火电厂烟气中汞排放监测方法初探

周 健 刘 娜 张 凯

（陕西环境监测中心站，陕西 西安 710054）

1 燃煤电厂烟气汞排放现状和监测的意义

我国是全球汞使用量和排放量最大的国家，也是全球范围内大气汞污染最为严重的地区之一，大气中汞的年均沉降值大于70μg/m3。另据UNEP的评估报告表明，燃煤发电和垃圾焚烧向大气排放的汞占到人类总排放量的70%；而燃煤电厂又是我国煤炭消费的最大部门（电力用煤占全国煤炭产量的52%），因此，尽快开展燃煤电厂大气汞排放控制是应对大气汞污染问题，缓解国际汞减排压力和改善国内大气环境的重要措施。准确测定烟气中的汞排放状况是实现汞污染控制的关键因素之一，虽然我国已在部分省市的燃煤电厂开展了废气中汞污染监测试点工作，但采用的基本都是国外的烟气汞监测技术，全面推广应用收到一定限制，无法满足汞排放污染控制管理要求。因此，通过总结分析国内外汞监测技术的发展现状，研究探索准确可靠便于推广的汞污染监测技术迫在眉睫。

2 国外燃煤电厂大气汞监测方法

国外燃煤电厂汞排放监测开展较早，提出的测试方法较多，可以归纳为两大类：一类是离线测试方法；另一类是在线测试方法。离线测试方法又主要分为湿化学法和固体吸附法两大类。目前，安大略法（OHM， Ontario Hydro Method）、29法（Method 29）、30A法（Method 30A）和30B法（Method 30A）是国外四种最为常用的烟气汞的测试方法。

3 国内燃煤电厂大气汞监测方法

在《火电厂大气污染物排放标准》（GB 13223-2011）中的汞及其化合物采样和测试方法为《固定污染源废气汞的测定冷原子吸收分光光度法（ 暂行）》（HJ543-2009）。该方法检出限为0.025mg/25ml试样溶液，当采样体积为10L时，检出限为0.0025mg/m3，测定下限为0.01mg/m3。按照《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》 （GB/T16157）进行烟气采样，在烟气采样装置上串联2个装有10ml 0.1mol/L高锰酸钾溶液与10%硫酸溶液的等体积混合吸收液的大型气泡吸收管，以0.3L/min的流量采样5～30分钟。废气中的汞被酸性高锰酸钾溶液吸收并氧化形成汞离子，分析时，吸收液中的汞离子被氯化亚锡还原为原子态汞，用载气将汞蒸气从溶液中吹出带入测汞仪，用冷原子吸收分光光度法或冷原子荧光分光光度法测定。

表1

4 汞监测技术分析与建议

4.1 国外监测方法比较

国外常用的四种方法各有优缺点，其比较分析见表1。

4.2 国内监测方法存在问题

国内汞监测方法简便易行，但也存在以下问题：（1）按照《火电厂大气污染物排放标准》推荐的采样和测试方法测试的是总气态汞，不能收集到颗粒态汞，与标准中污染物项目汞及其化合物的要求不相符。（2）目前，颗粒态汞可按照GB/T16157-1996中颗粒物等速采样原理采集，用行业推荐的原子荧光分光光度法进行样品分析。但《火电厂大气污染物排放标准》（GB 13223-2011）中对此尚未有相关标准明确规定。（3）没有能同步完成气态汞、颗粒态汞的采样测试标准方法。（4）《固定污染源废气汞的测定冷原子吸收分光光度法》（HJ543-2009）中未明确该标准的适用范围，而汞排放污染源的情况千差万别，汞及其化合物在不同污染源排放过程中的变化各异，用同一方法监测会存在较大误差。

4.3 完善国内汞监测方法的建议

（1）应积极开展《固定污染源废气汞的测定冷原子吸收分光光度法》与OH法、EPA方法30B和EPA方法30A等国外标准方法在火电厂烟气汞排放监测方面的比对验证工作。尽快验证该方法与国外标准方法在测量灵敏度、准确度、精密度等方面的差异，通过改进完善，提高该方法与国际方法的可比性，达到与国外标准方法的互认，提高我国在汞污染防治中的话语权。（2）应对《固定污染源废气汞的测定冷原子吸收分光光度法》在火电厂汞排放监测中的适用性开展进一步验证研究。由于飞灰对汞有富集作用，应明确在各类火电厂污染排放监测中该方法限值性条件，特别是对循环流化床锅炉污染排放监测，其烟尘排放浓度较高且未经湿法脱硫系统处理，其中的颗粒态汞会对排放烟气中汞及其化合物的监测结果产生较大影响。建议参照OH法完善汞的样品采集方法、统一样品实验分析方法，提高样品的代表性，监测结果的可靠性。（3）目前，《火电厂大气污染物排放标准》、《锅炉大气污染物排放标准》、《铅、锌工业污染物排放标准》等多项排放标准中推荐采用《固定污染源废气汞的测定冷原子吸收分光光度法》，应对不同污染源开展方法验证，摸清不同污染源汞污染排放机理及排放过程中的汞形态变化规律，对测定方法进行必要完善或开发更适宜的监测方法，提高各类污染源监测数据的准确性和可靠性。（4）积极开展汞污染源监测方法配套仪器设备的研制，在满足监测数据要求的前提下，开发简便易操作、成本较低、易于推广的监测设备，提高汞污染排放监测的覆盖面，说清汞污染源排放状况，为环境管理决策提供可靠的技术支撑。

[1]杨丽，尹卫萍.火电厂废气中汞监测技术发展现状与趋势分析[J]. 北方环境， 2011（11）.