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黄河流域固废治理现状、问题与对策建议

 

资料来源:新环保圈

黄河流域固废治理现状、问题与对策建议

 

徐亚1,王京京1, 2,李淑1, 3,黄启飞1,刘彦君2,刘玉强1,董路1

1.中国环境科学研究院,环境基准与风险评估国家重点实验室,固体废物污染控制技术研究所,北京 100012

2.中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,北京 100083

3.吉林建筑大学市政与环境工程学院,吉林 长春 130000

 

摘要

黄河流域是我国重要的生态屏障和经济地带,高质量发展对黄河流域生态环境保护和资源再生利用提出了更高的要求。

固体废物兼具“资源”和“环境”双重属性以及污染“源”和“汇”双重属性,其妥善治理对黄河流域生态环境保护和高质量可持续发展意义重大

 

 

本文系统阐述了黄河流域不同类型固体废物产生量和利用处置能力的空间分布和时间演化特征,在此基础上进一步分析发现,黄河流域固废污染防治存在的问题主要包括产业结构偏重、固废增量存量压力大,无害化处置存在短板弱项,底数不清、环境风险较大,流域上下游、固废水气以及污染物和温室气体等协同治理不足。

根据流域资源禀赋、自然条件和行业产业特征,以减污降碳协同增效为目标,建议以“无废流域”建设为抓手,推动绿色低碳循环发展,补齐利用处置能力短板,着力防范重点领域风险,推进固体废物协同治理等

 

 

1. 黄河流域固体废物产生和利用处置概况

黄河流域是指黄河水系从源头到入海这条河流所影响的地理生态区域[7],习惯上,多将黄河流经省区的相关县级行政区划称之为黄河流域黄河发源于青海省巴颜喀拉山脉,于山东省东营市垦利区注入渤海[8],流经青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南、山东9个省区,流域总面积79.5×104km2[9],其上、中游分界是内蒙古自治区托克托县河口镇,中、下游分界是河南省洛阳市孟津县沿黄9省区共4.08亿人口,占全国总人口的30.2%;地区生产总值25.4×1012元,占全国的25.1%,其中第一、二、三产业占比分别为9.2%39.6%51.2%[9]由于横贯国土的西、中、东三大区域,黄河流域上、中、下游自然资源禀赋差异显著[10],加之经济发展水平、产业结构差异明显[11],固体废物产生和利用处置能力极不均衡

1.1沿黄省份固体废物产生总体情况

黄河流域工业固废、危险废物和生活垃圾产生量及其在全国的占比见图12021年黄河流域工业固废、危险废物和生活垃圾产生量分别为17.3×1080.309×1080.585×108t,流域三类固体废物在全国的占比分别为47.2%42.5%24.9%从流域固体废物产生量和GDP在全国的占比来看,生活垃圾产生量在全国的占比基本与其GDP的占比相当,但工业固废和危险废物产生量的占比远高于其GDP的占比,说明其单位GDP产生的工业固体废物和危险废物远高于全国平均水平

1 2021年黄河流域各省份固体废物产生量、人口及其GDP在全国的占比

Figure 1.The amount of solid waste produced in the provinces of the Yellow River Basin in 2021 and its proportion in China

 

1.2 沿黄省份固废产生量时空分异

黄河流域上下游和各省份固废产生量、GDP及人口在整个流域的占比如图2所示从图2(a)可以看出,流域上、中、下游生活垃圾产生量基本与其人口和GDP相匹配,例如,上游以29%的人口和25.4%GDP贡献,产生了28.2%的生活垃圾;中游以24%的人口和24.1%GDP贡献,产生了24%的生活垃圾;下游以47%的人口和50.1%GDP贡献,产生了47.9%的生活垃圾然而,流域上、中、下游一般工业固体废物和危险废物的产生量与GDP和人口的关系较为复杂除上游危险废物和工业固废产生量在全流域的占比与其GDP的占比基本匹配外,中游和下游的工业固废和危废产生量与其GDP呈现“倒挂”现象,中游以较少的GDP贡献产生了大量的危险废物和一般工业固体废物2021年,中游3个省份产生了24.1%GDP,但是产生的危险废物和一般工业固体废物分别高达流域总产生量的29.6%52.0%与之相对,下游则以较小的危险废物和工业固废产生量做出了较大的GDP贡献,如2021年,下游产生了50.5%GDP,但是其危险废物和一般工业固体废物产生量分别仅占流域总产生量的37.0%23.3%

