Til trods for atkviksølvreagenserer almindeligt anvendt til lokalisering og undersøgelse af kviksølv, har visse reagenser evnen til at fjerne eller fjerne kviksølv fra vand ved at forme sammensatte bygninger. På trods af dette potentiale for afhjælpning, kviksølvreagenser vise imperativer, når de bruges i vandbehandlingsapplikationer, især i modsætning til specifikke kviksølvsorbenter.
Udnyttelsen afkviksølvreagenseri vandbehandlingsprocesser er meget af tiden frustreret af nogle få elementer. Selektiviteten og dygtigheden af kviksølvreagenser, først og fremmest, til at fjerne kviksølv fra vandkilder er måske faktisk ikke så høj af de dedikerede kviksølvsorbenter, der er eksplicit tiltænkt af denne grund. Disse sorbenter er designet til at have høj forkærlighed og begrænsende grænser med hensyn til kviksølvpartikler, hvilket garanterer en vellykket udvisning fra vandholdige forhold.
Desuden kan brugen af kviksølvreagenser til vandbehandling give anledning til bekymring med hensyn til alderen for destruktive resultater eller præsentationen af ekstra forurenende stoffer i vandforsyningen. Den forventede økologiske effekt og sikkerhedsovervejelser i forbindelse med udnyttelsen af kviksølvholdigt intensiverer yderligere bristepunktet deres brede modtagelse i vandsaneringsøvelser.
Desuden kan omkostningstilstrækkeligheden og alsidigheden ved at bruge kviksølvreagenser til enorme vandbehandlingsaktiviteter give vanskeligheder, især når mere effektive og udpegede andre muligheder, såsom kviksølvsorbenter, er tilgængelige.
Mens kviksølvreagenser giver mulighed for udstødelse af kviksølv fra vand gennem stofforbindelser, fremhæver deres begrænsninger med hensyn til selektivitet, naturlig effekt og sund fornuft i modsætning til forpligtede kviksølvsorbenter betydningen af at bruge særlige sorbenter for vellykkede og understøttende vandbehandlingsarrangementer.
Hvordan binder og fjerner kviksølvreagenser kviksølv fra vand?
Bestemtekviksølvreagenserkan udvinde opløste kviksølvioner fra vand ved selektivt at binde kviksølvet til dannelse af uopløselige forbindelser. Almindelige anvendte reagenser inkluderer:
Sulfid - Reagerer med kviksølv og danner sort kviksølvsulfidudfældning. Almindelige sulfidkilder er natriumsulfid, ammoniumsulfid og hydrogensulfidgas.
Dithiocarbamat - binder kviksølvioner til at danne et stabilt gult kompleks, der udfældes. Natriumdithyldithiocarbamat anvendes oftest.
Thiol-funktionaliseret silica - Kviksølv viser stærk affinitet for svovl og binder sig til thiolgrupper på silicaoverflader.
Ferrocyanid - Danner et uopløseligt blåt ferrocyanidkompleks med kviksølvioner.
Polythiolharpikser - Indeholder flere thiolfunktionelle grupper, der kan opfange kviksølv.
De udfældede kviksølvforbindelser eller harpiksbundet kviksølv kan derefter filtreres eller separeres fra vand. Dette opnår reduktion af koncentrationer af opløst kviksølv. Nogle reagenser er optimeret til maksimal effektivitet i fjernelse af kviksølv.
Imidlertid er kviksølvreagenser ofte ude af stand til at reducere kviksølv til meget lave niveauer, der kræves til drikkevand. Flere applikationer er nødvendige for høj fjernelse. Krydsreaktioner med andre metaller kan også forekomme, hvilket reducerer selektiviteten.
Hvad er begrænsningerne ved at bruge kviksølvreagenser til vandbehandling?
Mens kviksølvreagenser til en vis grad kan udvinde kviksølv fra vand, har de visse ulemper, der begrænser anvendeligheden til vandrensning:
Ikke designet til maksimal fjernelseseffektivitet - Primært optimeret til analytisk reaktivitet frem for sorbentkapacitet.
Begrænset fjernelseskapacitet - Kan opnå 30-70 % fjernelse, men kan ikke opfylde drikkevandsstandarderne.
Interferens fra andre prøvekomponenter - Reagenser kan fortrinsvis binde matrixkomponenter, hvilket reducerer kviksølvfjernelse.
Vanskelig adskillelse - Langsom filtrering på grund af dannet fine bundfald, der kræver koagulanter.
Reagensforbrug - Kontinuerlig tilsætning er nødvendig for at opretholde fjernelsesydelsen.
Sekundær forurening - Brugte reagenser og kviksølvforbindelser kræver omhyggelig bortskaffelse.
Omkostninger - Relativt dyrt sammenlignet med aktivt kul eller andre sorbenter.
