Hg的污染及治理

1、LOGO2014-6-13汞金屬汞金屬汞的汞的物理化學(xué)性質(zhì)及主要用途物理化學(xué)性質(zhì)及主要用途汞汞的毒性與危害的毒性與危害汞在環(huán)境中的存在汞在環(huán)境中的存在汞的去除方法汞的去除方法汞治理實(shí)例汞治理實(shí)例物理化學(xué)物理化學(xué)性質(zhì)及主要用途性質(zhì)及主要用途汞，是常溫下唯一呈液態(tài)的金屬。汞的化學(xué)性質(zhì)不活撥，在一般情況下，汞不易發(fā)生化學(xué)變化，可以在自然狀況下以游離態(tài)存在；不溶于水，能溶于類脂類物質(zhì)，易溶于硝酸及硫酸，但不與堿液反應(yīng)，汞和汞的化合物都具有毒性。汞很容易與幾乎所有的普通金屬形成合金，如Na、K、Ag、An、Zn、Cd、Sn、Pb等金屬，形成汞齊汞齊(或稱汞合金)等特殊物質(zhì)；金屬活躍性低于鋅和鎘，且不能從

2、酸溶液中置換出氧。通常情況下，汞多以+1或者+2價(jià)的形式存在，很少有+3價(jià)的汞化合物存在。在一般情況下Hg2+與S2-有很強(qiáng)的親合性，一旦與S2-相遇，便能迅速合成具有相對(duì)性穩(wěn)定的HgS；v 汞與同族元素鋅、鎘相比，具有明顯的特異性：(1)揮發(fā)性較強(qiáng)，汞在常溫下就容易揮發(fā)；(2)汞的氧化還原電位較高，容易還原成金屬狀態(tài)；(3)汞能以Hg2Cl2-價(jià)態(tài)存在；(4)汞化合物具有共價(jià)性、揮發(fā)性和流動(dòng)性。溫度計(jì)、血壓計(jì)、電池、熒光燈、農(nóng)藥、溫度計(jì)、血壓計(jì)、電池、熒光燈、農(nóng)藥、顏料（如朱顏料（如朱砂，是砂，是高質(zhì)量的高質(zhì)量的顏料，用于印泥，另外顏料，用于印泥，另外朱砂也是一種朱砂也是一種礦石礦石中藥材）

3、等；中藥材）等；PVC生產(chǎn)生產(chǎn)、汞法、汞法燒堿、燒堿、混汞冶金混汞冶金、氣焊切割等；氣焊切割等；口腔科以口腔科以銀汞齊填補(bǔ)齲齒；汞還可銀汞齊填補(bǔ)齲齒；汞還可作為钚反應(yīng)堆的作為钚反應(yīng)堆的冷卻劑等。冷卻劑等。多種產(chǎn)品多種產(chǎn)品多種工藝多種工藝 其它其它汞汞Hg用途用途123汞的汞的毒性以及對(duì)人體健康的危害主要取決于它的毒性以及對(duì)人體健康的危害主要取決于它的化學(xué)形態(tài)，化學(xué)形態(tài)，汞汞主主要要以以單質(zhì)汞、無(wú)機(jī)單質(zhì)汞、無(wú)機(jī)汞汞和有機(jī)汞三和有機(jī)汞三種形式存在于種形式存在于自然界；自然界；單質(zhì)汞的毒性不大，經(jīng)食物和飲水途徑攝入的金屬汞一般不會(huì)引單質(zhì)汞的毒性不大，經(jīng)食物和飲水途徑攝入的金屬汞一般不會(huì)引起中毒；起中

