EPA-30A、30B方法在燃煤電廠汞監(jiān)測中的應(yīng)用

曹磊

（上海電氣（集團(tuán)）總公司環(huán)境監(jiān)測站上海200023）

EPA-30A、30B方法在燃煤電廠汞監(jiān)測中的應(yīng)用

曹磊

（上海電氣（集團(tuán)）總公司環(huán)境監(jiān)測站上海200023）

本介紹了文我國汞監(jiān)測技術(shù)現(xiàn)狀和美國EPA的30A法和30B法，在此基礎(chǔ)上應(yīng)用對應(yīng)方法的設(shè)備在上海市某燃煤電廠的廢氣進(jìn)行了比對監(jiān)測，對所得道的數(shù)據(jù)分析兩種方法實(shí)際運(yùn)用的效果初步研究。

燃煤電廠廢氣汞監(jiān)測

1　背景介紹

燃煤電廠汞排放控制及其危害：

1.1燃煤電廠汞的排放及大氣中的汞污染

汞在生態(tài)系統(tǒng)中屬于非生命必需、高毒的微量重金屬元素，是具有持久性、生物累積性和生物擴(kuò)大作用的有毒污染物，毒害作用表現(xiàn)在阻礙人和動物的正常代謝機(jī)能，特別是甲基汞，通過生物體表、呼吸道或經(jīng)口腔通過腸道吸收，在大腦感覺區(qū)、運(yùn)動區(qū)蓄積，造成對神經(jīng)系統(tǒng)的損害［1，3］,是國際組織及各國政府優(yōu)先控制的環(huán)境污染物,而燃煤電廠是大氣中全球汞排放的最大的源［1］。雖然全球原煤中汞的含量僅在0.012～33 mg/kg范圍內(nèi)，但是由于煤的大量燃燒，全世界每年從燃煤中逸出的汞總量達(dá)到3000 t以上［2］。特別在中國，燃煤釋放的汞已成為中國汞污染的主要來源，因此對中國燃煤汞的研究具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義［4］。

1.2燃煤電廠汞的存在形式及污染控制

汞的取樣方法與其在煙氣中的存在形式有密切關(guān)系，不同形態(tài)的汞的物理和化學(xué)性質(zhì)差異較大?；谀壳暗姆治鍪侄?，將燃煤過程中汞的存在形式分為3種：（1）氣態(tài)零價(jià)汞，又稱氣態(tài)元素汞或氣態(tài)單質(zhì)汞，表示為HgO，其化學(xué)性質(zhì)不活潑，并且難溶于水；（2）氣態(tài)二價(jià)汞，又稱“氣態(tài)氧化汞”，以HgCl2為主，表示為Hg2+，具有水溶性；（3）顆粒吸附汞（不區(qū)分價(jià)態(tài)），表示為Hgp，因其與顆粒物結(jié)合，故常利用過濾法或擴(kuò)散管法將其分離［5］。

目前燃煤電廠汞監(jiān)測方法主要為EPA的Ontario－Hydro手動監(jiān)測方法(OH法)［6］，具有高靈敏度(＜0.5μg/m3)，是現(xiàn)階段唯一的標(biāo)準(zhǔn)方法。連續(xù)排放監(jiān)測(CEMS、SCEM)方法也逐漸被開發(fā)并使用，汞的連續(xù)排放監(jiān)測是一項(xiàng)相對較新的技術(shù)，目前只在幾個(gè)歐洲國家和美國應(yīng)用。

控制汞排放力度最大的新努力是環(huán)境保護(hù)部和國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局于2011年7月29日發(fā)布的新《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13223-2011）中，首次包括了燃煤鍋爐煙氣中汞及其化合物的排放標(biāo)準(zhǔn)。確定的排放限值為0.03 mg/m3，該標(biāo)準(zhǔn)于2015年1月1日起實(shí)施。這表明中國對汞排放的管理有了新的突破，應(yīng)對態(tài)度更加積極，燃煤汞污染的控制已經(jīng)提上了行動日程，今后會有更多的舉措。

