人為排放汞源據(jù)估計一年在1960噸左右，其中工業(yè)污染源就占到了總排放量的85%,，汞在大氣中存在形式主要有三種：元素汞,，離子汞及顆粒態(tài)汞,。這些形態(tài)屬性各異：元素汞因其可以遠(yuǎn)距離傳輸,，是一種污染源；離子汞遷移性較差,，可溶于水并會隨著雨水進(jìn)入水源中,，在底層沉積物中汞離子可能會變成強毒性的甲基汞,，在生物富集作用下會累積到對生物致命的濃度,。甲基汞在汞再排放過程中又會重新回到大氣中,。
由于汞的毒性*,，人們一直在系統(tǒng)性的清除它的源頭,。在2013年由102個國家共同簽署的水俁公約是世界汞減排任務(wù)的一次shi界級部署?？茖W(xué)家們一直在對汞的去除做研究,，目的就是為了有效消除汞的排放,。近年來對汞排放的一個研究熱點就是總汞的各組分測量。對于汞的有效減排一個重要的前提就是明確各種組分的含量,。
美國EPA已發(fā)布《固定源排放總氣態(tài)汞連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)和檢測方法》，并擬定了相應(yīng)的現(xiàn)場監(jiān)測的方法標(biāo)準(zhǔn),，國內(nèi)也于2012年1月1日實施了GB-13223-2011《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》,，其中對燃煤鍋爐所排放的汞及其化合物做出了0.03mg/m3的限定值,。目前國內(nèi)燃煤電廠對總汞排放的監(jiān)測還沒有普及，生產(chǎn)在線監(jiān)測汞CEMS的廠家也不多,，隨著國家對環(huán)保排放要求越來越嚴(yán)格，汞排放監(jiān)測的市場潛力巨大,。本文將針對汞CEMS中幾個重點來進(jìn)行介紹,。
1.校準(zhǔn)器
煙氣中的汞的氧化控制，燃燒控制及總汞的分化測量對于汞的減排來說都很關(guān)鍵,?？偣纸M分測量使用的連續(xù)排放監(jiān)測系統(tǒng)需要校準(zhǔn)器來保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
1.1元素汞校準(zhǔn)器
元素汞校準(zhǔn)器有幾種方法可以實現(xiàn)：飽和蒸汽壓法,，滲透管法,，標(biāo)準(zhǔn)氣瓶法，化學(xué)試劑法,。工業(yè)中廣泛應(yīng)用的是飽和蒸汽壓法，該方法主要應(yīng)用溫度與汞飽和蒸汽壓的對應(yīng)關(guān)系,，在維持溫度一定的情況下,，一定量汞可以與其飽和蒸汽達(dá)到動態(tài)平衡，由惰性載氣帶出即可形成穩(wěn)定的標(biāo)氣,。滲透管法利用裝有汞滲透源的滲透管在恒定溫度,、壓力下滲透率保持不變的原理,，惰性載氣恒定流過擴散池可得到不同濃度的標(biāo)氣，該方法對溫度,、壓力、裝置的穩(wěn)定性要求都*,，其中一個條件有變化都需要長時間的再次平衡才能達(dá)到穩(wěn)定生成的要求,，對于連續(xù)穩(wěn)定的制備不易于實現(xiàn)。標(biāo)準(zhǔn)氣瓶法目前只有美國國內(nèi)有售,，價格昂貴且有效期只有六個月,，同時需要進(jìn)行定期溯源，成本高操作復(fù)雜,?；瘜W(xué)試劑法采用將HgCl2溶液通入還原劑中還原為元素汞蒸汽并由載氣帶出的方法來實現(xiàn)，該過程要求較多且為手動操作,，也不利于連續(xù)制備,。
1.2離子汞校準(zhǔn)器
離子汞校準(zhǔn)器的原理是將HgCl2溶液由相應(yīng)載氣帶出經(jīng)過蒸發(fā)器形成離子汞氣體，也有學(xué)者使用超聲波霧化方法來生成離子汞標(biāo)氣,，在實驗室及現(xiàn)場都經(jīng)過了需求測試,，成本可以控制在7000元左右，而Tekran3315離子汞校準(zhǔn)器的價格在25萬左右,，優(yōu)勢比較顯著,。
2.催化轉(zhuǎn)化
