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降低燃煤锅炉SO2排放量的工艺与技术 第六图书馆 简述了煤燃烧对大气环境的危害及减少燃煤过程SO2排放量的必要性,详细论述了炉内干法直接脱硫、燃烧后湿法烟气脱硫和介于二者 之间的半干法喷雾干燥脱硫的工艺技术特点,概括介绍了这三种技术的发展趋势。从技术、经济和环境的角度比较了这三种工艺技术 。简述了煤燃烧对大气环境的危害及减少燃煤过程SO2排放量的必要性,详细论述了炉内干法直接脱硫、燃烧后湿法烟气脱硫和介于二 者之间的半干法喷雾干燥脱硫的工艺技术特点,概括介绍了这三种技术的发展趋势。从技术、经济和环境的角度比较了这三种工艺技 术。脱硫 锅炉 煤粉燃烧 二氧化硫 排放量内蒙古环境保护邱广明 兰学军 等[1]内蒙古工业大学电力学院动力 工程系,呼和浩特010080 [2]呼和浩特市机床附件总厂动力分厂,呼和浩特0100502000第六图书馆 环境经济优化设计案例 环境经 济 ⑦ 2 环境经济优化设计案例 内蒙古大学经济学院 砰和皓特，0 1 0 0 2 1 ， 摘要 本文列举三例， 论述完善价格机制发展城市燃气供应事业、 运用排污权交易思想削减二氧化硫污染 场 b 堤 糟 1 I 关 键 词 环 境 保 护 } 市 场 机 制 ； 燃 气 ； 二 氧 化 硫 } 固 体 废 弃 物 再 谵 ， 予 婿． b 叮 1 2 l 中图分类号X1 9 6 文献标识号 A 文章编号 1 0 0 7 --0 3 7 0 2 0 0 0 0 3 0 0 2 0 0 4 、 THE CASE STUDY ON OPTI M UM DESI GN 0F ENVI RONM ENTAL AND ECONOM I C P0LI CI ES Te ng Yo uZhe ng M e ng Pe i Xi n T h e e c o n o mi c c o l l e g e o f I n n e r Mo n g o l i a Un i v e r s i t y Hu HHo t ， 0 1 0 0 2 1 ．A l s t r o c tTh r e e e a s e s t u d i e s o n o p t i mu m d e s i g n o f e n v i r o n me n t a l e c o n o mi c p o l ic i e s we r e d e s c r i b e d i n t h e p a p e r，S L [ c h a s h 0 w t 0 p e r f e c t p r i c e s me c h a n i s m t o d e v e l o p u r b a n g a s s u p p l i e s 、h o w t o a d o p t p o l l u t i o n d i s c h a r g e r i g h t e x c h a n ge p o l i c y t o r e d u c e t h e a mo u n t o f s u l p h u r d i o x i d e a n d h o w t o i n t e r v e n e t h e ma r k e t t o p r o m o t e t h e r e c o v e r y o f s o t i d wa s t e ．Th e o p t i mu m p r o g r a ms we r e d e s i g n e d r e s p e c t i v e l y，a n d t h e e x p e c t e d e n v i r o n me n t a [ a n d e c on o m i c b e n e f i t s we r e e s t i ma t e d ． Ke y w。 