Badania emisji rtęci wykonujemy dwoma akredytowanymi metodami:

• metodą zgodną z normą PN-EN 13211+AC:2006 w celu określenia ogólnej zawartości rtęci w fazie gazowej i pyłowej
• metodą ASTM International - D 6784-02 (ONTARIO) w celu określenia ogólnej zawartości rtęci w fazie gazowej i pyłowej z uwzględnieniem specjacji Hg w fazie gazowej, tj. udziału form Hg0 i Hg2

Dlaczego badania specjacji rtęci są ważne?

Rtęć zawarta w węglu, w procesie spalania w kotle, odparowuje do formy elementarnej Hg0, która w trakcie chłodzenia gazów spalinowych, reagując z innymi produktami spa­la­nia ulega częściowemu utlenieniu do formy Hg2+ (m.in. HgCl2, HgO, HgSO4 i HgS). Ponadto część rtęci adsorbuje się na powierzchni cząstek popiołu lotnego (fazy pyłowej) jako tzw. rtęć Hg(p). Przemiany fizyczne i chemiczne jakim pod­lega rtęć w procesie spalania węgla zostały przedstawione na rysunku 1.2.

Rtęć obecna w węglu, zarówno powiązana z substancją mineralną (głównie z pirytem FeS2, cynobrem HgS) jak i organiczną, jest uwalniana w wysokich temperaturach (powy­żej 1400°C) w formie rtęci gazowej na zerowym stopniu utlenienia (Hg0) (temperatura wrzenia 357°C pod ciśnieniem 1 atm, prężność par 0,180 Pa w temperaturze 20°C). W środowisku chemicznym gazów spalinowych, wraz z obniżaniem się ich temperatury, rtęć atomowa Hg0(g) może pozostać w niezmienionej postaci lub przereagować do formy utlenionej Hg22+ lub Hg2+. Z tych dwóch utlenionych form rtęci, w gazach spalinowych, dominującą formą, ze względu na bardzo niskie koncentracje tego metalu (na poziomie kilku - kilkudziesięciu mg Hg/m3), jest forma Hg2+. W temperaturach poniżej 400°C, rtęć Hg0 może być utleniona do formy Hg2+ lub do formy zaadsorbowanej na cząstkach pyłów (popiołów lotnych) Hg(p). Wyniki badań wskazują, że w zależności od rodzaju kotła, warunków spalania węgla w kotle, typu węgla, zawartości w węglu m.in. Hg, Cl, Br, S, Ca i Fe, ilości popiołu lotnego i zawartości w nim części palnych (pierwiastka C) od 20 do 95% rtęci Hg0 jest transformowane do innych form, głównie Hg2+ i Hg(p).

Rtęć gazowa (Hg0) charakteryzuje się dużą lotnością, obojętnością chemiczną i niską rozpuszczalnością w wodzie. Ta forma rtęci pozostaje w atmosferze przez okres od pół roku do dwóch lat i może być przenoszona na bardzo duże odległości przyczyniając się do globalnego zanieczyszczenia środowiska tym metalem ciężkim.

Pozostałe formy rtęci występujące w gazach spalinowych tzn. Hg2+ oraz Hg(p), w porów­naniu z rtęcią metaliczną, wykazują mniejszą lotność, większą reaktywność chemiczną i lepszą rozpuszczalność w wodzie. Natomiast ich średni „czas życia" w atmosferze jest znacznie krótszy i wynosi od kilku dni do maksymalnie kilku tygodni.

Ze względu na swoje właściwości, forma rtęci (Hg0) jest bardzo niekorzystna zarówno ze względu na możliwość jej usuwania z gazów spalinowych, jak również rozprzestrzeniania się we wszystkich elementach środowiska nawet na bardzo duże odległości. Dlatego z punktu widzenia ograniczenia emisji rtęci do atmosfery, najkorzystniejszy jest jak największy udział formy utlenionej w spalinach opuszczających kocioł.