EPA-30A、30B方法在燃煤电厂汞监测中的应用

曹磊

（上海电气（集团）总公司环境监测站上海200023）

EPA-30A、30B方法在燃煤电厂汞监测中的应用

曹磊

（上海电气（集团）总公司环境监测站上海200023）

本介绍了文我国汞监测技术现状和美国EPA的30A法和30B法，在此基础上应用对应方法的设备在上海市某燃煤电厂的废气进行了比对监测，对所得道的数据分析两种方法实际运用的效果初步研究。

燃煤电厂废气汞监测

1　背景介绍

燃煤电厂汞排放控制及其危害：

1.1燃煤电厂汞的排放及大气中的汞污染

汞在生态系统中属于非生命必需、高毒的微量重金属元素，是具有持久性、生物累积性和生物扩大作用的有毒污染物，毒害作用表现在阻碍人和动物的正常代谢机能，特别是甲基汞，通过生物体表、呼吸道或经口腔通过肠道吸收，在大脑感觉区、运动区蓄积，造成对神经系统的损害［1，3］,是国际组织及各国政府优先控制的环境污染物,而燃煤电厂是大气中全球汞排放的最大的源［1］。虽然全球原煤中汞的含量仅在0.012～33 mg/kg范围内，但是由于煤的大量燃烧，全世界每年从燃煤中逸出的汞总量达到3000 t以上［2］。特别在中国，燃煤释放的汞已成为中国汞污染的主要来源，因此对中国燃煤汞的研究具有重要的理论和现实意义［4］。

1.2燃煤电厂汞的存在形式及污染控制

汞的取样方法与其在烟气中的存在形式有密切关系，不同形态的汞的物理和化学性质差异较大。基于目前的分析手段，将燃煤过程中汞的存在形式分为3种：（1）气态零价汞，又称气态元素汞或气态单质汞，表示为HgO，其化学性质不活泼，并且难溶于水；（2）气态二价汞，又称“气态氧化汞”，以HgCl2为主，表示为Hg2+，具有水溶性；（3）颗粒吸附汞（不区分价态），表示为Hgp，因其与颗粒物结合，故常利用过滤法或扩散管法将其分离［5］。

目前燃煤电厂汞监测方法主要为EPA的Ontario－Hydro手动监测方法(OH法)［6］，具有高灵敏度(＜0.5μg/m3)，是现阶段唯一的标准方法。连续排放监测(CEMS、SCEM)方法也逐渐被开发并使用，汞的连续排放监测是一项相对较新的技术，目前只在几个欧洲国家和美国应用。

控制汞排放力度最大的新努力是环境保护部和国家质量监督检验检疫总局于2011年7月29日发布的新《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）中，首次包括了燃煤锅炉烟气中汞及其化合物的排放标准。确定的排放限值为0.03 mg/m3，该标准于2015年1月1日起实施。这表明中国对汞排放的管理有了新的突破，应对态度更加积极，燃煤汞污染的控制已经提上了行动日程，今后会有更多的举措。

2　监测方法介绍

燃煤烟气中总汞测量的几种方法介绍：

中国GB13223-2011中汞的测定方法

刚发布的《火电厂大气污染物排放标准》中，包括的汞及其化合物测定方法为HJ543《固定污染源废气汞的测定冷原子吸收分光光度法（暂行）》。该方法于2009年12月20日发布，2010年4月1日实施。方法的原理为：利用高锰酸钾溶液吸收废气中的汞并转化其为汞离子，汞离子再被氯化亚錫还原成原子态汞，用载气将气态原子汞吹出带入测汞仪，用冷原子吸收分光光度法进行测定。

（1）EPA法30A：30A法用装有烟尘过滤装置的采样探头将烟气从烟道或烟囱中抽取出来，通过转换器将Hg2+还原为HgO，再送至检测器检测，检测数据可直接被传输到记录储存系统。该方法的特点是能够实现连续监测，HgO与Hg2+既可被分别测定，也可被转化为HgO一起测定总量，测量结果比较准确，可以实时输出结果，便于环保部门对污染源进行实时监控。但测得的是烟气中排放总气态汞的浓度，不能收集颗粒态汞。

（2）EPA法30B：EPA方法30B是美国SKC公司开发的监测燃煤电厂烟气中气态总汞的方法，它使用经过卤素处理的活性炭作为吸附剂来吸收烟气中的汞，而后直接采用固体汞样分析仪测定。在30B方法中使用了预先加入汞标液的吸附材料进行质量保证和质量控制，方法的结果好，可信度高。与30A法相比，其共同点是可测得烟气中排放总气态汞的浓度，即(Hg2+、HgO或HgO+Hg2+)，不能收集颗粒态汞，但测量结果比30A法准确。

3　结论

30A与30B两种方法对燃煤电厂脱硫出口气态总汞检测数据结果的准确度和精密度上均无显著差异，能满足对燃煤电厂烟气中的汞进行测量的需求。

［1］吴丹，张世秋．国外汞污染防治措施与管理手段评述［J］．环境保护，2007，( 5B):72－76．

［2］杨振宇，羌宁，季学李．美国燃煤电厂锅炉烟气中汞的研究进展［J］．能源环境保护，2003，17(5):3－7．

［3］陈清，卢国强．微量元素和健康［M］．北京:北京大学出版社，1989．

［4］郑刘根，刘桂建，齐翠翠，等．中国煤中汞的环境地球化学研究［J］．中国科学技术大学学报，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，冯戈，王蕾，等．燃煤电厂汞排放对比试验研究［J］．应用基础与工程科学学报，2009，17(5):765－773．

P618.68[文献码]B

1000-405X（2015）-7-362-1