用金属汞或其他还原剂(其Eθ值在0.905V与0.851V之间),可将Hg(Ⅱ)还原为Hg(Ⅰ),反应平衡常数较大(K≈70),平衡强烈偏向于生成Hg22 一方;若要反方向的歧化反应得以进行,则必须使Hg2 变为难溶物或难离解的络合物(如HgO、HgS、Hg(NH2)Cl、Hg(CN)2等),从而减低溶液中Hg2 的浓度。
汞的E-pH图如图5-5所示。从中可以看出,在变动的环境条件下,各种无机汞化合物的相对稳定状态。
5.4.2 水体中汞污染物的来源
汞在天然水中的浓度为0.03~2.8μg/L。水中汞污染物的来源可追溯到含汞矿物的开采、冶炼、各种汞化合物的生产和应用领域(图5-6)。因此在冶金、化工、化学制药、仪表制造、电气、木材加工、造纸、油漆颜料、纺织、鞣革、炸药等工业的含汞生产废水都可能是环境水体中汞的污染源。表5-11列举了一些工业排水中的含汞量,值得注意的是氯碱工业中由水银电极电解工段中排出的水中含有较高浓度的汞。
表5-11 某些工业排水中含汞水平
排水 |
溶解性汞(mg/L) |
悬浮颗粒汞(mg/kg)① |
造纸厂沉降池 |
0.00008 |
10 |
造纸厂排水 |
0.002~0.0034 |
5.6 |
肥料制造厂 |
0.00026~0.004 |
32.0 |
冶炼厂 |
0.002~0.004 |
— |
氯碱生产厂 |
0.080~2.0 |
14.0 |
①每千克残渣中含汞毫克数。
5.4.3 汞在水体中的形态
以化学形态而言,汞的各种形态化合物在包括水体在内的各环境要素中的迁移、转化如图5-7所示。进入天然水体汞的主要形态有Hg0、Hg2 和C6H5Hg(CH3COO)(作为杀菌剂使用后散入水中),经过一段时间后,相当部分的汞被富集于底泥和水生生物体上。一般汞在悬浮颗粒物和水体间的分配系数为1.34×105~1.88×105,Hg2 的生物浓集因子约为5000,而甲基汞为4000~85000。
不论是淡水或是海水,一旦含汞污染物排入水体,汞就与水中大量存在的悬浮颗粒物牢固地结合,结合程度由pH、盐度、氧化还原电位及颗粒物上有机配位体性质和数量等因素确定。汞与悬浮颗粒物间的相互作用力的大小介于弱的范德华引力和强共价键力之间。二者结合后,生成比重更大的颗粒物而下沉。
进入水体底部的汞,可能进一步被原先淤积在该处的底泥所吸附。其吸附速率主要取决于底泥的物理化学特性,具体的影响因素(依其重要性顺序)是:表面积、有机物含量、阳离子交换容量、粒度大小;影响吸附结合常数的因素是:有机物含量、粒子大小、阳离子交换容量、表面积。对于砂床底质,吸取汞的有效深度不到1毫米,且在好氧或厌氧条件下,对汞的吸取速率无大差异。