汞污染危害分析与防范措施探讨

李成剑 (长江大学工程技术学院化学工程系,湖北荆州434020)

汞是在常温下唯一呈液态的金属元素,广泛地分布在地壳表层。辰砂及其多晶体偏辰砂是主要的含汞矿源。随着自然的演化,环境的各个因素中都可能含有汞,形成汞的天然本底。由于人类活动造成水体汞污染,其污染源主要来自氯碱、塑料、电池、电子等工业排放的废水。据估计,1970～1979年全世界排入土壤的汞约为10×104t[1],而排向大气和土壤的汞都随着水循环回归入水体。因此,目前汞污染日益严重。针对这种情况,世界各国大力开展了对汞污染的研究和治理工作。为此,笔者对汞污染的研究和治理情况加以综述。

1 汞污染的来源

1)自然释放 汞在自然界中分布极广,几乎所有的矿物中都含有汞,自然释放到大气中的主要是元素汞,还有二甲基汞、挥发性无机汞化合物等,同时地球经一系列的自然过程如火山活动、地热活动等也将汞释放进入大气。有学者认为,我国成都平原的汞污染在很大程度上是因为平原基底断裂的地球放气作用造成的[2]。另外,水体、土壤、植物表面的自然释放及森林火灾也是大气汞污染的重要来源。

2)人为排放 化石燃料的燃烧、城市垃圾和医疗垃圾焚烧、汞矿开采、有色金属冶炼、氯碱和水泥制造、土法炼金、造纸和塑料等工业也排放大量的汞[3]。

3)废旧节能灯具的排放 据研究资料显示[4],一支管径36mm荧光灯管含汞量为25～45mg,一支管径10mm的节能灯泡含汞量为10～15mg,一支高压钠灯含汞量为1214mg,一支金卤灯含汞量为20～25mg。近几年,我国每年生产加工灯管消耗汞达80t之多,每年释放出汞及化合物量数以百吨计,严重污染土壤和水源,进而危害人体健康。

2 汞对人体健康的危害

职业性暴露和饮食是人体摄入汞的主要途径,此外,汞还可以通过呼吸和皮肤接触进入人体。汞对人体的健康危害与汞的化学形态、环境条件和侵入人体的途径、程度有关[5]。一般来说,汞的化学形态划分为无机汞 (如元素汞、二价汞等)和有机汞 (如甲基汞等)。

无机汞进入体内的主要途径是呼吸、口腔摄取和皮肤吸收。呼吸是汞蒸气进入人体的的最重要途径,吸入汞蒸气的80%左右可以透过肺泡进入血液。食物中的无机汞大约有7%通过口腔摄取而被吸收,通过皮肤吸收的汞蒸气仅仅是通过呼吸吸收的1%左右,但是使用一些高无机汞含量的美白护肤品也可以造成汞吸收和积累[6]。无机汞的毒性主要表现为神经毒性和肾脏毒性。中枢神经系统可能是对汞蒸气最敏感的靶器官,其发生汞中毒后的典型症状包括震颤、情绪不稳定、注意力不集中、失眠、记忆衰退、说话震颤、视力模糊、肌肉神经功能变化、头痛以及综合性神经异常等。肾脏和中枢神经系统一样,也是对汞蒸气敏感的靶器官。人体汞中毒的不良后果还包括致癌性、呼吸系统毒性、心血管毒性、消化系统毒性、免疫系统毒性、皮肤毒性和生殖系统毒性等。

甲基汞等有机汞进入人体的主要途径是食用鱼类及其他水产品。甲基汞中毒大体上可分为急性、亚急性、慢性和潜在性中毒4种类型[7],具体内容包括:①急性中毒。当大量甲基汞迅速进入人体时,可出现急性脑损伤,如意识障碍、痉挛、麻痹等,表现为急性发作、预后不良,大多数人很快死亡;②亚急性中毒。当反复进入人体的甲基汞量较少时,出现典型神经症状,主要出现末稍感觉障碍、向心性视野缩小、神经性听力降低、语言障碍、运动失调等症状;③慢性中毒。当反复进入人体的甲基汞量很少时,则出现不典型或不完全的神经症状,其中末稍感觉障碍最先出现,其次是向心性视野缩小和神经性听力降低,而运动失调和语言障碍等则比较少见;④潜在性中毒。当反复进入人体的甲基汞很微量时,不出现特异性临床症状,而呈潜伏状态,即所谓亚临床型。

