再生铝厂排放氟化物对周边农作物的影响评价

岑玉秀

(广西博环环境咨询服务有限公司，广西 南宁 530000)

近年来，大气氟化物污染事件越来越多。据报道[1]，海水中含氟量为0.4mg/L ～0.9mg/L，海水的大量蒸发是大气中氟化物增高的主要来源。同时，许多工厂也会排放氟化物，如水泥厂、电解铝厂、氟化工厂、磷肥厂、陶瓷厂、砖瓦厂、钢铁厂等。

微量氟化物不会影响植株的生长，但是植株体内氟化物超标时，其根茎叶特别是嫩芽、嫩叶会受到严重影响。根据目前研究成果[2，3]，氟化物对植物的损伤机理，主要是氟化物易与镁离子组成化合物影响多种酶的活性；氟化物与镁的结合抑制叶绿素的合成从而影响光合作用的进行；氟化物易与钙、镁、硅等离子形成复杂化合物沉积，堵塞输送系统，导致植物水分、营养输送不良。本文通过大气预测模型AERMOD 对某拟建再生铝厂排放的氟化物进行预测，分析该厂运营期对周边农作物可能产生的影响。

1 再生铝厂氟化物的产生和排放

中国是世界上最大的铝生产国和消费国。再生铝是由废旧铝和废铝合金材料或含铝的废料，经重新熔化提炼而得到的铝合金或铝金属，是金属铝的一个重要来源。与原铝生产相比，再生铝生产过程中所产生的废气污染物种类和排放量均较少，在环境保护、节能降耗方面有显著优点。

某再生铝厂拟对铝冶炼企业和铝型材企业生产过程中产生的边角料进行资源化综合利用，年处理废铝10 万t，产品为合金铝锭。生产过程中添加精炼剂、金属硅、铜、镁等合金，主要生产设备为30t 双室炉、25t 精炼炉，燃料为天然气。精炼剂中含有一定量的氟化钙、六氟铝酸钠（冰晶石），精炼剂添加量为260t/a。精炼剂中氟化钙主要起到助熔的作用，但六氟铝酸钠（冰晶石）可以与Al2O3生成AlF3，保守估计精炼剂中的冰晶石（含量2%）全部反应然后以氟化物的形式进入到烟气中。铝熔炼废气中氟化物1%为无组织排放，99%被集气罩收集进入烟气净化系统，经“旋风收尘器+覆膜布袋除尘器+碱喷淋塔”处理，达到《再生铜、铝、铅、锌工业污染物排放标准》（GB31574-2015）要求后，即氟化物排放浓度为2.67mg/m3，由25m 排气筒排放。氟化物无组织排放量为0.24t/a，有组织排放量为1.22t/a，合计1.46t/a。

2 预测模型及参数

本次采用大气预测模型AERMOD 对氟化物进行预测，分析其对周边农作物的影响，预测方案需计算氟化物总沉积率。大气环境影响评价范围为以项目为中心，厂界外5km×5km 的矩形区域。项目所在区域为复杂地形，周边大部分用地尚未开发，主要为农田、旱地，故地表类型选择农作地。根据中国干湿状况划分图，项目所在区域为湿润气候。

3 预测结果

3.1 正常排放预测结果与评价

正常排放情况下，氟化物影响预测结果见表1 和表2。由预测结果可知，拟建再生铝厂排放的氟化物1h 平均、24h 平均最大落地浓度及植物生长季平均最大沉积贡献值均满足《环境空气质量标准》（GB3095-2012）附录A 中二级标准要求。

表1 氟化物正常排放预测结果

3.2 拟建项目氟化物排放对农作物的影响分析

根据农作物对氟化物的敏感程度，参考《保护农作物的大气污染物最高允许浓度》（GB9137-88），将作物分为三类，即敏感作物、中等敏感作物和抗性作物。目前对植物伤害阈值的确定，主要还是根据叶片产生可见伤害症状（一般以产生5%受害叶面积为标准）的危害剂量（HF 浓度×暴露时间）[4，5]，再生铝厂排放氟化物对周边环境的预测最大浓度贡献值见表3。

表3 空气中氟（HF）对植物的伤害阈值

由表3 可见，项目投产后所排放的氟化物，对于敏感植物的生长影响较大，基本上各时间段均超其产生5%伤害所需浓度的最低阈值；对于中等敏感植物，除了生长周期一年以上的植物超过其最低阈值外，其它时间段对植物影响不大；对于抗性植物，各时间段均未超过其产生5%伤害所需浓度的最低阈值。

表2 氟化物各季度沉积预测结果 单位：μg /（dm2·d）

4 分析评价

（1）根据预测结果可知，年处理10 万t 废铝的再生铝厂排放的氟化物正常情况下，虽然满足《环境空气质量标准》（GB3095-2012）附录A 中二级标准要求，但1h 平均贡献值占标率较大，达到78.69%；对于植物生长季，夏季氟化物总沉积占标率较大，达到83.33%。年处理10 万t 废铝的再生铝厂周边2.5km 范围内不宜种植敏感植物，不宜种植生长期超一年的中等敏感植物。

（2）为尽量降低再生铝厂氟化物排放对周边农作物的影响，建议采取以下措施：合理规划布局再生铝厂，新建企业应远离农作物种植区；使用含氟量较少的精炼剂以减少氟化物的产生；在再生铝厂周围一定范围内种植抗性较强的树木，如常绿阔叶树种，增加对废气中氟化物的吸收，以减少对其他植物的危害；在距污染源较近的地方，种植抗性作物，如棉花、番茄、茄子、辣椒、马铃薯等。