2013年12月09日08:47
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汞造成的环境污染如今已成为全球性问题。汞削减及去除技术备受关注。
2013年10月，从制造、利用到废弃，全面对汞进行规制的《水俣公约》正式通过。原则上，《水俣公约》缔约国自2020年起，要禁止生产及进出口含汞产品。
发展中国家发生的严重汞污染促使《水俣公约》得以顺利通过。小规模金矿开采使用的汞，以及火力发电站废气及工厂废水等中所含的汞造成了环境污染，排放源附近及下游流域的居民控诉健康受到危害的情况日益增多。
汞是唯一一种常温下以液体形式存在的金属元素。挥发性较高，以水和大气为介质在全球扩散循环。会跨国界蓄积在生物体内，还可能给人类带来极大的不良影响。
在《水俣公约》获得通过时，日本政府表明，作为针对发展中国家汞污染的对策，将在今后3年提供约20亿美元的援助。还提出了向海外推广削减产品中汞含量的技术及汞回收利用技术等。
日本此举还有一个目的，那就是让日本积累的汞相关技术带动基础设施出口。从拥有汞削减及去除技术的企业来看，既可以帮助全球解决环境问题，还能借此机会实现增长及开展海外业务。
量虽少但持久
日本的年用汞量约为8吨。其中荧光灯等照明领域用的最多，约占4成。2012年日本国内生产的荧光灯约为2亿盏。近几年，虽然LED（发光二极管）照明不断普及，但从产量来看，荧光灯仍是主流。
《水俣公约》规定，普通照明用途的荧光灯含汞量不得超过5毫克。2020年以后，禁止生产及进出口含汞量超过这一上限的荧光灯。
荧光灯中，电子与被封入的汞原子发生碰撞。管内涂层的荧光物质会接收碰撞时生成的紫外线从而发光。汞的封入量越多，荧光灯的发光时间越长。如何在控制封入量的同时，长久保持发光时间是技术开发的关键。
随着欧洲实行RoHS（限制使用有害物质）指令，东芝照明技术公司开始积极致力于削减荧光灯的含汞量。
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| 玻璃管中封入汞化合物使其蒸发。东芝照明技术通过将封入的汞制成固体，从而便于进行分量管理及封入作业，减少了使用量。 |
该公司开发出了在玻璃管中装入制成固体的汞化合物，然后使之转化成气体的方法。汞化合物是指直径约1.5毫米的汞和锌的化合物，汞含量约为4毫克。在将玻璃管抽成真空的工序中，加入汞化合物，从外部加热，使2毫克左右的汞转化成气体。管内的汞原子减少后，剩余的汞会自然转化成气体。
以往是封入液体状态的汞，存在封入量有偏差，或者不慎洒出等问题。因此，东芝照明技术开发出了一种可将汞制成固体化合物的装置。
另外，为了长久保存汞，该公司开发出了可在短时间内提高玻璃管内真空度的装置，为了防止汞原子附着在玻璃管上，还开发了在玻璃和荧光物质之间涂布氧化铝保护膜的技术。从而确立了寿命长达1.5万个小时的荧光灯制造技术。
东芝照明技术环境推进部部长田村畅宏表示：“海外荧光灯企业的工厂还多是利用液体汞。我们的制造经验可作为汞削减技术推广到海外。”
可去除废气中9成以上的汞
如果按地区来看汞的大气排放量，亚洲排放量占到了一半左右。其中，煤炭火力发电站的废气为主要因素。因为发电燃料所用的煤炭含有汞。
《水俣公约》还将煤炭火力发电站的大气排放列为规制对象。规定新设施自公约生效起要在5年内采用“最佳可行技术”（BAT）及“最佳环境实践”（BEP）。现有设施也需要在10年内采取对策，例如采用最佳可行技术和最佳环境实践、设定排放管理目标及排放限度值等。
三菱重工业公司从2006年起，开始与美国的电力公司合作，共同致力于开发煤炭火力发电站汞去除技术。最终开发出了通过向排放废气中喷射氯化铵水溶液来回收汞的方法。以往是通过向锅炉排放的废气喷射铵水溶液来去除氮氧化物（NOx）的“脱硝”、去除煤灰的“集尘”、去除硫氧化物（SOx）的“脱硫”这一系列工序，去除废气中的有害物质。
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| 配备三菱重工脱硫装置的西班牙孔波斯特拉发电站。 |
而采用新方法，氯化铵中所含的氯会产生使汞氧化的效果，在脱硫工序中，可在去除硫氧化物同时，也去除汞。
2011年在美国南方电力公司的米勒发电站对该方法进行了实证实验。最终确认，比原来使用活性炭的方式成本低，并且可去除废气中9成以上的汞。
在亚洲等发展中国家目前处于运转状态的煤炭火力发电站中，有很多未配备脱硝、集尘及脱硫装置。即使配备，多数也是性能不完善，或者处于故障状态。三菱重工环境化学设备营业部副部长佐佐木裕一表示：“今后将在亚洲各国大力销售可有效去除汞的废气净化装置。”
回收利用也十分重要。日本国内2010年从废旧产品和废弃物中回收的汞为52吨。回收利用量超过了日本国内8吨的年使用量。
野村兴产公司从1973年开始致力于汞的回收利用。在其位于北海道北见市的Itomuka矿业所每年回收2.7万吨的含汞废弃物，然后循环再生出40～50吨的汞。
确保操作人员的安全
将回收的废旧荧光灯粉碎，并将玻璃和灯口分离。在进行处理时，利用导管吸取玻璃管内部的汞，然后利用吸附剂使其附着。最后用水清洗，去除玻璃上附着的汞和荧光粉。
将吸附了汞的吸附剂及清洗后仍残留汞的污泥放入名为“多段式焙烧炉”的装置中，在里面进行搅拌，同时以600℃～800℃的温度燃烧，使汞转化成气体。燃烧时间为4～12个小时。根据污泥所含的成分及汞浓度的不同，汞原子容易剥离的温度和燃烧时间也不同。生成的汞蒸汽通过冷凝塔再次还原成液体汞。随后，对回收的汞进行精炼，提高纯度。
关于汞回收利用，在一系列的工序中进行安全管理必不可少，即便汞发生气化，也能够防止操作人员吸入。野村兴产将保护操作人员安全的运营经验也作为出口对象。技术部长藤原悌说：“《水俣公约》通过后，已有多家海外企业前来咨询。我们正在研究能否将安全管理汞的方法作为一项业务开展。”
《水俣公约》需要经过50个国家政府的批准，并在90天后正式生效。希望可以将日本拥有的技术和经验推广到海外，为减少汞灾害做出贡献。（作者：半泽智，日经技术在线！ 供稿）
