關于燃煤電廠煙氣中汞含量監測問題的探討

陳英

摘 要：人類在長期吸入汞蒸汽或汞化合物粉塵的情況下，會出現精神異常、震顫等慢性中毒體征，在短時間吸入大量汞蒸汽的情況下，會出現惡心、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。而燃煤電廠在生產過程中產生的汞含量，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測水平，準確掌控排放煙氣中汞及其化合物的濃度，對汞及其化合物排放濃度超標燃煤電廠進行治理、環保部門核算汞排放總量等至關重要。在此背景下，本文針對燃煤電廠大氣汞監測問題展開研究，為燃煤電廠大氣汞監測水平的提升提供參考。

關鍵詞：燃煤電廠；大氣汞；監測問題

中圖分類號：X83 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）01-0008-01

燃煤電廠電力生產過程中，煙氣中會含有一定的固態顆粒汞、氣態單質汞和氣態二價汞，為確保出口煙氣中汞及其化合物的排放濃度達到《火電廠大氣污染物排放標準》（GB 13221-2011）要求（≤30ug/m3），人們嘗試利用OHM、CEMS、30B、HJ543-2009等方法對煙氣中汞濃度進行監測，對幾種監測方法的優劣進行對比，目的是尋求最準確的監測方法，真實掌控汞的排放情況。

1 燃煤電廠大氣汞監測的主要方法

1.1 OHM

此監測方法的適用范圍是0.5至100ug/m3，具體的監測流程是，先利用石英取樣管、過濾器、真空泵、加熱裝置等結構構成的采樣系統，從燃煤電廠超過120攝氏度的煙氣管道環境中對煙氣進行持續2h的等速采樣，在采樣的過程中，固態顆粒汞、氣態二價汞、氣態單質汞、水分會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；然后在復原、消解處理的基礎上，進行冷原子熒光光譜等技術對大氣汞進行監測。可見此方法在應用的過程中，對煙道采樣位置的依賴性較低，既可以對大氣汞監測還可以對各種狀態的汞含量進行測定，但在具體操作的過程中采樣和樣品處理的復雜性較高，受外界因素的影響較大，使監測的準確性保證難度非常大。

1.2 Hg-CEMS

此監測方法的適用范圍是0.02至200ug/m3，在在線連續監測中應用較為廣泛，具體監測的過程中，可以結合實際需要選擇非慣性過濾探頭或慣性分離探頭，前者在應用的過程中，雖然維護難度小，但在應用的過程中被粉塵堵塞的可能性較大，影響監測的準確性；而后者在應用的過程中雖然監測準確性更有保證，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對汞進行監測。此項技術可以在不人工采樣的基礎上，實現對煙氣的連續監測，極大的提升了監測的準確性和效率，但此方法只能直接獲取氣態單質汞，要獲取總的汞含量，需要對其他狀態的汞進行轉化，這在一定程度上限制了該方法的應用范圍。

1.3 30B

此監測方法的適用范圍是0.1至50ug/m3，具體的監測流程是，利用裝有活性炭的吸附管在燃煤電廠煙氣中持續30分鐘以上，進行汞的采樣，然后在EPA7471消解和冷蒸汽原子吸收光譜法對樣本中的汞進行測量，此方法在應用的過程中不排除部分汞在探頭上凝結問題的發生，所以測量的準確性也存在缺陷。現階段人們嘗試通過吸附管成對一致、保證第二段管貫穿率等措施對其進行改善，使其測量效果得到明顯的提升。可見改進后的此方法，測量過程和測量準確性均較理想，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用。

1.4 HJ543-2009

此監測方法在采樣體積為10升的情況下，適用范圍是2.5至10mg/m3，在實踐中適用范圍可以結合采樣體積的調整而變化，在采樣體積為10升的情況下，具體的監測流程是，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，再利用氯化亞錫對其進行還原，并通過載氣向測汞儀中倒入，通過冷原子吸收分光光度法對汞成分進行監測。可見此方法在可操作性方面優勢明顯，但測量的精度較低，在采樣為10升的情況下，測量的標準仍在國家相關規定的標準值以上，所以在燃煤電廠中的應用受到一定的限制。

可見，現階段燃煤電廠大氣汞監測的方法呈現出了多樣化的發展特點，但各方法在實際應用的過程中，均在具有優勢的同時表現出一定的缺陷，影響監測的準確性和可操作性，所以在燃煤電廠大氣汞實際監測的過程中，應嘗試將多種監測方法結合應用，相互驗證。

2 我國采用的燃煤電廠大氣汞監測方法

現階段我國燃煤電廠在大氣汞監測的過程中主要應用HJ543-2009，為對此方法的監測效果進行論證，筆者利用此方法和30B方法分別對某燃煤電廠大氣汞進行了監測，監測結果顯示，在30B方法應用1至4次的情況下不能得到所占比例和差異絕對值，而在監測5至8次的情況下，所得到的所占比例和差異絕對值分別是10%和0.2至0.33ug/m3，在監測9至10次的情況下，所得到的所占比例和差異絕對值分別是10%和0.23至0.26ug/m3，而在應用HJ543-2009法時，在監測1至4次的情況下，所得到的所占比例和差異絕對值分別是90%和0.25至33.68ug/m3，在監測5至8次的情況下，所得到的所占比例和差異絕對值分別是70%和0.3至9.9ug/m3，在監測9至10次的情況下，所得到的所占比例和差異絕對值分別是30%和0.25至0.38ug/m3。兩種技術在測試值一致性均非常好，但HJ543-2009的大氣汞排放測試結果相比30B測試結果更低，相對偏差更大，而且測試的范圍相對更少，所以相比現階段國際上應用較廣泛的30B，需要對其測量性能進一步優化。

3 結語

通過上述分析可以發現，現階段人們已經認識到燃煤電廠煙氣中含有的汞物質，不能完全被除塵器處理，如果在排放前不能進行準確的監測，確定其是否滿足國家標準而盲目的排放，可能對環境和居民健康構成嚴重的影響。本文在實踐中結合燃煤電廠的特征進行監測方法的創新、優化，這是燃煤電廠落實可持續發展戰略的具體體現，應不斷的完善和推廣。