《固体废物生产水泥污染控制标准》编制说明（征求意见稿）.pdf_大学文库

目录 1 项目背景 ................................................................... 1 1.1 任务来源 ............................................................. 1 1.2 工作过程 ............................................................. 1 2 行业概况 ................................................................... 2 2.1 我国固体废物产生及生产建材状况 ....................................... 2 2.2 水泥行业利用固体废物情况 ............................................. 3 3 标准制订必要性分析 ......................................................... 4 3.1 国家及环保主管部门的相关要求 ......................................... 4 3.2 现行环保标准存在的主要问题 ........................................... 4 4 行业产排污情况及污染控制技术分析 ........................................... 5 4.1 原料中重金属 ......................................................... 5 4.2 重金属在水泥窑内的挥发与分配 ......................................... 7 4.3 水泥产品中重金属含量 ................................................ 11 5 标准主要技术内容 .......................................................... 12 5.1 标准适用范围 ........................................................ 12 5.2 标准结构框架 ........................................................ 13 5.3 术语定义 ............................................................ 13 5.4 污染物项目选择 ...................................................... 13 5.5 污染控制标准限值确定 ................................................ 15 5.6 污染控制标准限值确定依据 ............................................ 16 5.6.1 建材中污染物浸出浓度的计算式 .................................. 16 5.6.2 扩散系数 ...................................................... 26 5.7 建材中污染物有效量测定方法 .......................................... 27 5.7.1 浸出实验参数设定 .............................................. 27 5.7.2 样品制备 ...................................................... 29 6 各国建材污染控制标准研究现状 .............................................. 29 6.1 欧盟建材污染控制标准现状 ............................................ 29 6.1.1 欧盟建筑产品指令 .............................................. 30 6.1.2 欧盟各国相关的浸出方法 ........................................ 30 6.1.3 建材污染控制标准制定的方法 .................................... 31 6.2 荷兰建材污染控制标准现状 ............................................ 34 6.2.1 浸出方法 ...................................................... 34 4.2.2 标准值 ........................................................ 34 6.3 德国建材污染控制标准现状 ............................................ 37 6.3.1 浸出方法 ...................................................... 37 6.3.2 标准限值 ...................................................... 37 6.3.3 验证点污染物浓度计算 .......................................... 38 6.4 日本建材污染控制标准现状 ............................................ 39 6.5 中国台湾建材污染控制标准现状 ........................................ 40

1项目背景 1.1任务来源 2006年2月6号,原国家环保总局发布了“关于印发有关《“十一五”国家环境保护标准规划》的通知”(环发〔2006)20号),同年6月份原国家环保总局科技标准司向中国环境科学研究院下达了《固体废物生产建材污染控制标准》(项目统一编号:491)的编制任务由中国环境科学研究院固体废物污染控制技术硏究所承担该标准的硏究编制工作,中国建筑材料研究总院、北京金隅红树林环保技术有限责任公司作为合作单位参加部分研究工作。 1.2工作过程编制组自承担该标准制订工作以来,在已有相关项目(国家科技支撑计划课题:固体废物资源化环境安全性评价技术研究)研究的基础上,系统研究分析了国外(荷兰、德国、本等国家)和国内有关建材及其利用固体废物生产的建材中污染物含量限值的制订程序和方法,形成《固体废物生产建材污染控制标准》的制订方法学。同时,在实验室内开展了大量的水泥产品中有害物的浸出试验,获得建筑产品(材料)中污染物的释放量与时间、液「 (流经产品的雨水体积)的定量关系;确定建筑产品(材料)中污染物的释放机制、释放率等。并且依据最终环境保护目标(如饮用水、地表水、地下水或土壤),同时硏究分析国外相关污染控制标准以及我国类似的危险废物浸出毒性鉴别标准中的控制项目,结合对我国国内60余个水泥生产企业采集的样品进行分析测试,最终确定标准纳入的污染物种类。在此基础上,制订了适合我国目前国情的《固体废物生产建材污染控制标准》(草案,初稿)。 2009年11月25日,环保部科技标准司召开标准开题论证会,会议对《固体废物生产建材污染控制标准》(草案)就标准名称、适用范围和污染物限值指标进行了研讨。会后编制组根据开题论证会意见进行了修改,形成《固体废物生产水泥污染控制标准》(草案,第二稿)。 2010年2月至5月期间,编制组邀请专家对《固体废物生产水泥污染控制标准》(草案) 进行了多次研讨,根据研讨意见进行了修改,形成《固体废物生产水泥污染控制标准》(征求意见稿稿),于2010年5月提交环保部标准所进行审阅。2010年8月,根据环保部标准所反馈的意见,进一步修改形成了《固体废物生产水泥污染控制标准》(征求意见稿, 第二稿)

