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摘要：汞污染是当下比较严重的重金属污染之一，本文结合相关资料，从我国汞的排放及土壤汞污染现状入手，对汞污染土壤的治理修复技术做研究介绍，旨在采取针对性的修复方法获取较好的治理效果，以期为该方面研究的科学工作者提供有益的参考。
关键词：汞；污染；土壤；治理；修复
由于工业生产规模的不断发展，相关企业生产排放的汞含量严重超标，大量的汞排放到大气、水体及土壤中，而受到汞污染的土壤，被植物吸收后将随食物链影响到人们的生命健康。因此，防治土壤污染，实施污染土壤的治理修复显得十分必要。针对于此，现系统研究汞污染土壤治理修复技术，通过技术对比分析，采取最有效的治理修复方案，以恢复土壤环境质量，从而恢复土地的生态功能。
1我国汞的排放和土壤汞污染现状
1.1汞的排放
关于汞的排放还没有确切的数据，普遍认为每年约有1 000～4 000 t汞排放到大气中。工业革命以来，陆续约20万t汞排放大气中，目前仍约有3 500 t汞在大气中，大气中汞浓度相比工业革命前已经增加3倍。
汞的排放有人为因素和自然因素，人为主要有化石燃料燃烧、城市垃圾焚烧、有色金属冶炼、氯碱电极、化工行业汞催化剂、汞矿区三废排放、汞电器设备、农药等生产生活排放。估计人为汞排放量约为2 100 t/a是环境汞浓度增高的直接原因。此外，火山、地热、土壤和水体表面挥发等也会产生一定的汞排放。
世界范围内人为汞排放以亚洲地区排放量为主约1 000 t，其中我国汞排放为500～700 t，主要因为我国能源结构以煤炭为主，且有色金属等涉及汞排放的行业生产规模也是世界上最大的。目前关于我国汞排放量还缺乏具体的统计，但我国土壤汞释放通量要高于国外同类地区。我国部分城市空气中汞含量为5.4～18.4 ng/m3，偏远地区为2.7～7.5 ng/m3，气态汞含量均远高于欧美同类地区的汞浓度，目前北 半球大气平均汞含量为1.3～1.7 ng/m3，不到我国气态 汞含量的50%。
基于官方数据对1999年我国汞排放进行 系统分析，结果表明1999年我国汞人为排放总量为 536 t，其中45%来自有色金属燦炼，38%来自煤燃烧，17%来自电池、荧光灯和水泥等生产活动。2005年我 国向大气排放汞量为825.2 t，占全球排放总量的42% 以上。上述数据均为10余年前数据，2015年我国有色金属产量为1999年的12.6倍，煤燃烧量为1999年的 2.68倍，根据此推算汞排放量约为4 000 t，依此估计我国实际汞排放量估计不低于2 000 t，工业快速发展带来了汞排放的急剧增加。
1.2我国土壤汞污染现状
土壤中汞包括自然来源和人为来源两种。自然来源主要指土壤母体中自身含有的汞，不同的土壤类型存在着巨大的差异，我国土壤汞的背景含量为0.038 mg/kg，高于世界平均0.03 mg/kg的均值。但人为的生产排放增加了环境内的汞含量，表1为我国典型生产生活区域土壤汞含量。
由表1数据可发现汞矿区、铅锌矿区、铅锌冶炼厂、氯碱生产厂、电子垃圾拆分区域周边土壤汞含量往往超出当地背景土壤汞含量20倍以上。垃圾焚烧厂及发电厂周边区域土壤汞含量也明显高于背景土壤汞含量50%以上。可见汞生产、有色金属生产或电子垃圾拆分区的汞排放对土壤的影响十分显著，急需妥善的处理，若三废排放控制不当可对周边土壤环境 带来毁灭性的打击。垃圾焚烧及燃煤发电也会产生汞 排放，对于单一的生产单位可能产生量相对较低，但考虑我国垃圾焚烧处理量近6 000万t，燃煤总量在 30亿t以上，可适当提高汞排放标准有助于汞排放总量的控制。