r d B e n v i r o n me n t a l p r o t e c t i o ni ma r k e t me c h a n i s m ；b u r n i n g g a s ；s u p [ h u t d i o x i d e；s o l i d wa s t e 1 环保产 品和服务供应的“ 调价一补贴” 优化 方 案 多数涉及环保 的产品与服务 ， 饲如集中供热 、 管输 燃气 、污水处理 等等 ， 属 于 自然垄 断性产业 ， 这 类产业 的定价难以实行完全市场价格 ， 但实行政府定价， 在定 价过低时，容易产生产业萎缩，定价过高时 ， 容易产生 部门垄断利润。 8 0年代后期。 由英国率先在一些发达国 家实行一 种 “ 价格 上 限{ 5 j ” ，它规定 只要价格 不超 过上 限 ，企业利 润增 中不受 限{ 5 j ， 从 而引人 激励机 制 。同时 还 规定 了对企 业生 产效 率的约束 ， 上 限价格 的调整有 法 定的公式 R P I --X。 R P I 为零售物价指数， 代表通货膨 胀率 ， x是政府规定垄断性企业的生产效率增长率 效 率因子 ， x值一般根据科技进步等因素做阶段性调整 ， ． ， ． ． ．． ． ．． ．． ．． ． ．． ．． ．． ． ．． ． ．一 收 稿 日期 2 0 0 0 3 2 6 作者 茼卉 持有正 男 1 9 3 6 一 ．安t智肇昌县 ．副教授 ，在 内蒙 古大学从事教学科研工作。 国外一般每 4 ～5年调整 一次 ，以期 能充分发 挥政 府对 垄 断性产业管 制 的效 果 。 价格上 限 制是一 种 能兼 顾 消 费者 和 自然 垄断 性 企 业利益的有效的定价方法， 在我国有推广的价值 ， 但它 的实施有一个前提， 就是正确确定产品和服务的初始价 格。虽然根据我国 价格法 ，“ 制定政府指导价 ，政府 定价， 应当依据有关商品或者服务的社会平均成本和市 场供求状况、 国民经济与社会发展要求以及社会承受能 力 ，但对 这一规 定的实 际执行 ，仍 然相 当困难 ，特 别 是 经济 欠发达地 区 的公 用服 务事业 ， 行政 主管部 门往 往 从社会承受能力考虑， 使有关商品和服务价格远离社会 平 均成本 。 因此要全 面考虑 价格法 规定 的定价 依据 ， 在 自然垄 断性产业 的价格 改革 中 ，逐 步理顺 价格关 系 ， 正确确定产品和服务的初始价格 ，然 后实施价格上限 制 ， 现 以经济 欠发达 的呼和 浩特市 的煤 气供直 为 例 ， 来 说 明定价 的优化方 法 常规方 案 对煤气 实行低 价 暗补 福 利性 供应 居 民，煤气公司亏损，依桢政府补贴，财政桔据，补贴不 一 2 3 维普资讯 第六图书馆 内蒙古环境保护第 1 2卷第 3期2 0 0 0 年 9月 到 位 ， 公 用事业 成 了政府 沉重 的包袱 ， 用 煤气户 与非用 气户利 益关 系不公 平 ， 社 会 矛盾增加 ， 环保公 用事业发 展缓慢 ，环境 状况 恶化 。 呼和浩 特市煤气 价格从 1 9 9 2年 来三 次词升价 格，1 9 9 8年 1 0 月 已调至 0 ．8元／ m 供居 民 ， 但仍远 低于煤气成本 L 1 6元 1 9 9 8年煤气供应量为 2 6 1 2 ．4 万 m。 ，供气 户数为 7 1 7 8 3户，其 中居 民用气量约 占 9 0 ，公共 用户 有 2 0 0多户 。 供 居 民煤 气每 m 亏损 0 ． 3 6元 ，1 9 9 8年财 政 补 贴 7 0 0万 元 ，补 贴 后 亏损 额 为 1 0 6 7万元 累计亏损挂账 4 5 8 2万元 ， 煤气公司当年欠 交税款 4 0 5万元。 连 同罐装石油气用户 ， 市区气化率约 为 s 5 。 呼市大气污染在全国同类城市中， 属严重的一 类，呼市煤气化总公司在全市企业中，多年来均屑少数 实绩 突 出的单位 之一 ， 但 由于价格 机制失灵 ， 公 司职工 辛 勤劳动 并未 能促 成煤气 事业 的快速 发展 。 优化方案 实行商品化供应 ， 价格到位 ，暗补改明 补 。一般认 为 ，自然垄 断性 行业能有 超过 5 的稳定 的 年利润率， 对于厂商就有经营和发展的刺激。 