1 1 项目背景 1.1 任务来源 2006 年 2 月 6 号，原国家环保总局发布了“关于印发有关《“十一五”国家环境保护标准规划》的通知”（环发〔2006〕20 号），同年 6 月份原国家环保总局科技标准司向中国环境科学研究院下达了《固体废物生产建材污染控制标准》（项目统一编号：491）的编制任务，由中国环境科学研究院固体废物污染控制技术研究所承担该标准的研究编制工作，中国建筑材料研究总院、北京金隅红树林环保技术有限责任公司作为合作单位参加部分研究工作。 1.2 工作过程编制组自承担该标准制订工作以来，在已有相关项目（国家科技支撑计划课题：固体废物资源化环境安全性评价技术研究）研究的基础上，系统研究分析了国外（荷兰、德国、日本等国家）和国内有关建材及其利用固体废物生产的建材中污染物含量限值的制订程序和方法，形成《固体废物生产建材污染控制标准》的制订方法学。同时，在实验室内开展了大量的水泥产品中有害物的浸出试验，获得建筑产品（材料）中污染物的释放量与时间、液固比（流经产品的雨水体积）的定量关系；确定建筑产品（材料）中污染物的释放机制、释放率等。并且依据最终环境保护目标（如饮用水、地表水、地下水或土壤），同时研究分析国外相关污染控制标准以及我国类似的危险废物浸出毒性鉴别标准中的控制项目，结合对我国国内 60 余个水泥生产企业采集的样品进行分析测试，最终确定标准纳入的污染物种类。在此基础上，制订了适合我国目前国情的《固体废物生产建材污染控制标准》（草案，初稿）。 2009 年 11 月 25 日，环保部科技标准司召开标准开题论证会，会议对《固体废物生产建材污染控制标准》（草案）就标准名称、适用范围和污染物限值指标进行了研讨。会后编制组根据开题论证会意见进行了修改，形成《固体废物生产水泥污染控制标准》（草案，第二稿）。 2010 年 2 月至 5 月期间，编制组邀请专家对《固体废物生产水泥污染控制标准》（草案）进行了多次研讨，根据研讨意见进行了修改，形成《固体废物生产水泥污染控制标准》（征求意见稿，第一稿），于 2010 年 5 月提交环保部标准所进行审阅。2010 年 8 月，根据环保部标准所反馈的意见，进一步修改形成了《固体废物生产水泥污染控制标准》（征求意见稿，第二稿）

