郭玉紅

（山東省煤田地質(zhì)局第五勘探隊，山東 泰安 271000）

國內(nèi)外的許多研究認(rèn)為，近年來全球大氣汞濃度的增加，主要是工業(yè)用煤和民用煤的消費大量增長所造成的。由于人類工業(yè)生產(chǎn)中的排放，全球大氣汞含量已經(jīng)高于工業(yè)革命前的3 倍。隨著我國經(jīng)濟(jì)增長的需要，電力需求激增，因此造成煤中汞的污染持續(xù)增加。據(jù)2010 年統(tǒng)計資料，我國燃煤汞污染已占到向大氣中排放汞的總量的三成。山東作為一個能源大省、產(chǎn)煤大省、用煤大省，用煤過程中釋放的汞總量非常高，了解摸清實際用煤造成的汞污染對環(huán)境的輸入量及排放量，具有重要意義。許多用煤大省都有關(guān)于此方面的研究，我省目前還是空白。

從已有的有關(guān)研究燃煤所引起的環(huán)境汞污染成果可以看出，要能夠比較準(zhǔn)確地計算一個地區(qū)的燃煤向大氣中釋放的總汞量，必須通過研究弄清該地區(qū)不同用途的煤的消費量和其中的汞含量，和評估采取的降汞措施的效果，才可能得出合理的排放量。本文就本單位開展的山東汞污染的現(xiàn)狀調(diào)查數(shù)據(jù)和山東省統(tǒng)計局公布的統(tǒng)計數(shù)據(jù)（最新為2017 年）入手，試著匡算山東用煤汞的年排放量，提出初步改進(jìn)措施。

1 山東省煤炭生產(chǎn)和消費情況

山東省統(tǒng)計局最新公布的煤炭生產(chǎn)和消費平衡表如表1 所示。根據(jù)表1 的相關(guān)數(shù)據(jù)可知，2017 年山東省煤炭生產(chǎn)量13 159.6 萬t，外省調(diào)入25 622.7萬t，進(jìn)口量1 412.9 萬t?？傁M量為39 164.7 萬t，其中一般工業(yè)用煤6 253.1 萬t，火力發(fā)電18 702 萬t，供熱5 328.9 萬t，煉焦5 463.3 萬t。

2 煤炭使用情況綜合分析

山東煤炭的使用依次主要可分為火力發(fā)電、一般工業(yè)、煉焦、供熱等。一般工業(yè)用煤又主要包括工業(yè)燃煤鍋爐、水泥行業(yè)。

劉曉星等人[1]在《中國典型省份汞排放研究-燃煤電廠和PVC 生產(chǎn)是重點行業(yè)》里認(rèn)為燃煤電廠和PVC 生產(chǎn)是限制汞排放的重點行業(yè)。

圖1 2010 年燃煤電廠中汞的輸入（t）

圖2 2010 年各省燃煤電廠向環(huán)境中排放的汞

在這份正式提交的報告中肯定了環(huán)保措施對減少汞排放的良好作用，并以2010 年和2014 年的數(shù)據(jù)做了一個對比分析。2010 年全國電力用煤累計15.9 億t，占全國煤炭產(chǎn)量（35.12 億t）的45.27%，比2005 年增長了57.6%，以煤中汞濃度為0.170 g/t 計算，汞的輸入量為270.3 t。2014 年我國電力用煤的消費量為19.3 億t，同樣以煤中汞濃度0.170 g/t 計算，汞的輸入量為328.0 t。由于煤炭消費量的增長，汞的輸入量比2010 年提高了21%。與2010 年相比，雖然2014 年的汞輸入量增加了58.3 t，但是據(jù)測算，向大氣排放的汞卻降低了6.0 t。作者以為這主要得益于布袋除塵器、濕法脫硫和催化脫硝設(shè)備安裝比例的大幅提高。依據(jù)布袋除塵器、濕法脫硫和催化脫硝設(shè)備的脫除汞效率60%以上的技術(shù)數(shù)據(jù)，排放量按輸入量的30%計算，使得更多的汞進(jìn)入到了水體和固體廢物中。本文中電力用煤的排放系數(shù)采用了該文的調(diào)查數(shù)據(jù)，設(shè)定為0.3。

