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摘要
磷石膏是湿法磷酸生产过程中产生的工业废渣,是化学工业中排放量最大的固体废物之一。中国从20世纪50年代末开始发展磷复肥产业,但生产中排放的磷石膏废渣堆积量不断增加。为解决大量磷石膏堆存造成的环境问题,目前,磷石膏被再次利用作建筑材料,如用于生产水泥缓凝剂和制作石膏建材,以及用于充填矿坑和筑路等。自20世纪90年代也有研究尝试利用磷石膏替代天然石膏改良盐碱化土壤。然而,磷矿石中多种有害元素在湿法磷酸生产过程中残留或富集在磷石膏中,导致磷石膏中重金属、氟化物(F)及放射性元素镭(226Ra)等污染元素含量较高,且存在不同程度超出国家土壤环境质量标准和地下水质量标准。如磷石膏中重金属Cr、As、Cd和Hg超过《土壤环境质量-农用地土壤污染风险管控标准》(GB 15618—2018)的农用地土壤污染风险筛选值的比率为20%—67%;且检出Hg、Cd、Pb、Ni、Cr和Be浸出浓度超过《地下水质量标准》(GB/T 14848—2017)中IV—V类水质标准。磷石膏中氟含量已超出中国地氟病发生区土壤全氟和水溶氟临界值的比率分别为89%和100%;且检出其浸出浓度远超出地下水V类水质标准,部分已超过《危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别》(GB 5085.3—2007)浸出限量。按照农用地土壤污染风险筛选值(GB 15618—2018),估算了磷石膏在不同施用量条件下带入土壤的污染物元素累积量超出农用地土壤污染风险筛选值所需要的年限,表明短期内即可能导致土壤中污染元素累积量超标,如在年投入量为22.5 t·hm-2条件下(如污染元素淋溶量忽略不计),对污染元素Cd、Hg、F和226Ra而言,无污染土壤变为污染土壤的年限分别约为1、5、4和25年。已有田间试验显示,磷石膏农用可导致部分农产品中有害元素(如F、As、Cd、Hg、Pb和Zn等)超标。2017年国家出台的《固体废物鉴别标准通则》(GB 34330—2017)明确规定,生产过程中产生的副产物,包括在无机化工生产过程中产生的磷石膏等属于固体废物;且以土壤改良、地块改造、地块修复和其他土地利用方式直接施用于土地的固体废物,仍然作为固体废物管理。为保证土壤健康、食品安全和环境安全,建议未经无害化处理、有害元素超标的、存在环境安全风险的工业固废磷石膏不得以土地处置方式为由直接施用于农田土壤,以免污染物进入食物链而危害人类健康。
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