环境监测实验室中汞污染及防治

沈叶民 沈磊 刘勇

摘要：为了监测环境质量，环境监测实验室需要进行大量的实验来监测和分析大气、水体、土壤，在这些实验中，含汞试剂的使用是难免的，由此引发的汞污染对人体和环境都会造成巨大的危害。针对此种情况，有必要订立相应的防治措施，对汞污染加以控制和治理，以保护实验室环境和实验人员的健康。本文将从汞污染的危害、特征以及其在环境监测实验室中的产生机理入手，探究有针对性的防治措施，希望能藉此将汞污染对环境监测实验室造成的危害抑制在最低。

关键词：环境监测实验室；汞污染；防治措施

中图分类号：X83文献标识码： A

汞污染是一种对人体的危害非常严重的污染，在大气、水体、土壤中都有分布，而环境监测实验室由于在日常工作中需要使用大量的含汞试剂，所以是汞污染的主要源头之一。这些汞污染不仅会危害实验人员自身的健康，而且各种含汞污染物一旦流入外部环境，更会令污染进一步扩大，危害整个环境。因此针对环境监测实验中产生的汞污染进行治理一直是环境科学的重要课题。

一、汞污染的常见危害和特征

（一）金属态汞的危害和特征

作为唯一的常温液态金属，金属态的汞会挥发成气态，经由呼吸系统累积在人的脑部，导致慢性的汞中毒。不过环境监测实验室使用和接触的汞以汞的化合物为主，汞的单质金属状态并不多见。

（二）无机类汞化合物的危害和特征

这种汞化合物主要包括各种汞盐，常见的有汞的硫化物、氯化物等。这些化合物中的汞通常以离子态存在，可以被呼吸道与胃肠道吸收进而危害脑部或内脏，不过因为可以排出，所以只要不是大量摄入，危害就较小。

（三）有机类汞化合物的危害和特征

有机类的汞化合物分两种：烷基汞的特点是不易排出，因此积累性极强，会引起慢性中毒；烷氧基汞与苯基汞的特点则是易降解，因为会降解成为汞离子，所以毒理作用和上述无机类汞化合物极其类似。

二、汞污染在环境监测实验室中的产生机理

（一）针对水体中化学需氧量测定的重铬酸钾法

该种测定方法的一大特征是会被氯离子的含量所影响，因此一旦需测定水体中包含的氯离子含量达到每升30毫克以上，就要以掩蔽剂——硫酸汞进行掩蔽。通常情况下，硫酸汞的使用量为每单位水样400毫克，以这个用量来说，实验后每单位的废水至少要以5.4立方米的清水进行稀释，否则无法达到国家的排放标准。

（二）针对水体中氨氮量测定的纳氏试剂比色法

该种测定方法所用的显色剂——纳氏试剂有两种不同的配方，第一种配方的主要成分是氢氧化钾、碘化钾、二氯化汞，第二种配方的主要成分是碘化钾、碘化汞。二种配方的共同特点是都含有无机类汞化合物，而且含量很高。以第一种配方为例，100毫升的试剂中，氯化汞含量为2.5克，即每升试剂汞含量高达18.46克。单位样品中，纳氏试剂的使用量为1.5毫升，换算可知，汞含量为27.7毫克。

（三）针对大气中氨含量测定的纳氏试剂比色法

虽然同样使用纳氏试剂比色法测定氨类含量，但是由于测定的样品并非水体而是大气，所以用作显色剂的纳氏试剂在配方上与测定水体所用的试剂有所区别。以前述第一种配方为例，同样是100毫升的纳氏试剂，仅需1.7克的氯化汞即可，每升试剂的含汞量也仅有12.6克，比水体用试剂的汞含量要低，而且每单位样品所用的纳氏试剂也仅为水体检测的三分之一，即0.5毫升，换算后的含汞量为6.28毫克左右，所以该类测定引起的汞污染比同类试剂的水体测定要轻得多。

