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我国城市二氧化碳和大气汞排放特征及协同控制潜力研究——基于生产和消费的视角

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环境科学学报 2023年第4期43卷 179-189页

作者：汪峰孙千惠李佳硕张伟南京信息工程大学商学院南京210044 南京信息工程大学气候经济与低碳产业研究院南京210044 南京信息工程大学江北发展研究院南京210044 山东大学蓝绿发展研究院威海264209 生态环境部环境规划院国家环境保护环境规划与政策模拟重点实验室北京100012 生态环境部环境规划院京津冀区域生态环境研究中心北京100012

面对全球气候变化和区域性空气污染的双重压力,中国作为全球最大的二氧化碳(CO_(2))和大气汞排放国,亟需实现CO_(2)和大气汞的排放控制.考虑到CO_(2)和大气汞排放的潜在同源性,探究其内在的协同潜力、识别协同减排潜力较高的典型城市和... 详细信息

面对全球气候变化和区域性空气污染的双重压力,中国作为全球最大的二氧化碳(CO_(2))和大气汞排放国,亟需实现CO_(2)和大气汞的排放控制.考虑到CO_(2)和大气汞排放的潜在同源性,探究其内在的协同潜力、识别协同减排潜力较高的典型城市和行业能为我国新发展阶段减污降碳、协同增效提供重要支撑.鉴于此,本文以化石能源为切入点,通过编制我国城市层面CO_(2)和大气汞排放清单,构建2015年城市尺度多区域投入产出模型,并进一步采用相关系数评估生产端和消费端CO_(2)和大气汞的协同控制潜力.结果表明,生产端城市和部门层面CO_(2)和大气汞排放具有一定的协同控制潜力,其相关系数分别为0.836和0.799.其中,鄂尔多斯市等地的电力、热力的生产和供应业协同控制潜力良好.消费端城市和行业层面CO_(2)和大气汞排放具有较高的协同控制潜力,其相关系数分别为0.929和0.971.其中,重庆市等地的建筑业较为典型.区域间贸易相关的CO_(2)和大气汞排放净转移也存在协同特征,典型的净流入地经济相对发达,集中在消费端高排放的行业;典型的净流出地高耗能行业占比较高,集中在生产端高排放的行业.基于研究结果本文提出我国综合源头管控和终端消费引导的政策建议,以期实现CO_(2)和大气汞排放的协同控制.

关键词：城市尺度多区域投入产出模型二氧化碳排放大气汞排放协同控制相关性分析

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中国水泥行业大气汞排放特征及控制策略研究

中国水泥行业大气汞排放特征及控制策略研究

作者：杨海清华大学

学位级别：硕士

汞污染是当前备受关注的全球性环境问题。水泥生产是全球大气汞排放的最重要来源之一。研究水泥行业生产过程中大气汞排放特征，更新我国水泥行业大气汞排放清单，对正确认识我国水泥行业大气汞污染问题，制定水泥行业大气汞污染控制策... 详细信息

汞污染是当前备受关注的全球性环境问题。水泥生产是全球大气汞排放的最重要来源之一。研究水泥行业生产过程中大气汞排放特征，更新我国水泥行业大气汞排放清单，对正确认识我国水泥行业大气汞污染问题，制定水泥行业大气汞污染控制策略具有重大意义。本研究通过对全国15个省份167个石灰石矿的样品采集和分析，获得中国石灰石中汞含量的空间分布;通过对三个典型工艺水泥厂进行现场测试，获取各种污控设备的脱汞效率、水泥生产过程中大气汞排放因子及形态分布;基于石灰石的消耗量、石灰石的汞浓度和水泥行业汞释放率，建立了2010年我国水泥行业大气汞排放清单，并分析其不确定性;在此基础上，采用情景分析方法研究了中国水泥行业大气汞的减排潜力。研究结果表明：全国石灰石矿中汞浓度平均值为42.50μg/kg，其中河南省石灰石矿中汞浓度最高，为208.48μg/kg;广西壮族自治区石灰石矿汞含量最低，为7.60μg/kg。测试水泥厂布袋除尘器脱汞效率为44%-77%，静电除尘器脱汞效率为20%-80%;测试水泥厂的大气汞排放因子为0.041-0.072g/t熟料，其大气汞排放的主要形态是氧化态汞。2010年全国水泥行业大气汞排放量最佳估计值为93.5（t-20.8t，+165.1t），其中新型干法水泥生产大气汞排放占总排放的84%，其他旋窑占1%，立窑占15%。我国水泥行业大气汞排放主要集中在河北、河南、山东和江苏四个省份。全国平均而言，每生产1t水泥排放大气汞0.050g。2010年到2030年，通过控制水泥产量和适当安装脱汞设施，可以有效降低水泥行业大气汞排放量。

