中国有色金属冶炼行业大气痕量元素排放清单的动态演变与健康风险启示（2010-2021）

《Resources Chemicals and Materials》：Atmospheric emission inventory of trace elements from non-ferrous metal smelting industries in China

　　本研究通过构建2010-2021年中国有色金属冶炼行业14种痕量元素（TEs）的高分辨率排放清单，揭示了在产量翻倍背景下TE排放自2014年起呈现下降趋势的关键转折。研究采用自下而上（bottom-up）方法，精准刻画了铜、铅、锌、铝冶炼的主导贡献（约99%）及区域迁移特征，为《打赢蓝天保卫战三年行动方案》等政策效果评估提供了数据支撑，对推进大气重金属协同治理具有重要科学价值。

　　

亮点

基于自下而上方法的排放清单

基于对既往研究的文献综述，本研究主要关注12种主要有色金属冶炼工艺（图S2和表S1）排放的14种痕量元素（Sb、As、Cd、Cr、Co、Cu、Pb、Mn、Hg、Ni、Se、Sn、V和Zn）。源类别主要包括铜、铅、锌和铝的初级和次级冶炼，以及锑、镍、汞和金的冶炼。我们采用了一种结合详细活动数据、动态排放因子（EF）和特定技术去除效率的自下而上方法（图S1），来估算2010年至2021年每年的TE排放量。排放估算的基本公式如下：

E_i,j,k,y = AD_i,j,y × EF_i,j,k,y × (1 - η_i,j,k,y)

其中，E_i,j,k,y 表示第y年，工艺i，污染物j，控制技术k的排放量；AD_i,j,y 表示第y年工艺i生产污染物j的活动水平数据；EF_i,j,k,y 表示第y年，工艺i，污染物j，在控制技术k下的排放因子；η_i,j,k,y 表示第y年，工艺i，污染物j，控制技术k的去除效率。活动水平数据、排放因子和去除效率的详细信息在支持信息中提供。

中国14种痕量元素的历史排放

图1总结了过去十年（2010-2021年）我们关注的14种痕量元素（TEs）从12个主要有色金属冶炼行业的排放情况，以及同期发布的相关政策和标准。在2010年至2021年期间，尽管中国有色金属总产量及其细分品类几乎翻了一番（表S2），但其痕量元素（TEs）的排放增长趋势自2014年起得到遏制（在2014年达到10.5千吨的峰值），并在2021年下降至9.2千吨。这主要归功于各种排放控制政策和标准的实施，例如《大气污染防治行动计划》（2013-2017年）和《打赢蓝天保卫战三年行动计划》（2018-2020年），这些政策促进了空气污染控制设备（APCDs）的升级和落后产能的淘汰。从元素种类来看，锌（Zn）、锰（Mn）和铅（Pb）是排放量最大的三种痕量元素，在2010-2021年期间合计占总排放量的80%以上。从时间趋势来看，不同痕量元素的表现各异。铬（Cr）、钴（Co）、铜（Cu）、汞（Hg）、镍（Ni）、硒（Se）、锡（Sn）和钒（V）的排放量在2010-2021年期间呈现出先增后降的趋势，峰值出现在2014年。与此相反，锑（Sb）、砷（As）、镉（Cd）、锰（Mn）和铅（Pb）的排放量在2010-2014年期间有所增加，但在2014年之后趋于平稳或开始下降。值得注意的是，锌（Zn）的排放量在整个研究期间呈现出持续的下降趋势。