汞污染危害分析與防范措施探討

李成劍 (長江大學工程技術學院化學工程系,湖北荊州434020)

汞是在常溫下唯一呈液態(tài)的金屬元素,廣泛地分布在地殼表層。辰砂及其多晶體偏辰砂是主要的含汞礦源。隨著自然的演化,環(huán)境的各個因素中都可能含有汞,形成汞的天然本底。由于人類活動造成水體汞污染,其污染源主要來自氯堿、塑料、電池、電子等工業(yè)排放的廢水。據(jù)估計,1970～1979年全世界排入土壤的汞約為10×104t[1],而排向大氣和土壤的汞都隨著水循環(huán)回歸入水體。因此,目前汞污染日益嚴重。針對這種情況,世界各國大力開展了對汞污染的研究和治理工作。為此,筆者對汞污染的研究和治理情況加以綜述。

1 汞污染的來源

1)自然釋放 汞在自然界中分布極廣,幾乎所有的礦物中都含有汞,自然釋放到大氣中的主要是元素汞,還有二甲基汞、揮發(fā)性無機汞化合物等,同時地球經(jīng)一系列的自然過程如火山活動、地熱活動等也將汞釋放進入大氣。有學者認為,我國成都平原的汞污染在很大程度上是因為平原基底斷裂的地球放氣作用造成的[2]。另外,水體、土壤、植物表面的自然釋放及森林火災也是大氣汞污染的重要來源。

2)人為排放 化石燃料的燃燒、城市垃圾和醫(yī)療垃圾焚燒、汞礦開采、有色金屬冶煉、氯堿和水泥制造、土法煉金、造紙和塑料等工業(yè)也排放大量的汞[3]。

3)廢舊節(jié)能燈具的排放 據(jù)研究資料顯示[4],一支管徑36mm熒光燈管含汞量為25～45mg,一支管徑10mm的節(jié)能燈泡含汞量為10～15mg,一支高壓鈉燈含汞量為1214mg,一支金鹵燈含汞量為20～25mg。近幾年,我國每年生產(chǎn)加工燈管消耗汞達80t之多,每年釋放出汞及化合物量數(shù)以百噸計,嚴重污染土壤和水源,進而危害人體健康。

2 汞對人體健康的危害

職業(yè)性暴露和飲食是人體攝入汞的主要途徑,此外,汞還可以通過呼吸和皮膚接觸進入人體。汞對人體的健康危害與汞的化學形態(tài)、環(huán)境條件和侵入人體的途徑、程度有關[5]。一般來說,汞的化學形態(tài)劃分為無機汞 (如元素汞、二價汞等)和有機汞 (如甲基汞等)。

無機汞進入體內(nèi)的主要途徑是呼吸、口腔攝取和皮膚吸收。呼吸是汞蒸氣進入人體的的最重要途徑,吸入汞蒸氣的80%左右可以透過肺泡進入血液。食物中的無機汞大約有7%通過口腔攝取而被吸收,通過皮膚吸收的汞蒸氣僅僅是通過呼吸吸收的1%左右,但是使用一些高無機汞含量的美白護膚品也可以造成汞吸收和積累[6]。無機汞的毒性主要表現(xiàn)為神經(jīng)毒性和腎臟毒性。中樞神經(jīng)系統(tǒng)可能是對汞蒸氣最敏感的靶器官,其發(fā)生汞中毒后的典型癥狀包括震顫、情緒不穩(wěn)定、注意力不集中、失眠、記憶衰退、說話震顫、視力模糊、肌肉神經(jīng)功能變化、頭痛以及綜合性神經(jīng)異常等。腎臟和中樞神經(jīng)系統(tǒng)一樣,也是對汞蒸氣敏感的靶器官。人體汞中毒的不良后果還包括致癌性、呼吸系統(tǒng)毒性、心血管毒性、消化系統(tǒng)毒性、免疫系統(tǒng)毒性、皮膚毒性和生殖系統(tǒng)毒性等。

