引用本文:周枫然, 张体强, 王德发. 气态汞污染防治及测量技术研究进展[J]. 化学试剂, 2023, 45(6): 97-104.
王德发 《化学试剂》编委
中国计量科学研究院环境计量中心副主任,副研究员。兼任国家气体质量监督检验中心副主任,全国气体标准化技术委员会气体分析分技术委员会副主任委员、中国气体协会气体分析技术及仪器设备专业委员会副主任委员等职务。长期从事气体分析方法、气体标准物质理论和实用技术研究,包括标准物质的研发、气体分析方法和检定校准方法研究,标准物质的管理和质量控制,气体标准物质国际比对,国家标准物质计量比对、量值传递,测量审核能力验证方法研究。获得国家质量监督检验检疫总局科技兴检奖三等奖3项,中国计量测试学会科学技术进步奖二等奖4项、三等奖2项,中国检验检疫学会科技奖二等奖1项。
背景介绍
汞为剧毒重金属,通过环境进入人体后危害严重。为减少汞对环境和人体造成的危害,联合国环境规划署通过《关于汞的水俣公约》。我国作为该公约的签约国,积极推行实施汞污染防治政策,履行履约义务。但我国汞污染排放量大、排放区域广,提升汞污染治理技术、有效控制汞污染物排放也是当前国内的客观需求。空气中汞含量是评价履约工作的重要指标,因此选择合适的气态汞的检测技术至关重要。同时,为保证监测数据准确可比,气态汞的测量亦需要测量标准和计量溯源,当前国内在气态汞计量方面尚且不够完善。无论是汞污染的治理还是履约工作的评价,均需要完善的方法及溯源体系提供支撑。
文章亮点
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系统总结了燃煤电厂、有色金属冶炼和水泥生产等行业的汞污染排放现状、治理政策和现行减排技术;
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总结了几种不同的检测技术的原理及研究现状进展,并进行了对比分析;
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概括了当前几种重要的气态汞的测量标准及溯源方法,指出汞标准气体发生技术可做为汞测量标准的一个重要发展方向。
内容介绍
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大气汞污染
大气汞的污染原因主要有以下几个方面:一是目前工业生产端使用的原料、燃料含汞量高,且原料、燃料消耗基数大,导致汞的总体排放量大;二是生产过程中含有涉汞工艺也增加了汞的排放;三是在汞的处理技术方面尚需改善以促进减排;四是我国汞污染治理起步较晚,虽然已经颁布较多的行业法令来控制汞污染物的排放,但在各行业实际执行时的力度有所差异,治理成效有所折扣。
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大气汞污染治理
本文针对主要的污染行业燃煤电厂、金属冶炼、水泥生产的主要减排措施做了总结(表1),并调研了主要污染源的减排技术的研究现状,对比不同减排措施的成效提出发展建议。
表1 主要汞污染行业的减排措施
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气态汞测量技术
选择合适的测量方法是准确测量大气中汞排放浓度的重要前提,以固定污染源为例,其烟气汞排放连续监测系统实现了对汞的处理及对气态Hg0的监测。通常是将其它价态的汞转化为Hg0进行测量,因此Hg0的测量技术在汞监测技术中十分重要。常用的测量Hg0的方法有冷原子吸收光谱法、塞曼调制原子吸收光谱法、原子发射光谱法、冷原子荧光光谱法、紫外差分吸收光谱法等,后文介绍了几种测量技术的原理及应用现状。
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气态汞测量标准
实时在线测量是当前污染物监测的一个重要研究方向,选择合适的测量标准对测量数据质量将产生重要影响。以烟气中汞的实时监测为例,虽然多种烟气汞测量技术发展已较为成熟,但是汞的连续在线实时准确测量依然是难题。同时,为了使汞的监测具有一致性从而在一定程度上提高可信度,需配备可靠的汞测量标准。考虑到汞的特性,可在监测系统中配置独立的汞标准气体发生装置,进而对整个测量装置提供校准,确保得到的监测数据准确、可靠、可比。
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结论
随着国家对大气汞污染防治工作的重视,许多省份加大环境管理力度,通过技术改造、转变等方法逐渐淘汰汞的生产使用,我国汞污染减排工作已经取得一些成效,但仍面临较大的履约压力。因此针对燃煤电厂、有色金属冶炼以及水泥生产等主要汞污染排放源的防治技术研究对汞减排工作中具有重要意义,而准确可靠的监测技术可为我国的大气汞污染防治工作获得国际认可提供技术支撑。同时完善国内气态汞的测量标准及量值溯源体系将使测量数据更加可靠可比,对获得国际认可同样重要。