關(guān)于燃煤電廠煙氣中汞含量監(jiān)測(cè)問題的探討

陳英

摘 要：人類在長(zhǎng)期吸入汞蒸汽或汞化合物粉塵的情況下，會(huì)出現(xiàn)精神異常、震顫等慢性中毒體征，在短時(shí)間吸入大量汞蒸汽的情況下，會(huì)出現(xiàn)惡心、嘔吐、胃腸道穿孔、急性腎功能衰竭等體征，甚至死亡，可見汞污染防治的重要性。而燃煤電廠在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的汞含量，在人為汞排放總量中的比重最大，所以通過提升燃煤電廠煙氣中汞含量的監(jiān)測(cè)水平，準(zhǔn)確掌控排放煙氣中汞及其化合物的濃度，對(duì)汞及其化合物排放濃度超標(biāo)燃煤電廠進(jìn)行治理、環(huán)保部門核算汞排放總量等至關(guān)重要。在此背景下，本文針對(duì)燃煤電廠大氣汞監(jiān)測(cè)問題展開研究，為燃煤電廠大氣汞監(jiān)測(cè)水平的提升提供參考。

關(guān)鍵詞：燃煤電廠；大氣汞；監(jiān)測(cè)問題

中圖分類號(hào)：X83 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）01-0008-01

燃煤電廠電力生產(chǎn)過程中，煙氣中會(huì)含有一定的固態(tài)顆粒汞、氣態(tài)單質(zhì)汞和氣態(tài)二價(jià)汞，為確保出口煙氣中汞及其化合物的排放濃度達(dá)到《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 13221-2011）要求（≤30ug/m3），人們嘗試?yán)肙HM、CEMS、30B、HJ543-2009等方法對(duì)煙氣中汞濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)幾種監(jiān)測(cè)方法的優(yōu)劣進(jìn)行對(duì)比，目的是尋求最準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)方法，真實(shí)掌控汞的排放情況。

1 燃煤電廠大氣汞監(jiān)測(cè)的主要方法

1.1 OHM

此監(jiān)測(cè)方法的適用范圍是0.5至100ug/m3，具體的監(jiān)測(cè)流程是，先利用石英取樣管、過濾器、真空泵、加熱裝置等結(jié)構(gòu)構(gòu)成的采樣系統(tǒng)，從燃煤電廠超過120攝氏度的煙氣管道環(huán)境中對(duì)煙氣進(jìn)行持續(xù)2h的等速采樣，在采樣的過程中，固態(tài)顆粒汞、氣態(tài)二價(jià)汞、氣態(tài)單質(zhì)汞、水分會(huì)分別被石英纖維濾筒、氯化鉀溶液吸收瓶、硝酸溶液吸收瓶和高錳酸鉀吸收瓶、硅膠吸收瓶吸收；然后在復(fù)原、消解處理的基礎(chǔ)上，進(jìn)行冷原子熒光光譜等技術(shù)對(duì)大氣汞進(jìn)行監(jiān)測(cè)。可見此方法在應(yīng)用的過程中，對(duì)煙道采樣位置的依賴性較低，既可以對(duì)大氣汞監(jiān)測(cè)還可以對(duì)各種狀態(tài)的汞含量進(jìn)行測(cè)定，但在具體操作的過程中采樣和樣品處理的復(fù)雜性較高，受外界因素的影響較大，使監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性保證難度非常大。

1.2 Hg-CEMS

此監(jiān)測(cè)方法的適用范圍是0.02至200ug/m3，在在線連續(xù)監(jiān)測(cè)中應(yīng)用較為廣泛，具體監(jiān)測(cè)的過程中，可以結(jié)合實(shí)際需要選擇非慣性過濾探頭或慣性分離探頭，前者在應(yīng)用的過程中，雖然維護(hù)難度小，但在應(yīng)用的過程中被粉塵堵塞的可能性較大，影響監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性；而后者在應(yīng)用的過程中雖然監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性更有保證，但也存在被濕度煙氣堵塞的可能，在采樣后，需要通過冷原子吸收光譜等技術(shù)對(duì)汞進(jìn)行監(jiān)測(cè)。此項(xiàng)技術(shù)可以在不人工采樣的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)煙氣的連續(xù)監(jiān)測(cè)，極大的提升了監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性和效率，但此方法只能直接獲取氣態(tài)單質(zhì)汞，要獲取總的汞含量，需要對(duì)其他狀態(tài)的汞進(jìn)行轉(zhuǎn)化，這在一定程度上限制了該方法的應(yīng)用范圍。

