图为美国某磷肥厂没有进行合理堆放的磷石膏和扬起的粉尘。（本报记者 曲京佳 摄）
不只中国要面对如何处置磷石膏这个问题。“对磷石膏进行有效处置已经成为业内公认的世界性难题。”中国磷肥工业协会理事长武希彦说。
根据美国佛罗里达磷酸盐研究所2010年的统计，全球磷石膏累积排放量约56亿吨，每年新增1.1亿到1.5亿吨；全球至少有52个国家有庞大的磷石膏堆置，分布在美国、中国、澳大利亚、巴西、加拿大、塞浦路斯、埃及、芬兰、法国、希腊、以色列、约旦、立陶宛、巴基斯坦、波兰、西班牙、南非、突尼斯和土耳其等地。预计在2025～2040年期间，磷石膏的总量还将增长两倍。
记者了解到，目前，关于磷石膏的处理方式有四种，分别是堆存、倾倒、减排和利用。尽管近年来工业技术飞速发展，但这道自湿法磷酸技术诞生就带来的世界性难题却一直考验着各大磷肥生产国在技术创新和监管治理方面的智慧。
堆存—— 堆出一个大溶洞
“在美国的佛罗里达州，大老远就能看到磷石膏山，像人造金字塔似的，一看到山就知道附近有磷肥厂。”武希彦告诉记者。
磷肥产量位居世界第二的美国在磷石膏问题上饱受困扰。美国佛罗里达磷酸盐研究所数据显示，2010年美国共有63个磷石膏堆，分布在佛罗里达、得克萨斯、路易斯安那州等12个州，每年还新增5700万吨；其中，佛罗里达的磷石膏堆就有26个，总量约12亿吨，每年还新增约2800万吨。而在这些磷石膏中，每年仅有不到10万吨应用于农业，其他的用途几乎为零。“美国也不是不想利用，但他们的磷石膏里有放射性物质，美国环保部门不让用。”武希彦说。
据佛罗里达磷酸盐研究所研究人员麦克·洛伊德介绍，由于美国的磷石膏中含有镭-226，而镭-226会产生氡-222，为了避免因大量使用磷石膏而导致天然放射性气体氡气量的增加，早在1989年，美国环保总署就明令禁止磷石膏的使用和研究，只允许在北卡罗来纳州和佛罗里达限量使用磷石膏；最终的法规于1992年6月发布，规定磷石膏用于实验室研发的限定量为700磅，禁止用于建筑和路基建设，限制磷石膏在农业领域的应用——磷石膏中镭-226的浓度小于0.37贝克/克才允许在农业中使用。
所以，美国的磷石膏绝大部分以堆存的方式来处置。美国媒体曾报道：200英尺（约61米）高，占地1平方英里（约2.59平方千米）的石膏堆在月亮上都能看见！
“堆存的方式从环保的角度来说并不保险。佛罗里达的一家磷肥厂就因为堆存出现过灾难性的事故。”武希彦告诉记者。
他所提及的这次“灾难性的事故”曾在美国社会引起广泛关注。1994年，佛罗里达州的马尔伯里市出现一个深约185英尺（约56米）的大坑，后来被称作“马尔伯里天坑”。“天坑”的成因就源于位处此地的美国IMC Agrico公司的磷石膏堆存。“佛罗里达州的土壤本来有一层黏土层，防渗性很强。但由于磷石膏里氟和磷的腐蚀作用，长期堆放导致黏土层被破坏。再加上水的溶解和流动，久而久之，有一天突然发现，地面中间塌陷出一个灾难性的大坑，黏土层被腐蚀漏了。”武希彦说道。
事后，美国监管机构称，IMC Agrico公司应该承担起管理这个天坑的责任，避免对地下饮用水供应造成危害。实际上，堆存的处理方式还存在其他隐患，除占用大面积土地，建设和维护耗资巨大外，还面临着极端降雨下溢出和滑坡的风险。同时，由于磷石膏含有P2O5、氟及游离酸等物质，雨水侵蚀后还会污染地下水。
“有了事故的教训，佛罗里达州就立法，对磷石膏的堆存包括防水防渗做出严格规定。现在美国的磷化工企业都是用高强度的薄膜做防渗，并且堆到一定高度就必须封顶，另选择地方再堆。”武希彦说。
