焚烧源汞污染控制技术研究进展及我国大气汞污染控制紧迫性-第2页-中汞网

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Lee等的研究结果也证明了这一点。 Lee等采用KI浸渍活性炭,得到碘负载的活性炭(I-ACs)。负载5%KI的I-ACs对元素汞的去除非常有效(>90%)。SEM/EDS分析表明,Hg0与I2/KI反应生成K2HgI4,HgI,KHgI3等产物。

以上这些研究结果表明:负载S/Cl/I等的活性炭通过S、Cl或I等活性成分与元素汞反应,具有较高的汞净化效率。这些实验都是在氮气或模拟烟气环境下进行的,没有经过实际应用的检验,研究人员推荐的吸附反应机理在实际烟气中可能受到其他污染物的影响而降低负载(S/Cl/I)活性炭对汞的净化效果。另外,这些材料的成本比活性炭更为昂贵。

3 我国焚烧源汞污染控制的紧迫性分析

311 我国生活垃圾及医疗垃圾中汞的来源

由于我国城市垃圾采用混合收集方式,没有专门的含汞废弃物分类回收设施,大量的含汞废弃物如荧光灯管、温度计、压力计、废电池、电子元器件以及化妆品、杀菌剂等混入了生活垃圾之中,使得生活垃圾中汞含量明显增加。我国是世界上最大的电池生产和消费国,几乎所有废弃电池都进入了生活垃圾之中。调查结果表明:武汉城市生活垃圾中汞含量达到0152Lg/t。1995年,通过废电池进入环境的汞估计为971t,经废荧光灯进入环境的汞达到15t;1999年仅氧化汞电池就消耗46312t汞;2004年氧化汞电池基本停止生产,干电池生产所消耗的汞仍然有153t。北京市每年产生含汞废电池3000多t,这些汞大部分进入了生活垃圾之中。医疗垃圾属于危险废物,不仅含有各种病原菌、病毒等传染性微生物;而且含有很高浓度的重金属,尤其是汞。医疗垃圾中汞的来源主要包括:体温计、荧光灯、牙科来源的汞齐、实验室中的化学品、防腐剂、杀菌剂、电器开关、医药品(如利尿剂等)、以及医疗设备(例如:一套典型的汞探管含汞450g、血压计含汞80~100g、气压计含汞500g)。这些含汞物品在使用过程中破裂或者在废弃后破碎都会使汞泄露,污染运送危险废物的专用周转箱(桶)及其他不含有汞的医疗垃圾。

312 我国生活垃圾及医疗垃圾焚烧的必要性及烟气

汞污染控制现状随着我国经济的不断发展和城市化进程的不断加快,城市人口迅速增加,城市用地与垃圾填埋用地之间的矛盾日益尖锐,尤其在经济发达的大中城市以及沿海城市这种矛盾更为突出。另外,垃圾远距离运输离开核心城区至郊区填埋处置的方式(即城市垃圾向农村转移)越来越受到周边居民的反对,垃圾远距离运输成本的增加进一步提高了垃圾处置费,政府难以负担。这几种因素使得垃圾焚烧处置成为了经济发达城市不得不采纳的主要垃圾处置方式之一,而且这种趋势变得越来强烈。另一方面,由于城市发展的高密度功能区分布,使得垃圾焚烧产生的二次污染问题(例如:二恶英问题、重金属尤其是挥发性汞、铅、砷污染问题)受到周边市民的高度关注和极力抵制。

2001年,我国针对生活垃圾焚烧和医疗垃圾焚烧颁布了相应的污染控制标准,即GB18485-2001和GB18484-2001,分别规定生活垃圾和危险废物焚烧烟气中汞的排放浓度限值为200Lg/m3和100Lg/m3。北京市环保局针对生活垃圾焚烧和危险废物(含医疗垃圾)焚烧大气污染控制,制定了比国标更为严格的北京市地方标准,即DB11/502-2007和DB11/503-2007,是我国第一个生活垃圾焚烧地方标准和第一个危险废物焚烧地方标准。

这些标准的制定有利于加强焚烧二次污染控制,但是由于现有污染控制技术的运行成本较高,使得焚烧企业在选择控制技术时望而却步,烟气排放很难达到相应的国家标准和地方标准,尤其是二恶英和汞的排放。活性炭喷射结合布袋除尘器,以及布袋除尘器结合颗粒活性炭吸附床是我国针对生活垃圾和医疗垃圾焚烧优先推荐的污染控制技术,但是很多焚烧厂只是采用了性能一般的布袋除尘器,没法对大气汞的排放起到很好的控制作用,对于气态的反应汞和元素汞而言净化效率极低(<20%)。

313 我国燃煤汞排放及城市大气汞污染现状

煤燃烧过程汞的排放是全球大气汞的最主要来源,大约75%的大气汞来自于煤的燃烧。我国是世界上最大的煤生产和消耗国。2003年,我国消耗了15131亿t标准煤,占世界总消耗量的28%;到2020年,我国每年煤的用量将达到30137亿t。

Wang等研究结果表明:我国煤中汞的平均浓度为0122mg/kg,估计1995年燃煤总汞排放量为303t,其中大约210t释放进入了大气,占到全球汞排放量的5%以上。从1978年到1995年,我国燃煤排放的汞大约2400t以上进入了大气之中,而且每年大气汞的排放量按照418%的速率增长。最近,Streets等估计1999年我国煤燃烧排放了202t大气汞,其中元素汞(Hg0 )3311t,反应汞(Hg2+ )124t,颗粒汞4514t。因此,我国通过燃煤过程排放的气态汞将成为全球汞排放的主要来源之一。

高的煤炭消耗和高的气态汞排放导致了很高的大气汞浓度。1999~2000年冬季,长春市消耗约710万t煤用于供暖,大气中气态汞(Hg0+Hg2+)浓度达到2514ng/m3;到了非采暖季节,大气中气态汞浓度降至1315ng/m3 。我国很多大城市的大气汞浓度,如北京6~10ng/m3 、贵阳714ng/m3、重庆3413ng/m3,远远高于全球大气汞背景浓度(115~210ng/m3)。

综上所述,我国煤燃烧、生活垃圾和医疗垃圾焚烧处置所引起的气态汞污染非常严重,而且排放量有着继续增加的趋势。只有采用有效的气态汞控制技术减少焚烧源烟气中气态汞的排放,才能有效降低大气汞浓度,保护生态环境,保障人们的身体健康。因此,针对我国大气汞污染的控制对策研究及控制技术开发显得十分迫切。

延伸阅读：

案例研究|深圳市清水河垃圾焚烧厂周围地区优势植物的汞污染研究

原标题：焚烧源汞污染控制技术研究进展及我国大气汞污染控制紧迫性

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