含汞废水污染特征及几种处理技术
北极星环保网：摘要：文章介绍了水体中汞的来源、存在形态、污染特点及危害，总结了含汞废水的不同处理方法，最后提出了含汞废水污染控制的建议。汞是一种挥发性有毒重金属元素，是常温常压下唯一以液态存在的金属，呈银白色，化学性质稳定，不溶于酸或碱，在常温下能蒸发。汞具有熔点低、比重大、沸点高、导电性好、膨胀系数均匀等特点，使得其在工业、农业、科技、交通运输、医药卫生、国防等领域有着广泛的应用。
汞蒸气和汞化合物具有剧毒，尤以甲基汞毒性最大。汞是一种持久性、易迁移性和生物累积性极强的化学物质。环境中所有形态的汞在一定条件下均可转化为剧毒的甲基汞。汞还可远距离输送和沉积，易造成跨国污染，成为区域性问题。联合国环境规划署已将其列为全球性污染物。
1.水中汞的来源、存在形式及危害。
我国是原生汞生产国，我国原生汞需求量巨大，用途广泛，但汞矿的开采带来巨大的环境风险，目前我国汞生产、使用和排放状况不容乐观。
水体中汞的来源主要是由于汞处理和应用不当或汞矿、金矿、氯碱化工厂、贵金属汞合金回收、有色金属冶炼厂、农药厂、电池、荧光灯、温度计等生产过程中产生的汞。另外，制药厂、化妆品厂、医院实验室等也排放一定量的含汞废水。含汞污染物主要存在于污水排放口附近的底泥和悬浮物中。
废水中的汞除了无机汞外，还以各种有机化合物的形式存在。环境中任何形态的汞(金属汞、无机二价汞、芳基汞和烷基汞等)在一定条件下都可以转化为剧毒的甲基汞。甲基汞包括甲基汞(Hg+-CH3)和二甲基汞(CH3-Hg-CH3)。1967年瑞典学者S.等指出，淡水体沉积物中的厌氧菌能将无机汞甲基化，生成甲基汞和二甲基汞。日本学者发现，乙酸、乙醛、甲醇、乙醇、木醇等有机化合物共存于水中时，经紫外线和日光照射后，产生甲基自由基，可使氯化汞甲基化[3]。
2.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的水俣病，是由乙醛工厂排出的废水中含有甲基汞引起的。废水排入水俣湾，甲基汞在鱼类中富集。人们长期食用含有甲基汞的鱼类，导致人体中枢神经系统发生病变。日本的水俣病共导致5172人发病，730人死亡。1972年，伊拉克使用甲基汞和乙基汞杀菌剂处理种子，发生汞中毒事件，造成459人死亡[1]。
研究表明，单质汞和有机汞化合物可能对肾脏和免疫系统造成危害，而甲基汞则对神经系统和心脑血管系统造成威胁。甲基汞具有在食物链中积累的能力，最终进入人体，影响人体健康。因此，水环境中汞污染的危害日益引起人们的关注。
3.废水中汞的控制技术
目前，含汞废水的处理方法有：沉淀、电解、离子交换、活性炭吸附及组合工艺处理。
（1）沉淀法：
沉淀法分为混凝沉淀法和硫化物沉淀法。混凝沉淀法的原理是向含汞废水中加入混凝剂(石灰、铁盐、铝盐)，在pH 8～10的弱碱性条件下形成氢氧化物絮体，利用絮体共沉淀汞，一般铁盐的效果优于铝盐。硫化物沉淀法是目前报道较多的沉淀法。该法是向含汞废水中加入硫化钠，利用Hg2+与S2-之间的强亲和力，生成溶解度极低的硫化汞，将汞从溶液中除去。吴秀英等[4]利用硫化钠处理青岛电池厂含汞废水进行了小试和生产试验。 处理结果表明废水中汞含量低于国家标准，效果良好，污泥化学性质稳定，可在中小型化工企业推广。硫化物沉淀法在美国等国家氯碱厂汞污染治理中应用较为广泛，此法适用于处理不同浓度、种类的汞盐。当汞离子浓度较高时，应首选化学沉淀法。据报道，沉淀法汞去除率可达95%-99.9%。
该方法的缺点是：（1）易造成水质硬化，且含低浓度汞废水处理不彻底，易造成二次污染。（2）受沉淀剂、环境条件及工艺控制参数的影响，出水浓度难以达标排放，需进一步处理。
（2）电解
电解法利用金属的电化学性质，在直流电作用下，汞化合物在阳极解离为汞离子，在阴极被还原为金属汞，从而除去废水中的汞。此方法适用于处理含无机汞浓度较高的废水。此方法的缺点是水中汞离子浓度不能降到很低，耗电量大，投资成本高，容易产生汞蒸气，造成二次污染。
（3）离子交换法
离子交换法是在离子交换器中进行的，利用大孔巯基离子交换树脂吸附含汞废水中的汞离子，树脂上的巯基基团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并定量回收。
与沉淀法、电解法相比，离子交换法更适合处理含汞浓度较低的废水。研究表明，废水经一级处理后再进行离子交换处理，离子交换效果最好，离子交换后出水无机汞含量最低为1-5ug/L。该法受废水中杂质的影响，也受交换剂种类、产量、成本等影响。
（4）活性炭吸附法
活性炭吸附是目前处理含汞废水比较成熟的方法，能有效吸附废水中的汞。我国有些工厂曾采用此法处理含汞废水，但此法成本较高，且只适用于处理低浓度含汞废水。当废水浓度过高时，可先处理后再用活性炭吸附处理。据有关资料介绍，此法适用于含汞量小于1-2mg˙L-1的废水。经活性炭吸附处理后，出水汞浓度可降至0.01-0.05mg˙L-1。
影响活性炭吸附处理效果的因素很多，包括废水与吸附剂的接触时间、活性炭的结构和孔径大小、废水中汞的初始形态和浓度、活性炭的用量及形态等。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吸附容量大于在碱性条件下。吸附反应通常是放热反应，因此低温有利于吸附反应的进行。活性炭对有机汞的去除效果优于无机汞。用活性炭处理高汞废水的处理效率约为85-99%。
该处理方法的缺点[5]：活性炭供应比较紧张，再生设备少，再生成本高。
（5）联合加工技术应用
黄明荣等采用“硫化物沉淀法-混凝法-超滤-活性炭法组合工艺”处理氯碱行业电石法生产聚氯乙烯中VCM工艺产生的含汞废水，结果表明汞去除率可达99.95%。超滤对硫化物沉淀法脱汞效果显著，出水中汞含量稳定在20ppb左右，并能有效延长活性炭的饱和期。该组合工艺操作简便，处理效果好，具有一定的实用价值。
（6）其他方法
超导磁分离技术是新近发展起来的超导磁体应用技术，该技术是利用磁场的力量，将具有不同磁性的物质分离的技术。超导高梯度磁分离技术可用于含汞废水的净化分离。目前该技术处于科研阶段，尚未实现产业化。
3. 结论与建议
随着人们的研究、探索和应用，人们已经掌握了各种成熟的含汞废水处理技术，根据不同含汞废水的特点，可以选择合适的处理方法。
建议如下：1.控制源头，减少汞污染物的排放。2.减少排入各类环境要素（水、大气、炉渣、土壤）的含汞废弃物的来源，加强含汞污染物的控制。3.加大对含汞废弃物的监测和处理研究，特别是甲基汞的降解研究，防止其进入食物链，对人体健康产生重大影响。