（四）针对大气中二氧化硫含量测定的四氯汞盐-盐酸副玫瑰苯胺比色法

大气中二氧化硫的含量一直是环境监测实验的主要测定内容，其测定方法需要使用吸收液。通常情况下，吸收液是实验室自行配制的四氯汞钾溶液，配制指标是每1000毫升溶液中四氯汞钾量浓度0.04，其中包括0.07克的乙二胺四乙酸二钠盐、6克的氯化钾、10.9克的二氯化汞，每升含汞量8.05克。值得注意的是，该方法所用的气体样品通常不是采取到实验室中，而是在室外选定采样点，每个采样点准备5毫升吸收液，直接采取10升到20升的流态气体。

（五）针对土壤中总汞测定的冷原子吸收分光光度法

该方法需要使用汞的标准溶液，其配制过程分三步：最初使用的主原料是二氯化汞，配制得到的是标准贮备溶液；之后以标准贮备溶液为原料配出标准中间溶液，需要注意的是，该溶液的保存期限有限，通常仅为三个月左右，因此配制要定期进行，以对溶液加以补充；最后在实际使用之前，取未过期的标准中间溶液配制出标准使用溶液。

三、汞污染在环境监测实验室中的防治措施。

（一）从理念上加强汞污染防治的认识

环境监测实验室从根本上来说是由人来管理的，因此凡是会参与环境监测实验的人员，无论是专业实验员还是学生或老师，都应认识到汞污染的巨大危害，这样才能自动自觉地贯彻各项汞污染的防治措施。实验人员不只要对汞污染的危害有所了解，更要了解环境监测实验中会产生汞污染的各项实验机理，这样才能做到有效控制、妥善处理，并为未来进一步优化汞污染的防治技术打下基础。

（二）从技术上强化汞污染防治的手段

技术层面上对汞污染的防治思路有两种，一种是优化环境监测技术本身，从根源上抑制汞污染的产生，另一种是优化汞污染废液的处理技术，尽可能降低汞污染对人体和环境的危害。具体来说，前者的具体措施包括选择含汞量尽可能低的试剂，如果必须选用高含汞量的试剂，则选择毒性相对较低的试剂；开发和引进更先进的测试仪器，令试剂的使用量和使用频率都尽可能减少；应用不同于传统监测方式的新方法，避免含汞试剂的使用。

例如，在测定水体中的化学需氧量时，可以不使用重铬酸钾，用其他氧化剂代替，目前有尝试使用的氧化剂包括羟基、臭氧、高锰酸钾等，使用这些氧化剂进行的水体化学需氧量测定实验，废水中不含汞，而且铬含量也得以大大降低。后者的具体措施主要是提高各种废液的处理率和回收率，目前最常用的手段是以硫化物将废液中的汞处理为硫化汞沉淀，以硫化铁吸收沉淀物后再排出清液，此外，电解法、金属还原法等也是较为常用的方法。

（三）从制度上优化汞污染防治的策略

目前许多环境监测实验室对含汞试剂有滥用的倾向，这从源头上对汞污染的防治产生了不利影响。以高校的环境监测实验室为例，部分高校对要用到汞试剂的实验安排不合理，导致实验次数被迫增加，而且部分教师在实验演示时所用汞试剂过多，既对当堂学生的健康不利，又为事后的汞污染处理造成困难。因此高校建立的环境监测实验室需要更合理地安排实验课程，提升课程效率，降低汞试剂的使用频率，同时引入微实验的理念，减少实验试剂用量，以减轻汞污染的危害。以环境监测机构的环境监测实验室为例，实验监测人员要提高汞试剂的使用效率，只要不对监测数据的准确程度造成影响，汞试剂的使用量越少越好，为此需要与上文的技术优化相结合。

结语：

目前建有环境监测实验室的机构主要有两种，一种是开设相关专业的高校，另一种是专门的环境监测站。前者的汞污染防治需要校方予以重视，由实验室的管理人员与教师为主导，制定严格的汞污染防治措施；后者的汞污染防治则需要政府部门的支持，予以资金、政策等各方面的协助，令环境监测实验室能真正成为环境保护的重要基础，而不是沦为环境污染的主要源头。

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