3 汞污染的治理与防范

1)削减工业用汞量,减轻汞工业污染 政府应运用法律和行政管理手段限制含汞产品的销售和使用,通过环境标志认证等加强无汞产品的市场推广力度。目前,我国多数用汞行业已采用有替代产品或工艺,如无汞电池、合成树脂齿科材料、电子式或液晶式体温计及压力表、氖一氛无汞日光灯等。应加大环保执法力度,严格限制含汞三废 (含汞废气、废水和废固)的排放。制定优惠政策,鼓励涉汞企业回收含汞废弃物循环生产,最大程度地减轻工业污染。

2)加强燃煤汞污染控制技术的研究与开发 煤燃烧是大气汞污染最主要的来源,而汞一旦进入大气将难以治理,因而最有效的防治措施是尽可能地减少煤的燃烧。我国的资源状况决定了以煤为主的能源结构模式很难改变,因此在提高能源利用率、调整能源结构的同时,治理燃煤汞污染的最得力措施是加强燃烧前和燃烧后的脱汞力度[8]。目前,我国现有传统洗煤方式只能洗去原煤中30%左右的汞,而国外有关研究表明,采用一种新的洗煤技术,能同时去除矿物相汞和有机相汞,去除率为 40%～82%[9];燃烧后采用布袋除尘器,对烟气中汞的脱除率可达58%。我国在该方面的研究尚处在起步阶段,所以政府应支持、鼓励企业和科研院所加强相关领域的研究,为治理燃煤导致的汞污染提供技术支持。

3)加强进行垃圾分类和固体废弃物管理 如果生活垃圾能分类收集、分别处理,则应该对其中的含汞电池、荧光灯管、体温计等采取比一般生活垃圾更严格收集处理措施。建议我国大中城市应尽快投资建设如废旧灯管等含汞量高的垃圾处理中心,才能有效地防治汞污染,保护生存环境。

4)加强宣传教育力度,提高全体公民的环保意识 与许多棘手的环境问题一样,汞污染的防治有赖于每个社会成员的积极支持与参与。因此,应加强汞污染危害的宣传教育,使人们认识到解决汞污染问题的必要性及紧迫性,引导消费者自觉购买绿色无汞产品,分类投弃垃圾,节约能源,科学消费,通过约束自身日常行为来减少对环境的负面影响。

[1]张燕萍,颜崇淮,沈晓明.环境中汞污染来源、人体暴露途径及其检测方法 [J].广东微量元素科学,2004,11(6):11～15.

[2]姚学良,朱礼学,游再平,等.成都平原汞污染探源 [J].四川地质学报,2000,20(2):120～235.

[3]曹会兰.汞的污染和危害 [J].陕西环境,2003,10(1):43～45.

[4]官国雄.废旧灯管汞污染危害与防治对策[J].照明工程学报,2009,20(2):79～81.

[5]范燕燕,蒋治良.汞的环境生化分析进展 [J].分析测试技术与仪器,2009,15(2):76～83.

[6]冯新斌,仇广乐,付学吾,等.环境汞污染 [J].化学进展,2009,21(2):436～457.

[7]张义生,吴俊民.甲基汞污染对人类生态的危害[J].环境与健康杂志,1988,5(2):43～45.

[8]党民团,刘娟.中国汞污染的现状及防治对策 [J].应用化工,2007,34(7):394～376.

[9]覃东立,姜秋俚,付友生.全球汞污染回顾与分析 [J].环境保护科学,2009,35(4):75～78.