[獨(dú)家]汞污染防治 水泥行業(yè)需重視
近來,中國大范圍嚴(yán)重霧霾,引起世界關(guān)注。美國《美國新聞與世界報(bào)道》稱,美國環(huán)保局局長吉娜·麥卡錫在華盛頓表示,中國的空氣污染不僅影響到中國,而且危害到美國和其他國家?!懊绹骱0墩苤袊髿馕廴疚锏挠绊懀袊虼髿鈱优欧诺墓廴?,又重新沉積到我們的農(nóng)作物和從事休閑活動(dòng)所依賴的河流和溪水中”。
或許,有的人可能會(huì)覺得上述說法太危言聳聽了,然而事實(shí)上汞被公認(rèn)為是能通過大氣進(jìn)行跨國境傳輸?shù)娜蛐杂卸疚廴疚?。由于特殊的物理化學(xué)性質(zhì),汞是唯一主要以氣態(tài)形式賦存于大氣中的金屬元素。零價(jià)態(tài)的汞具有較高的蒸氣壓 (0.18Pa),很容易通過揮發(fā)、擴(kuò)散進(jìn)入大氣。由于汞具有較弱的水溶性和穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì),很難進(jìn)入水相(編注:指的是相似相溶原理,易溶于水的屬于水相)或轉(zhuǎn)化成其他易水溶的形態(tài),因此,一旦進(jìn)入大氣,零價(jià)態(tài)汞就能長時(shí)間 (0.5-2年)居留在大氣中,完成數(shù)萬公里的長距離遷移,然后通過各種化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)為二價(jià)態(tài)的汞,并最終通過干濕沉降進(jìn)入地表生態(tài)系統(tǒng)。汞的這一特殊性質(zhì)導(dǎo)致其可以被傳輸?shù)骄嗯欧旁捶浅_b遠(yuǎn)的區(qū)域,甚至能遷移到遠(yuǎn)離任何排放源的北極地區(qū)發(fā)生沉降。
2007年中國主要行業(yè)大氣汞排放量
數(shù)據(jù)來源:《汞污染防治技術(shù)政策》(征求意見稿)編制說明
有研究發(fā)現(xiàn),在中國燃煤鍋爐和燃煤電廠是最大的大氣汞排放源,總計(jì)超過50%,因?yàn)樵诿禾恐?,往往伴生著汞等重金屬。此外,金屬冶煉、水泥生產(chǎn)、汞礦開采、電池/熒光燈生產(chǎn)、生物質(zhì)燃燒、廢棄物和垃圾焚燒也是重要的汞排放源。
在我國水泥工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中,此前一直不曾在重金屬方面有明確的排放限值要求,水泥工業(yè)重金屬防治卻一直為業(yè)界專家關(guān)注。日前,在剛剛出臺(tái)的《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 4915-2013)和《水泥窯協(xié)同處置固體廢物污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 30485-2013)中,首次明確了汞(Hg)的控制指標(biāo),給出了最高0.05 mg/m3的允許排放濃度限值。
長久以來,在水泥行業(yè)污染物控制中,粉塵被視為第一要?jiǎng)?wù),近年來氮氧化物也被廣為關(guān)注,控制措施都已經(jīng)相對(duì)成熟。然而,在對(duì)Hg的防控上,面對(duì)如今給出的0.05 mg/m3限值標(biāo)準(zhǔn),如何做好防控措施?
