煤燃烟气重金属、超细颗粒等污染物治理的现状和发展大学论文

燃煤烟气重金属、超细颗粒等污染物治理的现状和发展第一部分重金属污染概述1.1 重金属污染的机理和危害1.1.1 重金属污染的机理重金属污染指由重金属或其化合物造成的环境污染。

主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属制品等人为因素所致。

如日本的水俣病和痛痛病分别由汞污染和镉污染所引起。

其危害程度取决于重金属在环境、食品和生物体中存在的浓度和化学形态。

重金属污染主要表现在水污染中，还有一部分是在大气和固体废物中。

重金属指比重(密度)大于4或5的金属，约有45种，如铜、铅、锌、铁、钴、镍、钒、铌、钽、钛、锰、镉、汞、钨、钼、金、银等。

尽管锰、铜、锌等重金属是生命活动所需要的微量元素，但是大部分重金属如汞、铅、镉等并非生命活动所必须，而且所有重金属超过一定浓度都对人体有毒。

重金属一般以天然浓度广泛存在于自然界中，但由于人类对重金属的开采、冶炼、加工及商业制造活动日益增多，造成不少重金属如铅、汞、镉、钴等进入大气、水、土壤中，引起严重的环境污染。

以各种化学状态或化学形态存在的重金属，在进入环境或生态系统后就会存留、积累和迁移，造成危害。

如随废水排出的重金属，即使浓度小，也可在藻类和底泥中积累，被鱼和贝的体表吸附，产生食物链浓缩，从而造成公害。

如日本的水俣病，就是因为烧碱制造工业排放的废水中含有汞，在经生物作用变成有机汞后造成的；又如痛病，是由炼锌工业和镉电镀工业所排放的镉所致。

汽车尾气排放的铅经大气扩散等过程进入环境中，造成目前地表铅的浓度已有显著提高，致使近代人体内铅的吸收量比原始人增加了约100倍，损害了人体健康。

1.1.2 重金属污染的危害自然界存在着很多重金属，比如锌、镉、铜、铅等，这些重金属同样存在于人体内，是人体的必需元素。

但是，凡事都有一个量的问题，任何东西一旦超过正常的量，它必然给环境或人体造成不良影响。

而我们常说的重金属污染指的就是因人类活动导致环境中的重金属含量增加，超出正常范围，并导致环境质量恶化。

近年，关于重金属污染事件屡见不鲜，从湖南儿童血铅超标事件，陕西凤翔数百儿童铅超标到重金属污染“菜篮子”等等，近日南方周末又有报道说，饮水机内也存在重金属污染，可见重金属污染已影响到我们的生活环境。

我们常见的塑料门窗也同样存在重金属铅的污染。

塑料门窗属于PVC异型材，PVC异型材用热稳定剂体系主要有铅盐、有机锡、钙锌及其复合稳定剂。

因铅盐稳定剂的稳定效果好，成为了目前我国塑料门窗生产中使用最多的稳定剂，但因铅的毒性，虽然并不直接与人体接触，仍对环境和人体健康造成威胁。

北美地区不准硬聚氯乙烯门窗使用铅稳定剂。

加拿大卫生部1996-48文件，美国消费者产品安全委员会第96-150文件和第4426号文件对此均有明确规定。

但铅盐稳定剂的污染问题在我国目前尚未得到重视。

专家分析指出：目前我国塑料生产企业的工艺、设备、技术研发较落后，是造成污染严重的主要原因，而管理不善、地方保护及人们环保意识淡薄，加剧了污染，强化治理迫在眉睫。

1.1.3 人体内重金属超标的症状铅：人体内正常的铅含量应该在0.1毫克/升，如果含量超标，容易引起贫血，损害神经系统。

而幼儿大脑受铅的损害要比成人敏感得多。

砷：俗称“砒霜”，如果24小时内尿液中的砷含量大于100微克/升就使中枢神经系统发生紊乱，并有致癌的可能。

而且如果孕妇体内砷超标还会诱发畸胎。

镉：正常人血液中的镉浓度小于5微克/升，尿中小于1微克/升。

如果长期摄入微量镉容易引起骨痛病。

汞：正常人血液中的汞小于5-10微克/升，尿液中的汞浓度小于20微克/升。

如果急性汞中毒，会诱发肝炎和血尿。

1.2 我国重金属污染现状1.2.1中国汞排放量第一汞污染防治责任重大我国被认为是向大气中排汞量最多的国家之一，近年来我国科学家加强对汞污染防治问题研究，政府部门出台更多环保措施，在全球汞污染治理中承担更多责任。

