在能源发展的壮阔版图中，天然气以清洁高效的特质，成为全球能源转型的关键力量。然而，在其开发利用过程中，汞污染却如影随形。汞及其化合物的高毒性、腐蚀性，加之汞强大的挥发性与迁移性，严重威胁人类健康、生态环境以及千家万户的用气安全。面对这一全球性难题，中国石油勘探开发研究院首席专家李剑教授勇担重任，在气田汞污染控制领域开展了艰苦卓绝的科研攻关，用智慧与汗水交出守护绿水青山的时代答卷。
汞污染：全球危机下的中国挑战
汞的危害早已跨越地域界限，成为全球性的环境与健康难题。在大气中，汞能随风远扬，进行远距离迁移;进入环境后，它如同“顽固分子”般持久存在，难以降解;在生态系统中，汞更是通过食物链不断累积富集，最终将危害指向人类。当空气中汞含量达到0.1mg/立方米时，慢性中毒悄然降临;一旦升至1.2mg/立方米，急性中毒的危险便如影随形。1953年日本水俣湾事件，2227人中毒、255人死亡的惨痛教训，警示着世人汞污染的严重性。
为应对汞的危机，2013年国际社会通过《关于汞的水俣公约》，我国作为首批签约国积极履行责任。但在国内天然气生产领域，汞污染同样严峻。汞作为天然气中一种常见组分，是一种有害重金属元素，不仅威胁生产安全，还可能随天然气进入千家万户。在生产过程中，汞广泛存在于天然气、气田水等介质中，其中，转化生成的有机汞毒性更强;并且汞对铝制设备也具有极强的腐蚀性。1973年阿尔及利亚Skikada LNG厂铝制换热器因汞腐蚀爆炸致27人死亡的悲剧。福山油田LNG厂、中石化雅克拉集气处理站等因汞腐蚀引发的事故，造成重大经济损失与安全隐患。因此，高含汞气田脱汞迫在眉睫。
李剑团队对克拉2气田进行汞含量检测
四大难题：横亘在前的科研壁垒
我国气田脱汞之路，困难重重，四大难题如同四座大山，横亘在科研工作者面前。
首先，汞的富集与分布规律模糊不清。在广袤的气田地下世界，汞究竟如何富集，在天然气处理过程中又怎样分布，这些关键问题一直没有明确答案。缺乏对这些规律的清晰认知，就如同在黑暗中摸索，无法高效预测高含汞天然气的勘探发现，也难以制定科学有效的汞污染防治策略。
其次，检测技术滞后是重大瓶颈。现有天然气中汞检测技术操作繁琐复杂，适用性差，面对不同气体组分条件的气田，常“力不从心”。无法快速、准确地检测汞含量，就难以掌握汞污染的实际情况，更无法为汞污染防治提供有力的数据支撑。
再者，低成本高效的天然气脱汞技术匮乏。由于我国气田气质条件复杂多样，不同气田天然气汞含量差异极大，而国内外可借鉴的成功经验有限，现有的脱汞技术难以直接套用。寻找适合我国气田气质条件的高效脱汞技术，成为亟待解决的关键问题。
最后，脱汞剂的困境同样突出。国内常用的载硫活性炭脱汞剂主要适用于烟道气，难以满足气田脱汞需求。而适用于气田脱汞的载金属硫化物高效脱汞剂长期依赖进口，且受国外垄断，价格昂贵，这无疑给油气田生产带来了沉重的经济负担。
李剑团队对克拉2气田进行汞含量检测
创新突破：李剑团队的科研突围
面对重重困难，李剑项目组以“敢教日月换新天”的魄力，开启科研突围。团队采用理论研究、室内评价与现场试验相结合的方法，从基础理论到应用实践层层突破。
在理论创新上，李剑带领团队深入研究，创立天然气中汞富集理论。通过大量实地调研、数据分析与实验，揭示“天然气成因类型、气源岩成熟度、储层温度与深度、硫化环境”等主控因素的汞富集规律，建立了科学的预测方法。以此为指导，成功发现12个高含汞气田，并明确天然气集输-处理过程中汞的分布规律，为脱汞工程奠定坚实理论基础。
在检测技术研发方面，团队攻克芳香烃干扰难题，研发出可高效检测多相态、多形态汞的技术，检测效率提升5倍，形成的行业标准获得推广应用。借助该技术，完成全国天然气汞含量普查，建立数据库，为汞污染防治提供关键数据支撑。
在脱汞剂与脱汞技术研发上，团队实现重大突破。自主研发的天然气脱汞剂成功打破国外垄断，价格下降60%，年节约资金超6000万元，在多个处理站应用效果显著;研发的气田高效脱汞技术在塔里木、大庆等多个油田推广应用，累计建成45套脱汞装置，处理高含汞天然气超2000亿方，减少汞排放超200吨，保障了超3亿多居民的用气安全，有力践行了绿色发展理念。
李剑团队考察泰国湾海上天然气田脱汞工程
辉煌成果：引领行业的中国智慧
深耕天然气及伴生资源研究领域30余载，李剑以卓越的科研智慧与不懈探索，带领团队在行业关键技术攻关中铸就非凡成就。其项目组聚焦气田汞污染控制难题，成功构建起具有完整自主知识产权的技术体系，实现核心技术国产化与自主可控。经戴金星、胡文瑞、黄维和、赵文智、邹才能等诸位院士鉴定为整体国际领先水平。目前已斩获22项发明专利、11项实用新型专利，发表65篇学术文章，编制3项行业标准，成为气田污染治理领域的标杆成果。李剑个人围绕天然气中汞研究，发表13篇专业论文，出版《天然气脱汞技术》等3部专著，获8项专利授权并编制1项标准，成为行业技术创新的核心引领者。
科研实践中，李剑不仅在汞污染控制技术上实现突破，更系统研发天然气及氦气、汞等伴生资源特色评价技术，创新构建富集理论与资源评价体系，有效破解深层-超深层天然气勘探及氦气资源开发的技术瓶颈。凭借系列重大科研成果，李剑荣获国家自然科学二等奖，揽获31项省部级奖项(含11项一等奖)，两次入选“十大地质科技进展”，并摘得孙越崎优秀青年科技奖、黄汲清青年地质科技奖等殊荣。其学术影响力同样斐然，300多篇学术论文被引超万次， 81篇SCI、118篇EI收录论文及5篇“领跑者F5000”成果，跻身中国高被引学者TOP1%，22部专著、37项发明专利与12项标准的丰硕产出，彰显着他在学术与实践领域的双重卓越。全国优秀科技工作者、中国科学人2024年科技领军人物，入选国家新世纪百千万人才工程，被评为国家有突出贡献的中青年专家，享受国务院政府特殊津贴等称号，是对其科研贡献的高度认可。
李剑团队在气田汞污染控制技术上的突破，是科技创新与责任担当的生动诠释，不仅保障了中国含汞气田的安全绿色开发，更以“中国方案”为全球气田汞污染防治提供了示范样本。面向未来，团队将持续深耕能源绿色发展领域，以科技创新为笔，在守护生态环境、保障能源安全的征程中续写辉煌篇章。(文/王依)
转自：今日头条
