火電廠煙氣中汞排放監(jiān)測方法初探

周 健 劉 娜 張 凱

（陜西環(huán)境監(jiān)測中心站，陜西 西安 710054）

1 燃煤電廠煙氣汞排放現(xiàn)狀和監(jiān)測的意義

我國是全球汞使用量和排放量最大的國家，也是全球范圍內(nèi)大氣汞污染最為嚴(yán)重的地區(qū)之一，大氣中汞的年均沉降值大于70μg/m3。另據(jù)UNEP的評(píng)估報(bào)告表明，燃煤發(fā)電和垃圾焚燒向大氣排放的汞占到人類總排放量的70%；而燃煤電廠又是我國煤炭消費(fèi)的最大部門（電力用煤占全國煤炭產(chǎn)量的52%），因此，盡快開展燃煤電廠大氣汞排放控制是應(yīng)對大氣汞污染問題，緩解國際汞減排壓力和改善國內(nèi)大氣環(huán)境的重要措施。準(zhǔn)確測定煙氣中的汞排放狀況是實(shí)現(xiàn)汞污染控制的關(guān)鍵因素之一，雖然我國已在部分省市的燃煤電廠開展了廢氣中汞污染監(jiān)測試點(diǎn)工作，但采用的基本都是國外的煙氣汞監(jiān)測技術(shù)，全面推廣應(yīng)用收到一定限制，無法滿足汞排放污染控制管理要求。因此，通過總結(jié)分析國內(nèi)外汞監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，研究探索準(zhǔn)確可靠便于推廣的汞污染監(jiān)測技術(shù)迫在眉睫。

2 國外燃煤電廠大氣汞監(jiān)測方法

國外燃煤電廠汞排放監(jiān)測開展較早，提出的測試方法較多，可以歸納為兩大類：一類是離線測試方法；另一類是在線測試方法。離線測試方法又主要分為濕化學(xué)法和固體吸附法兩大類。目前，安大略法（OHM， Ontario Hydro Method）、29法（Method 29）、30A法（Method 30A）和30B法（Method 30A）是國外四種最為常用的煙氣汞的測試方法。

3 國內(nèi)燃煤電廠大氣汞監(jiān)測方法

在《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 13223-2011）中的汞及其化合物采樣和測試方法為《固定污染源廢氣汞的測定冷原子吸收分光光度法（ 暫行）》（HJ543-2009）。該方法檢出限為0.025mg/25ml試樣溶液，當(dāng)采樣體積為10L時(shí)，檢出限為0.0025mg/m3，測定下限為0.01mg/m3。按照《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法》 （GB/T16157）進(jìn)行煙氣采樣，在煙氣采樣裝置上串聯(lián)2個(gè)裝有10ml 0.1mol/L高錳酸鉀溶液與10%硫酸溶液的等體積混合吸收液的大型氣泡吸收管，以0.3L/min的流量采樣5～30分鐘。廢氣中的汞被酸性高錳酸鉀溶液吸收并氧化形成汞離子，分析時(shí)，吸收液中的汞離子被氯化亞錫還原為原子態(tài)汞，用載氣將汞蒸氣從溶液中吹出帶入測汞儀，用冷原子吸收分光光度法或冷原子熒光分光光度法測定。

表1

4 汞監(jiān)測技術(shù)分析與建議

4.1 國外監(jiān)測方法比較

國外常用的四種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，其比較分析見表1。

4.2 國內(nèi)監(jiān)測方法存在問題

國內(nèi)汞監(jiān)測方法簡便易行，但也存在以下問題：（1）按照《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》推薦的采樣和測試方法測試的是總氣態(tài)汞，不能收集到顆粒態(tài)汞，與標(biāo)準(zhǔn)中污染物項(xiàng)目汞及其化合物的要求不相符。（2）目前，顆粒態(tài)汞可按照GB/T16157-1996中顆粒物等速采樣原理采集，用行業(yè)推薦的原子熒光分光光度法進(jìn)行樣品分析。但《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 13223-2011）中對此尚未有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定。（3）沒有能同步完成氣態(tài)汞、顆粒態(tài)汞的采樣測試標(biāo)準(zhǔn)方法。（4）《固定污染源廢氣汞的測定冷原子吸收分光光度法》（HJ543-2009）中未明確該標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍，而汞排放污染源的情況千差萬別，汞及其化合物在不同污染源排放過程中的變化各異，用同一方法監(jiān)測會(huì)存在較大誤差。

4.3 完善國內(nèi)汞監(jiān)測方法的建議

（1）應(yīng)積極開展《固定污染源廢氣汞的測定冷原子吸收分光光度法》與OH法、EPA方法30B和EPA方法30A等國外標(biāo)準(zhǔn)方法在火電廠煙氣汞排放監(jiān)測方面的比對驗(yàn)證工作。盡快驗(yàn)證該方法與國外標(biāo)準(zhǔn)方法在測量靈敏度、準(zhǔn)確度、精密度等方面的差異，通過改進(jìn)完善，提高該方法與國際方法的可比性，達(dá)到與國外標(biāo)準(zhǔn)方法的互認(rèn)，提高我國在汞污染防治中的話語權(quán)。（2）應(yīng)對《固定污染源廢氣汞的測定冷原子吸收分光光度法》在火電廠汞排放監(jiān)測中的適用性開展進(jìn)一步驗(yàn)證研究。由于飛灰對汞有富集作用，應(yīng)明確在各類火電廠污染排放監(jiān)測中該方法限值性條件，特別是對循環(huán)流化床鍋爐污染排放監(jiān)測，其煙塵排放濃度較高且未經(jīng)濕法脫硫系統(tǒng)處理，其中的顆粒態(tài)汞會(huì)對排放煙氣中汞及其化合物的監(jiān)測結(jié)果產(chǎn)生較大影響。建議參照OH法完善汞的樣品采集方法、統(tǒng)一樣品實(shí)驗(yàn)分析方法，提高樣品的代表性，監(jiān)測結(jié)果的可靠性。（3）目前，《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》、《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》、《鉛、鋅工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》等多項(xiàng)排放標(biāo)準(zhǔn)中推薦采用《固定污染源廢氣汞的測定冷原子吸收分光光度法》，應(yīng)對不同污染源開展方法驗(yàn)證，摸清不同污染源汞污染排放機(jī)理及排放過程中的汞形態(tài)變化規(guī)律，對測定方法進(jìn)行必要完善或開發(fā)更適宜的監(jiān)測方法，提高各類污染源監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。（4）積極開展汞污染源監(jiān)測方法配套儀器設(shè)備的研制，在滿足監(jiān)測數(shù)據(jù)要求的前提下，開發(fā)簡便易操作、成本較低、易于推廣的監(jiān)測設(shè)備，提高汞污染排放監(jiān)測的覆蓋面，說清汞污染源排放狀況，為環(huán)境管理決策提供可靠的技術(shù)支撐。

[1]楊麗，尹衛(wèi)萍.火電廠廢氣中汞監(jiān)測技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢分析[J]. 北方環(huán)境， 2011（11）.