環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室中汞污染的來(lái)源及其防治

何 佳

(欽州市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站，廣西欽州535000)

環(huán)境監(jiān)測(cè)站的職能是監(jiān)測(cè)分析當(dāng)?shù)丨h(huán)境質(zhì)量和污染物的排放情況，在監(jiān)測(cè)分析過(guò)程中常會(huì)產(chǎn)生大量的含汞廢液。汞是對(duì)人體劇毒的金屬元素，實(shí)驗(yàn)室含汞廢液的產(chǎn)生，可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染，并對(duì)監(jiān)測(cè)分析人員的身體健康產(chǎn)生極大的危害。因此有必要對(duì)實(shí)驗(yàn)室中含汞廢液的產(chǎn)生來(lái)源進(jìn)行分析，找出合理可行的汞污染防治對(duì)策。

1 汞的毒性及危害［1］

汞是常溫下唯一的液態(tài)金屬，銀白色，易流動(dòng)，密度 13.59g/m3，熔點(diǎn) －38.9℃，沸點(diǎn)356.6℃，蒸氣比重6.9。汞在常溫下即能揮發(fā)，汞蒸氣易被墻壁或衣物吸附，常形成持續(xù)的污染空氣的二次汞源。微量的汞在人體內(nèi)不致引起危害，可經(jīng)尿、糞和汗液等途徑排出體外，如數(shù)量過(guò)多，即可損害人體健康。汞對(duì)人體的危害主要累及中樞神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)及腎臟，此外對(duì)呼吸系統(tǒng)、皮膚、血液及眼睛也有一定影響。

汞毒可分為金屬汞、無(wú)機(jī)汞和有機(jī)汞三種。金屬汞和無(wú)機(jī)汞損傷肝臟和腎臟，但一般不在身體內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間停留而形成積累性中毒。有機(jī)汞如Hg(CH3)2等不僅毒性高，能傷害大腦，而且比較穩(wěn)定，在人體內(nèi)停留的半壽命長(zhǎng)達(dá)70d之久，所以即使劑量很少也可累計(jì)致毒。大多數(shù)汞化合物在污泥中微生物的作用下就可轉(zhuǎn)化成Hg(CH3)2。不同種類的汞及汞化物進(jìn)入人體后，會(huì)蓄積在不同部位，從而造成這些部位的損傷。如金屬汞主要蓄積在腎和腦，無(wú)機(jī)汞主要蓄積在腎臟，而有機(jī)汞主要蓄積在血液及中樞神經(jīng)系統(tǒng)。汞也可通過(guò)胎盤屏障進(jìn)入胎兒體內(nèi)，使胎兒的神經(jīng)元從中心腦部到外周皮層部分的移動(dòng)受到抑制，導(dǎo)致大腦麻痹。

2 環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室中汞污染的主要來(lái)源

(1)重鉻酸鉀法測(cè)定化學(xué)需氧量。測(cè)定水中化學(xué)需氧量的方法通常是采用《水質(zhì) 化學(xué)需氧量的測(cè)定重鉻酸鹽法》 (GB11914－89)。當(dāng)被測(cè)水樣中氯離子含量超過(guò)30mg/L時(shí)，需要使用硫酸汞(HgSO4)作為掩蔽劑，以減少水中的氯離子對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響。一般需要在每個(gè)水樣中加入0.4g硫酸汞，含汞270mg。

(2)納氏試劑分光光度法測(cè)定水中的氨氮。測(cè)定水中氨氮的方法通常是采用《水質(zhì)氨氮的測(cè)定納氏試劑分光光度法》 (HJ535－2009)。此監(jiān)測(cè)方法需用納氏試劑作顯色劑，而納氏試劑中含有大量的汞。以HJ535－2009中第一種配制方法為例，配制100ml的納氏試劑需用2.5g氯化汞(HgCl2)、5g碘化鉀 (KI)和15g氫氧化鉀，相當(dāng)于含汞量18.46g/L。測(cè)定每個(gè)樣品需用1.5ml納氏試劑作顯色劑，約含汞27.7mg。