2　監(jiān)測方法介紹

燃煤煙氣中總汞測量的幾種方法介紹：

中國GB13223-2011中汞的測定方法

剛發(fā)布的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中，包括的汞及其化合物測定方法為HJ543《固定污染源廢氣汞的測定冷原子吸收分光光度法（暫行）》。該方法于2009年12月20日發(fā)布，2010年4月1日實(shí)施。方法的原理為：利用高錳酸鉀溶液吸收廢氣中的汞并轉(zhuǎn)化其為汞離子，汞離子再被氯化亞錫還原成原子態(tài)汞，用載氣將氣態(tài)原子汞吹出帶入測汞儀，用冷原子吸收分光光度法進(jìn)行測定。

（1）EPA法30A：30A法用裝有煙塵過濾裝置的采樣探頭將煙氣從煙道或煙囪中抽取出來，通過轉(zhuǎn)換器將Hg2+還原為HgO，再送至檢測器檢測，檢測數(shù)據(jù)可直接被傳輸?shù)接涗泝Υ嫦到y(tǒng)。該方法的特點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)監(jiān)測，HgO與Hg2+既可被分別測定，也可被轉(zhuǎn)化為HgO一起測定總量，測量結(jié)果比較準(zhǔn)確，可以實(shí)時(shí)輸出結(jié)果，便于環(huán)保部門對污染源進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。但測得的是煙氣中排放總氣態(tài)汞的濃度，不能收集顆粒態(tài)汞。

（2）EPA法30B：EPA方法30B是美國SKC公司開發(fā)的監(jiān)測燃煤電廠煙氣中氣態(tài)總汞的方法，它使用經(jīng)過鹵素處理的活性炭作為吸附劑來吸收煙氣中的汞，而后直接采用固體汞樣分析儀測定。在30B方法中使用了預(yù)先加入汞標(biāo)液的吸附材料進(jìn)行質(zhì)量保證和質(zhì)量控制，方法的結(jié)果好，可信度高。與30A法相比，其共同點(diǎn)是可測得煙氣中排放總氣態(tài)汞的濃度，即(Hg2+、HgO或HgO+Hg2+)，不能收集顆粒態(tài)汞，但測量結(jié)果比30A法準(zhǔn)確。

3　結(jié)論

30A與30B兩種方法對燃煤電廠脫硫出口氣態(tài)總汞檢測數(shù)據(jù)結(jié)果的準(zhǔn)確度和精密度上均無顯著差異，能滿足對燃煤電廠煙氣中的汞進(jìn)行測量的需求。

［1］吳丹，張世秋．國外汞污染防治措施與管理手段評述［J］．環(huán)境保護(hù)，2007，( 5B):72－76．

［2］楊振宇，羌寧，季學(xué)李．美國燃煤電廠鍋爐煙氣中汞的研究進(jìn)展［J］．能源環(huán)境保護(hù)，2003，17(5):3－7．

［3］陳清，盧國強(qiáng)．微量元素和健康［M］．北京:北京大學(xué)出版社，1989．

［4］鄭劉根，劉桂建，齊翠翠，等．中國煤中汞的環(huán)境地球化學(xué)研究［J］．中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，37(8):953－963．

［5］PAVLISH J H,SONDREAL E A,MANN M D,et al.Status review of mercury control options for coal-fired power plants［J］.Fuel Processing Technology,2003,82（2-3）:89-165.

［6］EPA．Standard Test Method for Elemental，Oxidized，Particle－Bound，and Total Mercury in Flue Gas Generated from Coal－FiredStationary Sources(Ontario－Hydro Method)［S］．

［7］何伯述，馮戈，王蕾，等．燃煤電廠汞排放對比試驗(yàn)研究［J］．應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào)，2009，17(5):765－773．

P618.68[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2015）-7-362-1