关键词：水泥生产大气汞排放石灰石排放清单控制策略

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燃煤电厂和水泥厂大气汞排放特征研究

燃煤电厂和水泥厂大气汞排放特征研究

作者：李文俊西南大学

学位级别：硕士

由于汞的生物富集性、神经毒性和高挥发性而对全球人类产生危害,特别是对儿童和孕妇的危害更加严重,因此联合国环境规划署(UNEP)号召签署限制全球大气汞排放的国际文书,预计于2013年下半年完成并制定法律文件。根据UNEP、美国环保署和... 详细信息

由于汞的生物富集性、神经毒性和高挥发性而对全球人类产生危害,特别是对儿童和孕妇的危害更加严重,因此联合国环境规划署(UNEP)号召签署限制全球大气汞排放的国际文书,预计于2013年下半年完成并制定法律文件。根据UNEP、美国环保署和国内外学者研究,我国是全球大气汞排放大国之一,主要大气汞排放源为燃煤电厂、铅锌冶炼厂和水泥厂等,在汞排放方面我国面临着巨大的外交压力。为此,对燃煤电厂和水泥厂大气汞排放特征、排放规律的进一步研究,对于确切了解、掌握大气汞排放清单、排放规律进而指导制定有关汞污染控制法律、法规,有效控制大气汞排放,无疑具有重要的理论意义和实际意义。本文选择了我国2台燃煤机组和4家水泥厂,用美国EPA方法30B进行了烟道气汞排放特征测试,并且同步采集测试了煤、灰、渣等固液样品,得出主要结论如下： 1、燃煤电厂的汞主要来自于煤燃烧的释放,并且煤中的汞几乎是全部释放进入烟气,输出物料中脱硫石膏和静电除尘器底灰中的汞含量最高,省煤机灰、脱硫废水、渣中汞含量很低,由此可知,燃煤中的汞大部分进入脱硫石膏和静电除尘器底灰中,另外一部分随烟气排入大气中;a) A燃煤机组为30万千瓦煤粉炉加低氮燃烧器,烟气净化设备有选择性催化还原、静电除尘器和石灰石湿法脱硫系统;测试期间,此机组的燃煤平均汞含量为0.0484mg/kg,烟气中的气态总汞含量分别为：除尘器前为4.73μg/m3,除尘器后(脱硫前)为4.31μg/m3,脱硫后为2.45μg/m3。A燃煤机组大气汞绩效排放浓度为3.8μg/Kwh。 b) A燃煤机组测试期间的固液气样品中的汞含量,结合测试期间的工况,得出此次测试的汞质量平衡为79.6%。A机组汞物质流分析得出：燃煤带入98.5%的汞,其次为脱硫工艺水1.2%,石灰石0.3%;汞的主要去向为脱硫石膏带走36.7%,除尘器底灰带走25%,17.6%的汞随烟气排放进入大气,炉渣和脱硫废水分别带走0.1%和0.2%的汞。A燃煤机组静电除尘器的汞通过率为75%,选择性催化还原+静电除尘器+湿法脱硫系统的气态汞通过率为17.8%。 c) B燃煤机组为30万千瓦煤粉炉,烟气净化设备有静电除尘器+湿法脱硫系统,第一次测试期间,此机组的燃煤中平均汞含量为0.103mg/kg,脱硫后烟气中的气态总汞含量为3.60μg/m3,第一次测试期间静电除尘器+湿法脱硫系统的气态汞通过率为21.7%。第二次测试期间,此机组的燃煤中平均汞含量为0.062mg/kg,脱硫后烟气中的气态总汞含量为3.06μg/m3,第二次测试期间烟气净化设备的气态汞通过率为32.7%。B燃煤机组静电除尘器+湿法脱硫系统的气态汞通过率平均为27.2%。 2、根据本次测试的燃煤电厂烟气净化设备气态汞通过率,结合我国2008年火力发电情况,本文以全国煤炭平均汞含量为0.19mg/kg计算,估算了2008年燃煤电厂气态汞排放量为124.3吨。 3、水泥厂的汞主要来自于煤的燃烧和生料的加热,各个水泥厂的燃烧煤种和原料配料不同,所以各个水泥厂的汞排放因子差别很大。本次所有水泥厂均在正常工况下进行测试。本次测试的4家水泥厂布袋除尘器的窑尾灰中平均汞含量高达8.33mg/kg,可知布袋除尘器协同脱除了大量的汞。本次测试立窑加布袋除尘器的水泥厂单位水泥产量的气态汞排放量为3.6mg汞/t水泥,3家回转窑加布袋除尘器的单位水泥产量的气态汞排放量分别为3.3、12、8.7mg汞/t水泥,回转窑加布袋除尘器的平均单位水泥产量的气态汞排放量为8.0 mg汞/t水泥。 4、根据我国水泥厂发展状况,结合水泥厂排放因子,估算出我国水泥厂2008年排汞量约为20.6吨。

