原生汞采選冶行業含汞廢物污染特征及風險分析

李寶磊

摘 要：采用SEM二次電子掃描和X射線分析方法分析了我國原生汞采選冶行業產生的含汞廢物種類、產生過程及污染特征。結果表明，該行業含汞廢物風險較高的是冶煉粉塵、污泥，主要污染物為HgO和Hg。

關鍵詞：原生汞 污染特征 風險分析 廢石 尾礦渣 粉塵 污泥

中圖分類號：X506 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）01（b）-0096-02

2016年4月，全國人大常委會批準了我國簽訂的《關于汞的水俁公約》，條約正式生效，含汞廢物作為汞公約的一個重要組成部分，其環境管理已提到重要日程上來。

我國原生汞采選冶行業是汞污染重點區域，目前我國汞礦資源主要集中在貴州、湖北、四川、湖南、陜西等省，2011年我國原生汞產量約1 000 t，生產企業很少，且部分企業已停產[1-3]。相關研究表明，原生汞采選冶企業的廢水、廢氣及車間內氣體汞能夠實現達標排放，而企業周圍土壤總汞超標，同時產生大量含汞固廢，并且長期堆存，對周邊環境產生了危害[3-5]。

目前原生汞采選冶行業汞污染方面的研究缺乏對含汞廢物污染特性的研究并且沒有分析并篩選出高風險的含汞廢物。

該文在分析原生汞采選冶行業含汞廢物特性的基礎上，分別從廢物特性、產生特征、處置安全性、廢物流向及廢物危害性等角度全面分析與評估各類含汞廢物的風險，明確了含汞廢物的污染特性和風險狀況，為含汞廢物的風險管理提供了參考依據。

1 分析方法

1.1 方法步驟

目前我國原生汞采選冶行業主要工藝方法是浮選法+火法蒸餾[6]，針對某原生汞采選冶企業開展現場調查與采樣，根據實際情況共采集固體樣品30個，包括廢石、尾礦渣、選礦粉塵、冶煉渣、冶煉粉塵、水處理含汞污泥樣品各5個。

固體樣品總汞含量分析采用《土壤和沉積物汞、砷、硒、鉍、銻的測定微波消解/原子熒光法》（HJ680-2013）。

1.2 分析儀器

分析儀器見表1。

2 結果與討論

2.1 含汞廢物特性分析

含汞廢物特性分析主要包括形貌、化學成分、汞含量和危害性的分析。結果表明：（1）形貌特征：①廢石形貌：主要由灰色顆粒構成，微孔較少，說明采礦過程廢棄的廢石含汞很低。②尾礦渣形貌：主要由灰色基體構成，其上散布少量亮白色顆粒，微孔很少，說明選礦過程廢棄的尾礦渣含汞量較低。③選礦粉塵形貌：主要由灰色團狀顆粒構成，微孔較少，說明選礦過程產生的粉塵含汞量較低。④冶煉渣形貌：主要由灰色基體構成，其上散布少量亮白色顆粒，微孔較多，說明冶煉渣含汞量較多。⑤冶煉粉塵形貌：由灰色和白色顆粒構成，微孔細小繁多，說明冶煉粉塵含汞量較多。⑥含汞污泥形貌：主要由灰白色顆粒組成，微孔狹小，說明廢水中的汞累積在污泥中。（2）化學成分見表2：①冶煉渣、含汞污泥及冶煉粉塵含汞量較高，而廢石、尾礦渣、選礦粉塵含汞量較低。②所有含汞廢物的汞化合物包括HgO和Hg，其中廢石、尾礦渣O元素含量較高，說明其汞化合物主要以HgO形式存在。③除汞外，這些含汞廢物中都包含一定量的Pb，同時廢石和尾礦渣還含有少量Sb。（3）汞含量分析：冶煉渣、含汞污泥及冶煉粉塵含汞量分別為1 025 mg/kg、4 200 mg/kg、2 955 mg/kg，說明經選礦富集后的汞精礦在冶煉過程中產生的含汞廢物汞含量均很高；而廢石、尾礦渣和選礦粉塵的含汞量分別為248 mg/kg、332 mg/kg、187 mg/kg，相對較低。（4）危害性：①從形貌角度分析，冶煉粉塵和污泥主要由顆粒組成，微孔細小繁多，說明汞化合物顆粒活性較強，容易進入到環境中，其危害性較大，而尾礦渣和冶煉渣主要由灰色基體構成，散布少量亮白色顆粒，微孔較少，廢石也是由灰色顆粒構成，微孔較少，說明它們中含汞化合物極少，活性較低，且不容易進入到環境中，危害小。②從化學成分角度分析，冶煉渣、含汞污泥及冶煉粉塵含汞量較高，包含HgO和Hg，Hg的活性較強，容易進入到環境中，對人體神經系統、腎臟系統、免疫系統及生殖系統造成損害，同時如果進入到生物環境中容易在生物厭氧作用下轉化為甲基汞[2]。③從汞含量角度分析，汞含量高低順序為污泥>冶煉粉塵>冶煉渣>尾礦渣>廢石>采礦粉塵，因此，含汞廢物危害性高低順序為污泥>冶煉粉塵>冶煉渣>尾礦渣>廢石>采礦粉塵。

2.2 含汞廢物風險分析

根據原生汞采選冶行業含汞廢物污染特性分析結果，應用德爾菲專家法進行含汞廢物風險分析。結果表明，冶煉粉塵、含汞污泥的風險較高，而冶煉渣的風險一般，廢石、尾礦渣和選礦粉塵風險較低。主要原因是冶煉粉塵、含汞污泥的廢物特性和危害性大、處置安全性差，而廢石、尾礦渣和選礦粉塵的廢物特性、危害性及處置安全性、流向明確性均較好，只是產生量大。

3 結論

（1）原生汞采選冶行業主要含汞廢物為廢石、尾礦渣、選礦粉塵、冶煉渣、含汞污泥及冶煉粉塵。

（2）冶煉粉塵和污泥主要由灰白色顆粒組成，微孔繁多，主要汞化合物成分為HgO和Hg，活性較高，容易進入到環境中，危害性大。而冶煉渣和尾礦渣多為炭基體構成，其中汞化合物顆粒較少，微孔較少，其活性較低，不容易進入到環境中，危害性小；廢石和選礦粉塵主要由灰色顆粒構成，其汞含量極少，危害性很小。

（3）含汞廢物風險分析結果表明，風險較高的是冶煉粉塵和水處理含汞污泥，需要重點管理，冶煉渣的風險一般，對其進行汞回收后可作為一般廢物處理。廢石、尾礦渣、選礦粉塵的風險低，且流向明確，可以不必重點關注，但應加強對其周圍土壤、地表水和地下水的風險評估。

參考文獻

[1] 王祖光，藍虹，吳建民，等.我國原生汞礦行業現狀及未來關停政策建議[J].北京：地球與環境，2014，42（5）：659-662.

[2] 張星垣.四川汞礦及成礦地質條件[J].成都：四川地質學報，1989，9（3）：43-48.

[3] 周瑞，林青，于躍，等.我國原生汞生產行業典型企業Hg的污染排放特征[J].環境科學研究，2016，29（5）：664-671.

[4] 徐平平.汞礦區汞污染的環境風險評價研究[D].濟南：山東師范大學，2013.

[5] 張國平，劉叢強，吳攀，等.貴州萬山汞礦尾礦堆及地表水的環境地球化學特征[J].礦物學報，2004，24（3）：231-238.

[6] 菅小東，劉景洋.汞生產和使用行業最佳環境實踐[M].北京：中國環境出版社，2013：47-50.