22水泥行业利用固体废物情况 2010年产生工业固体废物量最大的七个行业分别是电力、热力的生产和供应业 (239%)、黑色金属冶炼及压延加工业(16.9%)、有色金属矿采选业(13.0%)、黑色金属矿采选业(142%)、煤炭开采和洗选业(12.1%)、化学原料及化学制品制造业(6.37%)以及有色金属冶炼及压延加工业(3.90%)。这7个行业产生的工业固体废物占工业固体废物产生总量的86.5%。这7个行业产生的固体废物的主要利用方式是用于水泥生产(表1), 如化学石膏与天然石膏的化学成分相似,可替代生产石膏用品或用为水泥调凝。硫铁矿烧渣可用作水泥配料的铁质原料:粉煤灰、煤矸石可用作水泥硅质原料,或作为水泥和混凝土的混合材料。高炉水渣、钢渣、赤泥等化学成分为水泥所需,另外还可以与粉煤灰、煤矸石等合用生产微晶玻璃。窑灰可作为水泥生料配料使用或直接作为水泥混合材表1我国主要工业固体废物的利用率和主要利用方式3 固体废物种类目前主要利用方式 1粒化高炉渣作水泥混合材料:2.粒化高炉渣粉作水泥、混凝土掺和料;3.粒高炉渣化高炉渣作砖;4.高炉渣作硅肥:5.慢冷渣作混凝士骨料、道路材料:6.膨胀矿渣珠作混凝土轻骨料;7.作矿渣棉、铸石、微晶玻璃原料 1作炼铁烧结矿原料;2.作炼铁熔剂;3.生产钢渣水泥;4.钢渣配烧水泥熟钢渣料:5.钢渣粉作水泥、混凝土掺和料;6.作道路工程材料;7.作工程回填料 8.作地面砖、墙体材料尾矿1作井下充填料:2.尾矿免烧砖:3.生产快硬水泥:4.代替砂、石作混凝土骨料:;5.作微晶玻璃花岗岩、陶瓷、建材赤泥1.生产水泥:2生产免蒸烧砖;3.直接还原炼铁:4.磁选回收铁:5.回收碱粉煤灰 1.作水泥混合材料;2.作混凝土掺合料:3.作工程建筑材料:4.作烧结砖和炉渣 5.作粉煤灰陶料:6.分选漂珠作耐火、保温材料:η.作公路路基材料;8.作复合磁化材料煤矸石1作为燃料:2.制砖:3.生产水泥;4.生产轻骨料:5.制陶瓷制品:6,提取化工原料;7.矿井回填磷石膏「1.制硫酸联产水泥:2水泥缓凝剂:3.新型石膏建材:4筑路材料:5.土壤改良剂电石渣|1.制水泥;2.替代石灰生产氯酸钾;3生产漂白液可见,固体废物在水泥行业的利用是建材行业利用固体废物的主要方式。来源:《中国环境宏观战略研究固体废物专题研究报告》

3 2.2 水泥行业利用固体废物情况 2010 年产生工业固体废物量最大的七个行业分别是电力、热力的生产和供应业（23.9%）、黑色金属冶炼及压延加工业（16.9%）、有色金属矿采选业（13.0%）、黑色金属矿采选业（14.2%）、煤炭开采和洗选业（12.1%）、化学原料及化学制品制造业（6.37%）以及有色金属冶炼及压延加工业（3.90%）。这 7 个行业产生的工业固体废物占工业固体废物产生总量的 86.5%。这 7 个行业产生的固体废物的主要利用方式是用于水泥生产（表 1），如化学石膏与天然石膏的化学成分相似，可替代生产石膏用品或用为水泥调凝。硫铁矿烧渣可用作水泥配料的铁质原料；粉煤灰、煤矸石可用作水泥硅质原料，或作为水泥和混凝土的混合材料。高炉水渣、钢渣、赤泥等化学成分为水泥所需，另外还可以与粉煤灰、煤矸石等合用生产微晶玻璃。窑灰可作为水泥生料配料使用或直接作为水泥混合材。表 1 我国主要工业固体废物的利用率和主要利用方式3 固体废物种类目前主要利用方式高炉渣 1.粒化高炉渣作水泥混合材料；2．粒化高炉渣粉作水泥、混凝土掺和料；3．粒化高炉渣作砖；4．高炉渣作硅肥；5．慢冷渣作混凝土骨料、道路材料；6．膨胀矿渣珠作混凝土轻骨料；7．作矿渣棉、铸石、微晶玻璃原料钢渣 1.作炼铁烧结矿原料；2．作炼铁熔剂；3．生产钢渣水泥；4．钢渣配烧水泥熟料；5．钢渣粉作水泥、混凝土掺和料；6．作道路工程材料；7．作工程回填料； 8．作地面砖、墙体材料尾矿 1.作井下充填料；2．尾矿免烧砖；3．生产快硬水泥；4．代替砂、石作混凝土骨料；5．作微晶玻璃花岗岩、陶瓷、建材赤泥 1. 生产水泥；2.生产免蒸烧砖；3．直接还原炼铁；4．磁选回收铁；5．回收碱粉煤灰和炉渣 1．作水泥混合材料；2．作混凝土掺合料；3．作工程建筑材料；4．作烧结砖； 5．作粉煤灰陶料；6．分选漂珠作耐火、保温材料；7．作公路路基材料；8．作复合磁化材料煤矸石 1.作为燃料；2．制砖；3．生产水泥；4．生产轻骨料；5．制陶瓷制品；6．提取化工原料；7．矿井回填磷石膏 1.制硫酸联产水泥；2.水泥缓凝剂；3.新型石膏建材；4.筑路材料；5.土壤改良剂。电石渣 1.制水泥；2.替代石灰生产氯酸钾；3.生产漂白液可见，固体废物在水泥行业的利用是建材行业利用固体废物的主要方式。来源：《中国环境宏观战略研究-固体废物专题研究报告》