中国科学院地球化学研究所研究员冯新斌第九届全球汞污染物国际会议上介绍，多年的含汞矿产的开采对我国一些地区环境产生了严重污染，受污染地区的修复及土壤复垦成为摆在当地矿区人民面前新的难题。

上世纪我国也曾发生过多起汞污染的事件，如贵州百花湖、东北松花江、蓟运河和锦州湾等，水生生态系统受到了严重的污染。

此后，我国对松花江的汞污染进行了十年的治理。

减少汞污染已成为当前我国在改善和环境保护方面的一大关注点。

近几年来，我国环境保护部门加强了对汞的生产、使用、进口、出口及加工的管理，汞矿开发受到严格限制。

同时，我国大力发展洁净煤技术和新能源产业，因煤矿燃烧造成的汞污染也有所下降。

此外，我国已开始逐步建立汞污染监测系统，加强污染监控。

我国汞矿资源丰富，总保有储量８．１４万吨，居世界第３位。

现已探明储量的矿区有１０３处，分布于１３个省（自治区），其中以贵州省为最多，其储量为全国汞储量的４０％，著名汞矿有贵州万山汞矿、务川汞矿、丹寨汞矿、铜仁汞矿以及湖南的新晃汞矿等1.2.2 重金属对大气的污染一、燃煤电站、燃煤工业锅炉、燃煤炉窑等烟气排放污染问题最为突出。

燃煤烟气污染控制是控制大气环境污染的重要途径，烟气脱硫脱氮脱汞除尘脱除超细颗粒物是控制燃煤烟气污染的重点。

围绕我国大气污染控制方面的重大需求和国际技术前沿，通过关键技术研发和系统集成，开发具有自主知识产权的燃煤电站、燃煤工业锅炉、燃煤炉窑等利于发展循环经济、资源综合利用的烟气和废气污染控制技术与设备，加快节能减排工程建设。

我国是世界产煤大国，煤炭产量占世界的37%，同时也是一个燃煤大国，能源消耗主要以煤炭为主，能源结构中煤的比例高达75%，燃煤产生的污染物SOx 和NOx早已引起人们的广泛关注。

