選煤對(duì)中國(guó)汞流向影響探究
作者：歐陽(yáng)代為 環(huán)境學(xué)院
指導(dǎo)老師：吳清茹 環(huán)境學(xué)院
關(guān)鍵詞：選煤 汞排放 汞流向
摘要
選煤被認(rèn)為是一種降低燃煤行業(yè)汞排放的有效方法。然而，大多數(shù)關(guān)于中國(guó)燃煤行業(yè)汞排放的研究只考慮了選煤過(guò)程后主產(chǎn)品汞含量的降低，沒(méi)有考慮汞含量較高的選煤副產(chǎn)品的利用過(guò)程造成的汞排放。本研究采用了物質(zhì)流分析方法，首次系統(tǒng)地考察了中國(guó)大陸煤炭消費(fèi)引起的汞流動(dòng)，并在此基礎(chǔ)上通過(guò)設(shè)置了不同選煤情景探究選煤對(duì)中國(guó)汞流向和汞排放的影響。結(jié)果表明，2017年我國(guó)煤炭消費(fèi)導(dǎo)致的汞輸入總量為625 t，流入大氣、廢物、產(chǎn)品和穩(wěn)定化的總汞量分別為175 t、389 t、60 t、1 t。選煤改變了汞的行業(yè)流向，使得流入燃煤電廠(chǎng)、燃煤工業(yè)鍋爐和供熱等行業(yè)的汞減少（-82.52 t）。選煤還改變了汞的區(qū)域流向，使得流入浙江、河北、江蘇等省份的汞減少，流入內(nèi)蒙古、山西、陜西等省份的汞增加。從最終汞的環(huán)境介質(zhì)流向看，選煤使得流入大氣和廢物的汞減少，流入產(chǎn)品和穩(wěn)定化的汞增加。本研究精準(zhǔn)識(shí)別了煤炭使用行業(yè)的汞排放環(huán)節(jié)，可以為十四五規(guī)劃構(gòu)建跨行業(yè)、跨區(qū)域、跨介質(zhì)汞物質(zhì)流向管理系統(tǒng)提供科學(xué)支撐。
方法學(xué)
圖1 研究方法學(xué)
本研究的方法學(xué)可以分為三個(gè)部分：汞輸入、汞在不同選煤產(chǎn)品的分配以及分省分行業(yè)流向和不同環(huán)境介質(zhì)的汞流向。本研究還設(shè)置了不同選煤情景，通過(guò)結(jié)果對(duì)比探究選煤對(duì)于中國(guó)汞流向的影響。
基準(zhǔn)情景煤炭利用造成的汞流向和汞排放
基準(zhǔn)情景下2017年中國(guó)煤炭利用造成的汞流向和汞排放結(jié)果分別展示于圖2和圖3。從行業(yè)看，汞的主要流入行業(yè)有燃煤發(fā)電、燃煤工業(yè)鍋爐等。從環(huán)境介質(zhì)看，有61.88%的汞最終流入了廢物。2017年中國(guó)煤炭利用造成的汞排放總量為175.60 t。主要的排放行業(yè)為燃煤電廠(chǎng)和燃煤工業(yè)鍋爐。排放主要集中在山西、陜西、內(nèi)蒙古、山東等省份。
圖2 2017年中國(guó)煤炭利用造成的汞流向
圖3 2017年中國(guó)煤炭利用造成的汞排放
選煤對(duì)中國(guó)汞流向和汞排放影響
不同選煤情景下中國(guó)汞流向結(jié)果展示于圖4和圖5中。結(jié)果表明，選煤可以減少流入大氣和廢物的汞（分別為-2.97%和7.33%），但遠(yuǎn)低于先前研究認(rèn)為的30%。圖6和圖7展示了各省份在不同選煤情景下的汞排放差別。在未來(lái)中國(guó)原煤入選率特別是動(dòng)力煤入選率增加的情景下，可以預(yù)計(jì)內(nèi)蒙古、廣東、陜西、山西等省份的汞排放量將會(huì)增加。
圖4 僅有煉焦煤選煤情景煤炭利用造成的中國(guó)汞流向
圖5 無(wú)選煤情景煤炭利用造成的中國(guó)汞流向
圖6 分省基準(zhǔn)情景-僅有煉焦煤選煤情景汞排放
圖7 僅有煉焦煤選煤情景-無(wú)選煤情景汞排放