甲基汞等有機汞進入人體的主要途徑是食用魚類及其他水產(chǎn)品。甲基汞中毒大體上可分為急性、亞急性、慢性和潛在性中毒4種類型[7],具體內(nèi)容包括:①急性中毒。當大量甲基汞迅速進入人體時,可出現(xiàn)急性腦損傷,如意識障礙、痙攣、麻痹等,表現(xiàn)為急性發(fā)作、預后不良,大多數(shù)人很快死亡;②亞急性中毒。當反復進入人體的甲基汞量較少時,出現(xiàn)典型神經(jīng)癥狀,主要出現(xiàn)末稍感覺障礙、向心性視野縮小、神經(jīng)性聽力降低、語言障礙、運動失調等癥狀;③慢性中毒。當反復進入人體的甲基汞量很少時,則出現(xiàn)不典型或不完全的神經(jīng)癥狀,其中末稍感覺障礙最先出現(xiàn),其次是向心性視野縮小和神經(jīng)性聽力降低,而運動失調和語言障礙等則比較少見;④潛在性中毒。當反復進入人體的甲基汞很微量時,不出現(xiàn)特異性臨床癥狀,而呈潛伏狀態(tài),即所謂亞臨床型。

3 汞污染的治理與防范

1)削減工業(yè)用汞量,減輕汞工業(yè)污染 政府應運用法律和行政管理手段限制含汞產(chǎn)品的銷售和使用,通過環(huán)境標志認證等加強無汞產(chǎn)品的市場推廣力度。目前,我國多數(shù)用汞行業(yè)已采用有替代產(chǎn)品或工藝,如無汞電池、合成樹脂齒科材料、電子式或液晶式體溫計及壓力表、氖一氛無汞日光燈等。應加大環(huán)保執(zhí)法力度,嚴格限制含汞三廢 (含汞廢氣、廢水和廢固)的排放。制定優(yōu)惠政策,鼓勵涉汞企業(yè)回收含汞廢棄物循環(huán)生產(chǎn),最大程度地減輕工業(yè)污染。

2)加強燃煤汞污染控制技術的研究與開發(fā) 煤燃燒是大氣汞污染最主要的來源,而汞一旦進入大氣將難以治理,因而最有效的防治措施是盡可能地減少煤的燃燒。我國的資源狀況決定了以煤為主的能源結構模式很難改變,因此在提高能源利用率、調整能源結構的同時,治理燃煤汞污染的最得力措施是加強燃燒前和燃燒后的脫汞力度[8]。目前,我國現(xiàn)有傳統(tǒng)洗煤方式只能洗去原煤中30%左右的汞,而國外有關研究表明,采用一種新的洗煤技術,能同時去除礦物相汞和有機相汞,去除率為 40%～82%[9];燃燒后采用布袋除塵器,對煙氣中汞的脫除率可達58%。我國在該方面的研究尚處在起步階段,所以政府應支持、鼓勵企業(yè)和科研院所加強相關領域的研究,為治理燃煤導致的汞污染提供技術支持。

3)加強進行垃圾分類和固體廢棄物管理 如果生活垃圾能分類收集、分別處理,則應該對其中的含汞電池、熒光燈管、體溫計等采取比一般生活垃圾更嚴格收集處理措施。建議我國大中城市應盡快投資建設如廢舊燈管等含汞量高的垃圾處理中心,才能有效地防治汞污染,保護生存環(huán)境。

4)加強宣傳教育力度,提高全體公民的環(huán)保意識 與許多棘手的環(huán)境問題一樣,汞污染的防治有賴于每個社會成員的積極支持與參與。因此,應加強汞污染危害的宣傳教育,使人們認識到解決汞污染問題的必要性及緊迫性,引導消費者自覺購買綠色無汞產(chǎn)品,分類投棄垃圾,節(jié)約能源,科學消費,通過約束自身日常行為來減少對環(huán)境的負面影響。

[1]張燕萍,顏崇淮,沈曉明.環(huán)境中汞污染來源、人體暴露途徑及其檢測方法 [J].廣東微量元素科學,2004,11(6):11～15.

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[3]曹會蘭.汞的污染和危害 [J].陜西環(huán)境,2003,10(1):43～45.

[4]官國雄.廢舊燈管汞污染危害與防治對策[J].照明工程學報,2009,20(2):79～81.

[5]范燕燕,蔣治良.汞的環(huán)境生化分析進展 [J].分析測試技術與儀器,2009,15(2):76～83.

[6]馮新斌,仇廣樂,付學吾,等.環(huán)境汞污染 [J].化學進展,2009,21(2):436～457.

[7]張義生,吳俊民.甲基汞污染對人類生態(tài)的危害[J].環(huán)境與健康雜志,1988,5(2):43～45.

[8]黨民團,劉娟.中國汞污染的現(xiàn)狀及防治對策 [J].應用化工,2007,34(7):394～376.

[9]覃東立,姜秋俚,付友生.全球汞污染回顧與分析 [J].環(huán)境保護科學,2009,35(4):75～78.