2014年国家环保部和国土资源部联合发布《全国土壤污染状况调查公报》指出我国土壤点位超标率为16.1%，汞元素污染点位超标率为1.61%，其中工业废弃地点位超标率为34.9%，涉及化工、矿冶等多行业，土壤污染治理十分迫切。
2汞污染土壤修复技术
汞污染土壤修复技术有热脱附法，淋洗法、化学法、植物法、微生物法、固化等修复方法以及后续的固化封存技术。此外常用的还有挖掘法，但基本为换土，挖掘出的污染土壤还需要采用其他技术进行修复。
2.1热脱附法
热脱附法采用高温手段将汞及汞化合物等有害 重金属元素挥发成为气相和土壤分离。一般包括土壤的预处理、高温脱附、气相冷凝及烟气净化。
土壤预处理需要采用自然晾干或烘干等措施控 制土壤中含水率，一般控制在20%以下；采用破碎、筛分措施控制土壤粒度，去除大块沙石，一般控制土壤颗粒粒径在2 cm以下。预处理完的土壤采用高温设备进行加热土壤，_般温度控制在200～800 °C，常采用回转窑、电熱炉等高温设备。高温作用下汞等重金 属元素及化合物挥发进入气相和土壤分离，分离后的气体冷却出液相汞沉降，烟气采用活性碳吸附等净化措施处理后再排入大气。
热脱附处理温度较高，往往使用添加剂降低处理温度，节约成本，提高效率。采用氯化物作为添加剂可有效降低热脱附处理温度，并提供一定的负压真空条 件，促进汞等重金属化合物的挥发，处理温度可降低到500°C以内，甚至更低。挥发的汞蒸汽冷却一般多采用冷空气或水介质进行冷却，也有采用金属和高温汞蒸汽进行反应生成汞齐对汞进行捕捉。
2.2淋洗法
淋洗法多采用水作为介质对土壤进行选矿处理，利用汞和土壤密度的显著差异，以及不同颗粒大小土 壤中汞分布状态的不同进行分离。大颗粒砂石砾（一 般10目以上）直接采用水淋洗后回填，较细颗粒需要 进行多次的选矿处理，液固比往往高达10甚至20，选矿处理过程有研究人员添加过剩的Na2S或CaCl2、Na2EDTA，草酸及KI等试剂促进土壤中汞元素的浸出。分离所得的含汞溶液采用硫化物进行沉淀分离 含汞物质。此外，还有相关研究采用氨水作为介质进行选矿处理，氨水可在一定条件下挥发，可形成闭环处理。 2.3化學法
化学法注重通过添加化学物质和含汞污染物反 应促进含汞污染物的浸出或稳定化。化学法种类较多，有研究采用可溶性的次氯酸盐、捵盐、硝酸盐、硫代硫酸盐形成可溶性的汞化合物，也有采用次氯酸、硫酸等强酸进行酸浸出汞离子，浸出的可溶性汞化物采用硫化物生成硫化汞沉淀分离。此外还有添加双氧水、高锰酸钾提供强氧化性条件，采用柠檬酸、果石 酸、碳酸、草酸等形成可溶性的络合物，进而采用离子交换分离。
2.4植物法
植物法利用植物本体对土壤中汞等有害元素的吸收能力，汞在植物中富集，降低土壤中汞含量。相关研究发现油菜、大蒜、葱、山嵛菜、洋麻等植物对汞元 素具有较强的吸收能力，可用于汞污染土壤修复。
2.5微生物法
微生物法主要是利用细菌对土壤中汞存在形式的转化作用，将汞化合物中的二价汞氧化转化成单质汞，再通过汞单质的气相挥发收集去除。可用于汞土壤修复的微生物有铁氧化细菌，菌丝体真菌，芽孢杆菌，恶臭假单胞菌等，且工作环境往往在较强的酸性条件下进行。