根據(jù)國家“十二五”發(fā)展規(guī)劃、《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》對(duì)重金屬污染防控的要求,有關(guān)部門組織編寫了《汞污染防治技術(shù)政策》(征求意見稿),《技術(shù)政策》中對(duì)水泥生產(chǎn)汞污染防治給出了幾點(diǎn)建議。
鼓勵(lì)采用新型干法水泥窯生產(chǎn)工藝,鼓勵(lì)采用窯磨一體機(jī)運(yùn)行模式,減少水泥窯的汞排放總量。新型干法水泥生產(chǎn)工藝可用于各種低品位煤種,確保煤粉在低而平均的過剩系數(shù)下完全燃燒,有效控制一次風(fēng)量,同時(shí)減少有害氣體的產(chǎn)生。新型干法水泥生產(chǎn)工藝可提高水泥熟料產(chǎn)量5-10%。部分水泥企業(yè)使用的是窯磨一體機(jī),生料磨生料氣流中粉塵濃度達(dá)到100 g/m3,具有很好的汞污染控制作用。通常情況下,直接運(yùn)行模式時(shí)間占水泥窯總運(yùn)行時(shí)間的5%~20%,窯磨一體機(jī)運(yùn)行模式占80%~95%。水泥窯采用窯磨一體機(jī)運(yùn)行模式時(shí),生料磨中生料對(duì)煙氣中汞起到了冷凝吸附作用,煙氣中汞的捕獲率最高能達(dá)到90%以上,而在直接運(yùn)行模式時(shí)(窯灰未外排),水泥汞排放將大大增加。因此,增加窯磨一體機(jī)模式的運(yùn)行時(shí)間可以減少水泥窯的汞排放總量。
鼓勵(lì)采用布袋除塵等高效除塵協(xié)同脫汞技術(shù)。水泥窯煙氣中的汞大部分冷凝于顆粒物中,對(duì)于布袋除塵設(shè)施,布袋纖維上粘結(jié)的濾料也對(duì)汞起到了吸附作用,因此采用高效除塵設(shè)施可有效控制水泥窯的汞排放,實(shí)現(xiàn)協(xié)同控制。袋式除塵器較靜電除塵器的單位汞去除成本小,且能達(dá)到更高的汞去除率。另外,應(yīng)該在該行業(yè)對(duì)其他汞控制技術(shù)進(jìn)行研究和試驗(yàn),以達(dá)到更高的汞控制目標(biāo)。
鼓勵(lì)水泥低碳化生產(chǎn)等的節(jié)能減排技術(shù)和資源綜合利用技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用。除了在水泥生產(chǎn)過程中采取相關(guān)措施達(dá)到減排目的,另一根本途徑是減少水泥熟料的用量,控制水泥熟料的產(chǎn)量。一方面可提高水泥的終端產(chǎn)品-混凝土的耐久性,延長建筑物的使用壽命,達(dá)到降低水泥用量的目的;另一方面,也可通過使用非混凝土結(jié)構(gòu)的特色建筑材料來降低水泥的用量。水泥生產(chǎn)應(yīng)注重混凝土的耐久性,提高建筑物和構(gòu)筑物的使用壽命,從而減少水泥的產(chǎn)量?;谏鲜鐾緩?,鼓勵(lì)水泥低碳化生產(chǎn)等建筑材料綠色制造的節(jié)能減排與資源綜合利用技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用是本領(lǐng)域發(fā)展的客觀需要。
盡管《技術(shù)政策》中對(duì)水泥生產(chǎn)中汞污染防治給出了幾點(diǎn)建議,但技術(shù)政策中也指出,我國在汞污染防控面臨著:基礎(chǔ)數(shù)據(jù)缺乏,環(huán)境決策和管理依據(jù)有待強(qiáng)化;健康風(fēng)險(xiǎn)不明確,監(jiān)測(cè)力度有待加強(qiáng);污染場(chǎng)地信息缺乏,風(fēng)險(xiǎn)分析和管理能力有待提高;汞綜合管理能力缺乏;汞減排知識(shí)缺乏,公眾意識(shí)有待加強(qiáng)等方面困難。