目前各種汞分析儀都是對氣態(tài)元素汞進(jìn)行測量，實際生產(chǎn)中排放出的的離子汞就需要進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)化,。離子汞轉(zhuǎn)化為元素汞一種方法是在高溫800℃左右可實現(xiàn)*轉(zhuǎn)化,，但這種方法對系統(tǒng)內(nèi)其他組件要求比較高，成本造價也很高,，使用不多,；另一種方法是在300℃左右使樣氣通過催化劑來進(jìn)行催化轉(zhuǎn)化，這種方法使用的催化劑需要定期更換,，而且催化劑長時間使用的轉(zhuǎn)換效率也無法保證,；另一種方法是化學(xué)還原法，將樣氣通過還原劑從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)化,，該方法需要消耗大量化學(xué)品,，還需要人工定期更換,，對于自動化現(xiàn)場操作十分不友好。
3.測量方法
元素汞測量的主要方法有：冷蒸汽原子吸收光譜法（CVAAS）,，冷蒸汽原子熒光光譜法（CVAFS）,，塞曼調(diào)制原子吸收光譜法（ZAAS），紫外差分吸收光譜法（UV-DOAS）等,。其中CVAAS及CVAFS是應(yīng)用比較廣泛的方法,。
3.1冷蒸汽原子吸收光譜法
該方法是利用汞燈在253.7nm處發(fā)出的特征譜線通過元素汞蒸汽時，被蒸汽中汞元素的基態(tài)原子所吸收,，通過測定輻射光強度減弱的程度,，得出樣氣中汞元素的含量,。該波段的譜線其他元素也會有所吸收從而干擾到汞元素的測量，所以一般會通過金汞齊預(yù)富集或者雙通道光路法來剔除干擾組分的影響,。
3.2冷蒸汽原子熒光光譜法
該方法是利用汞的基態(tài)原子吸收特定頻率的輻射之后被激發(fā)至高能態(tài)，激發(fā)過程中以光輻射的形式發(fā)射出特征波長的熒光,，對熒光強度進(jìn)行測量后得出汞的濃度。該方法因檢測靈敏度較高,，對高濃度煙氣測量可選擇對應(yīng)稀釋探頭,。但測量過程中激發(fā)態(tài)汞原子也會與其他無關(guān)質(zhì)點產(chǎn)生碰撞而發(fā)生熒光猝滅，降低檢測靈敏度,。
4.系統(tǒng)設(shè)計
汞在常溫常壓下以金屬液體存在,，對金屬表面的吸附性很好，所以在系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)盡量消除其在表面的吸附,，包括取樣管道,、傳輸管道,、樣氣流路,，都需要采用內(nèi)襯聚四氟乙烯的管材或相應(yīng)的軟管，對于光譜儀內(nèi)的光源氣室,，需要采用石英材質(zhì),。特殊的高溫工況下,，各類管路則需要采用內(nèi)襯玻璃的管材。對于樣氣濕度含量較大的工況,，需要采取全程伴熱以防止出現(xiàn)吸附于液滴的情況,。出口廢氣也需要使用活性炭或汞齊等進(jìn)行吸附，確保不會產(chǎn)生二次污染,。
5.結(jié)論
主流汞在線監(jiān)測系統(tǒng)實際上只統(tǒng)計了元素汞和離子汞，對于其中少量的顆粒態(tài)汞并沒有覆蓋,，對于這一部分的測量還需要進(jìn)一步的開發(fā),。大氣中的汞排放越來越受到各方的重視,，汞的監(jiān)測數(shù)據(jù)對于汞污染源定向消除,、上游工藝流程聯(lián)動,、市場開發(fā)都有著重要的指導(dǎo)作用，對汞排放的監(jiān)測尤其是燃煤電廠的監(jiān)測刻不容緩,。
參考文獻(xiàn)：
[1]朱衛(wèi)東.固定污染源排放廢氣中HgCEMS監(jiān)測技術(shù)探討[C].第四屆中國在線分儀器應(yīng)用及發(fā)展論壇論文集,，446-456，2011.
[2] GB 13223-201,，火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2011.
[3]鐘梨,，肖平,，江建忠,，郭濤,，郭安.燃燒電廠大氣汞排放監(jiān)測方法分析及試驗研究[J].中國電機工程學(xué)報,，158-163,，2012.
[4]夏清.煙氣中汞的現(xiàn)場檢測技術(shù)[C].2015年現(xiàn)場檢測儀器前沿技術(shù)研討會論文集,，73~75,，2015.
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