2.6 固化法
固化法是汞污染土壤修复的最终方法，该方法通过添加胶凝材料等方法将污染土壤封存包裏，使其中汞等重金属元素浸出液浓度低于标准排放要求。
固化法多采用水泥、矿渣、钢渣、石灰、石膏等具有水硬胶凝性物质作用固化胶结剂。此外通过添加硫化物、磷酸盐、钨酸盐等药剂促进稳定的不溶性汞化物的形成，降低可溶性汞元素含量。
一般胶凝材料添加量约为固化土壤量的15%～20%，添加剂含量一般略高于需用量。
3土壤汞修复技术的对比分析
3.1 土壤汞修复技术对比
我国土壤汞污染严重，尤其有色冶炼、氯碱等工业生产企业及矿区周边土壤汞污染严重超标，迫切需 要修复治理，表2 为常规土壤汞修复方法的对比情况。
由表2可知，采用热脱附法、固化法处理具有广泛的适用性，处理效率高，周期短，但成本较高，破坏土壤组织。淋洗法处理效率高，周期短，但处理成本本高，处理过程废液量大，易产生二次污染水，淋洗法处理粘土效果差，更适用于砂土类型土壤。化学法和淋 洗法具有类似的优缺点，但相对易产生药剂污染。微 生物法和植物法处理普遍存在成本低、无二次污染、不破坏土壤的优点，但普遍存在处理周期相对较长，且微生物处理条件苛刻，植物法不能处理污染程度过高的土壤。
3.2 土壤汞修复工艺的选择分析
土壤汞修复工艺的选择要根据污染土壤的性质 和修复后土地的用途2个方面进行选择。不同的土壤 类型和修复后土地用途对土壤修复时间周期、是否破坏土壤及二次污染等提出了不同的要求。
土壤的类型很多，但简单的来讲可以分为砂质 土、黏质土和壤土三类。砂质土含沙量多，颗粒粗糙、渗水速度快，保水性能差，通气性能好，反之黏性土性质和砂质土性质相反，而壤土性质介于两者之间。淋洗及化学法更适合处理渗水快、保水性能差的砂质土处理，黏质土处理效率较低。
修复后土地的用途很多，但简单的来讲可以分为工业生产，商业居住，农业种植以及园林绿化等休闲 观光4类。工业生产、商业居住用地修复后不必用于种植，可不考虑修复引起的土壤的组织结构破坏，且需要处理效率高、周期短，适合选择处理热脱附、淋洗、化学及固化方法。农业种植和园林绿化还需要利用土地种植，需要保持土壤的组织结构不破坏，处理周期要求相对宽松，适合选择植物和微生物法。
实际土壤修复往往会涉及到不同的土壤类别，因此会多种修复技术组合使用。图1为某氯碱生产用地汞污染土壤修复案例工艺流程，该修复过程涉及挖 土、淋洗、热脱附3种处理方式。修复过程首先对土壤进行预处理，采用破碎、筛分等装置进行处理，对土壤 进行颗粒分级。对于颗粒粒径在2 cm以上的砂砾直 接采用水淋洗，淋洗完成后直接回填。采用筛析机进 行处理，分成75 |xm以上的清洗砂和75 |xm以下的 细粒度泥浆，泥浆压滤获得脱水泥饼。脱水泥饼和清洗砂若有害元素合格直接回填，若有害元素不合格但 不包含汞元素需进行挖新土混匀稀释至合格，汞元素 不合格则进行热脱附处理。挥发的含汞烟气进行除尘 和冷凝处理，冷凝可回收汞，冷凝后的烟气经碳吸附 后达标外排，过程产生的汞超标灰尘和污泥返回热脱附处理。
4小结
综上所述，面对汞污染的土壤环境，我们必须要积极利用各种形式的土壤修复技术来缓解其污染，在选取正确的修复方法时，应根据土壤的性质，针对性地选择修复方法，以得到最佳的治理效果，最大限度地缓解土壤汞污染，从而为人们创造一个更加健康舒适的生活环境。
参考文献：
[1]邵雷.我国汞污染现状[J].化工管理. 2016（14）.
