原生汞采選冶行業(yè)含汞廢物污染特征及風(fēng)險(xiǎn)分析

李寶磊

摘 要：采用SEM二次電子掃描和X射線分析方法分析了我國(guó)原生汞采選冶行業(yè)產(chǎn)生的含汞廢物種類、產(chǎn)生過(guò)程及污染特征。結(jié)果表明，該行業(yè)含汞廢物風(fēng)險(xiǎn)較高的是冶煉粉塵、污泥，主要污染物為HgO和Hg。

關(guān)鍵詞：原生汞 污染特征 風(fēng)險(xiǎn)分析 廢石 尾礦渣 粉塵 污泥

中圖分類號(hào)：X506 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）01（b）-0096-02

2016年4月，全國(guó)人大常委會(huì)批準(zhǔn)了我國(guó)簽訂的《關(guān)于汞的水俁公約》，條約正式生效，含汞廢物作為汞公約的一個(gè)重要組成部分，其環(huán)境管理已提到重要日程上來(lái)。

我國(guó)原生汞采選冶行業(yè)是汞污染重點(diǎn)區(qū)域，目前我國(guó)汞礦資源主要集中在貴州、湖北、四川、湖南、陜西等省，2011年我國(guó)原生汞產(chǎn)量約1 000 t，生產(chǎn)企業(yè)很少，且部分企業(yè)已停產(chǎn)[1-3]。相關(guān)研究表明，原生汞采選冶企業(yè)的廢水、廢氣及車間內(nèi)氣體汞能夠?qū)崿F(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，而企業(yè)周圍土壤總汞超標(biāo)，同時(shí)產(chǎn)生大量含汞固廢，并且長(zhǎng)期堆存，對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生了危害[3-5]。

目前原生汞采選冶行業(yè)汞污染方面的研究缺乏對(duì)含汞廢物污染特性的研究并且沒(méi)有分析并篩選出高風(fēng)險(xiǎn)的含汞廢物。

該文在分析原生汞采選冶行業(yè)含汞廢物特性的基礎(chǔ)上，分別從廢物特性、產(chǎn)生特征、處置安全性、廢物流向及廢物危害性等角度全面分析與評(píng)估各類含汞廢物的風(fēng)險(xiǎn)，明確了含汞廢物的污染特性和風(fēng)險(xiǎn)狀況，為含汞廢物的風(fēng)險(xiǎn)管理提供了參考依據(jù)。

1 分析方法

1.1 方法步驟

目前我國(guó)原生汞采選冶行業(yè)主要工藝方法是浮選法+火法蒸餾[6]，針對(duì)某原生汞采選冶企業(yè)開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查與采樣，根據(jù)實(shí)際情況共采集固體樣品30個(gè)，包括廢石、尾礦渣、選礦粉塵、冶煉渣、冶煉粉塵、水處理含汞污泥樣品各5個(gè)。

固體樣品總汞含量分析采用《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）。

1.2 分析儀器

分析儀器見(jiàn)表1。

2 結(jié)果與討論

2.1 含汞廢物特性分析

含汞廢物特性分析主要包括形貌、化學(xué)成分、汞含量和危害性的分析。結(jié)果表明：（1）形貌特征：①?gòu)U石形貌：主要由灰色顆粒構(gòu)成，微孔較少，說(shuō)明采礦過(guò)程廢棄的廢石含汞很低。②尾礦渣形貌：主要由灰色基體構(gòu)成，其上散布少量亮白色顆粒，微孔很少，說(shuō)明選礦過(guò)程廢棄的尾礦渣含汞量較低。③選礦粉塵形貌：主要由灰色團(tuán)狀顆粒構(gòu)成，微孔較少，說(shuō)明選礦過(guò)程產(chǎn)生的粉塵含汞量較低。④冶煉渣形貌：主要由灰色基體構(gòu)成，其上散布少量亮白色顆粒，微孔較多，說(shuō)明冶煉渣含汞量較多。⑤冶煉粉塵形貌：由灰色和白色顆粒構(gòu)成，微孔細(xì)小繁多，說(shuō)明冶煉粉塵含汞量較多。⑥含汞污泥形貌：主要由灰白色顆粒組成，微孔狹小，說(shuō)明廢水中的汞累積在污泥中。（2）化學(xué)成分見(jiàn)表2：①冶煉渣、含汞污泥及冶煉粉塵含汞量較高，而廢石、尾礦渣、選礦粉塵含汞量較低。②所有含汞廢物的汞化合物包括HgO和Hg，其中廢石、尾礦渣O元素含量較高，說(shuō)明其汞化合物主要以HgO形式存在。③除汞外，這些含汞廢物中都包含一定量的Pb，同時(shí)廢石和尾礦渣還含有少量Sb。（3）汞含量分析：冶煉渣、含汞污泥及冶煉粉塵含汞量分別為1 025 mg/kg、4 200 mg/kg、2 955 mg/kg，說(shuō)明經(jīng)選礦富集后的汞精礦在冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的含汞廢物汞含量均很高；而廢石、尾礦渣和選礦粉塵的含汞量分別為248 mg/kg、332 mg/kg、187 mg/kg，相對(duì)較低。（4）危害性：①?gòu)男蚊步嵌确治?，冶煉粉塵和污泥主要由顆粒組成，微孔細(xì)小繁多，說(shuō)明汞化合物顆?；钚暂^強(qiáng)，容易進(jìn)入到環(huán)境中，其危害性較大，而尾礦渣和冶煉渣主要由灰色基體構(gòu)成，散布少量亮白色顆粒，微孔較少，廢石也是由灰色顆粒構(gòu)成，微孔較少，說(shuō)明它們中含汞化合物極少，活性較低，且不容易進(jìn)入到環(huán)境中，危害小。②從化學(xué)成分角度分析，冶煉渣、含汞污泥及冶煉粉塵含汞量較高，包含HgO和Hg，Hg的活性較強(qiáng)，容易進(jìn)入到環(huán)境中，對(duì)人體神經(jīng)系統(tǒng)、腎臟系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)及生殖系統(tǒng)造成損害，同時(shí)如果進(jìn)入到生物環(huán)境中容易在生物厭氧作用下轉(zhuǎn)化為甲基汞[2]。③從汞含量角度分析，汞含量高低順序?yàn)槲勰?gt;冶煉粉塵>冶煉渣>尾礦渣>廢石>采礦粉塵，因此，含汞廢物危害性高低順序?yàn)槲勰?gt;冶煉粉塵>冶煉渣>尾礦渣>廢石>采礦粉塵。