3标准制订必要性分析 3.1国家及环保主管部门的相关要求为贯彻《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》和《工业转型升级规划(2011-2015年)》的总体部署,落实国务院发展节能环保战略性新兴产业的具体要求, 全面推进我国大宗工业固体废物综合利用工作,提高综合利用技术水平,环保部制定了《大宗工业固体废物综合利用“十二五”规划》。大宗工业固体废物综合利用是节能环保战略性新兴产业的重要组成部分,是为工业又好又快发展提供资源保障的重要途径,也是解决大宗工业固体废物不当处置与堆存所带来的环境污染和安全隐患的治本之策。大宗工业固体废物综合利用是当前实现工业转型升级的重要举措,更是确保我国工业可持续发展的一项长远的战略方针。“十一五”以来,在党中央、国务院的正确领导下,在各部门的积极支持下,通过全系统上下的共同努力,我国大宗工业固体废物综合利用取得了长足发展,综合利用量逐年增加,综合利用技术水平不断提高,综合利用产品产值、利润均得到较大提升,取得了较好的经济效益、环境效益和社会效益,为节约资源、保护环境、保障安全、促进工业经济发展方式转变做出了重要贡献。对此,环保部又提出了新的发展目标:到2015年,大宗工业固体废物综合利用量达到16亿吨,综合利用率达到50%,年产值5,000亿元,提供就业岗位250万个。“十二五”期间,大宗工业固体废物综合利用量达到70亿吨;减少土地占用 35万亩,有效缓解生态环境的恶化趋势。可见,固体废物资源化已成为防治固体废物污染和节约能源、资源的重要途径。而生产建材,尤其是在水泥行业中的利用是固体废物资源化的主要途径之一。利用固体废物生产水泥,废物中的污染物质会进入水泥熟料,而且水泥生产的原材料中的重金属也最终会进入水泥熟料,这些污染物质在水泥产品的使用过程中可能会被释放出来,进而对生态环境以及人体健康产生不利影响。因此,水泥产品可能带来的环境问题及对人体健康的危害不容忽视,通过制订水泥产品环境保护控制标准来规范行业发展是目前迫切需要解决的问题。 3.2现行环保标准存在的主要问题固体废物生产建材的污染问题在国外一些国家(荷兰、德国等)已经得到重视,并出台了相应的建材污染控制标准和导则。《荷兰建筑材料指令》中规定了建筑材料在使用期限内 (100年),允许进入环境保护目标(土壤、地表水)中重金属质量浓度限值,而有机污染物则以建筑材料中的总量作为限值。德国《建筑产品对地下水和土壤影响评价导则》中规定