2 黄河流域固废产生量的空间分异

Figure 2.Spatial differentiation of solid waste output of the Yellow River Basin

 

从图2(b)可以看出,黄河流域各省份生活垃圾产生量也基本与其人口和GDP相匹配,GDP总量占流域GDP总量67.3%3个省份产生了流域69.7%的生活垃圾;但部分省份工业固体废物和危险废物产生量与GDP存在“倒挂”现象,青海省、内蒙古自治区和山西省GDP总量仅贡献了流域GDP总量的20.0%,但其产生的一般工业固废和危险废物却分别达到流域总产生量的54.0%34.7%

黄河流域不同类型固废产生量的年际变化情况如图3所示从图3可以看出,近10年来,黄河流域固体废物的产生量快速增长,以一般工业固废为例,20122021年从12.7×108t增至17.3×108t,平均每年增长4.1%,相比全国1.5%的增长率,高出近1.7与此类似,20122021年危险废物产生量从16.60×106t增至30.93×106t,平均每年增长9.6%,相比全国1.5%的增长率,高出近5.420182021年,生活垃圾产生量从52.46×106t增至58.55×106t,平均每年增长2.9%,相比全国平均水平,高出近0.9

3近年来黄河流域固废产生量的变化

 

1.3 沿黄省份固废利用处置能力及其时空演变

沿黄省份各类固废利用处置比例如图4所示从图4可以看出,目前沿黄省份固废危废利用处置能力总体充足,各类固废基本得到有效利用处置或安全贮存[12-13]2021年,沿黄9省份一般固体废物利用处置量约13×108t(其中利用和处置比例为1.71),贮存量约4×108t,山东省、河南省的利用处置率分别达到78.5%74.7%2021年沿黄省份危险废物利用处置量约3000×104t,利用处置率超过97%,除青海省、甘肃省、内蒙古自治区外,其余省份当年危险废物利用处置量均超过产生量,处于清历史库存阶段2021年黄河流域生活垃圾清运量5854×104t,无害化处置量5852×104t,无害化处置率达到99.9%;山西省、内蒙古自治区、河南省、陕西省和青海省的填埋比例仍然较大,超过50%

4沿黄省份三类固体废物废利用率和处置量

Figure 4. Waste utilization rate and disposal amount of three types of solid wastes in theprovinces of the Yellow River Basin

 

从黄河流域各类固废利用处置比例的变化(见图4)可以看出,各类固废利用处置能力都在不断提升20182021年,一般工业固废处置量从73737×104t增至85519×104t,危险废物处置量从1070×104t增至3000×104t,生活垃圾处置量从5188×104t增至5852×104t主要原因是,近年来国家对固废危废污染防治高度重视[14],将其作为生态文明建设的重要内容,先后发布了《“无废城市”建设试点工作方案》《“十四五”时期“无废城市”建设工作方案》《强化危险废物监管和利用处置能力改革实施方案》等系列文件指导各地提升固危废物利用处置能力

2. 黄河流域固体废物治理存在的问题和挑战

2.1 产业结构偏重,固废产生强度高,增速快

根据1.1节分析结果,黄河流域固废具有产生强度高、增速快的特点主要原因是黄河流域产业整体结构偏重工业[15]9个省份主导产业多为化工、有色、能源等产业,中上游以能源、化工、有色等材料工业和能源工业为主[16],中下游以能源、化工、高端装备、轻工业为主[17]这些工业行业特别是中上游的行业体量较大,单位GDP固体废物产生强度较大

