EPA-30A、30B方法在燃煤電廠汞監測中的應用

曹磊

（上海電氣（集團）總公司環境監測站上海200023）

EPA-30A、30B方法在燃煤電廠汞監測中的應用

曹磊

（上海電氣（集團）總公司環境監測站上海200023）

本介紹了文我國汞監測技術現狀和美國EPA的30A法和30B法，在此基礎上應用對應方法的設備在上海市某燃煤電廠的廢氣進行了比對監測，對所得道的數據分析兩種方法實際運用的效果初步研究。

燃煤電廠廢氣汞監測

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

汞在生態系統中屬于非生命必需、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大作用的有毒污染物，毒害作用表現在阻礙人和動物的正常代謝機能，特別是甲基汞，通過生物體表、呼吸道或經口腔通過腸道吸收，在大腦感覺區、運動區蓄積，造成對神經系統的損害［1，3］,是國際組織及各國政府優先控制的環境污染物,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，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實意義［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系，不同形態的汞的物理和化學性質差異較大。基于目前的分析手段，將燃煤過程中汞的存在形式分為3種：（1）氣態零價汞，又稱氣態元素汞或氣態單質汞，表示為HgO，其化學性質不活潑，并且難溶于水；（2）氣態二價汞，又稱“氣態氧化汞”，以HgCl2為主，表示為Hg2+，具有水溶性；（3）顆粒吸附汞（不區分價態），表示為Hgp，因其與顆粒物結合，故常利用過濾法或擴散管法將其分離［5］。

目前燃煤電廠汞監測方法主要為EPA的Ontario－Hydro手動監測方法(OH法)［6］，具有高靈敏度(＜0.5μg/m3)，是現階段唯一的標準方法。連續排放監測(CEMS、SCEM)方法也逐漸被開發并使用，汞的連續排放監測是一項相對較新的技術，目前只在幾個歐洲國家和美國應用。

控制汞排放力度最大的新努力是環境保護部和國家質量監督檢驗檢疫總局于2011年7月29日發布的新《火電廠大氣污染物排放標準》（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準。確定的排放限值為0.03 mg/m3，該標準于2015年1月1日起實施。這表明中國對汞排放的管理有了新的突破，應對態度更加積極，燃煤汞污染的控制已經提上了行動日程，今后會有更多的舉措。

2　監測方法介紹

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

剛發布的《火電廠大氣污染物排放標準》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日發布，2010年4月1日實施。方法的原理為：利用高錳酸鉀溶液吸收廢氣中的汞并轉化其為汞離子，汞離子再被氯化亞錫還原成原子態汞，用載氣將氣態原子汞吹出帶入測汞儀，用冷原子吸收分光光度法進行測定。

（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，通過轉換器將Hg2+還原為HgO，再送至檢測器檢測，檢測數據可直接被傳輸到記錄儲存系統。該方法的特點是能夠實現連續監測，HgO與Hg2+既可被分別測定，也可被轉化為HgO一起測定總量，測量結果比較準確，可以實時輸出結果，便于環保部門對污染源進行實時監控。但測得的是煙氣中排放總氣態汞的濃度，不能收集顆粒態汞。

（2）EPA法30B：EPA方法30B是美國SKC公司開發的監測燃煤電廠煙氣中氣態總汞的方法，它使用經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方法中使用了預先加入汞標液的吸附材料進行質量保證和質量控制，方法的結果好，可信度高。與30A法相比，其共同點是可測得煙氣中排放總氣態汞的濃度，即(Hg2+、HgO或HgO+Hg2+)，不能收集顆粒態汞，但測量結果比30A法準確。

3　結論

30A與30B兩種方法對燃煤電廠脫硫出口氣態總汞檢測數據結果的準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］．環境保護，2007，( 5B):72－76．

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

［3］陳清，盧國強．微量元素和健康［M］．北京:北京大學出版社，1989．

［4］鄭劉根，劉桂建，齊翠翠，等．中國煤中汞的環境地球化學研究［J］．中國科學技術大學學報，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研究［J］．應用基礎與工程科學學報，2009，17(5):765－773．

P618.68[文獻碼]B

1000-405X（2015）-7-362-1