现在燃煤造成的痕量元素(如Hg、Pb、As、Se 等)污染问题也正在引起人们的重视，特别是燃煤造成的汞污染。

在世界范围内，由于人类活动造成的汞排放占汞排放总量的10%～30%，燃煤电厂汞的排放占主要地位。

据美国环境保护机构估计，1994年至1995年，美国由于人类活动排出的汞达150t，其中约87%是由燃烧源排出的。

我国1978年至1995年，燃煤造成的汞排放量累计达到2500t，每年增速为14.8%，2000年燃煤造成的汞排放量估算为273t。

汞作为煤中一种痕量元素，在燃煤过程中，大部分随烟气排入大气，进入生态环境的汞会对环境、人体产生长期危害。

烟气中的汞主要以两种形式存在：单质汞和二价汞的化合物。

单质汞具有熔点低、平衡蒸气压高、不易溶于水等特点，与二价汞化合物相比更难从烟气中除去。

汞的毒性以有机化合物的毒性最大，大量的汞通过干沉降或湿性沉降使甲基汞侵入沉降污染水体。

生物反应后形成剧毒的甲基汞，与-SH基结合形成硫醇盐，使一系列含-SH某酶的活性受到抑制，从而破坏细胞的基本功能和代谢。

甲基汞能使细胞的通透性发生变化，破坏细胞离子平衡，抑制营养物质进入细胞，导致细胞坏死。

汞能在鱼类和其他生物体内富集后循环进入人体，对人类造成极大危害，并对植物产生毒害，导致植物叶片脱落、枯萎。

由于汞在大气中的停留时间很长，毒性也大，因此对于汞的排放控制研究已成为研究热点。

汞是一种地方性、区域性和全球性的污染物，危害人体健康。

研究表明，汞与胎儿中枢神经系统先天缺陷、儿童语言和运动能力发育迟缓、儿童自闭症、成年人心血管疾病，包括心脏病发作等有关联。

减少汞排放有利于人类健康和环境。

汞可以通过多种渠道进入大气，包括自然过程（如火山爆发）和人为活动（如电厂燃煤），现在电厂燃煤已经成为美国最大的人为汞污染源。

美国及欧洲国家对工业汞排放控制经验表明，减少汞的排放会迅速和有效地降低食物链中的汞量，进而减少人类对汞的摄入，防止由此而产生的病变和危害。

通过控制燃煤电厂汞排放将显著地降低生物群中汞，增强公众的健康。

二、大气污染防治技术发展现状在脱硫除尘技术领域，已发展了以石灰石-石膏法烟气脱硫技术为主流的包括石灰石-石膏法、烟气循环流化床法、海水脱硫法、脱硫除尘一体化、半干法、旋转喷雾干燥法、炉内喷钙尾部烟气增湿活化法、活性焦吸附法、电子束法等十多种烟气脱硫工艺技术，并解决了主流工艺中关键设备的自主研发和制造问题。

在袋式除尘技术领域，主机、滤料和自动控制的质量和技术水平都有很大的提高，对于烟气以及粉尘适应性有更大的提高，并且在加强清灰，提高效率，降低消耗，减少故障，方便维修等方面达到了更高水平，耐高温，耐腐蚀滤料和特种纤维的研究、开发，生产等方面有了重大突破。

在电除尘技术领域，经过引进国外电除尘本体及电源加工、制造技术的消化吸收，完成了高效电除尘技术的研制，已达到了一定水平。

在机动车污染治理技术领域，随着各项机动车标准的实施，加速了跨国公司在国内的合资、独资企业的建设步伐以及新技术的转移速度，也加快了国内科研单位的技术产业化进程。

我国在细微粉尘控制技术、脱硫新工艺开发、脱硝技术开发应用、VOC控制、柴油车污染物控制高温滤料产生等技术设备领域，还处于应用前期，在重金属污染控制方面还是空白。

1.2.3中国城市土壤重金属污染研究现状及对策中国城市土壤重金属污染的主要来源是工业“三废”排放，金属采矿和冶炼，家庭燃煤，生活垃圾，汽车尾气排放。

重金属在城市土壤中的分布规律表现为城市土壤重金属含量高于郊区，人类活动密集区和交通拥挤区重金属含量较高；人类活动的干扰导致土壤剖面重金属污染特征不明显。

应采取预防与治理相结合的措施综合控制土壤重金属污染，并加紧制定我国的城市土壤健康评价标准。

城市工业发达，污染源众多，重金属污染源不仅数量多，而且种类繁多。

加上城市人口集中，人类活动频繁，与土壤直接或间接接触的几率很高，相比于自然土壤或农用土壤而言，这类土壤的重金属污染更容易对人体健康造成危害。

城市土壤的重金属污染已成为国际研究的热点，我国学者对城市土壤的重金属污染研究起步较晚，系统而深入的工作还不多，但也初步积累了一些资料。

一、中国城市的重金属污染特点1、空间分布特征总体来说，城市土壤中重金属含量要明显高于郊区及远离城市的农田土壤的含量，城市是郊区土壤重金属污染的源。

随蔬菜地与城市距离的增加，南京市郊菜地土壤中重金属含量从城区到郊区这一距离上呈下降趋势，郊区到农区则基本不变[4]。

成都市区主要污染元素为Hg、Pb、Zn和Cu，其污染状况市区及工厂区比城郊严重，且表现出一环路>二环路>三环路的趋势[5]。

全国煤炭之乡、能源重化工基地山西太原市区土壤中Cu、Cd、Cr、Zn、Mn等5种元素的含量均高于郊区[6]。

市区内部土壤重金属分布呈现一定的规律，表现为交通干线两侧，人类活动密集的闹市区、广场，老工业区，居民区污染较为严重，而公园、风景区等受人为活动影响较少的功能区，污染则较轻。

南京市矿冶区、开发区、商业区、城市广场、风景区和老居民区等6大功能区重金属综合污染指数分别为5.4、4.9、3.4、1.6、2.4和2.3[7]，这与其它地区的研究结论相类似[8]。