5.4 水体中重金属污染物——汞
对什么是重金属，目前尚没有严格的统一定义，在环境污染方面所说的重金属主要是指汞、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的重元素。至于对具有一定毒性且环境中广为分布的如锌、铜、钴、镍、锡、铝等金属及它们化合物的环境行为研究，也应归入环境化学内容，但因限于篇幅，下面仅对汞、镉、铅三种重金属元素的环境化学分别予以阐述。
5.4.1 汞及其化合物的基本性质
汞的元素丰度在地壳中占第63位（80μg/kg），在海洋中居第40位（0.15μg/L），所以汞在各圈层中的储量及在各圈层间迁移通量都较小。
汞在周期表中与锌、镉两元素同处ⅡB族。汞的化学性质、地球化学性质与镉比较相近，但与锌比却有较大差异。在与同族元素比较中，汞的特异性表现在：①氧化还原电位较高，易呈金属状态；②汞及其化合物具有较大挥发性。汞蒸气压随温度变化的数据如表5-7所示；各种无机汞化合物挥发性强弱次序为：Hg＞Hg2Cl2＞HgCl2＞HgS＞HgO；烷基汞化合物的饱和蒸气浓度为：CH3HgCl（94mg/m3）、CH3HgBr（94mg/m3）、CH3HgI（90mg/m3）、CH3HgOH（10mg/m3）、C2H5HgCl（8mg/m3）、C2H5HgI（9mg/m3）。③单质汞是金属元素中唯一在常温下呈液态的金属（mp=-38.9℃），具有很大流动性和溶解多种金属而形成汞齐的能力（如钠、钾、金、银、锌、镉、锡、铅等都易与汞生成汞齐）；④能以Hg2Cl2一价形态存在；⑤与相应的锌化物相比，汞化合物具有较强共价性，且由于上述较强挥发性和流动性等因素，使它们在自然环境或生物体间有较大的迁移和分配能力。
表5-7 汞的蒸气压
|
温度（℃） |
蒸气压（Pa） |
温度（℃） |
蒸气压（Pa） |
|
0 |
0.025 |
30 |
0.371 |
|
10 |
0.065 |
40 |
0.810 |
|
20 |
0.160 |
50 |
1.689 |
在25℃温度下，元素汞在纯水中溶解度为60μg/L，在缺氧水体中约为25μg/L。水溶性的汞盐有氯化汞、硫酸汞、硝酸汞和氯酸汞等；一些汞化合物的溶解度数据如表5-8所示：
表5-8 一些汞化合物的溶解度
|
化合物 |
溶解度(g/100gH2O) |
温度(℃) |
溶度积(Ksp) |
温度(℃) |
|
HgBr2 |
0.5 |