关键词：燃煤电厂水泥厂大气汞排放

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典型炼锌过程的大气汞排放特征研究

典型炼锌过程的大气汞排放特征研究

作者：宋敬祥清华大学

学位级别：硕士

汞作为一种全球性污染物给人类健康造成了重大影响。汞污染已经成为最重要的全球环境问题之一。中国是世界上大气汞排放量最大的国家,而锌冶炼是中国人为源大气汞排放的最主要来源之一。由于缺乏典型炼锌过程的大气汞排放因子,我国锌冶... 详细信息

汞作为一种全球性污染物给人类健康造成了重大影响。汞污染已经成为最重要的全球环境问题之一。中国是世界上大气汞排放量最大的国家,而锌冶炼是中国人为源大气汞排放的最主要来源之一。由于缺乏典型炼锌过程的大气汞排放因子,我国锌冶炼大气汞排放清单存在较大的不确定性。研究典型炼锌过程的大气汞排放特征,更新我国炼锌大气汞排清单,对正确认识我国锌冶炼大气汞污染问题,制定锌冶炼大气汞污染控制策略具有重大意义。本研究通过对两个典型工艺锌冶炼企业进行现场测试,获取各种污控设备的脱汞效率、典型炼锌过程的汞排放因子及形态分布;通过文献调研和全国锌精矿样品采集和分析,获得中国锌精矿中汞含量的空间分布;结合锌精矿的消耗量、锌精矿的汞浓度和污控设备的脱汞效率,更新我国锌冶炼大气汞排放清单并分析其不确定性,进而探讨中国锌冶炼大气汞排放的控制策略。本研究主要得到以下结论:(1)烟气净化塔、电除雾器、脱汞塔和制酸厂的脱汞效率分别为:42.0%、31.6%、88.0%和98.5%,大气汞排放中Hg、Hg和Hgp三种形态分别占总汞排放的65%、30%和5%;(2)中国各地锌精矿汞浓度分布极不均匀,在0.07.53×10 g·t之间变化,算术平均值和几何平均值分别为:159 g·t和9.45 g·t,按2006年各省锌精矿产量加权的全国锌精矿汞浓度平均值为82.9 g·t;(3)2006年中国锌冶炼大气汞排放49.1 t,Hg、Hg和Hgp分别占总汞排放的78%、17%和5%;(4)对小型锌冶炼厂进行整合并利用烟气制酸,可以有效控制锌冶炼大气汞排放,大气汞排放削减率达到86%。

