控制中国城市固体废弃物焚烧导致的汞排放问题迫在眉睫

控制中国城市固体废弃物焚烧导
致的汞排放问题迫在眉睫
程和发*†‡，胡远安§
中国科学院有机地球化学国家重点实验室，
中国广州，510640
斯坦福大学土木与环境工程，美国加
利福尼亚，94025
*通讯作者电话：（+86）208529-0175; 传真：
（+86）208529-0706; 电子邮件：
hefac@
†中国科学院
‡斯坦福大学土木与环境工程系
§教育计划的资优青少年，斯坦福大学
汞具高毒性、持久性和生物蓄积
性，汞污染严重威胁人体健康与生态
安全。

气态元素汞是大气汞的主要存
在形态（约占大气中各种形态汞的
95％）。

它的来源主要包括两种方式：
一种是天然形成的（例如，火山爆发
和岩石风化等）；另外一种则是人为产
生的（例如，煤的燃烧和金属冶炼等）。

上述两种因素所导致的汞排放量大致
相等（1）。

由于汞元素在大气中的停
留时间很长（一般为0.5-2年）（2），
因此，汞污染问题受到了人们的广泛
关注。

为应对全球汞污染问题，自2010
年6月起，世界各地政府就已经开始
谈判制定一项具有全球法律约束力的
国际汞排放公约，该公约预计2013年
开始生效。

中国是全世界最大的人为汞排放
国（约700吨/年），其排放量约占全球
汞排放总量的四分之一（3）。

现有数
据表明：中国的汞污染发生在多种环
境介质（土壤，空气，地表水和植物）
中，而人们最主要的汞接触途径有：
居住在沿海城市的居民食用受污染的
鱼、吸入受严重汞污染的空气（4）。

因此，中国的当务之急是积极努力饯
行减少汞排放，以保护公民的健康，
遵守即将实施的国际汞排放公约，并
支持减少汞排放的相关研究工作。

在所有汞排放的来源类别中，排
放量增长最快的是城市生活垃圾焚烧
所导致的汞排放。

在中国，由于行业的快速扩张导致了大量垃圾的产生和焚烧（5），这使得中国的汞排放量从1995年0.6吨迅速暴增到2003年的10.4万吨（3）。

在当下中国，垃圾焚烧正日益取代垃圾填埋而作为城市固体废物的首选处理方式（5）。

含汞的产品在城市固体废物焚烧的过程中结束了自己“生命”，例如电池和荧光灯在焚烧时将向大气释放大量的汞元素。

从全球范围来看，废物处理（主要来自垃圾焚烧）过程释放的汞约占到人为汞排放总量的8％。

在中国，城市生活垃圾焚烧并不是人为汞排放量的最主要来源（2003年约占1.5 ％）（3），这主要是因为处于起步阶段的金属冶炼和煤燃烧占据着大气汞排放的主导地位。

然而，作为控制汞排放量增长的相关主导部门（3），应优先考虑城市生活垃圾焚烧因素所导致的大气汞排放，并设计相应的积极的应对策略。

图1焚烧城市垃圾导致的汞排放和汞传输示意图。

垃圾焚烧炉中排放出来的汞含10-20%的Hg和75-85%的Hg2+（2）。

当燃料冷却之后，其中部分冷凝和吸附在灰尘颗粒的表面上，最终形成颗粒汞（HG P）。

要减少城市垃圾焚烧所导致的大气汞排放，就必须依赖于发明新的垃圾焚烧技术，以及提出有效的烟道气净化系统。

图1说明了城市垃圾在焚烧过程中的各种形态及其传输过程。

尽管可以通过先进行城市垃圾燃烧然后再进行烟道气排放控制的方式来减少汞元素在大气中的排放，但是，这种燃烧后再控制的方式并非是最优的解决方案。

通过对垃圾的来源进行分类处理、减少制造城市生活垃圾等方式则可以从而从根本上限制和防止汞元素进入焚烧设备，进而可以实现有效的汞排放控制。

此外，空气污染控制设备也可以限制汞与烟道气的逸出。

制定发布严格的垃圾焚烧的汞排放标准，以及运用强大的汞排放监测技术也可确保在减少汞排放。

通过控制城市固体废弃物，进而减少更多含汞废弃物进入焚烧炉，最终减少大气汞的排放。

建立健全的禁止或限制汞排放法律、标准和法规，追踪含汞产品的整个使用生命周期是至关重要的。

此外，中国政府应该积极开展和支持含汞废旧产品（例如温度计，电池和荧光灯）的收集和回收工作。

当前，中国虽然已经采取了一些有效的措施来减少含汞电池的回收计，而很少注意含汞荧光灯（每个荧光灯含多达10毫克的汞）的回收问题。

除了上述废弃物之外，也应该效地减少作为辅助燃料被广泛使用的煤（高达20
％）在燃烧的过程中所排放的汞
元素（5）（例如，在煤燃烧前可以通过洗煤技术减少汞进行焚烧炉的可能性）。