Mangel på selektivitet - Kan fjerne andre metaller sammen med kviksølv, medmindre det er meget specifikt.
På grund af sådanne begrænsninger er kviksølvreagenser alene utilstrækkelige til at rense drikkevand eller behandle kviksølvforurenet spildevand for at overholde udledningsgrænserne.
Hvilke alternative teknologier er bedre til at fjerne kviksølv fra vand?
Specialiserede sorbenter og membranfiltreringssystemer er generelt mere egnede end kviksølvreagenser til effektivt at reducere kviksølv i vand til genbrug eller sikker udledning.
Aktivt kul imprægneret med svovl, chlorid eller amingrupper adsorberer selektivt kviksølv. Tilbyder høj kapacitet og hurtig kinetik.
Ionbytterharpikser med thiolfunktionelle grupper kan sænke kviksølv til niveauer pr. milliard.
Nano-sorbenter som modificeret chitosan har et højt overfladeareal til kviksølvoptagelse.
Membraner såsom tyndfilmskompositter og sulfidmodificerede membraner filtrerer kviksølvioner fra.
Nye bio-sorbenter udnytter bakterier eller alger med overfladereceptorer, der binder ionisk kviksølv tæt.
Disse dedikerede teknologier til fjernelse af kviksølv kan behandle store vandmængder omkostningseffektivt med minimal sekundær forurening. De er designet til optimal matrixkompatibilitet, kinetik, sorptionskapacitet og nem regenerering.
Hvornår kan kviksølvreagenser være nyttige til kviksølvekstraktion fra vand?
Selvom det ikke er egnet til behandling af bulkvand, kan kviksølvreagenser anvendes til:
Ekstraktion af vandige kviksølvprøver før laboratorieanalyse - Fjerner kviksølv fra prøvematrix for nøjagtig kvantificering.
Poleringsbehandling efter primære sorbentsystemer - Reducerer resterende lave kviksølvniveauer gennem kemisk reaktion.
Onsite test af effektiviteten til fjernelse af kviksølv - Reagenser registrerer resterende kviksølvniveauer efter behandling for at optimere processen.
Manuel afhjælpning af små kviksølvspild - Inddæm spild og udfælde kviksølv ved hjælp af bærbare reagenssæt.
Stabilisering af kviksølv i affald - Reagenser reducerer udvaskningen fra størknet slam og andet kviksølvholdigt affald.
Overvågning af spildevandsstrømme - Sikre, at udledningsniveauer overholder reglerne gennem kontinuerlig måling af kviksølv.
Med en forståelse af deres muligheder og begrænsninger,kviksølvreagenserkan spille en nyttig støttende rolle sammen med udviklede behandlingsprocesser til håndtering af kviksølvforurenet vand.
Konklusion
Mens nogle kviksølvreagenser kan udvinde kviksølv fra vand via selektiv binding og udfældning, har de ulemper, der begrænser deres effektivitet til vandrensning til drikkestandarder. Dedikerede sorbenter og membraner designet specielt til fjernelse af kviksølv er bedre egnede til pålidelig, omkostningseffektiv kviksølvbehandling i stor skala. Kviksølvreagenser kan dog spille en nyttig supplerende rolle til ekstraktion, endelig polering, overvågning, spildoprensning og stabilisering, når de anvendes med omtanke. Med fremskridt inden for bindingsgrupper og materialer kan konstruerede former for kviksølvreagenser dukke op som mere levedygtige behandlingsmuligheder i fremtiden.
Referencer
1. Blue, LY, Van Aelstyn, MA, Matlock, M., & Atwood, DA (2008). Fjernelse af lavt niveau af kviksølv fra grundvand ved hjælp af en syntetisk chelaterende ligand. Vandforskning, 42(8-9), 2025-2028.
2. Fu, F., & Wang, Q. (2011). Fjernelse af tungmetalioner fra spildevand: en gennemgang. Journal of Environmental Management, 92(3), 407-418.
3. Li, YH, Li, DQ, Zhang, L., Chen, JP, He, YS og Yin, JJ (2003). Fjernelse af spor Hg (II) fra vandig opløsning ved in situ genereret og termisk aktiveret thiol-funktionaliseret magnesiumsilicat. Vandforskning, 37(19), 4943-4950.
4. Nelson, HD, Van Aelstyn, M., Sadowski, C., & Atwood, DA (2009). Dannelse og stabilitet af kviksølvsulfid i filtrater fra AMD behandlingssystemer. Journal of Environmental Engineering, 136(2), 209-216.
5. Song, S., Lopez-Valdivieso, A., Hernandez-Campos, DJ, Peng, C., Monroy-Fernandez, MG, & Razo-Soto, I. (2006). Fjernelse af arsen fra vand med højt arsenindhold ved forbedret koagulering med ferriioner og groft calcit. Vandforskning, 40(2), 364-372.