4 3 标准制订必要性分析 3.1 国家及环保主管部门的相关要求为贯彻《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》和《工业转型升级规划（2011-2015 年）》的总体部署，落实国务院发展节能环保战略性新兴产业的具体要求，全面推进我国大宗工业固体废物综合利用工作，提高综合利用技术水平，环保部制定了《大宗工业固体废物综合利用“十二五”规划》。大宗工业固体废物综合利用是节能环保战略性新兴产业的重要组成部分，是为工业又好又快发展提供资源保障的重要途径，也是解决大宗工业固体废物不当处置与堆存所带来的环境污染和安全隐患的治本之策。大宗工业固体废物综合利用是当前实现工业转型升级的重要举措，更是确保我国工业可持续发展的一项长远的战略方针。“十一五”以来，在党中央、国务院的正确领导下，在各部门的积极支持下，通过全系统上下的共同努力，我国大宗工业固体废物综合利用取得了长足发展，综合利用量逐年增加，综合利用技术水平不断提高，综合利用产品产值、利润均得到较大提升，取得了较好的经济效益、环境效益和社会效益，为节约资源、保护环境、保障安全、促进工业经济发展方式转变做出了重要贡献。对此，环保部又提出了新的发展目标：到 2015 年，大宗工业固体废物综合利用量达到 16 亿吨，综合利用率达到 50%，年产值 5,000 亿元，提供就业岗位 250 万个。“十二五”期间，大宗工业固体废物综合利用量达到 70 亿吨；减少土地占用 35 万亩，有效缓解生态环境的恶化趋势。可见，固体废物资源化已成为防治固体废物污染和节约能源、资源的重要途径。而生产建材，尤其是在水泥行业中的利用是固体废物资源化的主要途径之一。利用固体废物生产水泥，废物中的污染物质会进入水泥熟料，而且水泥生产的原材料中的重金属也最终会进入水泥熟料，这些污染物质在水泥产品的使用过程中可能会被释放出来，进而对生态环境以及人体健康产生不利影响。因此，水泥产品可能带来的环境问题及对人体健康的危害不容忽视，通过制订水泥产品环境保护控制标准来规范行业发展是目前迫切需要解决的问题。 3.2 现行环保标准存在的主要问题固体废物生产建材的污染问题在国外一些国家（荷兰、德国等）已经得到重视，并出台了相应的建材污染控制标准和导则。《荷兰建筑材料指令》中规定了建筑材料在使用期限内（100 年），允许进入环境保护目标（土壤、地表水）中重金属质量浓度限值，而有机污染物则以建筑材料中的总量作为限值。德国《建筑产品对地下水和土壤影响评价导则》中规定

