郭玉红

（山东省煤田地质局第五勘探队，山东 泰安 271000）

国内外的许多研究认为，近年来全球大气汞浓度的增加，主要是工业用煤和民用煤的消费大量增长所造成的。由于人类工业生产中的排放，全球大气汞含量已经高于工业革命前的3 倍。随着我国经济增长的需要，电力需求激增，因此造成煤中汞的污染持续增加。据2010 年统计资料，我国燃煤汞污染已占到向大气中排放汞的总量的三成。山东作为一个能源大省、产煤大省、用煤大省，用煤过程中释放的汞总量非常高，了解摸清实际用煤造成的汞污染对环境的输入量及排放量，具有重要意义。许多用煤大省都有关于此方面的研究，我省目前还是空白。

从已有的有关研究燃煤所引起的环境汞污染成果可以看出，要能够比较准确地计算一个地区的燃煤向大气中释放的总汞量，必须通过研究弄清该地区不同用途的煤的消费量和其中的汞含量，和评估采取的降汞措施的效果，才可能得出合理的排放量。本文就本单位开展的山东汞污染的现状调查数据和山东省统计局公布的统计数据（最新为2017 年）入手，试着匡算山东用煤汞的年排放量，提出初步改进措施。

1 山东省煤炭生产和消费情况

山东省统计局最新公布的煤炭生产和消费平衡表如表1 所示。根据表1 的相关数据可知，2017 年山东省煤炭生产量13 159.6 万t，外省调入25 622.7万t，进口量1 412.9 万t。总消费量为39 164.7 万t，其中一般工业用煤6 253.1 万t，火力发电18 702 万t，供热5 328.9 万t，炼焦5 463.3 万t。

2 煤炭使用情况综合分析

山东煤炭的使用依次主要可分为火力发电、一般工业、炼焦、供热等。一般工业用煤又主要包括工业燃煤锅炉、水泥行业。

刘晓星等人[1]在《中国典型省份汞排放研究-燃煤电厂和PVC 生产是重点行业》里认为燃煤电厂和PVC 生产是限制汞排放的重点行业。

图1 2010 年燃煤电厂中汞的输入（t）

图2 2010 年各省燃煤电厂向环境中排放的汞

在这份正式提交的报告中肯定了环保措施对减少汞排放的良好作用，并以2010 年和2014 年的数据做了一个对比分析。2010 年全国电力用煤累计15.9 亿t，占全国煤炭产量（35.12 亿t）的45.27%，比2005 年增长了57.6%，以煤中汞浓度为0.170 g/t 计算，汞的输入量为270.3 t。2014 年我国电力用煤的消费量为19.3 亿t，同样以煤中汞浓度0.170 g/t 计算，汞的输入量为328.0 t。由于煤炭消费量的增长，汞的输入量比2010 年提高了21%。与2010 年相比，虽然2014 年的汞输入量增加了58.3 t，但是据测算，向大气排放的汞却降低了6.0 t。作者以为这主要得益于布袋除尘器、湿法脱硫和催化脱硝设备安装比例的大幅提高。依据布袋除尘器、湿法脱硫和催化脱硝设备的脱除汞效率60%以上的技术数据，排放量按输入量的30%计算，使得更多的汞进入到了水体和固体废物中。本文中电力用煤的排放系数采用了该文的调查数据，设定为0.3。

表1 山东省统计局最新公布的煤炭生产和消费平衡表

中国水泥协会副会长孔祥忠在其专题报告《中国水泥工业的汞污染控制》中指出，根据统计，水泥行业已成为汞排放的第三大排放源，并提出了一个可供参考的0.02 mg/Nm3的平均排放值。这比水泥行业国家限定的0.05 mg/Nm3的标准虽然低很多，大概相当于约生产1 t 水泥会产生0.035 g 汞的排放，但换算成煤炭汞含量为0.269 ug/g，仍然高于燃煤电厂用煤的汞平均值。从我单位对山东省商品煤10多年的检测积累数据看，这个主要应当是水泥行业使用无烟煤比例高的原因，数据基本可信。

3 山东省汞排放量计算

3.1 2017 年省内水泥行业的煤炭用量计算

由于山东省水泥行业的煤炭用量无法直接查询到，所以本文采取水泥生产量来推算：例如已知2015 年山东省水泥熟料的产量为15 300 万t，而水泥行业的一般水平为每吨熟料用煤130 kg，则求得全年水泥行业用煤量为1989 万t。

3.2 省内各行业排放系数

刘晓星[1]在文中测算出2010 年山东省的燃煤电厂汞输入量为20 t，实际排放量为6 t，以当年火力发电量14 295.2 万t 计算，其所采用的煤的平均汞含量为0.140 ug/g。考虑到各燃煤电厂的煤炭来源相对固定，因此近年来应该相差不大，故本文以此作为计算依据。

根据目前水泥行业采取的措施现状来看，基本是无措施排放，因此排放系数为1.0。

按照国家政策和生产技术要求，供热企业和炼焦行业应该与燃煤电厂情况类同。故其行业平均汞含量和排放系数同燃煤火力发电。

由于一般工业用煤主要采购自我省生产煤炭，其汞含量的设定根据了我单位在全省采样检测的967 个煤样的汞含量测定值，经计算平均值得出结果为0.115 ug/g。因其行业一般不采取措施，排放系数设定为1.0。

3.3 汞排放计算

由于山东省统计局最新2019 年的煤炭消费数据为2017 年统计值，故以此作为计算依据。

通过表2 计算得出，2017 年山东省汞的总输入量为49.89 t，大气排放量为21 t，比2015 年25.7 t减少4.7 t，但火力发电中汞的排放量比2010 年增加1.9 t。

由累计输入量和实际煤炭消费总量求得，全省煤炭平均汞含量为0.135 ug/g。

表2 山东省最新（2017 年）汞污染情况计算表

4 结论

“绿水青山就是金山银山”，国家已经把改变我国能源结构，减少一次能源中的煤炭所占比例当成促进环保、提高能效的重要措施。随着新能源比重的逐年提高，今后山东省煤炭消费量会逐渐减少，汞的输入量和排放量也会逐渐降低。但由于汞的不可消除和迁移性，累积的损害其实是逐年递增的，计算2010 年至2020 年山东省累计汞的排放量，就可达到210 t。

因此，建议政府加强监管，鼓励和强力推行煤炭使用过程中的脱汞、吸收汞，减少汞的排放量。如果能把工业用煤中的脱汞率再提高20%，就可以每年减少汞排放量10 t 左右；同时一定要注意灰渣处理处置，避免二次污染问题。燃煤中的汞有60%以上进入燃煤副产物（粉煤灰和脱硫石膏）当中，因为这些副产物有很高的再利用率，在高温二次利用过程中，极有可能带来向大气的二次汞排放。同时，未被再利用的灰渣在堆存处置过程中因为处理不当也可能对土壤或地下水环境造成二次污染，所以必须引起重视。可采取“科研为先，政府推动，企业为主”的原则，由政府通过政策扶持和调节，引导企业利用最新科技手段，主动投身环保预防和治理，建立和打造汞的回收利用的良性循环产业，才是一种可持续、符合经济规律的市场运作方式。