原生汞采选冶行业含汞废物污染特征及风险分析

李宝磊

摘 要：采用SEM二次电子扫描和X射线分析方法分析了我国原生汞采选冶行业产生的含汞废物种类、产生过程及污染特征。结果表明，该行业含汞废物风险较高的是冶炼粉尘、污泥，主要污染物为HgO和Hg。

关键词：原生汞 污染特征 风险分析 废石 尾矿渣 粉尘 污泥

中图分类号：X506 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）01（b）-0096-02

2016年4月，全国人大常委会批准了我国签订的《关于汞的水俣公约》，条约正式生效，含汞废物作为汞公约的一个重要组成部分，其环境管理已提到重要日程上来。

我国原生汞采选冶行业是汞污染重点区域，目前我国汞矿资源主要集中在贵州、湖北、四川、湖南、陕西等省，2011年我国原生汞产量约1 000 t，生产企业很少，且部分企业已停产[1-3]。相关研究表明，原生汞采选冶企业的废水、废气及车间内气体汞能够实现达标排放，而企业周围土壤总汞超标，同时产生大量含汞固废，并且长期堆存，对周边环境产生了危害[3-5]。

目前原生汞采选冶行业汞污染方面的研究缺乏对含汞废物污染特性的研究并且没有分析并筛选出高风险的含汞废物。

该文在分析原生汞采选冶行业含汞废物特性的基础上，分别从废物特性、产生特征、处置安全性、废物流向及废物危害性等角度全面分析与评估各类含汞废物的风险，明确了含汞废物的污染特性和风险状况，为含汞废物的风险管理提供了参考依据。

1 分析方法

1.1 方法步骤

目前我国原生汞采选冶行业主要工艺方法是浮选法+火法蒸馏[6]，针对某原生汞采选冶企业开展现场调查与采样，根据实际情况共采集固体样品30个，包括废石、尾矿渣、选矿粉尘、冶炼渣、冶炼粉尘、水处理含汞污泥样品各5个。

固体样品总汞含量分析采用《土壤和沉积物汞、砷、硒、铋、锑的测定微波消解/原子荧光法》（HJ680-2013）。

1.2 分析仪器

分析仪器见表1。

2 结果与讨论

2.1 含汞废物特性分析

含汞废物特性分析主要包括形貌、化学成分、汞含量和危害性的分析。结果表明：（1）形貌特征：①废石形貌：主要由灰色颗粒构成，微孔较少，说明采矿过程废弃的废石含汞很低。②尾矿渣形貌：主要由灰色基体构成，其上散布少量亮白色颗粒，微孔很少，说明选矿过程废弃的尾矿渣含汞量较低。③选矿粉尘形貌：主要由灰色团状颗粒构成，微孔较少，说明选矿过程产生的粉尘含汞量较低。④冶炼渣形貌：主要由灰色基体构成，其上散布少量亮白色颗粒，微孔较多，说明冶炼渣含汞量较多。⑤冶炼粉尘形貌：由灰色和白色颗粒构成，微孔细小繁多，说明冶炼粉尘含汞量较多。⑥含汞污泥形貌：主要由灰白色颗粒组成，微孔狭小，说明废水中的汞累积在污泥中。（2）化学成分见表2：①冶炼渣、含汞污泥及冶炼粉尘含汞量较高，而废石、尾矿渣、选矿粉尘含汞量较低。②所有含汞废物的汞化合物包括HgO和Hg，其中废石、尾矿渣O元素含量较高，说明其汞化合物主要以HgO形式存在。③除汞外，这些含汞废物中都包含一定量的Pb，同时废石和尾矿渣还含有少量Sb。（3）汞含量分析：冶炼渣、含汞污泥及冶炼粉尘含汞量分别为1 025 mg/kg、4 200 mg/kg、2 955 mg/kg，说明经选矿富集后的汞精矿在冶炼过程中产生的含汞废物汞含量均很高；而废石、尾矿渣和选矿粉尘的含汞量分别为248 mg/kg、332 mg/kg、187 mg/kg，相对较低。（4）危害性：①从形貌角度分析，冶炼粉尘和污泥主要由颗粒组成，微孔细小繁多，说明汞化合物颗粒活性较强，容易进入到环境中，其危害性较大，而尾矿渣和冶炼渣主要由灰色基體构成，散布少量亮白色颗粒，微孔较少，废石也是由灰色颗粒构成，微孔较少，说明它们中含汞化合物极少，活性较低，且不容易进入到环境中，危害小。②从化学成分角度分析，冶炼渣、含汞污泥及冶炼粉尘含汞量较高，包含HgO和Hg，Hg的活性较强，容易进入到环境中，对人体神经系统、肾脏系统、免疫系统及生殖系统造成损害，同时如果进入到生物环境中容易在生物厌氧作用下转化为甲基汞[2]。③从汞含量角度分析，汞含量高低顺序为污泥>冶炼粉尘>冶炼渣>尾矿渣>废石>采矿粉尘，因此，含汞废物危害性高低顺序为污泥>冶炼粉尘>冶炼渣>尾矿渣>废石>采矿粉尘。

2.2 含汞废物风险分析

根据原生汞采选冶行业含汞废物污染特性分析结果，应用德尔菲专家法进行含汞废物风险分析。结果表明，冶炼粉尘、含汞污泥的风险较高，而冶炼渣的风险一般，废石、尾矿渣和选矿粉尘风险较低。主要原因是冶炼粉尘、含汞污泥的废物特性和危害性大、处置安全性差，而废石、尾矿渣和选矿粉尘的废物特性、危害性及处置安全性、流向明确性均较好，只是产生量大。

3 结论

（1）原生汞采选冶行业主要含汞废物为废石、尾矿渣、选矿粉尘、冶炼渣、含汞污泥及冶炼粉尘。

（2）冶炼粉尘和污泥主要由灰白色颗粒组成，微孔繁多，主要汞化合物成分为HgO和Hg，活性较高，容易进入到环境中，危害性大。而冶炼渣和尾矿渣多为炭基体构成，其中汞化合物颗粒较少，微孔较少，其活性较低，不容易进入到环境中，危害性小；废石和选矿粉尘主要由灰色颗粒构成，其汞含量极少，危害性很小。

（3）含汞废物风险分析结果表明，风险较高的是冶炼粉尘和水处理含汞污泥，需要重点管理，冶炼渣的风险一般，对其进行汞回收后可作为一般废物处理。废石、尾矿渣、选矿粉尘的风险低，且流向明确，可以不必重点关注，但应加强对其周围土壤、地表水和地下水的风险评估。

参考文献

[1] 王祖光，蓝虹，吴建民，等.我国原生汞矿行业现状及未来关停政策建议[J].北京：地球与环境，2014，42（5）：659-662.

[2] 张星垣.四川汞矿及成矿地质条件[J].成都：四川地质学报，1989，9（3）：43-48.

[3] 周瑞，林青，于跃，等.我国原生汞生产行业典型企业Hg的污染排放特征[J].环境科学研究，2016，29（5）：664-671.

[4] 徐平平.汞矿区汞污染的环境风险评价研究[D].济南：山东师范大学，2013.

[5] 张国平，刘丛强，吴攀，等.贵州万山汞矿尾矿堆及地表水的环境地球化学特征[J].矿物学报，2004，24（3）：231-238.

[6] 菅小东，刘景洋.汞生产和使用行业最佳环境实践[M].北京：中国环境出版社，2013：47-50.