在使用水泥产品过程中,验证点处地下水中污染物浓度不应超过德国地下水标准值。欧盟建筑产品指令(89/106/EC)中提出,建筑产品应满足卫生、健康和环境方面的要求,并已开展建材中污染物浸出的方法标准化研究我国现行的水泥产品标准中对环境污染的限制要求几乎是空白,如《通用硅酸盐水泥标准》(GB-175-207)、《混凝土质量控制标准》(GB50164-92)等均未对建材中重金属的含量做出限定。现行的《铬渣污染治理环境保护技术规范-暂行》(HJ/301-2007)虽然对产品中的重金属浸出含量做了限制,但涉及范围过窄(只有铬和钡)。可见,我国现行的建材标准,包括水泥产品标准中对环境污染的限制要求几乎是空白因此,为既能大力推动固体废物资源化技术的发展,又能较好地保护环境和人体健康,制订水泥产品环境包括控制标准十分必要。 4行业产排污情况及污染控制技术分析水泥窑中的高温氧化气氛,能使有机物几乎完全被分解,重金属是主要的污染物。重金属等污染物主要来源于原料、燃料和替代原料和替代燃料,这些重金属在水泥窑的高温条件下,部分进入烟气,部分进入熟料,从而导致水泥产品中存在一定量的重金属 41原料中重金属不同地点开采的水泥原材料中的重金属元素的浓度会在一个较大的范围内波动,有的元素其浓度甚至相差上万倍:不同时间内开采的原材料中重金属元素的浓度也会有很大的差异。表2~4为国内外生料、煤和熟料中各种重金属的大致含量范围表2德国生料、煤、熟料和水泥中微量元素含量4 微量元素含量范围/平均值(mg/kg) 元素生料无烟煤褐煤熟料水泥 A 2-28/9 1-200/9 0.1-120.8 2-87/9 2-117/8 Be0.1-2.5/1 0-8/14 0.040.6/0.2 0.2-2/14 0.2-1.6/1 4.7-18.9 0.2-1.5/0.9 /0.04 Cd0.03-1.1/0.30.01-10 0.06-24/0.2 0.014/1 0.03-6/0.6 Cl 40-290 1000-1300 <10-1100 a kilR: Heavy metals in cement and concrete resulting from the co-incineration of wastes in cement kilns with regard to the legitimacy of waste utilization. 2003, Institute of technology and systemanalyses of Germany

5 在使用水泥产品过程中，验证点处地下水中污染物浓度不应超过德国地下水标准值。欧盟建筑产品指令（89/106/EEC）中提出，建筑产品应满足卫生、健康和环境方面的要求，并已开展建材中污染物浸出的方法标准化研究。我国现行的水泥产品标准中对环境污染的限制要求几乎是空白，如《通用硅酸盐水泥标准》（GB-175-2007）、《混凝土质量控制标准》（GB50164-92）等均未对建材中重金属的含量做出限定。现行的《铬渣污染治理环境保护技术规范-暂行》(HJ/T 301-2007）虽然对产品中的重金属浸出含量做了限制，但涉及范围过窄（只有铬和钡）。可见，我国现行的建材标准，包括水泥产品标准中对环境污染的限制要求几乎是空白。因此，为既能大力推动固体废物资源化技术的发展，又能较好地保护环境和人体健康，制订水泥产品环境包括控制标准十分必要。 4 行业产排污情况及污染控制技术分析水泥窑中的高温氧化气氛，能使有机物几乎完全被分解，重金属是主要的污染物。重金属等污染物主要来源于原料、燃料和替代原料和替代燃料，这些重金属在水泥窑的高温条件下，部分进入烟气，部分进入熟料，从而导致水泥产品中存在一定量的重金属。 4.1 原料中重金属不同地点开采的水泥原材料中的重金属元素的浓度会在一个较大的范围内波动，有的元素其浓度甚至相差上万倍；不同时间内开采的原材料中重金属元素的浓度也会有很大的差异。表 2~4 为国内外生料、煤和熟料中各种重金属的大致含量范围。表 2 德国生料、煤、熟料和水泥中微量元素含量4 元素微量元素含量范围/平均值（mg/kg）生料无烟煤褐煤熟料水泥 As 2-28/9 1-200/9 0.1-12/0.8 2-87/9 2-117/8 Be 0.1-2.5/1 0-8/1.4 0.04-0.6/0.2 0.2-2/1.4 0.2-1.6/1 Br 4.7-18.9 0.2-1.5/0.9 /0.04 — — Cd 0.03-1.1/0.3 0.01-10/1 0.06-2.4/0.2 0.01-4/1 0.03-6/0.6 Cl 40-290 1000-1300 <10-1100 — — 4 数据来源：Heavy metals in cement and concrete resulting from the co-incineration of wastes in cement kilns with regard to the legitimacy of waste utilization. 2003, Institute of technology and systemanalyses of Germany

《固体废物生产水泥污染控制标准》编制说明 （征求意见稿）

《固体废物生产水泥污染控制标准》编制说明（征求意见稿）