4、毒；但具有高度擴(kuò)散性和較大脂溶性的但具有高度擴(kuò)散性和較大脂溶性的金屬汞蒸氣金屬汞蒸氣侵入呼吸道的侵入呼吸道的時(shí)候，時(shí)候，會(huì)有會(huì)有較少較少部分通過(guò)部分通過(guò)血腦屏障而進(jìn)入腦血腦屏障而進(jìn)入腦組織，并組織，并在腦組織中被在腦組織中被氧化氧化成汞離子，這些汞離子就成汞離子，這些汞離子就會(huì)腦造成會(huì)腦造成損害；損害；毒性與危害毒性與危害在在一般情況一般情況下下，有機(jī)汞的有機(jī)汞的毒性強(qiáng)于無(wú)機(jī)汞，毒性強(qiáng)于無(wú)機(jī)汞，有機(jī)汞中有機(jī)汞中毒性毒性最大是最大是甲基汞（較強(qiáng)的脂溶甲基汞（較強(qiáng)的脂溶性性）。美國(guó)）。美國(guó)毒物和疾病登記署毒物和疾病登記署/美國(guó)國(guó)家環(huán)保局美國(guó)國(guó)家環(huán)保局優(yōu)先優(yōu)先控制污染物名單控制污染物名單中汞的中汞的

5、位置僅次于鉛、砷處于第三位置僅次于鉛、砷處于第三位。位。4在環(huán)境中的存在在環(huán)境中的存在地殼地殼巖石中巖石中汞在汞在地殼、出露巖石地殼的豐度分別為地殼、出露巖石地殼的豐度分別為7.0ug/kg和和13ug/kg土壤中土壤中我國(guó)我國(guó)背景區(qū)背景區(qū)土壤汞含量土壤汞含量為為0.006-0.27mg/kg；世界；世界范圍范圍內(nèi)內(nèi)土壤土壤中中汞的汞的背景含量背景含量是是0.01-0.5mg/kg天然水體中天然水體中大氣大氣中中生物體生物體中中甲基汞在甲基汞在野生魚類體內(nèi)富集的現(xiàn)象已成共識(shí)。通過(guò)野生魚類體內(nèi)富集的現(xiàn)象已成共識(shí)。通過(guò)食物鏈，汞食物鏈，汞能夠能夠累積和累積和放大，導(dǎo)致放大，導(dǎo)致了食魚的鳥類了食魚的

6、鳥類體內(nèi)的總汞含量體內(nèi)的總汞含量高高達(dá)達(dá)0.89-30mg/kg。環(huán)境中汞的甲基環(huán)境中汞的甲基化和生物富集化和生物富集環(huán)境中任何形式的汞均可轉(zhuǎn)化為劇毒的甲基汞，稱為汞的甲基化。某些含有甲基鈷氨素的微生物可將甲基轉(zhuǎn)移給無(wú)機(jī)汞而形成甲基汞。在厭在厭氧的條件下合成甲基汞氧的條件下合成甲基汞的速度比需氧的條件下的速度比需氧的條件下要慢得要慢得多。多。甲基汞脂溶性較強(qiáng)，魚體富含脂肪，故汞能被魚吸收并蓄積起來(lái)，而汞的轉(zhuǎn)化和排出又很緩慢，使它能長(zhǎng)期保存在魚體中，使魚體內(nèi)的甲魚體內(nèi)的甲基汞的濃度隨年齡和體基汞的濃度隨年齡和體重的增加而增大。重的增加而增大。汞的環(huán)境衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)汞的環(huán)境衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)汞是自然界廣泛存在的元

7、素，各種食物中均含有微量的汞，通常每人每天從食物中攝入汞約5-20ug。發(fā)汞50ug/g和血汞0.4ug/g是引起成人汞中毒神經(jīng)癥狀的最低汞量。為此WHO提出每人每周總汞攝入量不得超過(guò)0.3mg，其中甲基汞不得超過(guò)0.2g汞的防和治迫在眉睫！汞的防和治迫在眉睫！為了管理和控制環(huán)境汞污染，我國(guó)制定了汞在各種環(huán)境中的限量標(biāo)準(zhǔn)：地面誰(shuí)、飲用水、農(nóng)業(yè)灌溉水均為0.001mg/L，居民區(qū)大氣日平均允許標(biāo)準(zhǔn)為0.0003mg/m3，車間空氣中金屬汞的允許標(biāo)準(zhǔn)為0.01mg/m3v 水俁是日本的一座城市，20世紀(jì)中期曾發(fā)生嚴(yán)重的汞污染事件。2013年1月19日，聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署通過(guò)了旨在全球范圍內(nèi)控制和減少

