Trots attkvicksilverreagenseranvänds allmänt för lokalisering och undersökning av kvicksilver, vissa reagens har förmågan att ta ut eller avlägsna kvicksilver från vatten genom att forma sammansatta byggnader. Trots denna potential för sanering, kvicksilverreagens visa imperativ när de används i vattenbehandlingsapplikationer, särskilt i motsats till specifika kvicksilversorbenter.
Användningen avkvicksilverreagenseri vattenreningsprocesser är mycket av tiden frustrerad av ett fåtal faktorer. Selektiviteten och skickligheten hos kvicksilverreagenser, först och främst, när det gäller att eliminera kvicksilver från vattenkällor kanske inte är så hög av ägnade kvicksilversorbenter som uttryckligen är avsedda för detta skäl. Dessa sorbenter är designade för att ha hög förkärlek och begränsande gränser med avseende på kvicksilverpartiklar, vilket garanterar framgångsrik utvisning från vattenhaltiga förhållanden.
Dessutom kan användningen av kvicksilverreagenser för vattenrening ge upphov till oro med avseende på åldern för destruktiva resultat eller presentationen av extra föroreningar i vattenförsörjningen. Den förväntade ekologiska effekten och säkerhetsöverväganden i samband med användningen av kvicksilverinnehållande intensifierar ytterligare brytpunkten för deras breda mottagande i vattensaneringsrepetitioner.
Dessutom kan kostnadseffektiviteten och mångsidigheten med att använda kvicksilverreagenser för vattenbehandlingsaktiviteter i enorm omfattning utgöra svårigheter, särskilt när mer effektiva och utsedda andra alternativ, som kvicksilversorbenter, är tillgängliga.
I sammandrag, medan kvicksilverreagenser erbjuder potential för utstötning av kvicksilver från vatten genom ämneskopplingar, framhäver deras begränsningar vad gäller selektivitet, naturlig effekt och sunt förnuft, i motsats till engagerade kvicksilversorbenter, betydelsen av att använda speciella sorbenter för framgångsrika och stödbara vattenbehandlingsarrangemang.
Hur binder kvicksilverreagenser och tar bort kvicksilver från vatten?
Vissakvicksilverreagenserkan extrahera lösta kvicksilverjoner från vatten genom att selektivt binda kvicksilvret till olösliga föreningar. Vanliga reagenser som används inkluderar:
Sulfid - Reagerar med kvicksilver för att bilda svart kvicksilversulfidfällning. Vanliga sulfidkällor är natriumsulfid, ammoniumsulfid och vätesulfidgas.
Ditiokarbamat - Binder kvicksilverjoner för att bilda ett stabilt gult komplex som fälls ut. Natriumdietylditiokarbamat används oftast.
Tiolfunktionaliserad kiseldioxid - Kvicksilver visar stark affinitet för svavel och binder till tiolgrupper på kiseldioxidytor.
Ferrocyanid - Bildar ett olösligt blått ferrocyanidkomplex med kvicksilverjoner.
Polytiolhartser - Innehåller flera funktionella tiolgrupper som kan fånga upp kvicksilver.
De utfällda kvicksilverföreningarna eller hartsbundet kvicksilver kan sedan filtreras eller separeras från vatten. Detta uppnår minskning av koncentrationerna av löst kvicksilver. Vissa reagenser är optimerade för maximal kvicksilveravlägsnande effektivitet.
Kvicksilverreagenser kan dock ofta inte reducera kvicksilver till mycket låga nivåer som krävs för dricksvatten. Flera applikationer behövs för hög borttagning. Korsreaktioner med andra metaller kan också förekomma, vilket minskar selektiviteten.
Vilka är begränsningarna för att använda kvicksilverreagenser för vattenbehandling?
Även om kvicksilverreagenser kan extrahera kvicksilver från vatten till viss del, har de vissa nackdelar som begränsar tillämpbarheten för vattenrening:
Ej designad för maximal avlägsningseffektivitet - Primärt optimerad för analytisk reaktivitet snarare än sorbentkapacitet.
Begränsad borttagningskapacitet – Kan uppnå 30-70 % borttagning men kan inte uppfylla dricksvattenstandarderna.
Interferens från andra provkomponenter - Reagenser kan företrädesvis binda matriskomponenter, vilket minskar kvicksilveravlägsnandet.