黄河流域产业结构偏重工业、固废产生强度高的深层次原因是,各省份尚未树立健全的节约集约循环利用的资源观,对全面促进资源节约集约利用、推进资源利用方式转变重视不足,绿色低碳循环发展的经济体系、节约资源与保护环境的空间格局、产业结构、生产方式及生活方式尚未全面形成,简单粗放的资源利用模式无明显转变。“大量消耗、大量消费、大量废弃”的粗放型资源利用模式和固体废物产出模式[18]未全面升级

2.2 固废无害化处置能力存在区域性和结构性短板

1.2节分析结果显示,近年来,黄河流域各省份按照国家有关补齐固体废物短板的有关要求,积极提升固废危废利用处置能力,着力补齐处置能力短板,取得了显著成效,但是受废物产生量、处置难度等方面因素影响,黄河流域中存在部分产生量大、处置技术要求高的废物,其处置能力依然存在短板。同时,受各省份主要固体废物类别及其资源化产物下游市场情况等多方面因素影响,不同省份存在短板的废物类别也有所差异。黄河流域存在利用处置能力短板的典型固体废物类型、区域分布及形成原因总结见表1

1 存在利用处置能力短板的典型固体废物类型、区域分布及形成原因

Table1.Typical solid waste types, regional distribution and formation reasons with short disposal capacity

固体废物类型
分布区域
短板类型
形成原因
赤泥
山西省和河南省
缺少规模化利用技术
铝土矿及利用铝土矿提取氧化铝的主要集聚地,产生量大;产物缺少下游市场
污泥
陕西省
污水处理厂污泥长期擅自堆放
垃圾焚烧飞灰
山东省
产生量大,利用产物缺乏足够下游市场
石棉废物
四川省和青海省
产生量大
废盐
陕西省和山西省
缺乏低成本处置方式
产生量大,环境风险高
冶炼渣
内蒙古自治区
大量积存,存在较高环境风险
生活垃圾
内蒙古自治区、青海省和河南省郑州市
生活垃圾收运处理设施建设
垃圾填埋场建设时间久、设计标准低、论证不充分,超负荷运行、超期服役,存在渗漏问题


以大宗工业固体废物为例,山西省、河南省是我国主要的铝土矿产地,利用铝土矿提取氧化铝产生的大量赤泥,由于产生量大,利用产物缺乏足够下游市场,规模化处置缺少适宜技术,是存在处置能力短板的典型大宗固废。污泥等废物也存在类似现象。由于处置能力存在较大缺口,这些固体废物大量堆放或非法倾倒造成环境污染。《固体废物污染环境防治法》执法检查抽查发现,陕西省西安市污泥处理能力缺口达1240t/d,占污泥产生量的51.6%,长安区污水处理厂污泥长期擅自堆放四川省和青海省(石棉废物)的工业固体废物大量贮存,贮存量分别占其年产生量的37.4%55.4%


 

另外,黄河流域部分类别危险废物由于风险大、处置技术难度高,处置能力存在缺口。如山东省由于生活垃圾焚烧比例较高,产生的飞灰量较大,同时贵金属采选冶炼行业由于产废系数大,产生的氰渣量巨大。与此类似,陕西和山西煤化工行业产生的废盐以及内蒙古铅锌行业产生的冶炼渣[19]等均是具有地域特色的危险废物。由于危险废物产生量大、环境风险高,加之缺乏低成本处置方式,导致大量积存,存在较高环境风险。另外,废弃光伏面板、废弃风机叶片等新兴固体废物[20]缺少技术储备,也存在处置能力短板

 