按照保率 低利的原则 ， 允许企业有合理的利润， 让市场机制去发 挥作 用 ， 同时政 府 给以一 定程度 的准 人和价格 管制 以及 政策扶持，对于因提价引起的少数用户的负担 困难， 则 采取明补的办法加以解决 ， 即将对全体居民以低价供应 煤气 的大 量暗 补 ， 改 为只对 少数 困难居 民的少 量直 接货 币补贴 明补 ，这 有利 于国家 财政 的节支 ，也 有利 于 相关产业的发展。 明补工作要和实施居民最低生活保障 制度紧密结合 ， 凡是享受最低生活保 障的困难户或者园 煤气提价可能进入困难户的居民， 都应该享受明补， 即 煤气提价部分 ， 由财政给以补贴， 或暂时由煤气公司免 收这 部分 价款 。 呼和浩特市于 1 9 9 7年 1 月开始实行最低生活保障 制 度 ， 标 准为 1 0 。 元／ 月 ， 1 9 9 8年改为 1 l O元／ 月 。 l 9 9 8 年呼市市区共发放最低生活保障救济金 3 2 4万元， 月均 2 5 0 0余 户 ，约 占总户数 的 1 ．2 。从 9 0年代后期 我国 对城镇居民最低生活保障救济金 的发放情况看， 即使像 呼和浩 特这 类经 济相对 落后 的城市 ， 估计需 要特别 救助 的贫困人口也只占城镇A 口的 4 左右。 因煤气、 供热 、 给水排水等的适当调升价格， 会对更多人群造成生活困 表 1 为清晰起见 ，对优化方案作如下假设 24 一 难 ， 但需要补助的人 口即使增加 1 倍 ，占总人 口的比例 也 只在 8 左右 ， 笔者认 为 ， 这 8 可 以看 成一 个界 限 ， 如果超 过 8 ，说 明对 居 民生 活影响可 能过 太 ，公 用事 业提 价应该缓 行 考 虑到 在计 划 经济体 制下公 用事 业单 位的生产经营具有一定的潜力， 故对呼市煤气公司的每 m 供气亏损 O ． 3 6 元进行分解， 其 中O ． 3 0元 由调价扭 转，O ．0 6元由企业控潜化解，同时要求企业在扭亏的 基础上实现低利 ，例如达到 5 的利润率 ，在价格关系 理顺 ，享有 经 营 自主权 ，利 润不封顶 的情 况下 ，企业 是 有 积极性完成 这一 转变的 。 1 ．1优化 条件 T 1 ．1 ．1 利 润率 I ’一 ≥5 ，在本 例 I ’ 1 0 06_ 5 ． 1 7 1 ． O ． ⋯⋯。 1 ．1 ．2补 贴 户 比 例 r ≤ 8 ，困 难 户 补 贴 B一 P 一P 。 r HG，在本 例 B L 1 6 一O ．8 0 8 94 5 0 1 1 6 ． 6 4 7 ／ 元 。 1 ． 1 ． 3 财政补贴F ≤B。 在价格到位的情况下， 政 府对煤气公司一般不给予补贴， 政府只对少数困难户补 贴 ，煤气公 司也可 以对困难 户免 收基本 用气涨 价部 分 ， 因而 财政补贴 F≤B。 1 ．2 优化目标 城市煤气化率提高 ，ma x H’ H／ I 气化率一用气户数／ 总户数 。 在满足上述三个条 件 的情况下 ，煤气事 业发展 ，气 化率提 高是必 然 的 。 1 ．3 优化 结果 政府 不再背沉 重 的补 贴包袱 ， 还 可足额完成企业的税收 1 9 9 8年财政补贴 7 0 0 万元 ， 煤 气公 司欠税 4 0 5 万元 。今 后政 府可根 据财力 ，对煤气 公司投资参股 ，扶持企业扩大生产规模。 煤气公 司经营 机制被撒 活 ， 供气 范 围扩大 ，收入增 加 ，例如 供气 由 7万多户 ，用一年 多 时问就可 增加 到 9 万户，按每户年用气 4 5 0 m 计算 ，公 司全年收入可达 4 6 9 8 万 元 ，比调 价前增 收 1 4 5 8万元 ，即使公 司优惠贫 困户，负担 1 】 7万元补贴，公司在依法纳税后 ，还可增 加 收入 9 3 6 万 元 ， 大体 上就可 以不 要政 府补贴 ， 一两 年 后 ，公 司就会具 备 自我发 展 的能力 。 对～般居民用户的影响，煤气支出将 由每月约 3 0 元增 加到 4 3 ． 5元 3 I I 之 家 ， A 均增 加 4 ． 5元 ， 占 1 9 9 9 年上半年全市居民人均每月可支配收入 4 0 7 ．6 7元的 1 ．1 ，是 可 以接 受的 。而 由于煤气 事业 的 发展 ，将 给 全体居 民带来巨大的环境质量改善的好处 ， 是不说 自明 的 。 