1.3 30B

此監(jiān)測(cè)方法的適用范圍是0.1至50ug/m3，具體的監(jiān)測(cè)流程是，利用裝有活性炭的吸附管在燃煤電廠煙氣中持續(xù)30分鐘以上，進(jìn)行汞的采樣，然后在EPA7471消解和冷蒸汽原子吸收光譜法對(duì)樣本中的汞進(jìn)行測(cè)量，此方法在應(yīng)用的過程中不排除部分汞在探頭上凝結(jié)問題的發(fā)生，所以測(cè)量的準(zhǔn)確性也存在缺陷?，F(xiàn)階段人們嘗試通過吸附管成對(duì)一致、保證第二段管貫穿率等措施對(duì)其進(jìn)行改善，使其測(cè)量效果得到明顯的提升?？梢姼倪M(jìn)后的此方法，測(cè)量過程和測(cè)量準(zhǔn)確性均較理想，但由于吸附管的吸附能力有限，所以只能在汞濃度較小的煙氣中應(yīng)用。

1.4 HJ543-2009

此監(jiān)測(cè)方法在采樣體積為10升的情況下，適用范圍是2.5至10mg/m3，在實(shí)踐中適用范圍可以結(jié)合采樣體積的調(diào)整而變化，在采樣體積為10升的情況下，具體的監(jiān)測(cè)流程是，利用裝有10毫升酸性高錳酸鉀吸收液的吸收管氧化和吸收煙氣中含有的汞離子，再利用氯化亞錫對(duì)其進(jìn)行還原，并通過載氣向測(cè)汞儀中倒入，通過冷原子吸收分光光度法對(duì)汞成分進(jìn)行監(jiān)測(cè)。可見此方法在可操作性方面優(yōu)勢(shì)明顯，但測(cè)量的精度較低，在采樣為10升的情況下，測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)仍在國(guó)家相關(guān)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值以上，所以在燃煤電廠中的應(yīng)用受到一定的限制。

可見，現(xiàn)階段燃煤電廠大氣汞監(jiān)測(cè)的方法呈現(xiàn)出了多樣化的發(fā)展特點(diǎn)，但各方法在實(shí)際應(yīng)用的過程中，均在具有優(yōu)勢(shì)的同時(shí)表現(xiàn)出一定的缺陷，影響監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性和可操作性，所以在燃煤電廠大氣汞實(shí)際監(jiān)測(cè)的過程中，應(yīng)嘗試將多種監(jiān)測(cè)方法結(jié)合應(yīng)用，相互驗(yàn)證。

2 我國(guó)采用的燃煤電廠大氣汞監(jiān)測(cè)方法

現(xiàn)階段我國(guó)燃煤電廠在大氣汞監(jiān)測(cè)的過程中主要應(yīng)用HJ543-2009，為對(duì)此方法的監(jiān)測(cè)效果進(jìn)行論證，筆者利用此方法和30B方法分別對(duì)某燃煤電廠大氣汞進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，在30B方法應(yīng)用1至4次的情況下不能得到所占比例和差異絕對(duì)值，而在監(jiān)測(cè)5至8次的情況下，所得到的所占比例和差異絕對(duì)值分別是10%和0.2至0.33ug/m3，在監(jiān)測(cè)9至10次的情況下，所得到的所占比例和差異絕對(duì)值分別是10%和0.23至0.26ug/m3，而在應(yīng)用HJ543-2009法時(shí)，在監(jiān)測(cè)1至4次的情況下，所得到的所占比例和差異絕對(duì)值分別是90%和0.25至33.68ug/m3，在監(jiān)測(cè)5至8次的情況下，所得到的所占比例和差異絕對(duì)值分別是70%和0.3至9.9ug/m3，在監(jiān)測(cè)9至10次的情況下，所得到的所占比例和差異絕對(duì)值分別是30%和0.25至0.38ug/m3。兩種技術(shù)在測(cè)試值一致性均非常好，但HJ543-2009的大氣汞排放測(cè)試結(jié)果相比30B測(cè)試結(jié)果更低，相對(duì)偏差更大，而且測(cè)試的范圍相對(duì)更少，所以相比現(xiàn)階段國(guó)際上應(yīng)用較廣泛的30B，需要對(duì)其測(cè)量性能進(jìn)一步優(yōu)化。

3 結(jié)語

通過上述分析可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到燃煤電廠煙氣中含有的汞物質(zhì)，不能完全被除塵器處理，如果在排放前不能進(jìn)行準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)，確定其是否滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)而盲目的排放，可能對(duì)環(huán)境和居民健康構(gòu)成嚴(yán)重的影響。本文在實(shí)踐中結(jié)合燃煤電廠的特征進(jìn)行監(jiān)測(cè)方法的創(chuàng)新、優(yōu)化，這是燃煤電廠落實(shí)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的具體體現(xiàn)，應(yīng)不斷的完善和推廣。