(3)納氏試劑分光光度法測(cè)定空氣和廢氣中的氨。測(cè)定空氣和廢氣中氨的方法通常是采用《環(huán)境空氣和廢氣氨的測(cè)定納氏試劑分光光度法》(HJ533－2009)。此監(jiān)測(cè)方法也需用納氏試劑作顯色劑。配制100ml的納氏試劑需用1.7g氯化汞(HgCl2)、3.5g碘化鉀 (KI)和12g氫氧化鈉，相當(dāng)于含汞量12.56g/L。測(cè)定每個(gè)樣品需用0.5ml納氏試劑作顯色劑，約含汞6.28mg。

(4)納氏試劑光度法測(cè)定大氣降水中的銨鹽。測(cè)定大氣降水中銨鹽的方法通常是采用《大氣降水中銨鹽的測(cè)定納氏試劑光度法》(GB 13580.11－92)。此監(jiān)測(cè)方法也需用納氏試劑作顯色劑。配制100ml的納氏試劑需用2.5g氯化汞 (HgCl2)、5 g碘化鉀 (KI)和15g氫氧化鉀，相當(dāng)于含汞量18.46g/L。測(cè)定每個(gè)樣品需用0.5ml納氏試劑作顯色劑，約含汞9.23mg。

(5)原子熒光法測(cè)定水和廢水中的汞。測(cè)定水和廢水中汞的方法通常是采用《水質(zhì)汞的測(cè)定原子熒光光度法》(SL327.2－2005)。在進(jìn)行樣品測(cè)定的同時(shí)，需要配制汞標(biāo)準(zhǔn)溶液。先用汞標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液 (1000 mg/L)配制汞標(biāo)準(zhǔn)中間液 (1.0mg/L)，再用汞標(biāo)準(zhǔn)使用液 (0.01mg/L)配制標(biāo)準(zhǔn)系列。由于汞標(biāo)準(zhǔn)中間液的保存期只有約3個(gè)月，故需經(jīng)常配制。以每年配制汞標(biāo)準(zhǔn)中間液4次來(lái)計(jì)算，每次配制1000ml，則每年共需要1000mg/L的汞標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液4ml，即含汞4mg。

(6)測(cè)定環(huán)境空氣和廢氣中的汞。測(cè)定環(huán)境空氣和廢氣中汞的方法通常是采用《環(huán)境空氣 汞的測(cè)定巰基棉富集－冷原子熒光分光光度法 (暫行)》(HJ542－2009)以及《固定污染源廢氣 汞的測(cè)定冷原子吸收分光光度法 (暫行)》 (HJ543－2009)。在進(jìn)行樣品測(cè)定的同時(shí)，需要配制汞標(biāo)準(zhǔn)溶液。以HJ543－2009為例，先用汞標(biāo)準(zhǔn)貯備液(1000mg/L)配制汞標(biāo)準(zhǔn)中間液 (10mg/L)，再用汞標(biāo)準(zhǔn)使用液 (1mg/L)配制標(biāo)準(zhǔn)系列。由于汞標(biāo)準(zhǔn)中間液的保存期只有約3個(gè)月，故需經(jīng)常配制。以每年配制汞標(biāo)準(zhǔn)中間液4次來(lái)計(jì)算，每次配制100ml，則每年共需要1000mg/L的汞標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液4ml，即含汞4mg。

