造纸工业二恶英减排途径研讨

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本文作者：徐晓勇、雷冬梅、李巍 单位：云南大学发展研究院、云南财经大学城市与环境学院、北京师范大学环境学院

二恶英是一类工业生产中无意产生的持久性有机污染物（POPs），具有高毒性、难降解和生物富集的特征，可通过空气、水、迁徙物种及产品远距离传输并沉积，并在生态系统中长期累积。相关研究表明，二恶英是世界上毒性最强的物质之一，即使暴露在非常低剂量的二恶英中也有可能引发癌症、损害神经系统、引发免疫系统疾病、生殖紊乱以及干扰婴幼儿的正常发育，直接威胁人类生存繁衍和可持续发展。包括二恶英在内的持久性有机污染物被联合国环境规划署（UNEP）视为“世界面临的最大挑战之一”。由于POPs类物质对人体健康和生物体的巨大毒性和危害，国际社会于2001年签署了《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》，旨在减少、消除和预防POPs污染，保护人类健康和环境。中国作为公约的首批缔约国，于2007年启动“中华人民共和国履行《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》国家实施计划（NIP）”，开始履行对各类POPs削减的承诺和义务。

在《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》中把首批受控的12种POPs物质分为了3大类：第一、第二类为故意生产的含氯杀虫剂；第三类为包括二恶英在内的非故意产生的持久性有机污染物（UPOPs）。UPOPs由于其产生的伴生性，并且涉及国民经济中的众多行业，是减排POPs类物质的难点，也是NIP中主要控制的POPs类物质。

制浆造纸被认为是化学品和消耗性产品中最大的UPOPs排放源。随着我国加入《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》，POPs减排和控制成为我国环境保护目标的重要内容，对于造纸行业的二恶英减排不仅是国际履约的重要保障，也是实现行业优化、转型、提高的重要机遇。通过应用和推广国际行业内先进的最佳可行技术与最佳环境实践，可大幅提高整个行业生产的环境友好程度和可持续发展能力。

我国造纸行业二恶英减排的困境

行业整体环境保护能力欠缺

现代造纸工业是一个对技术装备要求很高的行业，装备水平的高低直接决定了制浆造纸的技术工艺的选择以及产出效率和污染排放水平。改革开放以来，中国造纸工业的技术与装备水平有了很大的提高，部分大型造纸企业已经拥有了世界上领先的技术与装备。但是中小企业的状况就不容乐观，尤其是年产量在3万吨以下的生产线，其工业装备水平甚至远远低于20世纪六七十年代国际平均水平。由于中小型造纸企业占了中国造纸行业的主要份额，中国造纸行业的整体技术装备水平与国际先进水平仍然存在很大的差距。

技术装备和工艺水平的落后，导致行业整体污染排放问题十分严重，2009年造纸及纸制品工业产生的废水量和COD分别占工业排放的18.78%和33%，在国家统计的41个工业行业中，高居第1位。我国大多数造纸企业的环境污染治理能力、环境管理水平和资金投入水平应对常规污染控制尚存在较大困难，对于二恶英减排更是力有不逮。

科技支撑薄弱

二恶英是一种微量污染物，由于其异构体多、检出限极低，其减排需要较高的科技支撑能力。我国从事二恶英及其减排研究开展较晚，技术力量较为薄弱，目前长期从事二恶英研究并具有检测能力仅清华大学、中国科学院生态环境研究中心等为数不多的几家研究机构。而且，针对我国造纸行业不同工艺条件、不同造纸原料的二恶英排放特征和控制技术所做的原创性研究还存在空白。

减排的政策约束不强

随着NIP的启动，二恶英减排已经成为了中国环境目标的重要内容，并且环保部也出台了《全国主要行业持久性有机污染物防治“十二五”规划》，但是针对造纸企业的二恶英排放并没有强制标准和要求，这导致对二恶英排放主体的强制约束不足，二恶英减排还没有成为企业决策的影响因素。

减排策略

技术改造对策

尽管整个造纸过程都有可能产生二恶英类化合物，但是许多研究也表明二恶英产生和释放会因为生产原料、生产工艺、生产流程、污染治理等生产条件的不同存在巨大的差异。自从在制浆造纸废水中发现二恶英后，国外许多企业和机构对于工艺和生产优化对二恶英削减的作用进行了深入的研究，得到了一些可行的控制二恶英产生的新工艺。UNEP在此基础上制定了造纸行业二恶英控制的最佳可行技术/最佳环境实践（BAT/BEP）导则。由于我国造纸原料的复杂性以及产生工艺的差异性远远超过国外，因此，应该在借鉴国际先进控制经验的基础上筛选适合中国的工艺技术进行推广。根据环保部2009年开展的“中国无意产生的持久性有机污染物非木浆造纸行业排放研究”项目的研究成果，目前主要有工艺替代、工艺优化类技术措施适合在中国推广。