8、汞排放的國(guó)際公約水俁公約。v 水俁公約開出了有關(guān)限制汞排放的清單。首先是對(duì)含汞類產(chǎn)品的限制。規(guī)定2020年前禁止生產(chǎn)和進(jìn)出口的含汞類產(chǎn)品包括了電池、開關(guān)和繼電器、某些類型的熒光燈、肥皂和化妝品等。公約認(rèn)為，小型金礦和燃煤電站是汞污染的最大來(lái)源。v 中國(guó)雖為全球最大的汞生產(chǎn)國(guó)、使用國(guó)和排放國(guó)，但對(duì)汞的研究基礎(chǔ)十分薄弱，汞的排放來(lái)源、排放總量、污染特征以及大尺度遷移規(guī)律等情況一直沒(méi)有摸清，關(guān)于汞污染控制與減排技術(shù)的研發(fā)也嚴(yán)重滯后?，F(xiàn)狀現(xiàn)狀中國(guó)作為首批簽署國(guó)之一，也是汞使用量和排放量最大中國(guó)作為首批簽署國(guó)之一，也是汞使用量和排放量最大的國(guó)家，今后將面臨空前巨大的限汞的國(guó)家，今后將面臨空前巨大的限汞壓

9、力。壓力。v土壤中的土壤中的汞汞熱解吸土壤修復(fù)技術(shù)通過(guò)直接或間接加熱土壤，使其中的汞揮發(fā)出去，達(dá)到凈化土壤的作用，該方法具有操作簡(jiǎn)單、處理效率高和效果好等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)逐漸被用于處理汞污染土壤。由于汞礦的開采和冶煉，對(duì)土壤造成嚴(yán)重的汞污染，其中貴州省萬(wàn)山礦區(qū)土壤汞含量最高可達(dá) 790 mg/kg。目前，土壤汞修復(fù)的方法主要有客土法、淋洗法、固化穩(wěn)定化法、生物修復(fù)法和熱解吸法等。去除方法去除方法v廢水中的汞廢水中的汞常用的含汞廢水處理方法有化學(xué)沉淀法、電解法、微生物法、金屬還原法、離子交換法等，但這些方法一般在重金屬離子重金屬離子濃度較高濃度較高的情況下適用，且易引起二次污染。當(dāng)廢水中的重金屬離子

10、濃度在100mg/L 以下時(shí)，傳統(tǒng)的處理廢水方法則會(huì)出現(xiàn)處理效果不明顯或治理成本偏高。治理實(shí)例治理實(shí)例v活性炭脫汞技術(shù)活性炭脫汞技術(shù)對(duì)于對(duì)于高效并且廉價(jià)經(jīng)濟(jì)的吸附劑的高效并且廉價(jià)經(jīng)濟(jì)的吸附劑的開發(fā)是開發(fā)是廣大學(xué)者的研廣大學(xué)者的研究究重點(diǎn)。重點(diǎn)。目前活性炭對(duì)煙氣中汞的脫除技術(shù)主要采用煙氣中噴入粉末狀活性炭，以及將煙氣通過(guò)顆粒活性炭吸附床。將活性炭吸附床安置于脫硫裝置和除塵器之后，作為煙氣排入大氣的最后一個(gè)清潔裝置，增大了活性炭可利用的表面積以及碳和汞的接觸時(shí)間，提高了活性炭的利用率，在 0.5-6.0 g/m3氣體中汞的捕獲率可達(dá)75%。缺點(diǎn)是當(dāng)活性炭顆粒尺寸較小時(shí)會(huì)引起較大壓降，且需要增加設(shè)備

11、、占地和初投資大。 在煙氣中噴入活性炭是目前研究最為成熟和集中的煙氣脫汞技術(shù)，美國(guó)目前已將向爐內(nèi)噴灑活性炭粉末應(yīng)用到垃圾焚燒爐的汞污染控制中，在中等碳汞比時(shí)脫汞率90%，但如果應(yīng)用到燃煤電站的汞控制中，達(dá)到90%的脫除率，每脫除 0.45 kg 汞的費(fèi)用為 2.5 萬(wàn)-7.0萬(wàn)美元，成本過(guò)高，不具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。v廢水廢水脫脫汞技術(shù)汞技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中,為達(dá)到廢水中汞的質(zhì)量濃度0.05mg/L的排放標(biāo)準(zhǔn),硫化物的加入量一般都高于理論計(jì)算值,但過(guò)量的硫化物不僅會(huì)帶來(lái)硫的二次污染,且過(guò)量的硫離子還能和硫化汞繼續(xù)反應(yīng),生成溶于水的汞絡(luò)合離子而使廢水的處理效果變差。此外,硫化沉淀法生成的硫化汞極細(xì),不易