关键词：锌冶炼大气汞排放锌精矿排放清单控制策略

中国燃煤电厂履行《关于汞的水俣公约》的差距与展望

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中国人口·资源与环境 2019年第10期29卷 52-60页

作者：吴清茹赵子鹰杨帆刘开云王书肖清华大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100084 国家环境保护大气复合污染来源与控制重点实验室北京100084 生态环境部对外合作与交流中心北京100035 中国电力企业联合会北京100761

燃煤电厂是全球最主要的大气汞排放源之一,也是《关于汞的水俣公约》(以下简称《公约》)的大气重点管控源。《公约》自2017年8月16日正式对中国生效,意味着中国燃煤电厂必须严格按照《公约》相关规定开展履约工作。本研究通过分析《公... 详细信息

燃煤电厂是全球最主要的大气汞排放源之一,也是《关于汞的水俣公约》(以下简称《公约》)的大气重点管控源。《公约》自2017年8月16日正式对中国生效,意味着中国燃煤电厂必须严格按照《公约》相关规定开展履约工作。本研究通过分析《公约》对大气汞排放的核心管控要求,并基于文献和数据调研确定了中国燃煤电厂大气汞排放控制现状,从而探索中国燃煤电厂在大气汞排放清单编制以及大气汞排放管控措施等工作的履约差距和需求,以期为燃煤电厂大气汞排放履约提供支撑。研究结果表明,无论是排放清单编制还是大气汞的管控措施均与公约要求存在一定差距。在排放清单方面,中国尚未编制燃煤电厂的国家排放清单。考虑到当前烟气汞实测数据的缺乏,短期内建议采用估算法开展国家清单编制。通过建立相对完善的污染物释放转移登记制度、推进燃煤汞含量参数库和污染控制设备脱汞效率参数库的建立,开展排放清单的编制和动态更新。未来采用实测数据进行清单校验应推动烟气汞排放的监管、加强标准方法配套的国产采样设备的评估和改进、以及提高检测人员的测试能力。相关来源的筛选原则建议优先采用设备规模这项原则,未来可进一步考虑采用将设备规模和设备的汞排放量相结合的原则。在排放管控方面,现有管控现状与《公约》提出的五大可选措施仍存在差距。建议明确燃煤电厂总量控制目标,短期内应重点考虑相对目标或控制增速的目标,长期发展可采用绝对目标;提出各阶段的具体管控措施,从替代性措施和控制技术应用两方面控制大气汞排放;推动燃煤电厂大气汞排放限值的修订,确定分别针对新建和现有燃煤电厂的排放限值;强化多污染物控制技术的协同脱汞效果并提高技术的稳定性,同时开展高效低价专门脱汞技术的研发,以期为电厂大气汞污染控制做技术储备。

关键词：燃煤电厂大气汞排放《关于汞的水俣公约》

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中国水泥工业汞的排放管理及防治建议

水泥工程 2020年第5期 75-77,85页

作者：余云祥刘作焕中国葛洲坝集团水泥有限公司湖北武汉430073 葛洲坝中材洁新(武汉)科技有限公司湖北武汉430000

汞污染已成为当前备受关注的全球性环境问题,水泥工业烟气排放是我国大气汞排放的重要来源之一。本文阐述了汞污染的危害和我国水泥工业烟气汞排放现状,介绍了烟气汞污染防治技术,并对水泥工业烟气汞污染防治存在的问题进行了分析和建议。

关键词：汞污染水泥工业大气汞排放汞污染防治技术