工艺替代措施。工艺替代措施主要包括漂白工艺和蒸煮工艺的替代。漂白过程中含氯漂白剂的使用已经被证明是造纸过程中二恶英产生最主要的环节，采用新的漂白工艺、减少或替换含氯漂白剂的用量是削减二恶英类形成的有效措施，目前成熟的技术包括：采用O2、O3、H2O2和酶漂等全无氯漂白工艺（TCF）和使用ClO2取代Cl2的无元素氯漂白工艺（ECF）。蒸煮工艺的替代主要是采用连续蒸煮工艺替代间歇蒸煮工艺和蒸球蒸煮工艺。

工艺优化措施。工艺优化措施可使用在蒸煮、洗浆和漂白多个工艺环节。在蒸煮环节的优化措施有在蒸煮过程中添加蒽醌或多硫化物和改良连续蒸煮工艺，这能够在蒸煮过程中尽量脱除木素以减少二恶英类物质的前驱物的形成。洗浆环节的措施有：强化漂前洗浆，通过增加洗鼓真空度、合理设计水腿和喷淋水位置、加大喷淋水量来提高纸浆的洗净度，降低水相中有机物的含量；增加螺旋挤浆设备等提高黑液提取率，减少中段水中的COD、BOD、SS等污染物质，降低氯化过程中二恶英类有机污染物的形成风险。漂白环节的措施主要是通过增加O2、H2O2和酶漂等工序，减少含氯漂白剂的使用量、削减后续工段二恶英类的生成量。

除此之外，还有一些措施能有效减少二恶英类物质产生和排放的风险，包括：不使用被氯酚污染的原料、不使用含二苯并二恶英和二苯并二呋喃的消泡剂、加强污泥的管理与处置和加强碱回收工艺管理。

提高制浆环节技术准入门槛

除了对已有产能进行技术改造外，还必须对新投产的企业和生产线在制浆环节提高技术标准，尽快将与二恶英排放相关的工艺、技术、设备和产品纳入《产业结构调整目录》，根据造纸产业技术发展状况与我国履行国际减排义务的安排，制定鼓励、限制和淘汰的时间表。目前，必须严格执行《产业结构调整指导目录》和《国务院关于进一步加强淘汰落后产能工作的通知》中淘汰落后产能的要求，提高制浆环节技术准入门槛；明令禁止蒸球蒸煮、氯气漂白等落后工艺的使用，鼓励企业采用最新的备料、蒸煮、漂白工艺，对于使用对二恶英减排有重要意义的TCF漂白工艺、深度脱木素技术的企业要从节能减排专项资金中给予一定的支持。

结构调整减排措施

中国造纸行业存在两个结构性的问题，一是小企业和小生产线在行业整体产能中比例过高，二是非木浆造纸比例过高。据国外经验与相关研究表明：非木浆造纸和小企业的二恶英和其他污染物质排放水平高于木浆造纸和大企业。因此，需要结合国家产业结构调整的宏观经济背景，优化造纸原料结构、淘汰落后产能，通过对造纸工业结构的优化调整，提高行业整体的环境保护水平，降低二恶英的排放总量。

一是规模结构的优化调整。“九五”到“十一五”期间，在国家关闭“十五小”企业以及淘汰落后产能等一系列宏观产业结构调整政策的指导下，对小造纸企业和生产线实施“关、停、并、转、迁”等办法，已经基本淘汰了年产3.4万吨以下草浆生产装置、年产1.7万吨以下化学制浆生产线，淘汰年产1万吨以下的以废纸为原料的造纸生产线。未来还需要进一步巩固淘汰落后产能的成效，继续提高对非木浆业单条生产线的规模要求，继续淘汰技术落后的小草浆厂，将全国非木浆的生产规模限制在现有基数上，平均单条生产线的规模提高到5万吨浆/年以上。此外，还要通过产业政策的引导以及财政税收政策的支持鼓励中小企业的整合，以及龙头企业对中小企业的收购和兼并，着力培育一批年产能100万吨纸产品的大型企业，提高整个行业的产业集中度。