2.2 含汞廢物風(fēng)險(xiǎn)分析

根據(jù)原生汞采選冶行業(yè)含汞廢物污染特性分析結(jié)果，應(yīng)用德?tīng)柗茖＜曳ㄟM(jìn)行含汞廢物風(fēng)險(xiǎn)分析。結(jié)果表明，冶煉粉塵、含汞污泥的風(fēng)險(xiǎn)較高，而冶煉渣的風(fēng)險(xiǎn)一般，廢石、尾礦渣和選礦粉塵風(fēng)險(xiǎn)較低。主要原因是冶煉粉塵、含汞污泥的廢物特性和危害性大、處置安全性差，而廢石、尾礦渣和選礦粉塵的廢物特性、危害性及處置安全性、流向明確性均較好，只是產(chǎn)生量大。

3 結(jié)論

（1）原生汞采選冶行業(yè)主要含汞廢物為廢石、尾礦渣、選礦粉塵、冶煉渣、含汞污泥及冶煉粉塵。

（2）冶煉粉塵和污泥主要由灰白色顆粒組成，微孔繁多，主要汞化合物成分為HgO和Hg，活性較高，容易進(jìn)入到環(huán)境中，危害性大。而冶煉渣和尾礦渣多為炭基體構(gòu)成，其中汞化合物顆粒較少，微孔較少，其活性較低，不容易進(jìn)入到環(huán)境中，危害性小；廢石和選礦粉塵主要由灰色顆粒構(gòu)成，其汞含量極少，危害性很小。

（3）含汞廢物風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果表明，風(fēng)險(xiǎn)較高的是冶煉粉塵和水處理含汞污泥，需要重點(diǎn)管理，冶煉渣的風(fēng)險(xiǎn)一般，對(duì)其進(jìn)行汞回收后可作為一般廢物處理。廢石、尾礦渣、選礦粉塵的風(fēng)險(xiǎn)低，且流向明確，可以不必重點(diǎn)關(guān)注，但應(yīng)加強(qiáng)對(duì)其周圍土壤、地表水和地下水的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

參考文獻(xiàn)

[1] 王祖光，藍(lán)虹，吳建民，等.我國(guó)原生汞礦行業(yè)現(xiàn)狀及未來(lái)關(guān)停政策建議[J].北京：地球與環(huán)境，2014，42（5）：659-662.

[2] 張星垣.四川汞礦及成礦地質(zhì)條件[J].成都：四川地質(zhì)學(xué)報(bào)，1989，9（3）：43-48.

[3] 周瑞，林青，于躍，等.我國(guó)原生汞生產(chǎn)行業(yè)典型企業(yè)Hg的污染排放特征[J].環(huán)境科學(xué)研究，2016，29（5）：664-671.

[4] 徐平平.汞礦區(qū)汞污染的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究[D].濟(jì)南：山東師范大學(xué)，2013.

[5] 張國(guó)平，劉叢強(qiáng)，吳攀，等.貴州萬(wàn)山汞礦尾礦堆及地表水的環(huán)境地球化學(xué)特征[J].礦物學(xué)報(bào)，2004，24（3）：231-238.

[6] 菅小東，劉景洋.汞生產(chǎn)和使用行業(yè)最佳環(huán)境實(shí)踐[M].北京：中國(guó)環(huán)境出版社，2013：47-50.