含汞废水污染特征及其污染防治措施

杜俊平

汞是一种具有挥发性的有毒重金属元素，是在常温、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，以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、医药卫生和国防等领域中得到广泛应用。

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，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將其列为全球性污染物。

水体中汞的来源、存在形态

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、化妆品企业、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。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。甲基汞有一甲基汞和二甲基汞。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，形成一甲基汞和二甲基汞。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。

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。

有研究证明，元素汞和有机汞化合物可能对人体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。

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法和硫化沉淀法两种。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，生成溶度极小的硫化汞而将汞从溶液中除去。采用硫化钠处理青岛电池厂含汞废水的生产性试验，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控制汞污染。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：一是易引起水质硬化，对含低浓度汞的废水处理不彻底，易导致二次污染。二是受沉淀剂、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，因此还需要进一步处理。

（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，容易产生汞蒸气，形成二次污染。

（3）离子交换法。离子交换法是在离子交换器中进行，用大孔巯基离子交换树脂吸附含汞废水中的汞离子。树脂上的巯基对汞离子有很强的吸附能力，吸附在树脂上的汞，可用浓盐酸洗脱，定量回收。

离子交换法与沉淀法和电解法相比，它适合处理低浓度含汞的废水。研究表明，先经一级处理再用离子交换法进行处理，离子交换效果最佳。离子交换法处理含汞废水后无机汞的最低出水含量为1～5微克每升。该方法受废水中杂质的影响，以及交换剂品种、产量和成本的限制。

（4）活性炭吸附法。活性炭吸附法是比较成熟的含汞废水处理方法。它能有效地吸附废水中的汞，我国有些工厂已用此法处理含汞废水，但该法价格昂贵，而且只适用于处理低浓度的含汞废水。废水浓度过高时，可先进行一级处理，再用活性炭吸附处理。

影响活性炭吸附处理效果的因素较多，包括废水与吸附剂的接触时间、活性炭的结构和孔隙大小、废水中汞的初始形态和浓度、活性炭的用量和形式等。废水的pH值和温度对活性炭的吸附也有影响。活性炭一般在酸性条件下比在碱性条件下有较高的吸附量。吸附反应通常是放热反应，因此温度低对吸附反应有利。活性炭对有机汞的脱除作用比对无机汞更为有效。用活性炭处理含汞较高的废水，处理效率为85%～99%。

该种处理方法的缺点：活性炭的供应比较紧张，再生设备少，再生费用高。

（5）组合处理技术的应用。采用“硫化物沉淀法-混凝法-超滤-活性炭法组合工艺”对氯碱行业电石法生产聚氯乙烯过程中产生的含汞废水进行处理，结果显示，汞去除率可达到99.95%，超滤对硫化物沉淀法出水有明显的除汞效果，并能有效延长活性炭的饱和周期。本组合工艺易于操作，有较好的处理效果，具有一定的实用价值。

（6）其他方法。超导磁分离技术是新研制出的一项超导磁体应用技术。该技术是借助磁场力的作用，对不同磁性的物质进行分离的一种技术。采用超导高梯度磁分离技术可对含汞废水进行净化分离，目前，该技术正处于科研阶段，尚未实现工业化应用。

建议

随着人们的研究摸索应用，人们已经掌握了各种成熟的含汞废水的治理技术，针对不同含汞废水的特征，可以选择合适的治理方法。

建议如下：一是源头控制，减少汞污染物的排放。二是减少向各环境要素（水、气、渣、土壤）排放含汞废物的源，加强对含汞污染物的控制。三是加大对含汞废物的监控和处理研究，特别是对甲基汞的降解处理，避免其进入食物链，对人类健康产生重大影响。

（来源：《科学与财富》 发布日期：2017-03-22）