(7)原子熒光法測(cè)定土壤和沉積物中的汞。測(cè)定土壤和沉積物中汞的方法通常是采用《土壤質(zhì)量總汞、總砷、總鉛的測(cè)定原子熒光法 (第1部分:土壤中總汞的測(cè)定)》 (GB/T 22105.1－2008)以及《土壤和沉積物 汞、砷、硒、鉍、銻的測(cè)定微波消解/原子熒光法》 (HJ680－2013)。在進(jìn)行樣品測(cè)定的同時(shí)，需要配制汞標(biāo)準(zhǔn)溶液。以GB/T 22105.1－2008為例，先用汞標(biāo)準(zhǔn)貯備液(100mg/L)配制汞標(biāo)準(zhǔn)中間液 (1.0mg/L)，再用汞標(biāo)準(zhǔn)使用液 (20μg/L)配制標(biāo)準(zhǔn)系列。由于汞標(biāo)準(zhǔn)中間液的保存期只有約3個(gè)月，故需經(jīng)常配制。以每年配制汞標(biāo)準(zhǔn)中間液4次來(lái)計(jì)算，每次配制1000ml，則每年共需要100mg/L的汞標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液40ml，即含汞4mg。

(8)四氯汞鹽吸收法測(cè)定空氣中的二氧化硫。測(cè)定空氣中二氧化硫的方法通常采用《環(huán)境空氣二氧化硫的測(cè)定四氯汞鹽吸收－副玫瑰苯胺分光光度法》(HJ483－2009)。此監(jiān)測(cè)方法所用的四氯汞鉀吸收液中含有大量的汞。配制1000 ml的0.04mol/L四氯汞鉀吸收液需用10.9g二氯化汞(HgCl2)、6.0g氯化鉀 (KI)和0.070g乙二胺四乙酸二鈉鹽 (EDTA－Na2)，相當(dāng)于含汞量8.05g/L。一般測(cè)定環(huán)境空氣樣品每個(gè)點(diǎn)位每次采樣使用吸收液50ml，含汞402.5mg;污染源監(jiān)測(cè)每個(gè)點(diǎn)位每次采樣使用吸收液5ml，含汞40.25mg。

其余各監(jiān)測(cè)分析項(xiàng)目中幾乎不使用含汞試劑，故產(chǎn)生的含汞廢液可忽略不計(jì)。

3 環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室中汞污染的防治對(duì)策

3.1 提高實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)人員的環(huán)保意識(shí)

實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)人員應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)室汞污染的嚴(yán)重性，加強(qiáng)職業(yè)道德修養(yǎng)，充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中始終堅(jiān)持環(huán)境保護(hù)理念。每個(gè)人做到自覺地按規(guī)定量取用含汞藥品和試劑，規(guī)范操作，注意汞的回收，及時(shí)妥善地處置含汞廢液，養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)作風(fēng)和工作習(xí)慣。隨時(shí)關(guān)注和研究工作中各個(gè)環(huán)節(jié)是否實(shí)現(xiàn)了資源的合理利用，是否對(duì)環(huán)境的危害降到最低，是否對(duì)環(huán)境造成二次污染。

3.2 加強(qiáng)對(duì)含汞廢液的處理和回收

含汞廢液的處理方法通常使用硫化物沉淀法。即將含汞廢液調(diào)pH至8～10，加入過(guò)量硫化鈉，使其生成硫化汞沉淀，再加入硫酸亞鐵作為共沉淀劑，硫化鐵將水中懸浮的硫化汞微粒吸附而共沉淀，清液可排放，殘?jiān)捎萌蹮ɑ厥展?，或再制成汞鹽［2］。除此之外，還有許多方法可用于處理含汞廢液。如電解法是利用金屬的電化學(xué)性質(zhì)，在直流電作用下汞化合物在陽(yáng)極離解成汞離子、在陰極還原成金屬汞而除去廢水中的汞;離子交換法即用大孔巰基 (－SH)離子交換樹脂吸附汞離子，達(dá)到去除水中汞離子的目的;金屬還原法是利用銅、鋅、鋁、鎂、錳等毒性小而電極電位又低的金屬(屑或粉)從廢水中置換汞離子，其中以鐵和鋅效果較好［3］。在傳統(tǒng)的物理化學(xué)方法基礎(chǔ)上，如今又研制出了新的微生物法來(lái)處理含汞廢水［3］。各環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)注意選擇恰當(dāng)?shù)姆椒?，加?qiáng)對(duì)含汞廢液的處理和回收，盡量避免或減少含汞廢液對(duì)環(huán)境的危害。