表1 山東省統(tǒng)計局最新公布的煤炭生產(chǎn)和消費平衡表

中國水泥協(xié)會副會長孔祥忠在其專題報告《中國水泥工業(yè)的汞污染控制》中指出，根據(jù)統(tǒng)計，水泥行業(yè)已成為汞排放的第三大排放源，并提出了一個可供參考的0.02 mg/Nm3的平均排放值。這比水泥行業(yè)國家限定的0.05 mg/Nm3的標(biāo)準(zhǔn)雖然低很多，大概相當(dāng)于約生產(chǎn)1 t 水泥會產(chǎn)生0.035 g 汞的排放，但換算成煤炭汞含量為0.269 ug/g，仍然高于燃煤電廠用煤的汞平均值。從我單位對山東省商品煤10多年的檢測積累數(shù)據(jù)看，這個主要應(yīng)當(dāng)是水泥行業(yè)使用無煙煤比例高的原因，數(shù)據(jù)基本可信。

3 山東省汞排放量計算

3.1 2017 年省內(nèi)水泥行業(yè)的煤炭用量計算

由于山東省水泥行業(yè)的煤炭用量無法直接查詢到，所以本文采取水泥生產(chǎn)量來推算：例如已知2015 年山東省水泥熟料的產(chǎn)量為15 300 萬t，而水泥行業(yè)的一般水平為每噸熟料用煤130 kg，則求得全年水泥行業(yè)用煤量為1989 萬t。

3.2 省內(nèi)各行業(yè)排放系數(shù)

劉曉星[1]在文中測算出2010 年山東省的燃煤電廠汞輸入量為20 t，實際排放量為6 t，以當(dāng)年火力發(fā)電量14 295.2 萬t 計算，其所采用的煤的平均汞含量為0.140 ug/g?？紤]到各燃煤電廠的煤炭來源相對固定，因此近年來應(yīng)該相差不大，故本文以此作為計算依據(jù)。

根據(jù)目前水泥行業(yè)采取的措施現(xiàn)狀來看，基本是無措施排放，因此排放系數(shù)為1.0。

按照國家政策和生產(chǎn)技術(shù)要求，供熱企業(yè)和煉焦行業(yè)應(yīng)該與燃煤電廠情況類同。故其行業(yè)平均汞含量和排放系數(shù)同燃煤火力發(fā)電。

由于一般工業(yè)用煤主要采購自我省生產(chǎn)煤炭，其汞含量的設(shè)定根據(jù)了我單位在全省采樣檢測的967 個煤樣的汞含量測定值，經(jīng)計算平均值得出結(jié)果為0.115 ug/g。因其行業(yè)一般不采取措施，排放系數(shù)設(shè)定為1.0。

3.3 汞排放計算

由于山東省統(tǒng)計局最新2019 年的煤炭消費數(shù)據(jù)為2017 年統(tǒng)計值，故以此作為計算依據(jù)。

通過表2 計算得出，2017 年山東省汞的總輸入量為49.89 t，大氣排放量為21 t，比2015 年25.7 t減少4.7 t，但火力發(fā)電中汞的排放量比2010 年增加1.9 t。

由累計輸入量和實際煤炭消費總量求得，全省煤炭平均汞含量為0.135 ug/g。

表2 山東省最新（2017 年）汞污染情況計算表

4 結(jié)論

“綠水青山就是金山銀山”，國家已經(jīng)把改變我國能源結(jié)構(gòu)，減少一次能源中的煤炭所占比例當(dāng)成促進(jìn)環(huán)保、提高能效的重要措施。隨著新能源比重的逐年提高，今后山東省煤炭消費量會逐漸減少，汞的輸入量和排放量也會逐漸降低。但由于汞的不可消除和遷移性，累積的損害其實是逐年遞增的，計算2010 年至2020 年山東省累計汞的排放量，就可達(dá)到210 t。

因此，建議政府加強(qiáng)監(jiān)管，鼓勵和強(qiáng)力推行煤炭使用過程中的脫汞、吸收汞，減少汞的排放量。如果能把工業(yè)用煤中的脫汞率再提高20%，就可以每年減少汞排放量10 t 左右；同時一定要注意灰渣處理處置，避免二次污染問題。燃煤中的汞有60%以上進(jìn)入燃煤副產(chǎn)物（粉煤灰和脫硫石膏）當(dāng)中，因為這些副產(chǎn)物有很高的再利用率，在高溫二次利用過程中，極有可能帶來向大氣的二次汞排放。同時，未被再利用的灰渣在堆存處置過程中因為處理不當(dāng)也可能對土壤或地下水環(huán)境造成二次污染，所以必須引起重視。可采取“科研為先，政府推動，企業(yè)為主”的原則，由政府通過政策扶持和調(diào)節(jié)，引導(dǎo)企業(yè)利用最新科技手段，主動投身環(huán)保預(yù)防和治理，建立和打造汞的回收利用的良性循環(huán)產(chǎn)業(yè)，才是一種可持續(xù)、符合經(jīng)濟(jì)規(guī)律的市場運作方式。