汞是一種具有揮發(fā)性的有毒重金屬元素，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)。汞具有熔點低、比重大、沸點高、導(dǎo)電性能好及均勻的膨脹系數(shù)等特點，使其在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科學(xué)技術(shù)、交通運輸、醫(yī)藥衛(wèi)生及國防等領(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，汞還可長距離傳輸、遠(yuǎn)距離沉降，易造成跨界污染，成為區(qū)域性問題，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署已將其列為全球性污染物。

  本次講解從水體中汞的來源、存在形態(tài)、污染特征及其危害，綜述了含汞廢水的不同處理方法，最后對含汞廢水的污染控制提出了建議。

1、水體中汞的來源、存在形態(tài)及危害。

我國是存在原生汞生產(chǎn)的國家，原生汞在我國的需求量很大并被廣泛使用，但汞礦的開采卻帶來了巨大的環(huán)境風(fēng)險。我國汞生產(chǎn)、使用及排放現(xiàn)狀不容樂觀。

水體中汞的來源主要是由于人們對汞處理應(yīng)用不當(dāng)或者汞礦、金礦、氯堿化工廠、汞齊法回收貴金屬、有色金屬冶煉廠、農(nóng)藥廠、電池、日光燈管以及體溫計等的生產(chǎn)，另外，制藥、化妝品、醫(yī)院實驗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。

廢水中的汞除無機(jī)汞狀態(tài)外，還以各種有機(jī)化合物形式存在的。環(huán)境中任何形式的汞(金屬汞、無機(jī)二價汞、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(Hg+-CH3)和二甲基汞(CH3-Hg-CH3)。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)菌可使無機(jī)汞甲基化，形成甲基汞和二甲基汞。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，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[3]。

2、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，甲基汞在魚體內(nèi)富集，人們長期食用含甲基汞的魚類，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)汞化合物可能對腎臟和免疫系統(tǒng)產(chǎn)生危害，而甲基汞可以對神經(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越引起人們的擔(dān)心。

3、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和硫化沉淀兩種。混凝沉淀法的原理是在含汞廢水中加入混凝劑(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，使汞共沉淀析出。一般鐵鹽效果較鋁鹽好。硫化沉淀法是報道較多的一種沉淀法。該方法是將硫化鈉投入含汞廢水中，利用Hg2+與S2-的強(qiáng)烈親合力，生成溶度極小的硫化汞而將汞從溶液中除去。吳秀英等[4]采用硫化鈉處理青島電池廠含汞廢水進(jìn)行小試和生產(chǎn)性試驗，處理結(jié)果顯示廢水中含汞量低于國家標(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)用在美國等國家的氯堿廠汞污染的控制。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，應(yīng)首選化學(xué)沉淀法。據(jù)報道，沉淀法汞的去除率可達(dá)95%-99.9%。

該方法的不足之處：(1)易引起水質(zhì)硬化，對含低濃度汞的廢水處理不徹底，易導(dǎo)致二次污染。(2)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機(jī)汞廢水。該方法的缺點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)生汞蒸汽，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脂吸附含汞廢水中的汞離子。樹脂上的巰基對汞離子有很強(qiáng)的吸附能力，吸附在樹脂上的汞，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，它適合處理含低濃度汞的廢水。研究表明，先經(jīng)一級處理再用離子交換法進(jìn)行處理，離子交換效果最佳。一般離子交換法處理含汞廢水后無機(jī)汞的最低出水含量為1-5ug/L。而我們進(jìn)口杜笙專用除汞樹脂CH-95或CH-97，處理后汞的排放可以做到5ppt以下，比國家規(guī)定的1ppb的排放標(biāo)準(zhǔn)要低很多。在國內(nèi)外的氯堿廠有很多的運行的案例。

(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，我國有些工廠已用此法處理含汞廢水，但該法價格昂貴，而且只適用于處理低濃度的含汞廢水。廢水濃度過高時，可先進(jìn)行一級處理，再用活性炭吸附處理。根據(jù)相關(guān)資料，該方法適用于含汞量為1-2 mgL-1以下的廢水，經(jīng)活性炭吸附法處理后，出水汞濃度可降至0.01-0.05 mgL-1。

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)，因此溫度低對吸附反應(yīng)有利?；钚蕴繉τ袡C(jī)汞的脫除作用比對無機(jī)汞更為有效。用活性炭處理含汞較高的廢水，處理效率約為85-99%。

該種處理方法的缺點：活性炭的用量會很大，再生設(shè)備少，再生費用高，深度處理精度不是很高。

(5)組合處理技術(shù)的應(yīng)用

黃鳴榮等人，采用“硫化物沉淀法—混凝法—超濾—活性炭法組合工藝”對氯堿行業(yè)電石法生產(chǎn)聚氯乙烯過程中VCM工序產(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%，超濾對硫化物沉淀法出水有明顯的除汞效果，出水汞含量穩(wěn)定在20ppb左右，并能有效延長活性炭的飽和周期。本組合工藝易于操作，有較好的處理效果，具有一定的實用價值。但就現(xiàn)在氯堿行業(yè)，離子膜燒堿除汞工藝來說，一般都會在此組合工藝后，再增加一級除汞樹脂的工藝，一般是串聯(lián)運行的設(shè)計方式，保證末端尾水穩(wěn)定在1PPB以下。

(6)其他方法

超導(dǎo)磁分離技術(shù)是新研制出的一項超導(dǎo)磁體應(yīng)用技術(shù)。該技術(shù)是借助磁場力的作用，對不同磁性的物質(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，尚未實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。

3、結(jié)論與建議

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)，針對不同含汞廢水的特征，可以選擇合適的治理方法。

建議如下：1、源頭控制，減少汞污染物的排放。2、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)對含汞污染物的控制。3、加大對含汞廢物的監(jiān)控和處理研究，特別是對甲基汞的降解處理，避免其進(jìn)入食物鏈，對人類健康產(chǎn)生重大影響。

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小吳

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