Hg的污染及治理

2014-6-13汞金属汞的物理化学性质及主要用途汞的毒性与危害汞在环境中的存在汞的去除方法汞治理实例物理化学性质及主要用途汞，是常温下唯一呈液态的金属。汞的化学性质不活拨，在一般情况下，汞不易发生化学变化，可以在自然状况下以游离态存在；1.ONE不溶于水，能溶于类脂类物质，易溶于硝酸及硫酸，但不与碱液反应，汞和汞的化合物都具有毒性。汞很容易与几乎所有的普通金属形成合金，如Na、K、Ag、An、Zn、Cd、Sn、Pb等金属，形成汞齐(或称汞合金)等特殊物质；

2.TWO金属活跃性低于锌和镉，且不能从酸溶液中置换出氧。通常情况下，汞多以+1或者+2价的形式存在，很少有+3价的汞化合物存在。在一般情况下Hg2+与S2-有很强的亲合性，一旦与S2-相遇，便能迅速合成具有相对性稳定的HgS；

3.THREE

汞与同族元素锌、镉相比，具有明显的特异性：(1)挥发性较强，汞在常温下就容易挥发；(2)汞的氧化还原电位较高，容易还原成金属状态；(3)汞能以Hg2Cl2-价态存在；(4)汞化合物具有共价性、挥发性和流动性。

温度计、血压计、电池、荧光灯、农药、颜料（如朱砂，是高质量的颜料，用于印泥，另外朱砂也是一种矿石中药材）等；PVC生产、汞法烧碱、混汞冶金、气焊切割等；口腔科以银汞齐填补龋齿；汞还可作为钚反应堆的冷却剂等。多种产品多种工艺

其它汞Hg用途123汞的毒性以及对人体健康的危害主要取决于它的化学形态，汞主要以单质汞、无机汞和有机汞三种形式存在于自然界；单质汞的毒性不大，经食物和饮水途径摄入的金属汞一般不会引起中毒；但具有高度扩散性和较大脂溶性的金属汞蒸气侵入呼吸道的时候，会有较少部分通过血脑屏障而进入脑组织，并在脑组织中被氧化成汞离子，这些汞离子就会脑造成损害；毒性与危害在一般情况下，有机汞的毒性强于无机汞，有机汞中毒性最大是甲基汞（较强的脂溶性）。美国毒物和疾病登记署/美国国家环保局优先控制污染物名单中汞的位置仅次于铅、砷处于第三位。4在环境中的存在地壳岩石中汞在地壳、出露岩石地壳的丰度分别为7.0ug/kg和13ug/kg土壤中我国背景区土壤汞含量为0.006-0.27mg/kg；世界范围内土壤中汞的背景含量是0.01-0.5mg/kg天然水体中大气中生物体中甲基汞在野生鱼类体内富集的现象已成共识。通过食物链，汞能够累积和放大，导致了食鱼的鸟类体内的总汞含量高达0.89-30mg/kg。环境中汞的甲基化和生物富集环境中任何形式的汞均可转化为剧毒的甲基汞，称为汞的甲基化。某些含有甲基钴氨素的微生物可将甲基转移给无机汞而形成甲基汞。在厌氧的条件下合成甲基汞的速度比需氧的条件下要慢得多。甲基汞脂溶性较强，鱼体富含脂肪，故汞能被鱼吸收并蓄积起来，而汞的转化和排出又很缓慢，使它能长期保存在鱼体中，使鱼体内的甲基汞的浓度随年龄和体重的增加而增大。汞的环境卫生标准汞是自然界广泛存在的元素，各种食物中均含有微量的汞，通常每人每天从食物中摄入汞约5-20ug。发汞50ug/g和血汞0.4ug/g是引起成人汞中毒神经症状的最低汞量。为此WHO提出每人每周总汞摄入量不得超过0.3mg，其中甲基汞不得超过0.2g汞的防和治迫在眉睫！为了管理和控制环境汞污染，我国制定了汞在各种环境中的限量标准：地面谁、饮用水、农业灌溉水均为0.001mg/L，居民区大气日平均允许标准为0.0003mg/m3，车间空气中金属汞的允许标准为0.01mg/m3水俣是日本的一座城市，20世纪中期曾发生严重的汞污染事件。2013年1月19日，联合国环境规划署通过了旨在全球范围内控制和减少汞排放的国际公约《水俣公约》。《水俣公约》开出了有关限制汞排放的清单。首先是对含汞类产品的限制。规定2020年前禁止生产和进出口的含汞类产品包括了电池、开关和继电器、某些类型的荧光灯、肥皂和化妆品等。公约认为，小型金矿和燃煤电站是汞污染的最大来源。中国虽为全球最大的汞生产国、使用国和排放国，但对汞的研究基础十分薄弱，汞的排放来源、排放总量、污染特征以及大尺度迁移规律等情况一直没有摸清，关于汞污染控制与减排技术的研发也严重滞后。现状中国作为首批签署国之一，也是汞使用量和排放量最大的国家，今后将面临空前巨大的限汞压力。土壤中的汞热解吸土壤修复技术通过直接或间接加热土壤，使其中的汞挥发出去，达到净化土壤的作用，该方法具有操作简单、处理效率高和效果好等优点，近年来逐渐被用于处理汞污染土壤。由于汞矿的开采和冶炼，对土壤造成严重的汞污染，其中贵州省万山矿区土壤汞含量最高可达790mg/kg。目前，土壤汞修复的方法主要有客土法、淋洗法、固化稳定化法、生物修复法和热解吸法等。去除方法废水中的汞常用的含汞废水处理方法有化学沉淀法、电解法、微生物法、金属还原法、离子交换法等，但这些方法一般在重金属离子浓度较高的情况下适用，且易引起二次污染。当废水中的重金属离子浓度在100mg/L以下时，传统的处理废水方法则会出现处理效果不明显或治理成本偏高。治理实例活性炭脱汞技术对于高效并且廉价经济的吸附剂的开发是广大学者的研究重点。目前活性炭对烟气中汞的脱除技术主要采用烟气中喷入粉末状活性炭，以及将烟气通过颗粒活性炭吸附床。将活性炭吸附床安置于脱硫装置和除尘器之后，作为烟气排入大气的最后一个清洁装置，增大了活性炭可利用的表面积以及碳和汞的接触时间，提高了活性炭的利用率，在0.5-6.0g/m3气体中汞的捕获率可达75%。缺点是当活性炭颗粒尺寸较小时会引起较大压降，且需要增加设备、占地和初投资大。

