水環境中汞污染研究概述

梁麗萍 王泰云（成都理工大學，四川 成都 610059）

一 水環境汞來源

巖石和含汞礦物的風化分解，將汞帶入環境，這是汞的天然來源。釋放出來的汞呈游離原子和化合物的形式，而且一般生成很難溶解的硫化汞，也可緩慢地經水中強氧化劑作用、逐漸形成氯化汞、硫酸汞和自然汞等。其中大部分是隨著河水的懸浮物進人海洋。

汞(Hg)是一種劇毒重金屬元素，具有很強的遷移能力及生物活性。大氣是一個重要的Hg儲庫，對Hg的全球生物地球化學循環來說具有重要意義。對陸地生態系統而言，大氣、河流、湖泊、沉積物和水生生物之間以及水生生物鏈內部都可能發生汞的遷移轉化。大氣汞進入到水體之后可發生甲基化反應，生成神經毒素甲基汞(MMHg)。MMHg能隨食物鏈富集放大，有可能對人類健康和環境造成威脅。

二 汞的危害

汞有幾種不同的化學形態，包括元素汞、有機汞和無機汞。其中有機形態的甲基汞毒性最強，主要是在環境中通過微生物活動形成，可在有機體中蓄積，進而在整個食物鏈中形成生物累積和放大。由于廣泛而較大量的使用汞及其化合物后，含汞物質通過各種途徑進入水體或大氣中產生相當嚴重的環境污染問題。而汞用一般生化方法難以降解，因此它們在自然環境中能長期存在，并且會通過食物鏈等危及人類健康。人體對汞暴露會引起大腦、神經、腎臟和肝臟損傷，甚至會引起昏迷和死亡，同時，即使低濃度的甲基汞也會對人類和哺乳類動物的神經發育帶來不利影響。從病理上分析，汞的蒸汽吸入體內后經肺泡膜的擴散作用進入血液中，金屬汞先在紅血球和肝細胞內氧化成二價汞離子，又透過血液細胞膜而分布到全身再送到各器官組織，極易在中樞神經系統、肝及腎內蓄積，或與甲基結合為劇毒的甲基汞［(Hg(CH3)2]而積存于大腦之中，產生慢性中毒。只要有少量汞離子進入人體血液中，就會很容易與腎細胞中的蛋白質牢固結合，具有抗原性，引起變態反應，從而使腎功能遭受破壞引起腎病綜合癥。但遺憾的是直到近代，金屬汞都被認為在環境中是穩定的，因此，廢棄的金屬汞只被簡單地埋于地下或直接排入水體中。近來的研究發現，雖然汞比起其他金屬來是相當不活潑的，但它很易揮發，并易通過皮膚吸收，在體內氧化成有毒化合物，從而影響人體健康。

三 含汞廢水處理方法

1 化學沉淀

化學沉淀法包括兩種，即凝聚沉淀法和硫化物沉淀法。凝聚沉淀法是將含汞廢水調節成pH在8-10，利用鋁鹽或鐵鹽的形成的絮體吸附廢水中的汞，并與汞共沉淀析出。硫化物沉淀法是在pH為9-10，利用汞離子能與S2-形成溶解度極低的 HgS沉淀來降低含汞廢水中的汞離子濃度。

2 離子交換法

離子交換法一般利用大孔的交換器（一般用的是離子交換樹脂）去除廢水中的汞，離子交換樹脂通常包括強堿性陰離子交換樹脂或者是具有選擇性的螯合型的樹脂。離子交換法是一種非常有潛力的含汞廢水處理方法，能有效地處理汞離子濃度在 100 mg/L 以下的含汞廢水。離子交換法具有除汞效果好、不會產生二次污染且工藝流程簡短，便于實現自動化等優點。在強堿性陰離子交換樹脂方面，晨光化工研究院研發出D679 陰離子交換樹脂，經一級處理后達到排放標準的含汞污水（0.05 mg/L）經過本離子交換樹脂螯合處理后，能達到 0.001 mg/L 以下。

3 電解法

電解法的基本原理是將含汞廢水置于直流電解槽中，通電電解。汞離子將在陰極還原并沉積。這種方法能將汞離子濃度降到 0.005 mg/L 以下。該方法操作簡單，處理效率高，但是其缺點也較為明顯：處理過程中容易形成汞蒸氣，造成二次污染，而且耗電大，投資高。

4 還原法

金屬還原法處理含汞廢水就是利用某些金屬（屑或粉）能夠從廢水中置換出汞離子，例如鐵、銅、鋅、鋁等等，因為這些金屬都具有毒性小而電極電位又低的特點，這些金屬中以鐵、鋅效果較好，因為其價格低，溶液損失少，并且反應速率較快。但是此方法適用于成分單一的含汞廢水，而且汞殘留量高，需要結合其他方法使用。

5 溶劑萃取法

溶劑萃取法的使用非常有局限性，僅適用于廢水中汞離子含量很低的情況。三異辛胺的二甲苯溶液是通常采用的溶劑，能夠有效地將汞離子以HgCl42-形式萃取出來，再在水溶液中進行反萃取。有文獻報道，用高分子胺溶劑作為萃取劑對廢水進行處理，可以脫除溶液中99%以上的汞。

6 吸附法

吸附法的核心是具有大表面積吸附劑，通常會將吸附劑處理成多孔的固體吸附劑，找到一種經濟、有效地吸附劑是本方法的關鍵。

7 微生物處理法

微生物處理法應用藻類、細菌、真菌等對汞離子的吸附作用，近年來藻類、細菌、真菌等一批生物吸附劑的出現引起了廣大科研工作者的極大興趣。Brady等使用藻類和死細菌細胞來處理10mg/L以上的含汞廢水，能將水中汞離子濃度降到0.05 mg/L以下。