2 二氧化硫 削减优化方案 我 国煤炭消耗 占一次能源使用 的 7 0 ～8 0 ，二 维普资讯 第六图书馆 环境经济 优化设计案例 氧 化硫 9 O 来 自燃 煤 ，由 此形成 的二 氧 化硫 和酸雨 污 染相 当严重 ， 特别 “ 是 大量火 电厂排 放 的二 氧化硫未得 到治 理 。 主要 原 因是二 氧化硫 治理 成本高 昂 ， 按照 国外 的先进工艺 ，火电厂的烟气 脱硫投资 占电厂总投资的 1 5 左右， 国内火电厂 的烟气脱硫系统完全采用国外技 术及 主要设备 ， 造 价为 每千瓦 1 0 0 ～1 5 O美元 。 因此 ， 如 果仍然固守末端治理方式， 则势必影响治理的进展。 优 化 的思 路在 于 采用排 污权交 易的设计 思 想 ， 从多 方面减 少二氧化硫的产生和排放。 煤炭从开采燃尽 ， 各个环节 所潜 台的二 氧化 硫是 不 同的 ， 削减成 本也相差 悬殊 。 排 污权 交 易的核 it , 思想 是 ， 让 污染 削减边 际成本 最低 的排 污者 去治理 污 染 ， 其 他 的排 污者则可 以购买 排荇权 ， 实 现总量控制。按照这一思想，可让电厂出钱， 让治理成 本低的煤矿去削减硫源 ， 包括高硫矿井燕闭和中硫矿井 洗选 ，达到 总 治理成 本大 幅下降 现结合我国 “ 9 5 ”期间情况作一个设想，目的在 于提供 一个 优 化方法 ，有些 数字是估 计 的 。我 国 “ 9 5 期 间计划二 氧化 硫排放 量 控制在 2 4 6 0万 吨 ， 其 中工 业 二 氧 化 硫放 量 是 2 2 0 0万 吨 ，县 及 县 以 上 工业 企业 1 5 5 0万 吨，乡镇 工业 6 5 0万 吨。计 划建 设 1 0 0 0万千瓦 火电机组脱硫设施。 国家环保局等 国家环境保护 “ 9 5 ”计 划和 2 0 1 0 年 远景 目标 ，第 1 3 、1 5 、1 7 页 ，中 国环 境科 学 出版杜 1 9 9 6年 1 2 月版 。 二 氧化 硫排放量 实总量控制 以 1 9 9 5年为基准 ，“ 9 5 ”期问我国国 民经济保 持 高速 增长 ， GNP约 年增 8 ， 新 增一大 批工 业项 目势必增力二氧化硫排放。 仅从电力发展来看 ， 按 国家 “ 95 ’ ’计 划 ，每年龋 增发 电装 机容量 l 6 0 0万千 瓦 ， 5年 为 8 0 0 0 万 千瓦 ， 发 电量年 均增长 7 左右 ， 2 0 0 0 年 ，全 国发 电装 机总容 量达达 2 ．9 亿 千 瓦 ，发 电量 1 ． 4 亿千瓦时。2 0 0 0年煤炭产量达到 1 4亿吨左右 。为了 实现二氧化硫总量控制，并使大气环境质量有所改善 ， 新老 染 源排放 必须 作大 幅度削减 ， 现假 设削减 目标 为每 年 2 0 0万 吨 ，5 年 共 1 0 0 0万吨 包括 新 建项 目 “ 三 同 时 ”设 施 鉴 于 二氧 化硫 治理 的特点 ，如在末端削 减 ， 这 1 0 0 9万吨 的削 减任务 ，基本 上应 由县 以上大型 工业 企业 承担 ，而主要 是火 电厂 承担 。 在运用排 污权交易设计思想时 ， 主要考虑不同煤炭 利用方式的脱硫成本差异。 每吨二氧化硫的削减成本大 致 如下 见表 2 表 2 二氧化硫的削减成本大致如下 注 高硫煤 含 硫 3 以上禁采 的直接成 本很低 r 但需对关 井煤矿 作适 当补贴 ， 职 工安置 等善后 处理 ． 吨 削减成本 数字是 虚设 的 。中硫煤 含 硫 1 ．5 ～3 ， 洗 选 和 电厂 脱 硫成 本参 见 王 娅 控 制二 氧化 硫要 抓 源 头 ， 中国环境报 1 9 9 9 年 l 1 月 6 E l 。 设某一时期二氧化硫的削减目标 S S S S a ， S 、S 、S 。 分 别 表示 高 硫煤 禁采 、中 硫煤 洗 选和 电 厂 或其 企业 脱 硫 的二氧 化硫削 减量 。 优 化 目标 是总 削 减成 本 最小 mn i CS R1 S 2 R 2 S R a ，R 、R 2 、R。 分 别表 示三种 削减方 式 的成本 。 2 ．1 常规 方案 由于 各种 削减方式 是孤 立进 行的 ，不 能发挥低成本优势， 所 以实现某一时期削减 目标 S的总 成本 C相对 高 昂。