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实验室学堂

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监测实验室中的汞污染及防治对策
发布时间:2019-07-09 10:58 | 浏览次数:


随着我国环境污染的日益严重,对于环境的监测力度也在不断加大。由于长期进行环境监测,在所监测实验室的产生大量重金属污染物。本文根据多年工作实践,对重金属污染物汞污染来源以及治理措施进行探索。

一、汞的毒性

汞可经人的呼吸道或消化道吸进去,长期接触会引起慢性中毒。如神经功能紊乱、肾脏受损、恶心、呕吐等现象。长期从事实验室监测工作,由于在监测过程中会产生大量金属污染物,这些如没有得到妥善处置,一方面会危害化验员的健康,另一方面也会对受纳水体造成污染。

目前我国地表水环境质量标准GB 3838-2002中汞(Hg)的标准限值如下表1。

注:表2中a、b分别表示测定SO2日均值、小时值个数。

二、实验室中的汞

实验室中汞主要来源有以下几个方面:(1)四氯汞钾溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法测定环境空气中的二氧化硫;(2)重铬酸钾法测定化学需氧量;(3)纳氏试剂分光光度法测定水中的氨氮含量;(4)纳氏试剂分光光度法测定环境空气中氨的含量;(5)纳氏试剂分光光度法测定大气降水中铵盐的含量;(6)水中汞的测定。其余各分析项目中几乎不使用含汞试剂,故对此的影响可忽略不计。实验室工程

2.1、汞用量统计

参考某实验室2002~2010年的工作量统计,二氧化硫、化学需氧量、氨氮、氨气、铵离子等几个监测项目共完成的数据总量见表2。其中2003年拓展了氨气的分析;2007年开始增加了大气降水中铵离子的分析,2005年二氧化硫改变了分析方法,不再将日均值和小时值的工作量单独统计。

依据质量控制要求,样品的测定需要有空白样品、平行样品和加标样品等,质控要求平行样品和加标样品在10-20%,加上测定时的空白样品,故在测定中含汞试剂的的用量须乘以1.2的系数,使之与在实际分析中的用量接近。

由每个项目中需用汞的含汞量和各年份工作量得出每年产生废弃物的含汞量见表3。

三、情况分析

由以上某实验室2002~2010年的工作量及产汞量表可发现以下几点:

3.1 废弃物排放总量增加

由表2可见,该实验室历年来的监测任务在逐步增加,各项目每年的上报数据量均有大幅的递增,尤其是CODCr、氨氮等常规项目增加明显。2010年CODCr监测数据是2002年的4.52倍;同期氨氮2010年是2002年的5.89倍。由此而带来的是含汞废液的产生量也大幅的增加,导致2010年汞的产生总量是2002年的2.38倍,废弃物排放总量已由0.643kg增加至1.528kg,排放量增加显著。

3.2 各监测项目废弃物分担情况

根据表3内 某实验室历年来汞废弃物产生量,计算出各监测项目汞废弃物产生量分担比例,具体情况见表5。

由表5可见:

3.2.1 2002~2003年度二氧化硫的汞废弃物的产生量最大

2002和2003年度在这几个监测项目中由二氧化硫吸收液而产生的汞占到了总产汞量的48.47%和51.79%。为减少汞的使用量,在2004年调整了监测方法,不再使用毒性较大的四氯汞钾吸收液,采用毒性相对较小的甲醛缓冲溶液作二氧化硫的吸收液,即采用了GB/T 15262-94标准(现已更新为HJ 482-2009)。大幅的减少了汞的产生量,并使当年在监测任务总量增加的情况下,汞的产生总量较上年有18.27%的下降。

3.2.2 2004年以后CODCr的的汞废弃物的产生量最大

在环境监测中,化学需氧量(COD)反映了水中受还原性物质污染的程度,这些还原性物质包括有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等。用重铬酸钾作为氧化剂的化学需氧量测定法为CODCr,是目前最常用的有机污染物检测方法。但由于监测任务的逐年增加,其所产生的含汞废液量也日益加重。尤其在2004年后由于解决了当时污染贡献最大的二氧化硫吸收液问题后,COD产汞量占总量的分担比例由45.39%猛增至93.53%,并在2004-2010七年来,一直占91.87%-95.39%的高位。