生活垃圾收运处理设施建设是黄河流域固废无害化处置的另外一块短板。从全流域来看,除山东省以外,其他省份垃圾处理仍以填埋为主,城市垃圾焚烧设施建设较为滞后。9个省份中仅山东省的焚烧比例超过80%6个省份的垃圾填埋比例在50%及以上,内蒙古自治区和青海省更是分别高达69%84%[8]。一些垃圾填埋场建设时间久、设计标准低、论证不充分,有的填埋场超负荷运行、超期服役,有的存在渗漏问题。如郑州等城市生活垃圾填埋厂超负荷处理生活垃圾;青海省等西部地区,农村生活垃圾收运处置投入不够[21],仍有部分偏远村庄未开展生活垃圾收运处置,一些生态敏感区和居民点分散地区,生活垃圾收运处理面临禁扔难、转运难、处理难等问题

 

2.3 固废底数不清,水环境效应不明,流域水环境风险不清楚

从固体废物特别是危险废物的危害特性[22]来看,黄河流域固废危废产生量大、类别杂且性质殊异,由于长期以来科研投入不足、积累不够,目前尚未形成分行业、分种类、分地区的危险废物危害特性数据库,缺乏鉴别手段、标准和方法,导致许多废物的危害特性识别不清。特别是有些含新污染物的废物,其对人体健康和生态环境危害特性呈现出长期、隐性、潜在效应,相关危害特性认识严重不足。

 

从固体废物全过程环境效应来看,黄河流域固废及其利用处置的环境效应,特别是对黄河水质和流域水环境的影响亟待揭示。黄河流域固废和危废仍然以处置或低水平利用为主,同时大量固废和危废以填埋场和尾矿库等形式贮存[23]在生态环境部2021年组织的“清废行动”中,黄河干流中上游内蒙古、四川、甘肃、青海、宁夏5省份24个地级市共清理出各类固废882.6×104t其中,一般工业固体废物堆放点位42个,清理量735.3×104t另外,黄河流域也是尾矿库大量分布的场所,为此生态环境部等有关部门制定了《“十四五”黄河流域尾矿库治理实施方案》,将黄河流域尾矿库作为重点进行综合治理。这些废物在随意堆存,以及填埋和尾矿库贮存过程隐蔽性泄漏等情景下污染物的释放、代谢、迁移和演化规律等基础性研究尚未深入开展,固体废物全过程对黄河水质乃至整个流域水环境的影响和环境风险难以准确揭示。随着黄河流域生态保护和高质量发展,以及全国统一大市场等国家及区域重大战略的实施,固体废物跨区域转移利用处置的区域性、全局性环境效应将愈加复杂,固体废物环境效应不明的问题将愈加凸显[24]

 

2.4固体废物监管能力和智慧化信息化监管水平亟待提升

相比我国东部及中部省份,黄河流域各省份固体废物和危险废物监管力量总体较为薄弱。2021年全国人民代表大会《固体废物污染环境防治法》执法检查报告显示,沿黄9省份中,陕西省和宁夏回族自治区均没有专门的固体废物环境管理机构。另外,一些地级市也没有专门的固体废物环境管理机构,或已有相关机构职能弱化,县级部门普遍没有独立的固体废物监管机构和专职工作人员;市级层面固废监管人才队伍建设相对滞后,监管人员严重不足,有的甚至没有专职固废监管人员。

 

从固废联防联控机制来看,近年来长三角、京津冀等区域先后建立了固体废物利用处置和监管跨区域合作机制,实现了固废利用处置能力的区域共享以及风险区域联防;相比而言,沿黄省份跨部门、跨区域的危险废物环境管理机制建设偏慢,尚未建立有效的固废和危废联防联控机制,流域上下游省份之间、区域毗邻省份之间缺乏信息共享渠道,危险废物相关数据信息表现为片面、分散、静态、滞后状态,难以为高效监管提供有效支撑。

 