仍按前 设 5 年 削 减 目标 S l 0 0 0万 吨， 按常规方 式削 减， 主要 由 电厂 和部分 燃煤人 户承 担 ， 设 S 一8 0 0万吨， 从我国目前情况看 ，各类矿井资金紧 张， 中硫煤洗选投资严重不足， 高硫煤关井也受到限制， 因此硫 的削减比例不会很高， S 。 1 O 0万吨， S 3 1 0 0万 吨 。则 常规方 案总削减 成本 C aS 1 R1 s 2 R2 S 3 R3 1 0 0 X3 0 0 1 0 05 0 0 0 8 0 0 1 5 0 0 1 2 8 亿 元 按 “ 9 5 ”计 划 ，S年 新增发 电能力 8 0 0 0万 千瓦 ， 由于电厂脱硫 技术和 主要 设备依赖 进 口， 造价每 千瓦 为 1 O O ～ 1 5 O 美元 取 l 2 5美元 ，则新 增 发电能力 全部 实 行 “ 三同时 ， 需投资 8 0 0 0万 1 2 15 1 0 0亿 美元 ， 约 含 8 5 0亿元 。 2 优 比方案 优化 方案运 用排 污权交 易思想 ，把煤 炭开采选点到煤炭燃尽排放二氧化硫看成一个整体， 尽 可 能在边 际削 减成本 最低 的环节 采取措 施 ，因此 ， 优 化 方案从源头控制抓起 ， 开发和推广削硫成本较低的清洁 煤技术， 严格限制高硫煤开采 ，同时大力推行煤炭的洗 选加 工 。 ’ 设 5年 间二 氧化 硫 削减 目标 不 变 ，S 1 0 0 0万 吨 ， 削减 成本 高的电厂和 燃煤 大户 以交排 污费 为主 ， 安排削 减量， 设 S 2 0 0万吨。中硫煤矿洗选作为削减硫的重 点 ， S 4 0 0万 吨。 高 硫煤 限采 也大量 削减 ， 设 S 4 0 0 万吨， 按台硫量 3 计算，约减少 6 7 0 0万吨高硫煤产 量 。则优化方案总削减成本 C b S 1 R1 S 2 R2 十S 3 R 一 4 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 2 0 0 1 5 0 0 6 2 亿元 优 化方案 比常规方 案总 削减成 本 由 1 2 8亿元 ， 减 至 6 2 亿元 ，降 低 5 1 ．6 。 按环境保护 “ 95 ”计划，建设 1 0 0 0万千瓦火电 机组脱硫设施，刚新增发电能力中的 7 0 0 0万千瓦的脱 硫设施可缓建 ， 节约一次性投资 7 0 0 0万2 5 8 7 ． 5亿 美 元 ，约台 7 4 4亿元 。如果 不实施 优 化方案 ，新电厂 一 2 5 维普资讯 第六图书馆 内蒙古环境保护第 l 2卷第 3期2 0 0 0年 9月 只有上脱硫装置，执行 “ 三同时” ，否刚不能完成总量 控 制 。 为 了实 施优 化方 案 ， 必须解决 清洁煤 技术 推广 的资 金来源， 为此可以建立脱硫基金或酸雨基金 ， 集中电厂 和其 他企业 缴 纳的二 氧化 硫排 污费 ， 用 于补贴 洗选煤厂 的建设和运营，补贴高硫煤矿井关闭的善后处理， 或者 用于相关的贷款贴息 。 对不建洗选厂的煤矿 ， 也可考虑 向其 收费 。 l 9 9 8年 1月 在 “ 两控 区” 实施 的二 氧化硫 排 污收费每吨 2 0 0元 ，远低于电厂或燃煤企业治理成本 ， 无法 激励 企业 治理 污染 。 因此应 适 当提 高收费标准 ； 第 一 步 可 使其接 近洗选 厂 成本 5 0 0元／ 吨 ，以便使 电厂 有条 件 向煤 矿 “ 购买 排 污权” ；当排 污费提 高到接近 电 厂治 理成本 时 ， 电厂及燃 煤 企业 之间的排 污权交 易才有 可能 3 固体废弃物 回收利用市场干预优化方案 固体废弃物 ， 例如废纸、 废玻璃、旧瓶罐、快餐盒、 废 塑料 薄膜等 等 ，由于回收利 用渠 道不 畅 ， 造 成严重 污 染 此时需要利用市场机制 ， 进行优化配置。现以废 电 池 回收利 用 为例 ，说 明优 化方案 的建立 和应用 。 随着信息化、数字化时代的到来， 电池的使用 日益 增多，1 9 9 8年我国的电池生产量和消费量 已达 l 4 0亿 只 ，占世界 总量 的 1 ／ 3 ，随之而来 的废 电池 污 染也 日益 严重 。