再生汞行業(yè)含汞廢物污染特征及風(fēng)險分析

1、再生汞行業(yè)含汞廢物污染特征及風(fēng)險分析摘要：采用SEM二次電子掃描和X射線分析方法分析了我國再生汞行業(yè)產(chǎn)生的含汞廢物種類、產(chǎn)生過程及污染特征，并在此根底上從處置平安性、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(fēng)險，明確了含汞廢物的污染特性和風(fēng)險狀況，為含汞廢物的風(fēng)險管理提供了參考依據(jù)。同時說明，該行業(yè)含汞廢物風(fēng)險較高的是粉塵、污泥，主要污染物為HgCl2、HgO和Hg。關(guān)鍵詞：再生汞污染特征風(fēng)險分析廢汞觸媒爐渣粉塵污泥中圖分類號：X758文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674-098X202105c-0139-022021年4月，中國人大常委會批準(zhǔn)了我國簽訂的?關(guān)于汞的水俁公約?，條約正

2、式生效，含汞廢物作為汞公約的一個重要組成局部，其環(huán)境管理已提到重要日程上來。我國汞消費中用量最大的是化工觸媒，氯化汞觸媒作為乙炔和氯化氫合成氯乙烯VCM工序的催化劑，大量地運用于電石法生產(chǎn)聚氯乙烯PVC行業(yè)，該行業(yè)消耗的汞約占全國用汞總量的60%【1】?；び|媒在應(yīng)用過程中由于汞升華和中毒等原因失活成為廢汞觸媒，而廢汞觸媒中的含汞量約為2.88%3.88%【2】，具有可觀的再利用價值。目前，國內(nèi)已有假設(shè)干家企業(yè)開展了再生汞冶煉生產(chǎn)，主要采用火法冶煉工藝，以蒸餾的方式提煉汞【3】。目前，國內(nèi)對再生汞冶煉行業(yè)冶煉工藝、含汞廢物產(chǎn)生狀況以及冶煉過程中汞污染源解析進行了研究4-8，其研究結(jié)果是大致了解

3、了國內(nèi)再生汞冶煉工藝污染物產(chǎn)生情況、污染控制措施，明確了冶煉過程中的汞分布狀況。目前再生汞冶煉行業(yè)汞污染方面的研究存在的主要問題包括以下兩方面4-8：1沒有深入研究含汞廢物的污染特性；2沒有分析并篩選出高風(fēng)險的含汞廢物。文章在分析再生汞冶煉過程含汞廢物特性的根底上，分別從廢物特性、產(chǎn)生特征、處置平安性、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(fēng)險，明確了含汞廢物的污染特性和風(fēng)險狀況，為含汞廢物的風(fēng)險管理提供了參考依據(jù)。1分析方法1.1方法步驟針對某再生汞企業(yè)進行現(xiàn)場調(diào)查與采樣，根據(jù)實際情況共采集固體樣品18個，包括廢汞觸媒代碼、廢汞觸媒與石灰混合料代碼、廢汞觸媒與石灰及煤渣混合料

4、代碼、低汞爐渣代碼、低汞粉塵代碼、低汞污泥樣品各3個見表2。掃描電鏡在觀察固體樣品外表微區(qū)特征形貌、原子序數(shù)或化學(xué)成分、晶體結(jié)構(gòu)等上具有獨特的優(yōu)勢，一般應(yīng)用二次電子成像。二次電子是被入射電子轟擊出來離開樣品外表的核外電子，其對樣品外表形狀十分敏感，所以最適用于樣品外表形貌分析9。固體樣品經(jīng)噴金預(yù)處理后，在掃描電鏡下進行SEM二次電子成像，獲得樣品微觀形貌，并對樣品進行X射線能譜分析，結(jié)合樣品的形貌特征分析樣品的化學(xué)組成，并進一步分析其總汞含量及其危害特性。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?HJ680-2021。1.2分析儀器具體情況見表1。2結(jié)

5、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(xué)成分、汞含量和危害性的分析。結(jié)果說明：1形貌特征見圖1、圖2、圖3：爐渣微觀形貌：主要由灰色基體構(gòu)成，在灰色基體上散布有少量亮白色顆粒，微孔較少，說明廢汞觸媒經(jīng)冶煉蒸餾后絕大局部含汞化合物蒸發(fā)進入到氣體中。粉塵微觀形貌：主要由灰色和白色顆粒組成，微孔細(xì)小繁多，說明經(jīng)布袋截留下來的粉塵中含有較多的含汞化合物。污泥微觀形貌：主要由灰白色顆粒組成，微孔狹小較多，說明廢水中的汞累積在污泥中。2化學(xué)成分見圖4：3號煤渣混合料是指石灰與原料反應(yīng)后的產(chǎn)物與煤渣的混合料，3號煤渣混合料O含量偏高，同時石灰與HgCl2反應(yīng)生成HgO，說明3號煤渣混

