再生汞行业含汞废物污染特征及风险分析

1、再生汞行业含汞废物污染特征及风险分析摘要：采用SEM二次电子扫描和X射线分析方法分析了我国再生汞行业产生的含汞废物种类、产生过程及污染特征，并在此根底上从处置平安性、废物流向及废物危害性等角度全面分析与评估各类含汞废物的风险，明确了含汞废物的污染特性和风险状况，为含汞废物的风险管理提供了参考依据。同时说明，该行业含汞废物风险较高的是粉尘、污泥，主要污染物为HgCl2、HgO和Hg。关键词：再生汞污染特征风险分析废汞触媒炉渣粉尘污泥中图分类号：X758文献标识码：A文章编号：1674-098X202105c-0139-022021年4月，中国人大常委会批准了我国签订的?关于汞的水俣公约?，条约正

2、式生效，含汞废物作为汞公约的一个重要组成局部，其环境管理已提到重要日程上来。我国汞消费中用量最大的是化工触媒，氯化汞触媒作为乙炔和氯化氢合成氯乙烯VCM工序的催化剂，大量地运用于电石法生产聚氯乙烯PVC行业，该行业消耗的汞约占全国用汞总量的60%【1】。化工触媒在应用过程中由于汞升华和中毒等原因失活成为废汞触媒，而废汞触媒中的含汞量约为2.88%3.88%【2】，具有可观的再利用价值。目前，国内已有假设干家企业开展了再生汞冶炼生产，主要采用火法冶炼工艺，以蒸馏的方式提炼汞【3】。目前，国内对再生汞冶炼行业冶炼工艺、含汞废物产生状况以及冶炼过程中汞污染源解析进行了研究4-8，其研究结果是大致了解

3、了国内再生汞冶炼工艺污染物产生情况、污染控制措施，明确了冶炼过程中的汞分布状况。目前再生汞冶炼行业汞污染方面的研究存在的主要问题包括以下两方面4-8：1没有深入研究含汞废物的污染特性；2没有分析并筛选出高风险的含汞废物。文章在分析再生汞冶炼过程含汞废物特性的根底上，分别从废物特性、产生特征、处置平安性、废物流向及废物危害性等角度全面分析与评估各类含汞废物的风险，明确了含汞废物的污染特性和风险状况，为含汞废物的风险管理提供了参考依据。1分析方法1.1方法步骤针对某再生汞企业进行现场调查与采样，根据实际情况共采集固体样品18个，包括废汞触媒代码、废汞触媒与石灰混合料代码、废汞触媒与石灰及煤渣混合料

4、代码、低汞炉渣代码、低汞粉尘代码、低汞污泥样品各3个见表2。扫描电镜在观察固体样品外表微区特征形貌、原子序数或化学成分、晶体结构等上具有独特的优势，一般应用二次电子成像。二次电子是被入射电子轰击出来离开样品外表的核外电子，其对样品外表形状十分敏感，所以最适用于样品外表形貌分析9。固体样品经喷金预处理后，在扫描电镜下进行SEM二次电子成像，获得样品微观形貌，并对样品进行X射线能谱分析，结合样品的形貌特征分析样品的化学组成，并进一步分析其总汞含量及其危害特性。固体样品总汞含量分析采用?土壤和沉积物汞、砷、硒、鉍、锑的测定微波消解/原子荧光法?HJ680-2021。1.2分析仪器具体情况见表1。2结

5、果与讨论2.1含汞废物特性分析含汞废物特性分析主要包括形貌、化学成分、汞含量和危害性的分析。结果说明：1形貌特征见图1、图2、图3：炉渣微观形貌：主要由灰色基体构成，在灰色基体上散布有少量亮白色颗粒，微孔较少，说明废汞触媒经冶炼蒸馏后绝大局部含汞化合物蒸发进入到气体中。粉尘微观形貌：主要由灰色和白色颗粒组成，微孔细小繁多，说明经布袋截留下来的粉尘中含有较多的含汞化合物。污泥微观形貌：主要由灰白色颗粒组成，微孔狭小较多，说明废水中的汞累积在污泥中。2化学成分见图4：3号煤渣混合料是指石灰与原料反应后的产物与煤渣的混合料，3号煤渣混合料O含量偏高，同时石灰与HgCl2反应生成HgO，说明3号煤渣混