我 国生产 的 电池有 9 6 为含 重金 属 的污 染类 电 池 ， 每 节电池 可使 l m 土 地丧 失农用 价值 ， 同时远荷染 水 源 ，危 害人 类健康 3 ．1 常规方案 对于散乱丢弃的废电池 ， 通过宣传教 育 ， 发动群 众 ， 辅 以一 定的行政 手段 ， 建 立若 干 回收 点 ， 无偿 回收集 中 ，在 有条件 时 封存或填埋 。回收 、集 中、 处 置等 各个环 节孤 立行 事 ， 由于 授有利 益机制连系 ， 往 往 发生 链条缺 损 ，循环 中断 ，荷 染加 重 。 3 ．2 优化方案 利用经济利益驱动 ， 有偿回收并处置 废 电池。 按照市场经济法则 ， 使用电池并可能污染环境 的消费者， 要最终承担 回收处理费用。 但链条的源头在 生产厂家，厂家最先造成 了荷染的可能， 有责任垫付启 动 资金 在 回收 、利 用、处 置通道 受 阻时 ，政府 有责任 进行干预，疏通循环渠道。简言之，就是电池生产者垫 表 3 付、消费者押金退款和市场干预 政府补贴相结合 ， 对废 电池 回收利 用和无 害化处理 优化条件 为清 晰起见 ，作 如下假 设 ，见 表 3 。单 位 元 表 中 ，D、E表示 电池 生产 者 补贴 ，g 、g 表 示政 府补 贴系数 ， g ≥ l ， g ≥l ， 。 抵押 退款 A 可能小于 消费 者押金 A’ ， ，即 A≤A’ ，本例数字设每节电池 A；A’ 0 ． 1元 。 优 化条件 为 F A - F GAB Cg D g z E， 本 例数 字为 0 ． 2 1 0 ． 1 0 ． 0 9 一O ． 1 0 ． 0 5 0 ． 0 5 1 ． 5 0 ． 1 5 0 ． 0 1 。 按本 例数字 ， 消费者 为每节 电池 在价格 中多付 了 0 ． 1元， 在交 回废电池 时又收 回押盒 0 ． 1元 。电池 生产 厂家为每 节 电池 垫 付 0 ． 2 1元 ， 使 回收 环节和运输环节各得到费用和利润 0 ． 0 5元， 同时补贴 再生利 用 厂家 费用或利润 0 ． 1 元 ， 补贴 无害化 处理 厂费 用或利 润 0 ． 0 1元 ， 有 FBCD E一 0 ． 0 5 0 ． 0 5 0 ． 1 0 ． 0 1 0 ． 2 1 元 。 政府按生产厂家的补贴同步补贴再生利用和无害 化处理 ， 有 G g 1 DD g 2 E E 一 g 】 一 1 D g 2 1 E 1 ． 5 一 1 0 ． 1 5 一 1 0 ． O 1 0 ． 0 9 元 。 消费者 、 生 产 厂家和 政 府 三方 行 为 ， 符 台 上述 条 件 时 ， 废 电池 的回收 利用 渠道 将 畅通 无 阻 ， 荷 染 可 不再 发 生 3 ．3 优 化 目标 回收利用 市场 自动运 行 ，政府 补贴 最 小，即 mi n G g 一1 D g z 一1 E。随着市场机 制 的完善 和废弃 物利用 技术 的提高 ， 政府补 贴数 额将被 限制在财政允许 的范围 内，优化 目标是 可以实 现的。 本课题只在提供建模思路，模型具体设计不再讨论。 优化方 案对 经济 的影响有两 方 面 ， 一方 面是 电池价 格有一定的上涨 ， 上涨幅度相当于生产厂商所负担 的回 收处理 费用 ， FB CDE， 在本 例假 设的数 字为每 节电池 0 ．2 1 元，若原价为 1元，则现价为 1 ．2 1 元 ， 1 4 0 亿节电他的涨价部分为 1 4 0 9 6 0 ．2 1 2 8 ．2 亿 元 。另一方 面是政府 补贴 1 4 0 9 6 0 ． 0 9 1 2 ． 1 亿元。 消费者和政府每年增力的负担共为 4 O ． 3亿元。 但同时应看到电池回收无害化处理的环境效益 ， 按 每节 电池损坏 l m。 土地的农业价值计算 ，设 l m 土地 农用价值 为 1元 实际要大于这个数字 ， 同时还未考虑 对水 源 、动植物和人 类健康 的损 害 ，则每 年减少 的损 害 为 1 4 0 9 6 l元 1 3 4 ．4亿 元 ，远 大于 回收处 理 增加 的费用 。 维普资讯 第六图书馆 黄河中游主要重金属污染物的迁穆转化郝 向英赵慧刘 卫 监 测与 分析 2i8 黄 河 中 游 主 要 重 金 属 污 染 物 的 迁 移 转 化 、 ～ 郝向 英 赵 慧 刘 卫 鳓 。 