6、合料汞化合物大局部以HgO形式存在。4號爐渣O含量急劇下降，而Cl含量稍微下降，說明3號原料中HgO大局部轉(zhuǎn)換為金屬汞逸出，4號爐渣中的汞化合物可能以HgCl2為主，存在少量HgO。5號粉塵O含量與3號相比下降近1倍，而Cl含量根本不變，說明5號粉塵中的汞化合物可能包括HgCl2、HgO和Hg。3汞含量分析：原料中的汞含量為45000mg/kg，即4.5%，經(jīng)蒸餾后爐渣中汞含量下降為0.58%，氣體中的汞在冷凝回收和凈化后，經(jīng)布袋收集的粉塵汞含量為4%。污泥進行能譜分析時，由于鏡頭被污染而未獲得數(shù)據(jù)，說明污泥中的汞含量偏高導(dǎo)致在能譜分析時大量汞汽化，而在汞含量分析中，其汞濃度為82700mg/

7、kg，即8.27%。4危害性：從形貌角度分析，粉塵和污泥主要由顆粒組成，微孔繁多，說明汞化合物顆?；钚暂^強，容易進入到環(huán)境中，其危害性較大，而爐渣主要由灰色基體構(gòu)成，散布少量亮白色顆粒，微孔較少，說明含汞化合物極少，活性較低，且不容易進入到環(huán)境中，危害小。從化學(xué)成分角度分析，粉塵中包含HgCl2、HgO和Hg，而HgCl2和Hg的活性強，容易進入到環(huán)境中，對人體神經(jīng)系統(tǒng)、腎臟系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)及生殖系統(tǒng)造成損害，同時如果進入到生物環(huán)境中容易在生物厭氧作用下轉(zhuǎn)化為甲基汞【2】。從汞含量角度分析，汞含量上下順序為污泥>粉塵>爐渣，其中爐渣中汞含量極低，為0.58%。綜上，含汞廢物危害性上下

8、順序為污泥>粉塵>爐渣。2.2含汞廢物風(fēng)險分析根據(jù)再生汞冶煉含汞廢物污染特性分析結(jié)果，應(yīng)用德爾菲專家法10進行含汞廢物風(fēng)險分析。結(jié)果說明，含汞粉塵、含汞污泥的風(fēng)險較高，而含汞爐渣的風(fēng)險較低。主要原因是含汞粉塵的廢物特性和危害性大、含汞污泥的危害性大和處置平安性差，而含汞爐渣的廢物特性、危害性及處置平安性均較好，只是產(chǎn)生量較大。3結(jié)語1再生汞行業(yè)主要含汞廢物為爐渣、粉塵和水處理污泥。2爐渣多為炭基體構(gòu)成，其中汞化合物顆粒較少，主要成分為HgCl2，含有少量HgO，其活性較低，不容易進入到環(huán)境中，危害性小，而粉塵和污泥主要由顆粒物構(gòu)成，其中汞化合物為HgCl2、HgO和Hg，活性較高，

9、容易進入到環(huán)境中，危害性大。3含汞廢物風(fēng)險分析結(jié)果說明，風(fēng)險較高的是含汞粉塵和水處理污泥，需要重點關(guān)注，而爐渣的風(fēng)險低，可以不必關(guān)注。參考文獻(xiàn)【1】周俊華.氯化汞觸媒的現(xiàn)狀與開展J.中國石油和化工經(jīng)濟分析，20212：51-54.【2】菅小東，劉景洋.汞生產(chǎn)和使用行業(yè)最正確環(huán)境實踐M.北京：中國環(huán)境出版社，2021：76-77.【3】曾華星，胡奔流，張銀玲，等.我國含汞廢物的再生利用J.有色冶金設(shè)計與研究，2021，333：36-37.【4】曾華星，胡奔流，張銀玲，等.再生汞冶煉工藝及產(chǎn)污節(jié)點分析J.有色冶金設(shè)計與研究，2021，336：20-21.【5】龍江艷.再生汞冶煉行業(yè)典型企業(yè)汞污染源解析研究D.湘潭：湘潭大學(xué)，2021.【6】甘露.含汞廢物再生污染防治技術(shù)分析J.有色冶金設(shè)計與研究，2021，355：84-85.【7】李忠衛(wèi)，龍燕，曹學(xué)新.再生汞企業(yè)的含汞廢水產(chǎn)生及治理狀況J.有色冶金設(shè)計與研究，2021，352：44-47.8趙晉，陳春麗.中國再生汞行業(yè)含汞廢氣處理技術(shù)評價