2010年化学需氧量(COD)汞废弃物排放总量是2002年的4.52倍,达到了1.42kg,化学需氧量(COD)的汞废弃物产生量已成为实验室内最大的汞污染源。

3.2.3 氨氮、氨气和铵离子的测定中使用含汞显色剂,原本由于显色剂用量少,样品数量不多,一直在产汞总量中占有较少份额。但现在同样面临上述问题,尤其在2004年二者的产汞量对总的污染贡献由2.82%,猛增至6.47%,其含汞废弃物的产生量已不可忽视。

2010年以上三项汞废弃物排放总量是2002年的6.2倍,达到了0.109kg,增幅明显。

四、对策与结论

由以上某实验室2002~2010年的工作量及产汞量表可发现,在实验室中产生的汞废弃物数量很大,如不注意汞的回收和减量化处理会对环境及分析人员本身均造成较大危害。要解决此项难题首先要做好以下几点:

4.1 做好含汞废液的处理

实验室中应具有含汞废液的处理装置,并在实验室内部质量文件上专门注明其处理方法,否则产生的含汞废液将对环境产生巨大危害。如该实验室2010年度产废弃物含汞量1.528kg,如果直接排入地表水会导致1.528×106m3的洁净水成为劣Ⅴ类水质,若以地表Ⅲ类水质作为饮用水水源地水质标准,则会造成1.528×107m3的洁净水无法饮用,造成危害巨大。药品柜

处理方法:一般先将含汞废液进行集中于废液桶中,调节废液酸度中性或偏碱性,再向桶中加入过量的硫化钠(Na2S),可迅速形成难溶的硫化汞(HgS)沉淀。由于HgS有较大的溶度积(4×10-53~2×10-49),故在硫离子过量的情况下,废液上清液中汞的含量可忽略不计。产生的沉淀HgS集中送于相关部门用于汞的回收。

4.2 采用新的监测技术

研究采用新的监测技术也是我们环境监测人员的一个重要任务。虽然含汞的废弃物经上述方法处理后,可减少排入环境后所造成的巨大危害,但如果在日常的监测分析实验中,长期接触这些含汞的试剂会对分析测试人员的身体健康造成危害。通过采用新的监测技术可大幅有效的减少汞的使用量和其废弃物的产生量。如某实验室在2004年在二氧化硫的测定中使用甲醛法作为吸收液大幅减少了含汞废液的产生量。2007和2010年度该实验室对本辖区内地表水各监控断面相继采用了多套总有机碳(TOC)和氨氮在线监控系统,适当减少了日常实验室内的COD和氨氮分析任务,使当年度的汞排放总量均比上年有所降低。

仅靠工作量的减少来控制汞排放量的减少,只是一种治标不治本的办法,只有采用新的监测技术才能从根本上减少汞废弃物的排放总量,目前国际上化学需氧量的测定有使用高锰酸钾、臭氧、羟基等作氧化物的方法体系,这些方法不仅可减少汞的加入量,也能对废液中含铬量较高的现象有较好的减量化处理。同时广泛使用总有机碳(TOC)监测来对COD监测进行替代也是种较为可取的方法。并且大力推动氨氮、氨气和铵离子采用的监测方法向次氯酸钠-水杨酸分光光度法(HJ 536-2009等)转换也已刻不容缓。

推广监测技术的仪器化、自动化及在线连续监测技术可有效地减少在分析测试中含汞试剂的加入量,能有效的保障环境监测机构在有效的控制有关企业对环境影响的情况下,同时减少自身对环境生态系统的影响,保护人们的身体健康。

4.3 制定新的监测标准

目前我国的大多数环境质量标准、污染物排放标准等均主要以化学需氧量(CODCr)作为表征有机污染物含量的指标。COD分析虽然有运用广泛、操作简便,分析成本低等优势,但也有二次污染严重,测量时间较长等问题。尤其是近年来由于节能减排对COD和氨氮等项目的要求,COD在线监控仪器的大范围使用,仪器故障率较高,分析结果与实验室比对结果偏差较大,运行试剂耗材较多,尤其是二次污染已成为COD分析的一个重大弊端。TOC在线分析仪因数据准确,响应时间快、无二次污染等诸多优势正在越来越广泛被应用,但目前由于标准制定的不合理,使我们无法将TOC的方法广泛应用,使COD的监测在一段时间内还不能被替代。实验室装修

标准制定的不合理已成为制约我国环保事业进一步发展的瓶颈,希望能尽快在我国现行各类标准中制定相应的TOC标准,使之能减少二次污染,更好的推动我国环保事业的前进。

来源:中汞网

 
 
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