同时,从固体废物监管智能化和信息化水平来看,流域总体水平偏低。我国固体废物信息化监管总体起步较晚,但自2019年生态环境部发布《关于提升危险废物环境监管能力、利用处置能力和环境风险防范能力的指导意见》以来,固体废物信息化监管体系建设逐步提速,水平快速提升。国家层面已经建成了国家危险废物信息化一张网,初步实现了危险废物产生全过程可追溯。我国东部及中部省份也加速跟进,如上海市建成了固废管理信息系统和“一网通办”平台,实现了“全覆盖、全封闭、全程智能化”管理模式;湖南省长沙市建成了固废管理信息化平台,对生活垃圾处理实现了智慧化管理。相比以上地区,沿黄省份信息化建设进程总体较为滞后,多数省份基于云计算、物联网等新技术的智慧化管理手段较为缺乏,无法实现危险废物全过程环境风险动态监控和智能预警。

 

2.5固体废物高水平利用和减污降碳协同不足

当前我国固体废物和危险废物利用处置行业同质化竞争严重,黄河流域尤为严重,这导致高价值废物利用能力严重过剩、设施运行负荷率低,产业集中度低、龙头企业少、企业规模普遍偏小,呈现出“小散弱”的行业格局[25]。与此同时,由于固体废物资源化利用技术水平较低,区域性地方性资源化产品标准不健全,导致低值低水平利用普遍,专业化和精细化的深度利用能力不足。危险废物无害化处置设施运行管理水平参差不齐[26],部分设施老旧、技术工艺落后,难以保障长期稳定运行和达标排放

 

3. 对策与建议

黄河流域的生态保护和高质量发展,既事关我国东西部区域、南北区域的协调发展,也事关促进共同富裕,是解决发展不平衡不充分矛盾的内在要求。习近平总书记指出,黄河流域生态保护和高质量发展,同京津冀协同发展、长江经济带发展、粤港澳大湾区建设、长三角一体化发展一样,是重大国家战略。固体废物污染防治一头连着减污,一头连着降碳,提升固体废物特别是危险废物资源化利用水平和能力,不仅有利于减少利用能力和水平不足导致的长期积存、非法倾倒等污染风险和利用处置过程二次污染风险,还能通过资源和能源替代产生显著的碳减排效应,这对做好黄河流域生态保护和推动流域高质量发展具有重要意义。要依法加强流域固体废物污染环境防治,坚持精准治污、科学治污、依法治污,提升黄河流域污染防治成效,以更高标准做好黄河流域大保护,努力建设人与自然和谐共生的美丽黄河。

 

3.1围绕“无废流域”建设愿景,推动固废源头减量和过程利用

改变黄河流域固废产生强度大、资源化利用率低的根本关键在于产业结构调整、生产生活方式和资源利用方式变更。“无废城市”建设以新发展理念为引领,为推动形成绿色发展方式[27]和生活方式,推进固体废物源头减量和资源化利用提供了良好契机黄河流域各省份应以“十四五”期间“无废城市”“无废企业”“无废社区”“无废细胞”等建设为抓手,系统设计、梯次推进,逐步建设形成“无废流域”

 

建议从以下几个方面推动“无废流域”建设:

①加快推动流域传统产业改造升级。特别是针对煤化工、油气采选、金属冶炼等体量大、产废量大、污染严重的流域重点行业企业,全面提高产业技术、工艺装备、能效环保水平,强化资源高效利用和精深加工,尽量做到对资源、原材料“吃干榨尽”,减少工业固体废物产生量和危害性

②大力推动循环发展。结合黄河流域资源、产业实际,打造一批具有示范带动作用的能源资源综合利用基地和产业链,着力提高大宗工业固体废物循环利用水平。

③强化技术标准引领。针对黄河流域环境容量和资源禀赋等特征,建立区域性地方性综合利用产品质量标准,特别是产品中污染物控制标准,将工业固废源头减量、综合利用等相关技术、产品等纳入产业指导目录,引领产业技术提升。

 

