主要包括了鉛酸蓄電池、電線電纜護套、鉛以及鉛材生產等。據不完全統計,目前全球有近86%的原生礦冶煉鉛用于鉛酸電池生產,還有近5%的鉛資源用于鉛涂料、4%的鉛資源用于鉛板材以及2%的鉛資源用于鉛合金等工業生產。隨著含鉛產品達到報廢期,含鉛產品的回收再生系統即再生鉛冶煉行業隨即產生。

社會經濟系統中不同含鉛產品生命周期差異較大,如鉛管或者電纜護套等含鉛產品報廢周期較長,一般維持在50年之久,短期內報廢和回收難度較大。相比而言,汽車、摩托車、電動自行車用蓄電池一般每兩年更換一次。而鉛酸電池壽命一般為2~3年,若不能綜合回收利用則會造成鉛資源巨大浪費;同時,廢鉛酸蓄電池中含有大量有毒有害重金屬和酸性物質,若回收過程不能妥善處理,將會對生態環境和人體健康造成嚴重破壞和損害。1992年巴塞爾公約的簽訂和生效,將廢鉛酸電池作為危險廢物,并提出禁止跨境轉移,如何安全處理處置并綜合利用廢鉛酸電池,成為世界各國共同面臨和亟待解決的重大問題之一。根據國際鉛業研究組織發布的報告,2015年世界鉛產量為1127.4萬噸,其中再生鉛產量占鉛總生產量的54.20%。2010年美國、德國、日本、意大利、法國的再生鉛產量均占其精煉鉛產量和消費量的60%~100%。20世紀90年代,美國、意大利等國紛紛關閉了原生礦鉛開采,經濟發展所需的鉛資源全部來源于再生鉛行業。中國再生鉛冶煉有85%以上的原料來源于廢鉛酸蓄電池,2002~2016年中國累計再生鉛產量為1086萬噸,行業產量年均增長率維持在12%~19%。2016年中國再生鉛產量達到180萬噸,分別占當年全球和中國鉛總產量的25%和38%,成為世界上最大的再生鉛國家。由此可見,廢鉛酸電池已經成為再生鉛冶煉行業主要原料,社會經濟系統中鉛資源消費基本形成了“鉛礦開采—礦鉛冶煉—鉛酸電池產品制造—報廢鉛酸電池回收—再生鉛冶煉”的鉛資源循環經濟閉環產業鏈。

與原生礦冶煉鉛相比,以廢鉛酸電池為原料回收冶煉鉛節約了近60%的資源和能源消耗。由此可見,再生鉛冶煉行業的發展,一方面降低了原生礦產鉛冶煉過程的能源消耗和環境污染負荷,另一方面實現了鉛資源從“搖籃—墳墓—搖籃”的可持續性循環代謝。基于對社會經濟系統鉛需求及代謝分析,國內外大量研究指出現有經濟系統鉛消費量可通過循環再生基本滿足鉛代謝需求,而以廢鉛酸電池回收為原料的再生鉛冶煉行業終將取代原生礦鉛冶煉行業,成為社會經濟系統鉛資源供給的主導行業。

鉛屬于有毒重金屬,因此涉鉛行業工業生產已成為環境污染和生態安全的主要貢獻源之一。正如Stigliani博士針對環境污染提出的“化學定時炸彈”(Chemical Time Bomb,CTB)理論所述,由于鉛的穩定性和難降解性,導致鉛污染危害已在人體健康、食品安全、區域水環境質量、大氣環境、生物物種安全等眾多領域日益嚴重。由于發展方式粗放、生產工藝技術落后、環境監管政策不完善以及企業環境意識淡薄等諸多因素,導致了中國再生鉛冶煉過程環境污染問題凸顯,主要表現為鉛再生冶煉企業周邊兒童血鉛超標事件頻發,冶煉企業污染場地及周邊二氧化硫、重金屬鉛、砷、鎘等土壤和地下水超標,企業周邊農作物鉛、砷、鎘等重金屬超標,以及經遷移轉化導致食品中重金屬超標問題(見表1.1)。例如,2009年發生的陜西鳳翔兒童血鉛超標,2010年湖南郴州市嘉禾縣桂陽縣數百名兒童血鉛超標,2011年安徽懷寧爆發兒童“血鉛超標”事件等,近幾年頻繁發生的重金屬污染事件直接影響到人民群眾身體健康,并在社會上引起了強烈反響,環境污染防控特別是重金屬污染防控的監管矛頭指向了再生金屬行業。

表1.1　近年來我國報道的重金屬污染事件

續表