3.3 推行清潔生產(chǎn)，改進(jìn)監(jiān)測(cè)技術(shù)

大力推行清潔生產(chǎn)理念，盡量選擇污染較小的分析方法，從源頭上減少含汞廢液對(duì)環(huán)境的污染。在保證監(jiān)測(cè)質(zhì)量的前提下，優(yōu)先采用無(wú)毒害、無(wú)污染或低毒害、低污染的試劑，盡量避免強(qiáng)毒性的試劑。廣泛采用現(xiàn)代測(cè)試儀器，減少化學(xué)試劑的用量。對(duì)于化學(xué)需氧量的測(cè)定方法，目前國(guó)際上有人使用高錳酸鉀、臭氧、羥基等作氧化劑來(lái)代替重鉻酸鉀，不僅可以避免使用含汞試劑，還可以減少?gòu)U水中鉻的含量?？諝庵卸趸虻臏y(cè)定方法目前許多監(jiān)測(cè)站已逐步轉(zhuǎn)換為甲醛吸收法 (HJ482－2009)，這樣避免了使用大量的含汞試劑。水和廢水中氨氮、空氣和廢氣中氨的測(cè)定方法應(yīng)盡快向水楊酸分光光度法 (HJ536－2009、HJ534－2009)轉(zhuǎn)換。大氣降水中銨鹽的測(cè)定方法可考慮采用離子色譜法［4］。

除此之外，可考慮在保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的前提下減少含汞試劑的使用量，例如蔡裕豐等［5］對(duì)納氏試劑光度法測(cè)定水和廢水中氨氮的分析方法進(jìn)行了改進(jìn)，水樣的取樣量由50ml改為10ml，納氏試劑的用量由1.5ml改為0.1ml，實(shí)驗(yàn)廢液減少了80%，納氏試劑的用量減少了93.3%，真正符合清潔分析、節(jié)能環(huán)保的要求，可帶來(lái)巨大的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。

3.4 提高對(duì)實(shí)驗(yàn)室汞污染治理的經(jīng)費(fèi)投入

在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的經(jīng)費(fèi)預(yù)算中增加汞污染治理方面的投入，用于進(jìn)行含汞廢水、廢氣以及固體廢物分類收集處理以及回收設(shè)施的建設(shè)。另外，可在各項(xiàng)監(jiān)測(cè)收費(fèi)中收取一定比例的廢物處理費(fèi)，作為實(shí)驗(yàn)室污染物處理的專項(xiàng)費(fèi)用。

4 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室的汞污染問(wèn)題已不容忽視，各級(jí)環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)予以高度重視，采取行之有效的方法和措施來(lái)防治實(shí)驗(yàn)室汞污染。政府部門也應(yīng)給予政策、資金的支持，建立全面、系統(tǒng)的污染防治方案，逐步推行，使環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室真正成為名副其實(shí)的環(huán)境保護(hù)實(shí)驗(yàn)室。

［1］萬(wàn)雙秀，王俊東．汞對(duì)人體神經(jīng)的毒性及其危害 ［J］．微量元素與健康研究，2005，22(2):67－69．

［2］王俊榮，蘇愛梅，趙榮芹．環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室存在的污染及處理方法［J］．安全與環(huán)境工程，2005，12(1):33－34．

［3］唐寧，柴立元，閔小波．含汞廢水處理技術(shù)的研究進(jìn)展 ［J］．工業(yè)水處理，2004，24(8):5－8．

［4］本書編委會(huì)．空氣和廢氣監(jiān)測(cè)分析方法 (第4版) ［M］．北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2003．

［5］蔡裕豐，徐立生．納氏試劑光度法測(cè)定水和廢水中氨氮方法的改進(jìn)［J］．環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊，2008，27(1):92－94．