记者了解到，除美国外，用堆存方法来处理磷石膏问题的国家还包括巴西、加拿大、印度等，中国没有利用的磷石膏也不得不采取堆存的方式。
倾倒—— 大海成了排污场
“环地中海的北非国家共同组成一个磷矿带。从西边的摩洛哥起，往东到阿尔及利亚、突尼斯、利比亚、埃及，再到约旦、叙利亚，也包括沙特阿拉伯，磷矿资源非常好，品位高，这些国家也大部分把磷矿开采和磷化工当作支柱产业，比如世界第三大磷矿生产国摩洛哥。”中国石油和化学工业联合会化工对外经济合作中心副主任庞广廉在世界地图上为记者划出一个完整的北非磷矿带。
今年2月，庞广廉完成了摩洛哥磷酸盐工业的考察之旅，时隔将近半年，提起摩洛哥的磷化工生产及磷石膏排放情况，他仍然记忆犹新。“摩洛哥西临大西洋，他们就把磷石膏的排放口选在水流急、海浪冲刷能力大的地方，磷石膏直接往里倒。一倒进去，来一个旋涡马上就冲走不见了。”他说。
对此，庞广廉询问了摩洛哥唯一的磷化工企业OCP集团的负责人。对方认为，目前其磷肥产能在450万吨/年，相对于海洋的溶解和净化能力，该公司的磷石膏排放量微不足道。“他们作过一个分析报告，觉得磷石膏直接排入海中对环境影响不大，而且他们的报告认为，磷石膏含有的磷等成分对于海洋生物还有好处。”庞广廉说。
摩洛哥的监管部门似乎对于磷石膏直接排入海洋的行为态度宽容。“从政府层面摩洛哥也从没有禁令禁止这么做。”庞广廉说，“而且OCP集团是摩洛哥最大的国有企业，也是该国磷化工行业唯一的企业，磷化工又是该国的支柱产业，该集团的经营对摩洛哥的经济发展举足轻重。”
相比摩洛哥，同样选择将磷石膏倾倒入海的突尼斯境遇有所不同。“突尼斯南部的加贝斯是一个非常美丽的城市，突尼斯化学工业集团的化肥厂就在这里，磷肥产量超过300万吨，磷石膏也从这里排到地中海。但是，相对于水流湍急的大西洋，地中海风平浪静，磷石膏倒进去并不那么容易消溶。”庞广廉描述起自己的所见所闻，“我去加贝斯的时候，在海边游泳就发现海水都是白乎乎的，有些混浊，一看就是磷石膏混进去了。”突尼斯化学工业集团也是突尼斯国有独营的磷化工垄断企业，与摩洛哥一样，当地政府也并未把磷石膏排放的事情放在心上。
“埃及也是倾倒，往红海里倒。现在北非国家的产量还不算太大，也没发生过事故，但像摩洛哥的磷矿资源这么好，他们2015年要把磷肥产能发展到900万吨，磷石膏直接排到海里，总归是个问题。”武希彦认为。
图为摩洛哥一处拥有生活区的海岸，也是磷石膏排放场所，因为水流很急，排放的磷石膏被冲得无影无踪。（庞广廉 摄）
减排—— 磷化装置关停大吉
由于磷石膏综合利用难度较大，堆置又会带来一系列问题，部分国家于是通过逐渐减少磷酸产量而减少磷石膏排放量，欧洲一些国家干脆停掉了磷酸产能。
记者了解到，由中国磷肥工业协会和郑州大学联合主办的《磷肥与复肥》杂志曾介绍，1986年，前苏联的磷石膏年排放量为2000万吨，年利用量150万吨；1995年排放量减少至1500万吨，2005年排放量减少至1400万吨，年利用量仍为150万吨。
记者从中国磷肥工业协会获悉，目前一些欧洲国家已无磷石膏排放。例如，荷兰因磷石膏处置问题已于2001年停止磷酸生产；英国也因磷石膏排放处理成本太高而停产磷酸。此外，位于北美的加拿大也停止新增磷石膏排放量。
“但我们国家不能这样做，磷肥是涉及到我国农业生产和粮食安全的重要行业，还是应该采取积极的办法解决这个问题。”武希彦表示。
利用—— 中国走在世界前列