在烟气中喷入活性炭是目前研究最为成熟和集中的烟气脱汞技术，美国目前已将向炉内喷洒活性炭粉末应用到垃圾焚烧炉的汞污染控制中，在中等碳汞比时脱汞率>90%，但如果应用到燃煤电站的汞控制中，达到90%的脱除率，每脱除0.45kg汞的费用为2.5万-7.0万美元，成本过高，不具有实际应用价值。废水脱汞技术在实际应用中,为达到废水中汞的质量浓度0.05mg/L的排放标准,硫化物的加入量一般都高于理论计算值,但过量的硫化物不仅会带来硫的二次污染,且过量的硫离子还能和硫化汞继续反应,生成溶于水的汞络合离子而使废水的处理效果变差。此外,硫化沉淀法生成的硫化汞极细,不易沉淀或过滤去除,通常需加入絮凝剂进行絮凝沉淀。利用硫化钠处理含汞废水已有小试实验研究报道。其具体方法:将废水的pH调至9-10,然后投入理论值12倍的硫化钠,就可使废水中的汞含量低于国家排放标准,也可用硫氢化钠代替硫化物,经硫氢化钠和明矾絮凝沉淀处理后的废水,汞质量浓度可从25mg/L降至0.006-0.05mg/L。无论采用何种方法都不能使重金属分解破坏,因此含重金属离子废水的治理只能是转移重金属离子存在的位置或改变其物理化学状态。若只注重废水本身的处理,而视浓缩产物的回收、利用或无害化处理,任其再次流失于环境中,就会造成严重的二次污染,这是我国在含重金属离子废水治理中同时面临的突出问题。显然,含重金属离子废水的治理在我国任重道远。问题与展望AB传统物理和化学方法有其优点，也有局限性。其中离子交换法、铁盐或明矾混凝法及活性炭吸附法能将含汞量将至3μg/L以下，采用硫化物沉淀加混凝的传统沉淀法时，出水汞含量可以控制在10～20μg/L范围内。其他一些方法，尤其是供小规模处理的还原法,也可得到较低的出水汞浓度。而在微生物处理方法中，自然形成的菌种耐汞能力非常差，只能处理含汞浓度低的废水。目前，投菌活性污泥法在废水处理中的应用范围在逐渐扩大，同时取得了很好的效果。但未见其用于含汞废水的处理，问题在于：（1）投加的菌株能否在短时间内与活性污泥系统结合，并且成为优势菌种；（2）菌体流失问题，用固定化技术及菌种间的自然絮凝可以使菌体流失问题得到改善；

（3）甲基汞的剧毒性会破坏活性污泥系统的平衡，可考虑逐渐提高汞离子的浓度，增强系统对其耐受能力。无论采取何种技术，无论效率高低，但都是在含汞工业废水产生之后采取的应对措施，最关键的应是减少含汞废水中的浓度。因此，必须进行生产工艺的改革，做到生产过程中不用汞或少用汞，降低汞的排放量，其次才是对含汞废水进行回收和适当处理。C总结重金属污染日益严重，各种污染事件频频发生，重金属污染治理刻不容缓。

技术种类较多，但成熟技术极少。尤其国内技术起步晚，应用少，需要进一步开发适合国情的工艺，积极推动产业技术进步。

重金属污染治理由单一的治理方式向多种重金属联合治理、多区域综合治理、多种治理技术的复合方式发展，出现多学科、多领域的交叉发展。