3.2因地因废制宜,补齐流域重点废物利用处置能力短板

根据黄河流域不同地区不同固废处置能力短板,突出重点,因地制宜,有序补齐固废危废处置短板。针对甘肃省、陕西省等油气开采产生的危险废物,根据油气废物产生源、性质和利用途径,因废制宜选择适宜技术,实现分质高效利用;针对山东省等地的飞灰、氰渣和废盐等大宗低价值危险废物以及磷石膏、赤泥等大宗工业固体废物,开发并推广利用低阶废物清洁增值利用技术中心,解决其增值利用的迫切需求;针对甘肃省、内蒙古自治区等地的钨钼渣、铝灰、阴极炭块、大修渣等金属冶炼废渣,研发并推广应用金属冶炼废渣高值全量利用技术,通过多源冶炼废渣协同利用、铝灰等废物全量化利用,实现冶炼废渣高值利用和减污降碳协同增效;针对黄河上游的砷渣、铊渣、含汞废物等当前技术经济条件下难利用、难处置的废物,兼顾未来和长远,开展大型智慧填埋设施建设,通过区域能力共享等方式,统筹解决流域特殊类别危险废物的处置难题。

 

另外,针对青海省等偏远和生态脆弱区,还应加快补齐厨余垃圾和垃圾收集处理设施短板;针对青海省、内蒙古自治区等风电、光电产生的新业态废物,重视研究风机叶片、光伏太阳能电池板、电动汽车蓄电池等固体废物综合利用与安全处置,加强全生命绿色周期管理。

 

3.3防范流域重点固废风险源水环境污染隐患,守牢环境安全底线

黄河流域生态环境脆弱[28]、水资源自然禀赋条件和水环境情况不容乐观,非法倾倒的固废[29]、长期隐蔽泄露的填埋场和尾矿库对流域水环境特别是黄河水质的威胁巨大因此,应以非法倾倒的固废、填埋场和尾矿库为重点,一是持续开展黄河“清废行动”,深入推进流域干流及主要支流固体废物的排查整治,以卫星遥感为主要手段,辅助群众举报和信访案件手段,对黄河流域中上游固体废物倾倒情况进行全面摸排整治;二是加强重点固废风险源监管技术的研发和推广应用,针对非法倾倒、填埋场和尾矿库污染隐患大、溯源追责难等问题,研发并推广应用历史遗留、非法倾倒多发的高风险固废溯源技术、填埋场和尾矿库风险快速筛查和智能监测预警技术,为“清废行动”不明来源固废危废溯源、填埋场和尾矿库等重大风险源早期预警和隐患治理提供方法支持

 

3.4坚持系统观念,统筹推进上下游、多介质、污染物与温室气体协同治理

固体废物治理是一项意义重大、过程复杂的系统工程,立足新发展阶段,黄河流域固废污染治理需处理好生态环境保护[30]和经济高质量发展、资源利用以及污染防治、污染防治与碳减排等多重关系,需从生态文明建设和经济社会可持续发展[31]的全局出发,协同推进固体废物污染防治工作,确保生态安全,改善环境质量。建议从以下几个方面予以加强:

 

一是加强固体废物减量化、资源化、无害化的治理协同。通过减量化突出源头治理,通过资源化实现原生资源替代和可持续发展,通过无害化最大限度地减少对环境和人体健康的危害性。全面准确把握减量化、资源化、无害化三者的关系,突出工作重点、统筹长远发展,推动固体废物污染得到有效防治。

 

二是强化固体废物与大气、水、土壤的协同治理以及流域上下游的统筹。要充分认识流域环境保护工作的整体性,强化流域上游与下游协同防控,聚焦固体废物处置和大气、水、土壤污染防治多重目标,统筹协同治理推动黄河流域生态环境质量整体改善。

 

三是加强固体废物污染与碳减排协同治理。以流域内重点废物(如磷石膏、赤泥、铅锌冶炼渣等)为重点,加强资源化利用技术研发和推广,通过原料替代实现碳减排;减少原生垃圾填埋,加强生活垃圾填埋场垃圾渗滤液、恶臭和温室气体协同控制,推动垃圾填埋场填埋气收集和利用设施建设

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