中国社会经济系统中铅代谢及人为源铅排放清单研究

Lead is often associated with zinc, copper and other metal resources in the crust, and also exists in coal and other fossil fuels as a trace element. With the exploitation and utilization of metal resources and fossil fuels, lead is accelerated to transfer from the lithosphere to socio-economic system by human activities, resulting in lead pollution. To address the current lead pollution in China, it is important to quantitatively analyze the evolution of lead metabolism in China's socio-economic system and study the lead emission inventory from anthropogenic sources. In this project, the dynamic material flow analysis method will be used to study the lead metabolism within the life-cycle of metals (lead, zinc, copper, iron) and fossil fuels in China from 1990 to 2018, and the lead flows and stocks in China's socio-economic system will be calculated. To focus on the lead emissions among lead flows, a comprehensive lead emission inventory with high temporal and spatial resolution from anthropogenic sources will be established for China from 1990 to 2018. The temporal and spatial characteristics of lead emissions and their divers will be analyzed during the period to identify the key lead emission sources. A scenario analysis model will be developed to predict China's lead emissions from 2019 to 2050, and the ways and potential of lead emission reduction will be evaluated. On the basis of the results of the above studies, this project will propose some suggestions on lead resource management and lead pollution control in China.

地壳中的铅常与锌、铜等金属资源伴生，也作为微量元素存在于煤炭等化石资源中。随着金属资源和化石能源的开采利用，铅被人类活动加速从岩石圈转移到社会经济系统，从而造成铅污染。为了有效控制中国铅污染，定量分析社会经济活动中的铅代谢动态演化，研究中国人为源铅排放清单非常重要。本项目拟采用动态物质流分析方法，研究1990-2018年期间中国铅、锌、铜、铁等金属资源和化石能源全生命周期过程铅代谢，核算中国社会经济系统中的铅流量和存量；重点分析铅流量中的铅排放量，建立1990-2018年期间高时空分辨率中国人为源铅排放清单，分析中国铅排放的时空变化特征及驱动力，识别重要的铅排放源；构建中国铅排放调控情景分析模型，预测2019-2050年中国铅排放，分析铅减排的途径和潜力，并提出中国铅资源优化和铅污染控制技术政策建议。

铅常与锌、铜等金属资源伴生，也作为微量元素存在于煤炭等化石资源中。随着金属资源和化石能源的开采利用，铅加速从岩石圈转移到社会经济系统，造成铅污染。.本项目采用了动态物质流分析方法，研究1990—2018年期间中国铅、锌、铜、铁等金属资源和化石能源全生命周期过程铅代谢，核算中国社会经济系统中的铅流量和存量。研究结果表明，从铅代谢规模来看，铅锌系统远高于其他系统，已达到500万吨/年，其他系统合计才几十万吨/年。铅代谢后绝大部分以含铅废物的形式进入环境，如废矿石、铅锌尾矿、冶炼渣和耗散型含铅产品，仅有一小部分以废水和废气形式排放。1990年，中国废水和废气排放量分别为228 t和34441 t，未利用含铅废物量为25万t。而2018年，废水和废气铅排放量分别为798t和11090 t，未利用含铅废物量为156万t。2001年中国全面禁止含铅汽油大大减少了大气铅排放，2011年的国家重金属专项整治对铅排放量的消减也异常明显。铅排放空间变化不如随时间变化剧烈，一些传统的有色金属生产加工大省贡献了主要的铅排放，但中部地区再生资源产业的崛起，使得铅排放有朝中部省份聚集的趋势。.情景分析结果表明，中国铅资源供大于求进一步加剧，冗余的铅资源将在精铅矿和废旧铅酸蓄电池中积累，2050年的冗余铅资源量将达到铅使用存量的5.4—1.6倍。在三种铅排放情景下，2020—2050年间中国累计的废水铅排放为1.2-1.7万吨，废气铅排放为1.5-2.5万吨，未利用的含铅废物分别为5029-8972万吨。中国未来需要进一步统筹有色金属资源统筹管理，减少矿生资源开采，规范壮大再生金属行业；严格环境监管，提升有色金属工业污染控制和清洁生产水平，要防范一些涉重行业从发达地区向环保监管薄弱的欠发达地区转移引起的潜在风险；倡导生态设计，从源头减少铅使用，对重点含铅产品实现生命周期管理；提高固废综合利用水平，防范相关废物资源化过程中引起的二次污染。