内蒙古 师范大学化学系 呼和浩特．0 1 0 0 2 2 2内蒙古环境科学研究所 呼和浩特 ，0 1 0 0 1 0 ；乙 摘 要 探讨了内蒙古自治区黄河承体中微量有毒重盒属汞、 镉、 铅、 砷在水体中的迁移 、转 化 。 对 于 釜 制 重金属污染物在水 体中的形态分布 、迁移转 化及 归宿具有重要的作用 。 键词 ． 苎 翌 ； 鱼 旦罢 弓 球 中图分类号 X 1 3 1 ． 2 文献标谀码 A 文章编号 1 0 0 7 --0 3 7 0 2 0 0 0 0 3 --0 0 2 6 0 2 M I GRATI ON OF THE M AI N HEAVY M ETAL I N THE M I DDLE REACHES OF THE YELLOW RI VER Ha o Xi a ng Yi ng Zha o Hu i Li u we i De p a r t me n t o f Ch e mi s t r y o f I n n e r Mo n g o l i a No r ma l Un i v e r s i v y Hu h h o t ，0 1 0 0 2 8 I n n e r Mo n g o l i a I n s t i t u t e o f e n v i r o n me n t a l S c i e n c e s Hu h h o t ，0 1 0 0 1 0 Ab s t r a c tTh e p a p e r d s c u s s e d t h e mi g r a t i o n o f t h e ma ； n h e a v y me t a 1 ．s u c h a s ，me r c u r y，c a d mi u m ，c h r o mi u m ．1 e a d t h e Ye l l o w r i v e r ． I t i s i mp o r t a n t t o c o n t r o ]t h e d i s t r i b u t i o n a n d m g r a t i o n o f h e a v y me t a l i n t h e wa t e r b o d y ． Ke y wo r d s Th e Ye llo w Ri v e r ； s e d i me n t ；h e a v y me t a l ； mi g r a t i o n 黄河是我国第二大河 ， 有其自身的特殊性 ， 即泥沙 含量和浓度均居世界之首。 高 P H 值、 高碳酸盐、 高铝， 上述数值都高于世界河流平均值 ， 且黄河是我国重要的 工农业用才和生活用水水源。 内蒙地区黄河水系主要接 纳来 自砰和浩特和包头的废水， 占全 自抬 区废水排放量 的 4 8 ． 8 ，包头 段 向黄 河干流 排污 水 的昆都 仑 河、东 河、西河、 四道沙河排废水量达 1 亿 吨以上， 其中 9 4 的废水 流人 黄 河 ，主要 污染 物有铅 、氟 、汞 、铺 、酚 、 氰 、 砷 、 六 价铬 。 呼和浩 特段 污染来 源于西河 、 大 黑河 、 小黑河三条支流 ， 其中小黑河接纳 了呼和浩特市的全部 污水， 在市区东部接纳东污水厂的废水约 7万吨／ 日； 在 市区西 部接纳 西河 排水 沟的废水 约 1 0万 吨／ 日，此外 ， 措迭还接纳电厂、 造纸厂等的废水 。 排人的污染物主要 有 汞 、 砷 、 铅 、 六 债铬 等均超 标 ， 突 出的是有 机物污染 。 由于大量污染物的排放， 使许多重金属存在于天然 收翦 日斯 Z O O 0 0 2 2 8 作者简卉 郝向美 ，女 ， 1 9 6 5 ，内蒙卓舞县，理学硕士，内蒙古 J 币 太教师。 水体中， 而天然水体中的固体粒子对微量重金属污染物 的吸附作用， 对于控制重金属污染物在水体中的形态分 布、 迁移转化及归宿起到 了十分重要的作用。 探讨有毒 重金 属在 固一液界面 的迁移 、 转 化 。以便 为污染 物 排人 黄河后 ， 河水污染及 自净能力的判断、污染的归宿等提 供依据 ，对水环境保护和治理意义非常重大。 