水环境中汞污染研究概述

梁丽萍 王泰云（成都理工大学，四川 成都 610059）

一 水环境汞来源

岩石和含汞矿物的风化分解，将汞带入环境，这是汞的天然来源。释放出来的汞呈游离原子和化合物的形式，而且一般生成很难溶解的硫化汞，也可缓慢地经水中强氧化剂作用、逐渐形成氯化汞、硫酸汞和自然汞等。其中大部分是随着河水的悬浮物进人海洋。

汞(Hg)是一种剧毒重金属元素，具有很强的迁移能力及生物活性。大气是一个重要的Hg储库，对Hg的全球生物地球化学循环来说具有重要意义。对陆地生态系统而言，大气、河流、湖泊、沉积物和水生生物之间以及水生生物链内部都可能发生汞的迁移转化。大气汞进入到水体之后可发生甲基化反应，生成神经毒素甲基汞(MMHg)。MMHg能随食物链富集放大，有可能对人类健康和环境造成威胁。

二 汞的危害

汞有几种不同的化学形态，包括元素汞、有机汞和无机汞。其中有机形态的甲基汞毒性最强，主要是在环境中通过微生物活动形成，可在有机体中蓄积，进而在整个食物链中形成生物累积和放大。由于广泛而较大量的使用汞及其化合物后，含汞物质通过各种途径进入水体或大气中产生相当严重的环境污染问题。而汞用一般生化方法难以降解，因此它们在自然环境中能长期存在，并且会通过食物链等危及人类健康。人体对汞暴露会引起大脑、神经、肾脏和肝脏损伤，甚至会引起昏迷和死亡，同时，即使低浓度的甲基汞也会对人类和哺乳类动物的神经发育带来不利影响。从病理上分析，汞的蒸汽吸入体内后经肺泡膜的扩散作用进入血液中，金属汞先在红血球和肝细胞内氧化成二价汞离子，又透过血液细胞膜而分布到全身再送到各器官组织，极易在中枢神经系统、肝及肾内蓄积，或与甲基结合为剧毒的甲基汞［(Hg(CH3)2]而积存于大脑之中，产生慢性中毒。只要有少量汞离子进入人体血液中，就会很容易与肾细胞中的蛋白质牢固结合，具有抗原性，引起变态反应，从而使肾功能遭受破坏引起肾病综合症。但遗憾的是直到近代，金属汞都被认为在环境中是稳定的，因此，废弃的金属汞只被简单地埋于地下或直接排入水体中。近来的研究发现，虽然汞比起其他金属来是相当不活泼的，但它很易挥发，并易通过皮肤吸收，在体内氧化成有毒化合物，从而影响人体健康。

三 含汞废水处理方法

1 化学沉淀

化学沉淀法包括两种，即凝聚沉淀法和硫化物沉淀法。凝聚沉淀法是将含汞废水调节成pH在8-10，利用铝盐或铁盐的形成的絮体吸附废水中的汞，并与汞共沉淀析出。硫化物沉淀法是在pH为9-10，利用汞离子能与S2-形成溶解度极低的 HgS沉淀来降低含汞废水中的汞离子浓度。

2 离子交换法

离子交换法一般利用大孔的交换器（一般用的是离子交换树脂）去除废水中的汞，离子交换树脂通常包括强碱性阴离子交换树脂或者是具有选择性的螯合型的树脂。离子交换法是一种非常有潜力的含汞废水处理方法，能有效地处理汞离子浓度在 100 mg/L 以下的含汞废水。离子交换法具有除汞效果好、不会产生二次污染且工艺流程简短，便于实现自动化等优点。在强碱性阴离子交换树脂方面，晨光化工研究院研发出D679 阴离子交换树脂，经一级处理后达到排放标准的含汞污水（0.05 mg/L）经过本离子交换树脂螯合处理后，能达到 0.001 mg/L 以下。

3 电解法

电解法的基本原理是将含汞废水置于直流电解槽中，通电电解。汞离子将在阴极还原并沉积。这种方法能将汞离子浓度降到 0.005 mg/L 以下。该方法操作简单，处理效率高，但是其缺点也较为明显：处理过程中容易形成汞蒸气，造成二次污染，而且耗电大，投资高。

4 还原法

金属还原法处理含汞废水就是利用某些金属（屑或粉）能够从废水中置换出汞离子，例如铁、铜、锌、铝等等，因为这些金属都具有毒性小而电极电位又低的特点，这些金属中以铁、锌效果较好，因为其价格低，溶液损失少，并且反应速率较快。但是此方法适用于成分单一的含汞废水，而且汞残留量高，需要结合其他方法使用。

5 溶剂萃取法

溶剂萃取法的使用非常有局限性，仅适用于废水中汞离子含量很低的情况。三异辛胺的二甲苯溶液是通常采用的溶剂，能够有效地将汞离子以HgCl42-形式萃取出来，再在水溶液中进行反萃取。有文献报道，用高分子胺溶剂作为萃取剂对废水进行处理，可以脱除溶液中99%以上的汞。

6 吸附法

吸附法的核心是具有大表面积吸附剂，通常会将吸附剂处理成多孔的固体吸附剂，找到一种经济、有效地吸附剂是本方法的关键。

7 微生物处理法

微生物处理法应用藻类、细菌、真菌等对汞离子的吸附作用，近年来藻类、细菌、真菌等一批生物吸附剂的出现引起了广大科研工作者的极大兴趣。Brady等使用藻类和死细菌细胞来处理10mg/L以上的含汞废水，能将水中汞离子浓度降到0.05 mg/L以下。