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摘要:文章介绍了水体中汞的来源、存在形态、污染特征及其危害,综述了含汞废水的不同处理方法,最后对含汞废水的污染控制提出了建议。
关键词:汞;来源;污染特征;含汞废水的处理方法
汞是一种具有挥发性的有毒重金属元素,在常温、常压下唯一以液态形式存在的金属,呈银白色,化学性质稳定,不溶于酸也不溶于碱,常温下即可蒸发。汞具有熔点低、比重大、沸点高、导电性能好及均匀的膨胀系数等特点,使其在工业、农业、科学技术、交通运输、医药卫生及国防等领域中得到广泛应用[1]。
汞蒸气和汞的化合物多有剧毒,尤见甲基汞的毒性最强。汞是具有持久性、易迁移性和高度生物蓄积性的化学品,环境中各种形态的汞均可在一定条件下转化为剧毒的甲基汞[2],汞还可长距离传输、远距离沉降,易造成跨界污染,成为区域性问题,联合国环境规划署已将其列为全球性污染物。
1、水体中汞的来源、存在形态及危害。
我国是存在原生汞生产的国家,原生汞在我国的需求量很大并被广泛使用,但汞矿的开采却带来了巨大的环境风险。我国汞生产、使用及排放现状不容乐观。
水体中汞的来源主要是由于人们对汞处理应用不当或者汞矿、金矿、氯碱化工厂、汞齐法回收贵金属、有色金属冶炼厂、农药厂、电池、日光灯管以及体温计等的生产,另外,制药、化妆品、医院实验室等也有一定量的含汞废水的排放,含汞污染物主要存在于排污口附近的底泥和悬浮物中。
废水中的汞除无机汞状态外,还以各种有机化合物形式存在的。环境中任何形式的汞(金属汞、无机二价汞、芳基汞和烷基汞等),在一定条件下,均可转化为具有剧毒的甲基汞。甲基汞有一甲基汞(Hg+-CH3)和二甲基汞(CH3-Hg-CH3)。1967年,瑞典学者S.Jensen和Jerndov等指出淡水水体底泥中厌氧细菌可使无机汞甲基化,形成甲基汞和二甲基汞。日本学者研究发现,在水中有醋酸、乙醛、甲醇、乙醇、木醇等有机化合物共存时,经紫外线、日光照射后产生甲基游离基可使氯化汞甲基化[3]。
2、水环境中汞的危害。
20世纪50年代,震惊世界的八大公害事件之一“水俣病”,就是由于一家乙醛厂排出的废水中含有甲基汞,废水排入水俣湾,甲基汞在鱼体内富集,人们长期食用含甲基汞的鱼类,引起人体中枢神经系统发生病变。这次日本水俣病共造成5172人患病,730人死亡。1972年伊拉克用甲基汞和乙基汞杀菌剂处理种子而发生的汞中毒事件中有459人死亡[1]。
有研究证明,元素汞和有机汞化合物可能对肾脏和免疫系统产生危害,而甲基汞可以对神经系统和心脑血管造成威胁。甲基汞具有在食物链中的富集能力,最终进入人体,对人类的身体健康造成影响,因此,水环境中汞污染的危害越来越引起人们的担心。
3、废水中汞的控制技术
目前,含汞废水的处理方法有:沉淀法、电解法、离子交换法、活性炭吸附法和组合工艺处理法。
(1)沉淀法:
沉淀法分为混凝沉淀和硫化沉淀两种。混凝沉淀法的原理是在含汞废水中加入混凝剂(石灰、铁盐、铝盐),在pH为8-10的弱碱性条件下形成氢氧化物絮凝体,利用絮凝体,使汞共沉淀析出。一般铁盐效果较铝盐好。硫化沉淀法是报道较多的一种沉淀法。该方法是将硫化钠投入含汞废水中,利用Hg2+与S2-的强烈亲合力,生成溶度极小的硫化汞而将汞从溶液中除去。吴秀英等[4]采用硫化钠处理青岛电池厂含汞废水进行小试和生产性试验,处理结果显示废水中含汞量低于国家标准,效果较好,沉渣化学性质稳定,可在中小型化工行业推广。硫化沉淀法被广泛应用在美国等国家的氯碱厂汞污染的控制。该方法适用处理不同浓度、不同种类的汞盐,汞离子浓度较高时,应首选化学沉淀法。据报道,沉淀法汞的去除率可达95%-99.9%。
该方法的不足之处:(1)易引起水质硬化,对含低浓度汞的废水处理不彻底,易导致二次污染。(2)受沉淀剂、环境条件和工艺控制参数的影响,出水浓度很难达到排放标准,因此还需进一步处理。
(2)电解法
电解法是利用金属的电化学性质,在直流电作用下,汞化合物在阳极离解成汞离子,在阴极还原成金属汞,而除去废水中的汞。该方法适合处理含高浓度无机汞废水。该方法的缺点是水中的汞离子浓度不能降得很低,电耗较大,投资成本高,容易产生汞蒸汽,形成二次污染。
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