12、沉淀或過(guò)濾去除,通常需加入絮凝劑進(jìn)行絮凝沉淀。利用硫化鈉處理含汞廢水已有小試實(shí)驗(yàn)研究報(bào)道。其具體方法:將廢水的pH調(diào)至9-10,然后投入理論值12倍的硫化鈉,就可使廢水中的汞含量低于國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn),也可用硫氫化鈉代替硫化物,經(jīng)硫氫化鈉和明礬絮凝沉淀處理后的廢水,汞質(zhì)量濃度可從25mg/L降至0.006-0.05mg/L。無(wú)論采用何種方法都不能使重金屬分解破壞,因此含重金屬離子廢水的治理只能是轉(zhuǎn)移重金屬離子存在的位置或改變其物理化學(xué)狀態(tài)。若只注重廢水本身的處理,而視濃縮產(chǎn)物的回收、利用或無(wú)害化處理,任其再次流失于環(huán)境中,就會(huì)造成嚴(yán)重的二次污染,這是我國(guó)在含重金屬離子廢水治理中同時(shí)面臨的突出問(wèn)題。顯

13、然,含重金屬離子廢水的治理在我國(guó)任重道遠(yuǎn)。問(wèn)題與展望問(wèn)題與展望AB傳統(tǒng)物理和化學(xué)方法有其優(yōu)點(diǎn) ，也有局限性。其中離子交換法、鐵鹽或明礬混凝法及活性炭吸附法能將含汞量將至 3g/L以下 ，采用硫化物沉淀加混凝的傳統(tǒng)沉淀法時(shí) ，出水汞含量可以控制在 1020g/L范圍內(nèi)。其他一些方法 ，尤其是供小規(guī)模處理的還原法 ,也可得到較低的出水汞濃度。而在微生物處理方法中 ，自然形成的菌種耐汞能力非常差 ，只能處理含汞濃度低的廢水。目前 ，投菌活性污泥法在廢水處理中的應(yīng)用范圍在逐漸擴(kuò)大 ，同時(shí)取得了很好的效果。但未見其用于含汞廢水的處理 ，問(wèn)題在于：（1）投加的菌株能否在短時(shí)間內(nèi)與活性污泥系統(tǒng)結(jié)合 ，并且成

14、為優(yōu)勢(shì)菌種 ； （2）菌體流失問(wèn)題 ，用固定化技術(shù)及菌種間的自然絮凝可以使菌體流失問(wèn)題得到改善； （3）甲基汞的劇毒性會(huì)破壞活性污泥系統(tǒng)的平衡 ，可考慮逐漸提高汞離子的濃度 ，增強(qiáng)系統(tǒng)對(duì)其耐受能力。無(wú)論采取何種技術(shù)，無(wú)論效率高低，但都是在含汞工業(yè)廢水產(chǎn)生之后采取的應(yīng)對(duì)措施，最關(guān)鍵的應(yīng)是減少含汞廢水中的濃度。因此，必須進(jìn)行生產(chǎn)工藝的改革，做到生產(chǎn)過(guò)程中不用汞或少用汞，降低汞的排放量，其次才是對(duì)含汞廢水進(jìn)行回收和適當(dāng)處理。C總總 結(jié)結(jié)重金屬污染日益嚴(yán)重，各種污染事件頻頻發(fā)生，重金屬污染治理刻不容緩。技術(shù)種類較多，但成熟技術(shù)極少。尤其國(guó)內(nèi)技術(shù)起步晚，應(yīng)用少，需要進(jìn)一步開發(fā)適合國(guó)情的工藝，積極推動(dòng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步。重金屬污染治理由單一的治理方式向多種重金屬聯(lián)合治理、多區(qū)域綜合治理、多種治理