Непрерывный мониторинг выбросов общей ртути

За последние десятилетия ртуть (Hg) превратилась из универсального товара, используемого во всем, от термометров до гербицидов, в частично запрещенное вещество, которое само по себе сигнализирует о проблемах окружающей среды и здоровья. В настоящее время широкое использование ртути было прекращено в пользу более благоприятных для окружающей среды и здоровья веществ, а остаточный оборот ртути часто регулируется строгими правилами и мерами контроля. Это включает в себя и выбросы в атмосферу, например, при производстве энергии, в частности, на угольных электростанциях, а также на установках для сжигания токсичных отходов. В этих районах часто существуют конкретные ограничения на количество разрешенной к эмиссии ртути, а также требования к мониторингу таких выбросов с помощью анализаторов дымовых газов.

Атомарная ртуть, а также ртутные соединения очень токсичны. Существует риск как хронического, так и острого отравления, и воздействие на живые организмы должно быть сведено к минимуму. Тем не менее, выбросы ртути не всегда можно избежать. Основным природным источником являются извержения вулканов. Однако чего можно избежать или хотя бы минимизировать – это выбросы из искусственных источников. Здесь электростанции, работающие на угле, представляют собой наиболее значительный источник потенциальных выбросов ртути в воздух из-за соединений ртути, находящихся в топливе. Также, например, золотодобывающая промышленность, металлургические заводы и мусоросжигательные заводы являются заметными потенциальными источниками выбросов ртути.

К счастью, токсичность ртути в настоящее время хорошо известна, и существуют как международные договоры, так и национальные законодательства, запрещающие или ограничивающие ее использование. В результате, например, ртутные батареи и термометры больше не производятся или не используются активно, хотя выброшенные блоки все еще могут представлять проблему как отходы. Примечательной областью применения ртути, сохранившейся до наших дней, являются люминесцентные лампы, производимые в больших количествах, которые рано или поздно все же придется утилизировать, а затем они будут представлять потенциальную угрозу загрязнения ртутью.

Существуют методы очистки дымовых газов для улавливания и агрегации ртути в контролируемых формах. Часто не улавливаемая фракция должна содержаться ниже определенных пределов выброса, что регулируется, например, национальным или местным законодательством. В связи с этим часто требуется контролировать концентрации ртути в дымовых газах в результате процессов сгорания.

Атомарная ртуть (Hg⁰) имеет очень благоприятные оптические свойства, позволяющие разработать оборудование для мониторинга, способное измерять концентрации Hg⁰ вплоть до очень низких уровней. Тем не менее, заметные количества ртути часто связаны в различных органических или неорганических соединениях, также после процесса сгорания. Примерами таких соединений являются хлорид ртути, сульфид ртути, катион метилртути и очень токсичный диметил-ртуть. Ртуть в таких соединениях не обнаруживается с помощью обычных анализаторов Hg⁰.

Однако OPSIS разработал метод быстрых и точных измерений общей ртути (THg) для использования в непрерывном мониторинге выбросов. Дымовой газ из процесса сгорания извлекается и направляется в конвертер, где любая связанная в соединениях ртуть высвобождается с образованием атомарной ртути, Hg⁰. Затем можно легко определить концентрацию Hg⁰ и тем самым эффективно концентрацию THg в дымовых газах с помощью проверенных газоанализаторов OPSIS DOAS. Та же самая система мониторинга также может быть сконфигурирована для измерения концентраций ряда других газов, таких как NO, NO₂, SO₂, CO, CO₂, NH₃, H₂O, HF и HCl, что представляет собой очень экономичное решение для мониторинга, работающее с минимальным уровнем обслуживания.

Автор:
Bengt Löfstedt,
Operative Support,
OPSIS AB