含汞廢水污染特征及其污染防治措施

杜俊平

汞是一種具有揮發(fā)性的有毒重金屬元素，是在常溫、常壓下唯一以液態(tài)形式存在的金屬，呈銀白色，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不溶于酸也不溶于堿，常溫下即可蒸發(fā)。汞具有熔點(diǎn)低、比重大、沸點(diǎn)高、導(dǎo)電性能好，以及均勻的膨脹系數(shù)等特點(diǎn)，使其在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科學(xué)技術(shù)、交通運(yùn)輸、醫(yī)藥衛(wèi)生和國(guó)防等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。

汞蒸氣和汞的化合物多有劇毒，尤見(jiàn)甲基汞的毒性最強(qiáng)。汞是具有持久性、易遷移性和高度生物蓄積性的化學(xué)品，環(huán)境中各種形態(tài)的汞均可在一定條件下轉(zhuǎn)化為劇毒的甲基汞，汞還可長(zhǎng)距離傳輸、遠(yuǎn)距離沉降，易造成跨界污染，成為區(qū)域性問(wèn)題，聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署已將其列為全球性污染物。

水體中汞的來(lái)源、存在形態(tài)

我國(guó)是存在原生汞生產(chǎn)的國(guó)家，原生汞在我國(guó)的需求量很大并被廣泛使用，但汞礦的開(kāi)采卻帶來(lái)了巨大的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。我國(guó)汞生產(chǎn)、使用及排放現(xiàn)狀不容樂(lè)觀。

水體中汞的來(lái)源主要是由于人們對(duì)汞處理應(yīng)用不當(dāng)，或者汞礦、金礦、氯堿化工廠回收貴金屬、有色金屬冶煉廠、農(nóng)藥廠、電池、日光燈管，以及體溫計(jì)等的生產(chǎn)，另外，制藥、化妝品企業(yè)、醫(yī)院實(shí)驗(yàn)室等也有一定量的含汞廢水的排放，含汞污染物主要存在于排污口附近的底泥和懸浮物中。

廢水中的汞除無(wú)機(jī)汞狀態(tài)外，還以各種有機(jī)化合物形式存在。環(huán)境中任何形式的汞（金屬汞、無(wú)機(jī)二價(jià)汞、芳基汞和烷基汞等），在一定條件下，均可轉(zhuǎn)化為具有劇毒的甲基汞。甲基汞有一甲基汞和二甲基汞。1967年，瑞典學(xué)者S·Jensen和Jerndov等指出淡水水體底泥中厭氧細(xì)菌可使無(wú)機(jī)汞甲基化，形成一甲基汞和二甲基汞。日本學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，在水中有醋酸、乙醛、甲醇、乙醇、木醇等有機(jī)化合物共存時(shí)，經(jīng)紫外線、日光照射后產(chǎn)生甲基游離基可使氯化汞甲基化。

水環(huán)境中汞的危害

20世紀(jì)50年代，震驚世界的八大公害事件之一“水俁病”，就是由于一家乙醛廠排出的廢水中含有甲基汞，廢水排入水俁灣，甲基汞在魚(yú)體內(nèi)富集，人們長(zhǎng)期食用含甲基汞的魚(yú)類，引起人體中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生病變。這次日本水俁病共造成5172人患病，730人死亡。1972年，伊拉克用甲基汞和乙基汞殺菌劑處理種子而發(fā)生的汞中毒事件中有459人死亡。

有研究證明，元素汞和有機(jī)汞化合物可能對(duì)人體腎臟和免疫系統(tǒng)產(chǎn)生危害，而甲基汞可以對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)和心腦血管造成威脅。甲基汞具有在食物鏈中的富集能力，最終進(jìn)入人體，對(duì)人類的身體健康造成影響，因此，水環(huán)境中汞污染的危害越來(lái)越引起人們的擔(dān)心。

廢水中汞的控制技術(shù)

目前，含汞廢水的處理方法有：沉淀法、電解法、離子交換法、活性炭吸附法和組合工藝處理法。

（1）沉淀法。沉淀法分為混凝沉淀法和硫化沉淀法兩種?；炷恋矸ǖ脑硎窃诤瘡U水中加入混凝劑（石灰、鐵鹽、鋁鹽），在pH為8～10的弱堿性條件下形成氫氧化物絮凝體，利用絮凝體，使汞沉淀析出。一般鐵鹽效果較鋁鹽好。硫化沉淀法是報(bào)道較多的一種沉淀法。該方法是將硫化鈉投入含汞廢水中，生成溶度極小的硫化汞而將汞從溶液中除去。采用硫化鈉處理青島電池廠含汞廢水的生產(chǎn)性試驗(yàn)，處理結(jié)果顯示廢水中含汞量低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，效果較好，沉渣化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可在中小型化工行業(yè)推廣。硫化沉淀法被廣泛應(yīng)用在美國(guó)等國(guó)家的氯堿廠控制汞污染。該方法適用處理不同濃度、不同種類的汞鹽，汞離子濃度較高時(shí)，應(yīng)首選化學(xué)沉淀法。據(jù)報(bào)道，沉淀法汞的去除率可達(dá)95%～99.9%。