综合利用，无疑是积极解决磷石膏问题最好的办法。然而目前从数据上看，除日本因自身缺乏天然石膏资源，加之磷石膏产排量较低，其磷石膏利用率基本上达到100%以外，其他国家的磷石膏综合利用情况并不乐观。据统计，全世界磷石膏综合利用率尚不及10%。不过，许多国家都已开展磷石膏综合利用的技术研究和工业实践，取得了宝贵的经验。
以美国为例，磷石膏利用主要有以下几个方面：一是用于农业，可以改良土壤结构，促进农作物的生长并增加产量；二是用于筑路，多年前，佛罗里达磷酸盐研究所曾用磷石膏建成一条实验道路，经过20年的跟踪检测，表明对地下水无污染，不存在放射性风险，但这一用途仍未获得相关部门的正式批准；三是利用磷石膏提供垃圾废物分解所需的能量，并建成垃圾填埋场示范项目；四是用于制作海洋环境中的人造石礁、制作动物饲料等。但总体来看，美国的磷石膏利用率仍然很低。佛罗里达磷酸盐研究所人员曾表示，美国相关部门对磷石膏应用的风险估计过高，出于环境方面的考虑，只允许利用非常少量的磷石膏。
巴西也是世界上的磷肥生产大国，至2010年，巴西累积堆置磷石膏7000万吨，年排放量为450万吨。据巴西国家科技部核能委员会高级研究员Feliciano Jakomino博士介绍，该国的磷石膏利用中，90%用于农业，其他10%用于生产水泥。其中，磷石膏作为土壤改良剂，在低肥力的巴西塞拉都地区推广应用已有多年历史；在建筑方面，巴西核能研究院、圣保罗大学圣卡洛斯分院曾利用高强度磷石膏板建成一座56.7平方米的房子，但磷石膏中氡－222的析出率仍然成为公众难以接受磷石膏建筑的主要原因；此外，巴西还在米纳斯吉拉斯州开展无垃圾倾倒项目，在垃圾填埋场中添加磷石膏，不仅能够延长垃圾填埋场使用寿命，也有利于磷石膏的利用。目前该项目尚在示范阶段。
“我们国家的磷石膏不含放射性物质，加上这些年行业上下的努力，现在已经以20%的综合利用率成为磷石膏综合利用最好的国家。”武希彦说，“不夸张地说，我们国家的磷石膏综合利用工作已经走在世界前列。如今，我们国家规定新上磷酸产能的磷石膏利用率达到100%，既有产能的磷石膏利用率要在2013年达到15%，这是很不容易的。”
合作—— 各国携手解决难题
对于如何处置磷石膏这个棘手的难题，各个国家之间已经开始通力合作。
据麦克·洛伊德介绍，2005年，美国启动“磷石膏免堆放课题研究项目”，印度和波兰随后加入，如今这一项目已经在至少58个国家得以开展，启动近2000多项课题研究，全球范围内磷石膏利用途径超过50种，包括建筑、建材、农业、公共事业等在内有各个领域因此受益。此外，该项目也得到了国际原子能机构的大力支持。据了解，该机构多次组织国际会议，召集来自中国、美国、巴西、英国、墨西哥、约旦等不同国家的研究人员共同研讨含放射性物质的磷石膏安全利用问题。
与此同时，各国之间的技术交流也从未停止过。“1915年，德国成功开发石膏制硫酸和水泥技术，其后，英国、德国、波兰等相继建成了以天然石膏为原料生产硫酸和水泥装置共计20多套；1956年，我们国家开始派专家到德国、波兰考察，带回一手资料并开始研究实验。鲁北的磷石膏制硫酸联产水泥技术就是在总结国内外技术的基础上取得的成功实践。”山东鲁北化工股份有限公司PSC公司副总经理高强说。此外，记者了解到，巴西磷石膏制土壤调理剂也借鉴了佛罗里达磷酸盐研究所的科研成果。
“磷石膏综合利用问题是世界性的难题，我们为这个问题到外国去过很多次，学习技术、探讨问题，同时也组织国际会议，邀请其他国家的同仁到我们这里来交流，世界性的难题还需要大家携起手来共同去解决。”武希彦说。
图为美国一家磷化工企业旁堆放的磷石膏。 （本报记者 曲京佳 摄）