[2]曾少军、曾凯超、杨来.中国汞污染治理的现状与策略研究[J].中国人口、资源与环境. 2014（01）.
关键词：汞；污染；土壤；治理；修复
由于工业生产规模的不断发展，相关企业生产排放的汞含量严重超标，大量的汞排放到大气、水体及土壤中，而受到汞污染的土壤，被植物吸收后将随食物链影响到人们的生命健康。因此，防治土壤污染，实施污染土壤的治理修复显得十分必要。针对于此，现系统研究汞污染土壤治理修复技术，通过技术对比分析，采取最有效的治理修复方案，以恢复土壤环境质量，从而恢复土地的生态功能。
1我国汞的排放和土壤汞污染现状
1.1汞的排放
关于汞的排放还没有确切的数据，普遍认为每年约有1 000～4 000 t汞排放到大气中。工业革命以来，陆续约20万t汞排放大气中，目前仍约有3 500 t汞在大气中，大气中汞浓度相比工业革命前已经增加3倍。
汞的排放有人为因素和自然因素，人为主要有化石燃料燃烧、城市垃圾焚烧、有色金属冶炼、氯碱电极、化工行业汞催化剂、汞矿区三废排放、汞电器设备、农药等生产生活排放。估计人为汞排放量约为2 100 t/a是环境汞浓度增高的直接原因。此外，火山、地热、土壤和水体表面挥发等也会产生一定的汞排放。
世界范围内人为汞排放以亚洲地区排放量为主约1 000 t，其中我国汞排放为500～700 t，主要因为我国能源结构以煤炭为主，且有色金属等涉及汞排放的行业生产规模也是世界上最大的。目前关于我国汞排放量还缺乏具体的统计，但我国土壤汞释放通量要高于国外同类地区。我国部分城市空气中汞含量为5.4～18.4 ng/m3，偏远地区为2.7～7.5 ng/m3，气态汞含量均远高于欧美同类地区的汞浓度，目前北 半球大气平均汞含量为1.3～1.7 ng/m3，不到我国气态 汞含量的50%。
基于官方数据对1999年我国汞排放进行 系统分析，结果表明1999年我国汞人为排放总量为 536 t，其中45%来自有色金属燦炼，38%来自煤燃烧，17%来自电池、荧光灯和水泥等生产活动。2005年我 国向大气排放汞量为825.2 t，占全球排放总量的42% 以上。上述数据均为10余年前数据，2015年我国有色金属产量为1999年的12.6倍，煤燃烧量为1999年的 2.68倍，根据此推算汞排放量约为4 000 t，依此估计我国实际汞排放量估计不低于2 000 t，工业快速发展带来了汞排放的急剧增加。
1.2我国土壤汞污染现状
土壤中汞包括自然来源和人为来源两种。自然来源主要指土壤母体中自身含有的汞，不同的土壤类型存在着巨大的差异，我国土壤汞的背景含量为0.038 mg/kg，高于世界平均0.03 mg/kg的均值。但人为的生产排放增加了环境内的汞含量，表1为我国典型生产生活区域土壤汞含量。
由表1数据可发现汞矿区、铅锌矿区、铅锌冶炼厂、氯碱生产厂、电子垃圾拆分区域周边土壤汞含量往往超出当地背景土壤汞含量20倍以上。垃圾焚烧厂及发电厂周边区域土壤汞含量也明显高于背景土壤汞含量50%以上。可见汞生产、有色金属生产或电子垃圾拆分区的汞排放对土壤的影响十分显著，急需妥善的处理，若三废排放控制不当可对周边土壤环境 带来毁灭性的打击。垃圾焚烧及燃煤发电也会产生汞 排放，对于单一的生产单位可能产生量相对较低，但考虑我国垃圾焚烧处理量近6 000万t，燃煤总量在 30亿t以上，可适当提高汞排放标准有助于汞排放总量的控制。
