中国地质学会岩矿测试技术专业委员会、国家地质实验测试中心主办

上海口岸进口煤炭总汞含量的分布特征

刘曙, 李晨, 诸秀芬, 周海明. 上海口岸进口煤炭总汞含量的分布特征[J]. 岩矿测试, 2014, 33(5): 730-736.
引用本文: 刘曙, 李晨, 诸秀芬, 周海明. 上海口岸进口煤炭总汞含量的分布特征[J]. 岩矿测试, 2014, 33(5): 730-736.
LIU Shu, LI Chen, ZHU Xiu-fen, ZHOU Hai-ming. Distribution Characteristics of Total Mercury in Imported Coals at Shanghai Port[J]. Rock and Mineral Analysis, 2014, 33(5): 730-736.
Citation: LIU Shu, LI Chen, ZHU Xiu-fen, ZHOU Hai-ming. Distribution Characteristics of Total Mercury in Imported Coals at Shanghai Port[J]. Rock and Mineral Analysis, 2014, 33(5): 730-736.

上海口岸进口煤炭总汞含量的分布特征

  • 基金项目: 国家质检总局质检公益性行业科研专项(201310065);上海出入境检验检疫局科技项目(HK015-2012)
详细信息
    作者简介: 刘曙, 工程师, 从事岩石矿物分析测试工作.E-mail: liushu@shciq.gov.cn
  • 中图分类号: TQ533.1;O614.243

Distribution Characteristics of Total Mercury in Imported Coals at Shanghai Port

  • 随着我国从煤炭净出口国向世界第一大煤炭进口国转变,进口煤炭中汞成为大气汞污染一个不可忽视的来源,研究进口煤炭中总汞含量的分布特征,对科学评估进口煤炭中汞的迁入性风险和保护环境安全具有重要意义。本文借鉴美国环境保护总署分析固体和液体(包括土壤、沉积物、沉淀物及废水或地下水等)中汞含量的方法(EPA 7473),运用直接测汞仪法测定了上海口岸123批进口印度尼西亚、加拿大、俄罗斯、澳大利亚煤炭的总汞含量。进口煤炭中总汞含量的稳健统计描述表明,上海口岸进口煤炭总汞含量中位值为0.043 mg/kg,标准化四分位距为0.025 mg/kg。依据我国煤炭行业标准MT/T 963—2005《煤中汞含量分级》,上海口岸进口煤炭主要为特低汞煤和低汞煤,其中印度尼西亚煤炭中存在高汞煤和中汞煤。进口煤炭汞含量与灰分含量、全硫含量的相关分析表明,印度尼西亚、俄罗斯煤炭总汞含量与灰分含量不相关,与全硫含量正相关,推断汞的赋存形态主要为硫化物结合态;进口加拿大煤炭总汞含量与灰分含量呈负相关,与全硫含量呈正相关,推断煤炭中存在一定的有机结合态汞;进口澳大利亚煤炭总汞含量与灰分含量呈正相关,与全硫含量呈负相关,推断煤炭中汞的赋存形态主要为铝硅酸盐结合态。本文建立的固体进样-直接测汞仪测定煤炭中总汞含量的方法,省去了消解样品前处理操作,较冷原子吸收光谱法、氢化物发生-原子荧光光谱法等传统分析方法大幅缩短了检验流程,提高了分析效率,值得推广应用;运用该方法可准确评价进口煤炭中汞的赋存形态特征,针对性提出高汞煤炭的处理方法和燃煤电厂汞排放量控制的有效途径。

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  • 图 1  上海口岸进口煤炭总汞含量直方图

    Figure 1. 

    图 2  进口煤炭中总汞含量与灰分含量的相关性

    Figure 2. 

    图 3  进口煤炭中总汞含量与全硫含量的相关性

    Figure 3. 

    表 1  采集样品统计

    Table 1.  Statistics of the samples

    进口国家 进口批次 进口国家 进口批次
    印度尼西亚 51 澳大利亚 9
    俄罗斯 46 南非 3
    加拿大 13 新西兰 1
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    表 2  直接测汞仪工作条件

    Table 2.  Operating conditions of direct mercury analyzer

    工作参数设定条件工作参数设定条件
    干燥温度200℃等待时间60 s
    干燥时间60 s记录时间30 s
    分解温度650℃汞齐化管加热时间12 s
    分解时间90 s氧气压力0.4 MPa
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    表 3  煤炭有证标准物质中总汞的分析结果

    Table 3.  Analytical results of total mercury concentrations in certified reference materials

    标准物质编号 总汞含量(mg/kg)
    测定值(n=6) 标准值
    SARM19 0.210±0.005 0.21±0.02
    SARM20 0.255±0.005 0.25(95%置信区间为0.18~0.27)
    注:总汞含量的数据为“平均值±标准偏差”。
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    表 4  不同国家进口煤炭的总汞含量比较

    Table 4.  Comparisons of total mercury concentrations in different national coals

    进口国 样品数量(个) 总汞含量(mg/kg) 数据来源
    含量范围 算术平均值
    印度尼西亚 51 0.011~0.922 0.10 本次研究
    俄罗斯 46 0.017~0.098 0.040 本次研究
    加拿大 13 0.019~0.074 0.037 本次研究
    澳大利亚 9 0.014~0.164 0.056 本次研究
    印度尼西亚 8 0.022~0.19 0.10 Belkin等[21]
    俄罗斯 - 0.02~0.9 - Mukherjee等[22]
    加拿大 286 0.02~1.3 - Goodarzi等[23]
    澳大利亚 - 0.01~0.14 0.06 Dale等[24]
    美国 7649 0~10 0.17 Finkelman等[25]
    中国 1413 0.003~10.5 0.195 任德贻等[9]
    世界 - 0.02~1.0 0.10 Swaine等[26]
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    表 5  上海口岸进口煤炭汞含量分级

    Table 5.  Classification for mercury concentrations in imported coals of Shanghai Port

    进口煤炭汞含量分级 煤炭进口国
    印度尼西亚 俄罗斯 加拿大 澳大利亚
    评定的总批次 51 46 13 9
    特低汞煤(  <  0.150 mg/kg) 4146138
    低汞煤(0.150~0.250 mg/kg)7001
    中汞煤(0.251~0.400 mg/kg)1000
    高汞煤(  >  0.400 mg/kg)2000
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出版历程
收稿日期:  2014-02-13
修回日期:  2014-04-28
录用日期:  2014-05-16
刊出日期:  2014-05-25

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