新發(fā)布的《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中,對(duì)水泥汞(Hg)的控制指標(biāo),給予現(xiàn)有水泥企業(yè)執(zhí)行標(biāo)新準(zhǔn)的寬限期也只有一年半的時(shí)間,這就要求水泥研究設(shè)計(jì)單位、環(huán)保單位應(yīng)該快速跟上國家標(biāo)準(zhǔn)的新要求,為水泥企業(yè)執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)提供技術(shù)支撐和相應(yīng)環(huán)保措施。
相關(guān)知識(shí):汞污染對(duì)人體健康的危害
汞在天然和人工條件下均可以單質(zhì)和汞的化合物兩種形態(tài)存在。單質(zhì)汞即元素汞亦稱為金屬汞。汞的化合物又可分為有機(jī)汞化合物和無機(jī)汞化合物兩大類。
金屬汞中毒常以汞蒸氣的形式引起。由于汞蒸氣具有高度的擴(kuò)散性和較大的脂溶性,通過呼吸道進(jìn)入肺泡,經(jīng)血液循環(huán)運(yùn)至全身。血液中的金屬汞進(jìn)入腦組織后,被氧化成汞離子,逐漸在腦組織中積累,達(dá)到一定的量,就會(huì)對(duì)腦組織造成損害。另外一部分汞離子轉(zhuǎn)移到腎臟。因此,慢性汞中毒臨床表現(xiàn)主要是神經(jīng)系統(tǒng)癥狀,如頭痛、頭暈、肢體麻木和疼痛、肌肉震顫、運(yùn)動(dòng)失調(diào)等。易興奮是慢性汞中毒的一種特殊的精神狀態(tài),表現(xiàn)為易激動(dòng)、口吃、膽怯、焦慮、不安、思想不集中、記憶力減退、精神壓抑等。此外胃腸道、泌尿系統(tǒng)、皮膚、眼睛均可出現(xiàn)一系列癥狀。急性汞中毒其癥候?yàn)楦窝?、腎炎、蛋白尿、血尿和尿毒癥。金屬汞被消化道吸收甚微,一般不會(huì)引起中毒。
甲基汞在人體腸道內(nèi)極易被吸收并分布到全身,大部分蓄積到肝和腎中,分布于腦組織中的甲基汞約占15%,但腦組織受損害的則先于其它各組織,主要損害部位為大腦皮層、小腦和末梢神經(jīng)。因此,甲基汞中毒主要為神經(jīng)系統(tǒng)癥狀,其中毒癥狀主要有:(1)一般癥狀:頭痛、疲乏、注意力不集中、健忘和精神異常等。(2)感覺異常:口周圍(鼻、唇、舌)和手、足末端麻木、刺激和感覺障礙,重者可波及上肢和下肢,甚至擴(kuò)大到軀干。(3)語言障礙:說話不清楚、緩慢、不連貫等等。(4)運(yùn)動(dòng)失調(diào):手動(dòng)作笨拙、不能作快速或微細(xì)的動(dòng)作(如寫字、吃飯、扣紐扣等),步態(tài)不穩(wěn),協(xié)調(diào)運(yùn)行)動(dòng)障礙和震顫等。(5)視野縮小:為雙側(cè)向心性視野縮小,而中心視力可保持正常,重者可呈管狀視野。(6)聽力障礙:為中樞性聽覺障礙,聽不到聲音或者聽到聲音但聽不懂所說的話。(7)其它:肌肉萎縮;肌痙攣或僵直、流涎或多汗等。其癥狀出現(xiàn)的順序?yàn)椋焊杏X障礙-運(yùn)動(dòng)失調(diào)、語言障礙-視野縮小-聽力障礙。日本著名的公害病-水俁病即為甲基汞慢性中毒。
甲基汞易透過胎盤從母體轉(zhuǎn)移給胎兒。對(duì)經(jīng)常食含甲基汞魚的正常妊娠婦女研究表明,胎兒紅細(xì)胞中的甲基汞比母親高30%,因胎盤轉(zhuǎn)移使胎兒產(chǎn)生嚴(yán)重的胎兒性甲基汞中毒的事例在日本已有多起報(bào)道,生下的胎兒多為白癡。
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