在城市生活垃圾管理办法中，我们还应当注意减少汞排放的源头问题。

含汞产品和废物的无害收集、回收和处置是减少大气汞排放的关键所在。

适当培训城市生活垃圾焚烧炉的相关商家，告诉他们识别和分流含汞废物。

同时，汞污染知识和环境危害的社区宣传和公众教育也是必不可少的，这样可以倡导人们采用不含汞的产品。

适当处理含汞产品和提出减少汞排放的方法是减少城市生活垃圾排放汞的重要举措。

直至2001年发布污染物排放标准，在中国，城市生活垃圾焚烧炉是按照不同的标准来建立的，（5）。

而且，中国的汞排放标准（0.2 mg/m3）比欧洲和美国等国家（0.05-0.08 mg/m3）要宽松得多（5）。

因此，中国应当制定更加严格的垃圾焚烧汞排放标准，从来源类别中抑制甚至逆转汞排放的增长趋势。

现有垃圾焚烧设施应加装无汞控制设备，并应该为新的设施增加先进的烟气净化脱汞技术。

与此同时，业界应提供更多的资金和技术等方面的支持，以研发出更加有效的汞控制技术。

在中国，由于环保法律法规的执行力往往很差，因此，建立一个有效、强大的垃圾焚烧管理机制也很重要。

只有通过强有力的管理与惩罚机制，才能够确定垃圾焚烧设施和其他污染物的汞排放的合理与否。

最后，与减少和控制污染物的排放相比，污染防治是一种更好的策略。

减少和消除汞产品是汞污染问题的最终解决措施。

通过使用安全的替代技术和替代产品，并禁止生产和交易含汞消费产品，可以减少城市固体废物导致的大气汞排放。

于2007年3月1日颁布的电子信息产品污染控制管理办法（又名China RoHS)）限制了6组有害化学物质的使用，其中就包括以各种形态呈现的含汞产品。

除了这样的立法工作，中国应该推进无汞产品，并提供相关激励措施，鼓励制造商开发替代含汞产品和无汞的生产工艺。

这些努力将显著减少汞含量在所有消费产品中所占的比例，最终减少汞元素进入到城市垃圾中。

参考文献
[1]Pirrone, N.; Cinnirella, S.; Feng, X.;
Finkelman, R. B.; Friedli, H. R.;
Leaner, J.; Mason, R.; Mukherjee, A.
B.; Stracher, G. B.; Streets, D. G.;
Telmer, K. Global mercury
emissions to the atmospherefrom
anthropogenic and natural sources.
Atmos. Chem. Phys. Discuss. 2010,
10(2), 4719–4752.
[2]Carpi, A. Mercury from combustion
sources: A review of the chemical
species emitted and their transport
in the atmosphere. Water, Air Soil
Pollut. 1997, 98(3 -4), 241–245. [3]Wu, Y.; Wang, S.; Streets, D. G.;
Hao, J.; Chan, M.; Jiang, J. Trends
in anthropogenic mercury emissions
in China from 1995 to 2003.
Environ. Sci. Technol. 2006, 40(17),
5312–5318.
[4]Zhang, L.; Wong, M. H.
Environmental mercury
contamination in China: Sources
and impacts. Environ. Int. 2007,
33(1), 108–121.
[5]Cheng, H.; Hu, Y. Municipal solid
waste (MSW) as a renewable source
of energy: Current and future
practices in China. Bioresour.
Technol. 2010, 101 (11),
3816–3824.
补充说明材料
上述翻译论文影响因子（>2.0）和被引用次数（>5次）均符合课程作业要求。

Environmental Science and Technology 影响因子为5.257（五年平均影响因子为5.865）：
上述翻译论文累计被引14次：。