6、合料汞化合物大局部以HgO形式存在。4号炉渣O含量急剧下降，而Cl含量稍微下降，说明3号原料中HgO大局部转换为金属汞逸出，4号炉渣中的汞化合物可能以HgCl2为主，存在少量HgO。5号粉尘O含量与3号相比下降近1倍，而Cl含量根本不变，说明5号粉尘中的汞化合物可能包括HgCl2、HgO和Hg。3汞含量分析：原料中的汞含量为45000mg/kg，即4.5%，经蒸馏后炉渣中汞含量下降为0.58%，气体中的汞在冷凝回收和净化后，经布袋收集的粉尘汞含量为4%。污泥进行能谱分析时，由于镜头被污染而未获得数据，说明污泥中的汞含量偏高导致在能谱分析时大量汞汽化，而在汞含量分析中，其汞浓度为82700mg/

7、kg，即8.27%。4危害性：从形貌角度分析，粉尘和污泥主要由颗粒组成，微孔繁多，说明汞化合物颗粒活性较强，容易进入到环境中，其危害性较大，而炉渣主要由灰色基体构成，散布少量亮白色颗粒，微孔较少，说明含汞化合物极少，活性较低，且不容易进入到环境中，危害小。从化学成分角度分析，粉尘中包含HgCl2、HgO和Hg，而HgCl2和Hg的活性强，容易进入到环境中，对人体神经系统、肾脏系统、免疫系统及生殖系统造成损害，同时如果进入到生物环境中容易在生物厌氧作用下转化为甲基汞【2】。从汞含量角度分析，汞含量上下顺序为污泥>粉尘>炉渣，其中炉渣中汞含量极低，为0.58%。综上，含汞废物危害性上下

8、顺序为污泥>粉尘>炉渣。2.2含汞废物风险分析根据再生汞冶炼含汞废物污染特性分析结果，应用德尔菲专家法10进行含汞废物风险分析。结果说明，含汞粉尘、含汞污泥的风险较高，而含汞炉渣的风险较低。主要原因是含汞粉尘的废物特性和危害性大、含汞污泥的危害性大和处置平安性差，而含汞炉渣的废物特性、危害性及处置平安性均较好，只是产生量较大。3结语1再生汞行业主要含汞废物为炉渣、粉尘和水处理污泥。2炉渣多为炭基体构成，其中汞化合物颗粒较少，主要成分为HgCl2，含有少量HgO，其活性较低，不容易进入到环境中，危害性小，而粉尘和污泥主要由颗粒物构成，其中汞化合物为HgCl2、HgO和Hg，活性较高，

9、容易进入到环境中，危害性大。3含汞废物风险分析结果说明，风险较高的是含汞粉尘和水处理污泥，需要重点关注，而炉渣的风险低，可以不必关注。参考文献【1】周俊华.氯化汞触媒的现状与开展J.中国石油和化工经济分析，20212：51-54.【2】菅小东，刘景洋.汞生产和使用行业最正确环境实践M.北京：中国环境出版社，2021：76-77.【3】曾华星，胡奔流，张银玲，等.我国含汞废物的再生利用J.有色冶金设计与研究，2021，333：36-37.【4】曾华星，胡奔流，张银玲，等.再生汞冶炼工艺及产污节点分析J.有色冶金设计与研究，2021，336：20-21.【5】龙江艳.再生汞冶炼行业典型企业汞污染源解析研究D.湘潭：湘潭大学，2021.【6】甘露.含汞废物再生污染防治技术分析J.有色冶金设计与研究，2021，355：84-85.【7】李忠卫，龙燕，曹学新.再生汞企业的含汞废水产生及治理状况J.有色冶金设计与研究，2021，352：44-47.8赵晋，陈春丽.中国再生汞行业含汞废气处理技术评价