1汞 天然水体 中的汞 主要分 布在沉 积相 中。 据统计 在 全 球水体中， 存在于沉积相中的汞占其总量的 9 9 ． 9 9 6 ， 而溶解于 水 中的汞 量甚微 。 这 种性质直 接影 响它在 环境 中的形 态及其迁移转 化规 律 。 水 中 的汞 主要 被悬浮物 吸 附，影响吸附的主要环境因素是 P H 值及颗粒物古量。 在河流底质中， 汞主要与有机质的迁移转化相联系， 悬 浮态汞是汞迁移的主要形式 。对沉积物 中汞的研究表 明， 汞和 甲基汞主要在表层中含量高， 随着深度的增加， 汞和甲基汞的古量迅速下降。 汞污染的分布是 以排放源 为 中心 ，向纵、横、深三个方面逐渐递减 此外，底泥 一 2 7 维普资讯 第六图书馆 内蒙古环境保护第 l 2卷第 3期2 0 0 0年 9月 中的汞在微 生物的作用下， 可以还原为挥发态的元素汞 或经 生物作 用 台成 甲基汞 ，甲基汞可 溶于水 ， 因此又从 底泥 回到水 中。 产 生汞 的生 物地球化 学循 环过程 ， 从而 大大 激化 汞 的生态毒 理 作 用 ，对 人 类环 境 造 成严重 影 响 。 用生 物 富集 法和 化 学 富集 法对 含汞 沉 积 物 向河 水 中释 放 甲基 汞 的速度 进行研究 ， 发 现其受 生物 因素 的影 响较 大 ， 当河 水 水质 逐渐好转 时 ， 由于微 生物活动增 加 ， 沉积 物 向水 中释 放 甲基 汞 的数量 亦相应增 加 ， 而在 厌气 性条 件下 ， 释放 量 减少 。由此 推断 出，采取 原地深 埋的 措施 ，可 以部 分解决 汞污 染的 问题 。 对我 国黄 河流域 内蒙 古段汞 污染 的研究发 现， 包头 黄河段和排污渠中污染引起关注。 黄河包头段画匠营子 断面汞 的 浓度 达 0 ． 0 0 0 3 3 mg ／ l ，超 标 1 0 0 水质 污染 物排序仅次于悬浮物 ， 占第二位 汞污染达到如此水平 ， 有两种因素， 第一是包头工业废水排入黄河的影响。四 道 沙河废水 汞 浓度 为 0 ． 0 0 2 2 4 mg ／ 1 ， 而 且入黄 口与该断 面距离只有 2 0 6 k m。 第二是黄河水质汞的背景值高。 黄 河包头段入境前汞浓度已达 0 ． 0 0 0 2 4 mg ／ 1 ， 实际上已超 标。 汞是黄河中污染较重的污染物之一 ， 光靠工业污染 治理是无济于事的。 黄河治理，减少中上游水土流失对 黄河 的影 响和金 属元 素的 迁移 。 2 镉 黄河水体中的镉主要存在于沉积相中， 研究黄河中 游水体中沉积物对镉的吸附作用表明， 镉以 1 价络离子 形式在 固体粒子表面进地 阳离子交抉， 镉在天然黄河水 P H范围内 8 ． O ～8 ． 5 ， 水体 中镉离子与固体粒子间交 抉 率正在 突 跃 区，离 子交 换率 E 可 达 8 O ～1 ∞ ， 即随着黄河水的流动 ， 将有相当的镉随黄河悬浮粒子沉 积在河底 ， 说明黄河悬浮粒子对痕量镉有较好的吸附能 力 ．这 种 能力 是黄 河水 自净 镉 的 主要 机制 。当河 水 的 P H 值在 7 ～8时 ， 底泥 中的镉 就可 能解 吸， 造成河流 的 二次 污染 。 3 铬 天 然 黄河水 偏碱性 ， 对铬 的价 态变化 及存在状 态进 行研究表明，3 价铬易被悬浮物所吸收，或者生成氢氧 化物而迅速转入底泥， 迁移能力较弱 。 六价铬的吸附量 极小 ．迁 移能力 较强 。 4 铅 天然水体中的铅 主要存在于沉积相中， 铅在黄河中 游水体中主要 以 1价络离子形 式在固体粒子表面进行 阳离子交 换 ， 在天然黄 河水 P H 范围 内 8 ． 0 ～8 ． 5 ， 水 体中铅离子与固体离子交换率正在突跃区， 离子交换率 可达 8 O ～1 。 O ，说 明极 易被悬 浮物和底 泥 吸附 ，并 随 县 浮物在 河 流 中作机 械性 迁移 。这非 常 有利 于 河水 自 j 争。 水体 的 P H值 是控 制 黄河水 中铅 迁 移转化 的 主要 因 素， P H值升高 ，似配体络台物增多 ，有利于 P b 从液 相 转A 固相 。 水 体中的有 机物 是控 制痕 量金 属 铅形 态的 重 要 因素之一 ， 有机物影 响 中最重要 的 因素是