二是造纸原料结构的优化调整。目前，中国造纸原料结构最突出的问题是非木原料比重过大、非木浆中草浆比重过大。这样的原料结构与我国长期以来森林资源有限，木材供应不足有关。在未来相当长的时间内我国的木材仍将处于短缺状态。因此，要实现造纸原料结构的优化调整必须推进林纸一体化工程建设。通过资本纽带和经济利益将造纸行业与造林行业有机结合，鼓励造纸企业投资建设造纸林基地，缓解日益突出的木材供需矛盾，保障企业的原料供给以及行业的原料结构的调整。在2005年国家发改委颁布的《产业结构调整指导目录》中明确把林纸一体化木浆、纸和纸板生产列为了鼓励发展的类型。未来仍然要继续坚持林纸一体化的发展方向，制定明确的配套政策，推动造纸企业更加广泛地参与到造纸原料林的建设中去，可以尝试大型造纸生产线与原料林建设捆绑审批的制度。对于非木浆原料的结构优化主要是通过产业政策限制草浆产量，增加竹浆比重。

环境管理对策

二恶英作为一类持久性有机污染物，在国际上很早就开始研究，并对其产生、排放、检测、治理有着较为严密的管理政策和标准。我国在这方面的工作则滞后很多，对于二恶英及其管理的研究尚处于起步阶段，当务之急是要制定二恶英的环境质量和环境影响评价技术导则，把对二恶英的管理纳入环境管理体系和制度之中。

一是制定二恶英环境质量标准。环境质量标准是企业污染治理的重要约束，也是实现国家环境目标的主要控制手段，然而目前的环境质量标准均没有制定二恶英的标准限值，《造纸工业水污染物排放标准》仅规定了可作为二恶英参考指标的可吸附有机卤化物的控制标准。必须尽快修订《地表水环境质量标准》、《地下水质量标准》、《海水水质标准》、《渔业水质标准》、《土壤环境质量标准》等环境质量标准，增加二恶英等POPs的标准限值。

二是把二恶英减排和控制纳入环境影响评价中。由于标准缺乏以及检测能力的限制，目前二恶英的排放并没有进入环境影响评价的工作中，这使得在环境管理中无法从源头对二恶英的产生进行控制。因此，要把二恶英减排与环境影响评价制度相衔接，在审批建设项目环境影响评价文件时要充分考虑二恶英削减和控制要求，将二恶英作为主要特征污染物逐步纳入造纸行业的环境影响评价中。这就要求环境管理部门结合我国造纸行业的实际特点，尽快制定“环境影响评价技术导则——造纸建设项目”。引入二恶英污染控制相关要求，使造纸项目在立项阶段就开始关注并通过技术替代预防二恶英的产生。《环境影响评价技术导则》应在工程分析、清洁生产分析、环境质量现状调查与评价、环境影响预测与评价、环境风险评价、污染防治措施与技术经济可行性分析、污染物总量控制分析、环境管理与监控、环境影响经济损益分析等章节增加二恶英污染控制的相关要求。

财政经济政策

二恶英减排的主体是企业，应该建立适当的经济政策体系促进企业主动减排。该政策体系应该包括三个主要方面。一是从中央和地方财政安排的节能减排资金中建立造纸行业二恶英减排专项基金，该基金用于两个方面：一方面是奖励和补贴，用于鼓励企业采用有利于二恶英削减的生产方式和技术改造；另一方面是补偿，对于二恶英污染严重的小造纸企业的关闭和退出生产，给予一定的经济补偿。二是建立污染责任保险制度，对于二恶英排放风险较大的那一类造纸企业要求缴纳二恶英排放保险基金，督促企业主动控制二恶英的排放。三是拓宽投融资渠道，鼓励和引导各类资本进入二恶英削减控制领域。除了利用国内的资金机制，如环保部内的资金调配、节能减排专项资金以及一些赞助者的无偿提供外，更重要的是利用国际贷款、无偿拨款以及其他多边或双边的政府援助、资金支持以及国际环保基金会的支持。

加强二恶英监测网络建设

由于我国对二恶英的关注较晚，相关研究和检测开展的时间并不长，加之二恶英的异构体多，且检出限极低，通常需要具有高灵敏度、高分辨性的仪器和方法。但是这些高端的设备投资较大，运行成本较高，所以到目前为止在中国具备二恶英检测能力的实验室还很少，而且大多数还仍在建设中，我国二恶英检测能力远远无法满足减排和履约的需求。必须建立覆盖全国的二恶英监测网络，可以环保部正在建设的7个国家区域二恶英监测实验室为基础，与现有的其他部门的相关实验室相配合，建立二恶英监测体系；在重点造纸研究机构、大专院校筹建二恶英监测实验室；选择造纸企业相对集中的地区，对环境介质中的二恶英进行监测并建立监测数据上报制度。