2014年国家环保部和国土资源部联合发布《全国土壤污染状况调查公报》指出我国土壤点位超标率为16.1%，汞元素污染点位超标率为1.61%，其中工业废弃地点位超标率为34.9%，涉及化工、矿冶等多行业，土壤污染治理十分迫切。
2汞污染土壤修复技术
汞污染土壤修复技术有热脱附法，淋洗法、化学法、植物法、微生物法、固化等修复方法以及后续的固化封存技术。此外常用的还有挖掘法，但基本为换土，挖掘出的污染土壤还需要采用其他技术进行修复。
2.1热脱附法
热脱附法采用高温手段将汞及汞化合物等有害 重金属元素挥发成为气相和土壤分离。一般包括土壤的预处理、高温脱附、气相冷凝及烟气净化。
土壤预处理需要采用自然晾干或烘干等措施控 制土壤中含水率，一般控制在20%以下；采用破碎、筛分措施控制土壤粒度，去除大块沙石，一般控制土壤颗粒粒径在2 cm以下。预处理完的土壤采用高温设备进行加热土壤，_般温度控制在200～800 °C，常采用回转窑、电熱炉等高温设备。高温作用下汞等重金 属元素及化合物挥发进入气相和土壤分离，分离后的气体冷却出液相汞沉降，烟气采用活性碳吸附等净化措施处理后再排入大气。
热脱附处理温度较高，往往使用添加剂降低处理温度，节约成本，提高效率。采用氯化物作为添加剂可有效降低热脱附处理温度，并提供一定的负压真空条 件，促进汞等重金属化合物的挥发，处理温度可降低到500°C以内，甚至更低。挥发的汞蒸汽冷却一般多采用冷空气或水介质进行冷却，也有采用金属和高温汞蒸汽进行反应生成汞齐对汞进行捕捉。
2.2淋洗法
淋洗法多采用水作为介质对土壤进行选矿处理，利用汞和土壤密度的显著差异，以及不同颗粒大小土 壤中汞分布状态的不同进行分离。大颗粒砂石砾（一 般10目以上）直接采用水淋洗后回填，较细颗粒需要 进行多次的选矿处理，液固比往往高达10甚至20，选矿处理过程有研究人员添加过剩的Na2S或CaCl2、Na2EDTA，草酸及KI等试剂促进土壤中汞元素的浸出。分离所得的含汞溶液采用硫化物进行沉淀分离 含汞物质。此外，还有相关研究采用氨水作为介质进行选矿处理，氨水可在一定条件下挥发，可形成闭环处理。 2.3化學法
化学法注重通过添加化学物质和含汞污染物反 应促进含汞污染物的浸出或稳定化。化学法种类较多，有研究采用可溶性的次氯酸盐、捵盐、硝酸盐、硫代硫酸盐形成可溶性的汞化合物，也有采用次氯酸、硫酸等强酸进行酸浸出汞离子，浸出的可溶性汞化物采用硫化物生成硫化汞沉淀分离。此外还有添加双氧水、高锰酸钾提供强氧化性条件，采用柠檬酸、果石 酸、碳酸、草酸等形成可溶性的络合物，进而采用离子交换分离。
2.4植物法
植物法利用植物本体对土壤中汞等有害元素的吸收能力，汞在植物中富集，降低土壤中汞含量。相关研究发现油菜、大蒜、葱、山嵛菜、洋麻等植物对汞元 素具有较强的吸收能力，可用于汞污染土壤修复。
2.5微生物法
微生物法主要是利用细菌对土壤中汞存在形式的转化作用，将汞化合物中的二价汞氧化转化成单质汞，再通过汞单质的气相挥发收集去除。可用于汞土壤修复的微生物有铁氧化细菌，菌丝体真菌，芽孢杆菌，恶臭假单胞菌等，且工作环境往往在较强的酸性条件下进行。
2.6 固化法
固化法是汞污染土壤修复的最终方法，该方法通过添加胶凝材料等方法将污染土壤封存包裏，使其中汞等重金属元素浸出液浓度低于标准排放要求。