該方法的不足之處：一是易引起水質(zhì)硬化，對(duì)含低濃度汞的廢水處理不徹底，易導(dǎo)致二次污染。二是受沉淀劑、環(huán)境條件和工藝控制參數(shù)的影響，出水濃度很難達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，因此還需要進(jìn)一步處理。

（2）電解法。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。該方法適合處理含高濃度無(wú)機(jī)汞廢水。該方法的缺點(diǎn)是水中的汞離子濃度不能降得很低，電耗較大，投資成本高，容易產(chǎn)生汞蒸氣，形成二次污染。

（3）離子交換法。離子交換法是在離子交換器中進(jìn)行，用大孔巰基離子交換樹(shù)脂吸附含汞廢水中的汞離子。樹(shù)脂上的巰基對(duì)汞離子有很強(qiáng)的吸附能力，吸附在樹(shù)脂上的汞，可用濃鹽酸洗脫，定量回收。

離子交換法與沉淀法和電解法相比，它適合處理低濃度含汞的廢水。研究表明，先經(jīng)一級(jí)處理再用離子交換法進(jìn)行處理，離子交換效果最佳。離子交換法處理含汞廢水后無(wú)機(jī)汞的最低出水含量為1～5微克每升。該方法受廢水中雜質(zhì)的影響，以及交換劑品種、產(chǎn)量和成本的限制。

（4）活性炭吸附法。活性炭吸附法是比較成熟的含汞廢水處理方法。它能有效地吸附廢水中的汞，我國(guó)有些工廠已用此法處理含汞廢水，但該法價(jià)格昂貴，而且只適用于處理低濃度的含汞廢水。廢水濃度過(guò)高時(shí)，可先進(jìn)行一級(jí)處理，再用活性炭吸附處理。

影響活性炭吸附處理效果的因素較多，包括廢水與吸附劑的接觸時(shí)間、活性炭的結(jié)構(gòu)和孔隙大小、廢水中汞的初始形態(tài)和濃度、活性炭的用量和形式等。廢水的pH值和溫度對(duì)活性炭的吸附也有影響?；钚蕴恳话阍谒嵝詶l件下比在堿性條件下有較高的吸附量。吸附反應(yīng)通常是放熱反應(yīng)，因此溫度低對(duì)吸附反應(yīng)有利?；钚蕴繉?duì)有機(jī)汞的脫除作用比對(duì)無(wú)機(jī)汞更為有效。用活性炭處理含汞較高的廢水，處理效率為85%～99%。

該種處理方法的缺點(diǎn)：活性炭的供應(yīng)比較緊張，再生設(shè)備少，再生費(fèi)用高。

（5）組合處理技術(shù)的應(yīng)用。采用“硫化物沉淀法-混凝法-超濾-活性炭法組合工藝”對(duì)氯堿行業(yè)電石法生產(chǎn)聚氯乙烯過(guò)程中產(chǎn)生的含汞廢水進(jìn)行處理，結(jié)果顯示，汞去除率可達(dá)到99.95%，超濾對(duì)硫化物沉淀法出水有明顯的除汞效果，并能有效延長(zhǎng)活性炭的飽和周期。本組合工藝易于操作，有較好的處理效果，具有一定的實(shí)用價(jià)值。

（6）其他方法。超導(dǎo)磁分離技術(shù)是新研制出的一項(xiàng)超導(dǎo)磁體應(yīng)用技術(shù)。該技術(shù)是借助磁場(chǎng)力的作用，對(duì)不同磁性的物質(zhì)進(jìn)行分離的一種技術(shù)。采用超導(dǎo)高梯度磁分離技術(shù)可對(duì)含汞廢水進(jìn)行凈化分離，目前，該技術(shù)正處于科研階段，尚未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。

建議

隨著人們的研究摸索應(yīng)用，人們已經(jīng)掌握了各種成熟的含汞廢水的治理技術(shù)，針對(duì)不同含汞廢水的特征，可以選擇合適的治理方法。

建議如下：一是源頭控制，減少汞污染物的排放。二是減少向各環(huán)境要素（水、氣、渣、土壤）排放含汞廢物的源，加強(qiáng)對(duì)含汞污染物的控制。三是加大對(duì)含汞廢物的監(jiān)控和處理研究，特別是對(duì)甲基汞的降解處理，避免其進(jìn)入食物鏈，對(duì)人類健康產(chǎn)生重大影響。

（來(lái)源：《科學(xué)與財(cái)富》 發(fā)布日期：2017-03-22）