固化法多采用水泥、矿渣、钢渣、石灰、石膏等具有水硬胶凝性物质作用固化胶结剂。此外通过添加硫化物、磷酸盐、钨酸盐等药剂促进稳定的不溶性汞化物的形成，降低可溶性汞元素含量。
一般胶凝材料添加量约为固化土壤量的15%～20%，添加剂含量一般略高于需用量。
3土壤汞修复技术的对比分析
3.1 土壤汞修复技术对比
我国土壤汞污染严重，尤其有色冶炼、氯碱等工业生产企业及矿区周边土壤汞污染严重超标，迫切需 要修复治理，表2 为常规土壤汞修复方法的对比情况。
由表2可知，采用热脱附法、固化法处理具有广泛的适用性，处理效率高，周期短，但成本较高，破坏土壤组织。淋洗法处理效率高，周期短，但处理成本本高，处理过程废液量大，易产生二次污染水，淋洗法处理粘土效果差，更适用于砂土类型土壤。化学法和淋 洗法具有类似的优缺点，但相对易产生药剂污染。微 生物法和植物法处理普遍存在成本低、无二次污染、不破坏土壤的优点，但普遍存在处理周期相对较长，且微生物处理条件苛刻，植物法不能处理污染程度过高的土壤。
3.2 土壤汞修复工艺的选择分析
土壤汞修复工艺的选择要根据污染土壤的性质 和修复后土地的用途2个方面进行选择。不同的土壤 类型和修复后土地用途对土壤修复时间周期、是否破坏土壤及二次污染等提出了不同的要求。
土壤的类型很多，但简单的来讲可以分为砂质 土、黏质土和壤土三类。砂质土含沙量多，颗粒粗糙、渗水速度快，保水性能差，通气性能好，反之黏性土性质和砂质土性质相反，而壤土性质介于两者之间。淋洗及化学法更适合处理渗水快、保水性能差的砂质土处理，黏质土处理效率较低。
修复后土地的用途很多，但简单的来讲可以分为工业生产，商业居住，农业种植以及园林绿化等休闲 观光4类。工业生产、商业居住用地修复后不必用于种植，可不考虑修复引起的土壤的组织结构破坏，且需要处理效率高、周期短，适合选择处理热脱附、淋洗、化学及固化方法。农业种植和园林绿化还需要利用土地种植，需要保持土壤的组织结构不破坏，处理周期要求相对宽松，适合选择植物和微生物法。
实际土壤修复往往会涉及到不同的土壤类别，因此会多种修复技术组合使用。图1为某氯碱生产用地汞污染土壤修复案例工艺流程，该修复过程涉及挖 土、淋洗、热脱附3种处理方式。修复过程首先对土壤进行预处理，采用破碎、筛分等装置进行处理，对土壤 进行颗粒分级。对于颗粒粒径在2 cm以上的砂砾直 接采用水淋洗，淋洗完成后直接回填。采用筛析机进 行处理，分成75 |xm以上的清洗砂和75 |xm以下的 细粒度泥浆，泥浆压滤获得脱水泥饼。脱水泥饼和清洗砂若有害元素合格直接回填，若有害元素不合格但 不包含汞元素需进行挖新土混匀稀释至合格，汞元素 不合格则进行热脱附处理。挥发的含汞烟气进行除尘 和冷凝处理，冷凝可回收汞，冷凝后的烟气经碳吸附 后达标外排，过程产生的汞超标灰尘和污泥返回热脱附处理。
4小结
综上所述，面对汞污染的土壤环境，我们必须要积极利用各种形式的土壤修复技术来缓解其污染，在选取正确的修复方法时，应根据土壤的性质，针对性地选择修复方法，以得到最佳的治理效果，最大限度地缓解土壤汞污染，从而为人们创造一个更加健康舒适的生活环境。
参考文献：
[1]邵雷.我国汞污染现状[J].化工管理. 2016（14）.
[2]曾少军、曾凯超、杨来.中国汞污染治理的现状与策略研究[J].中国人口、资源与环境. 2014（01）.