Svår separation - Långsam filtrering på grund av att fina fällningar bildas, vilket kräver koaguleringsmedel.
Reagensförbrukning - Kontinuerlig tillsats behövs för att upprätthålla borttagningsprestanda.
Sekundär förorening - Förbrukade reagenser och kvicksilverföreningar kräver noggrann kassering.
Kostnad - Relativt dyrt jämfört med aktivt kol eller andra sorbenter.
Brist på selektivitet - Kan ta bort andra metaller tillsammans med kvicksilver om det inte är mycket specifikt.
På grund av sådana begränsningar är enbart kvicksilverreagenser otillräckliga för att rena dricksvatten eller behandla kvicksilverförorenat avloppsvatten för att uppfylla utsläppsgränserna.
Vilka alternativa tekniker är bättre för att ta bort kvicksilver från vatten?
Specialiserade sorbenter och membranfiltreringssystem är i allmänhet mer lämpliga än kvicksilverreagenser för att effektivt reducera kvicksilver i vatten för återanvändning eller säker utsläpp.
Aktivt kol impregnerat med svavel-, klorid- eller amingrupper adsorberar kvicksilver selektivt. Erbjuder hög kapacitet och snabb kinetik.
Jonbytarhartser med tiolfunktionella grupper kan sänka kvicksilver till delar per miljard nivåer.
Nanosorbenter som modifierat kitosan har hög yta för upptag av kvicksilver.
Membran som tunnfilmskompositer och sulfidmodifierade membran filtrerar bort kvicksilverjoner.
Nya biosorbenter använder bakterier eller alger med ytreceptorer som tätt binder joniskt kvicksilver.
Dessa dedikerade tekniker för borttagning av kvicksilver kan behandla stora vattenvolymer kostnadseffektivt med minimal sekundär förorening. De är designade för optimal matriskompatibilitet, kinetik, sorptionskapacitet och enkel regenerering.
När kan kvicksilverreagenser vara användbara för kvicksilverextraktion ur vatten?
Även om de inte är lämpliga för bulkvattenbehandling, kan kvicksilverreagenser användas för:
Extraktion av vattenhaltiga kvicksilverprover före laboratorieanalys - Tar bort kvicksilver från provmatrisen för noggrann kvantifiering.
Poleringsbehandling efter primära sorbentsystem - Minskar kvarvarande låga kvicksilvernivåer genom kemisk reaktion.
Testning på plats av kvicksilveravlägsnande effektivitet - Reagenser upptäcker kvarvarande kvicksilvernivåer efter behandling för att optimera processen.
Manuell sanering av små kvicksilverspill - Begränsa spill och fäll ut kvicksilver med hjälp av bärbara reagenssatser.
Stabilisering av kvicksilver i avfall - Reagenser minskar läckaget från stelnat slam och annat kvicksilverhaltigt avfall.
Övervakning av avloppsströmmar - Se till att utsläppsnivåerna uppfyller bestämmelserna genom kontinuerlig mätning av kvicksilver.
Med en förståelse för deras kapacitet och begränsningar,kvicksilverreagenserkan spela en användbar stödjande roll vid sidan av tekniska reningsprocesser för att hantera kvicksilverförorenat vatten.
Slutsats
Medan vissa kvicksilverreagenser kan extrahera kvicksilver från vatten via selektiv bindning och utfällning, har de nackdelar som begränsar deras effektivitet för vattenrening till dricksstandarder. Dedikerade sorbenter och membran som utformats specifikt för borttagning av kvicksilver är bättre lämpade för pålitlig, kostnadseffektiv kvicksilverbehandling i stor skala. Kvicksilverreagenser kan dock spela en användbar kompletterande roll för extraktion, slutlig polering, övervakning, spillsanering och stabilisering när de appliceras med omtanke. Med framsteg inom bindande grupper och material kan konstruerade former av kvicksilverreagens dyka upp som mer livskraftiga behandlingsalternativ i framtiden.
Referenser
1. Blue, LY, Van Aelstyn, MA, Matlock, M., & Atwood, DA (2008). Låghaltigt kvicksilveravlägsnande från grundvattnet med hjälp av en syntetisk kelatbildande ligand. Vattenforskning, 42(8-9), 2025-2028.
2. Fu, F., & Wang, Q. (2011). Avlägsnande av tungmetalljoner från avloppsvatten: en översyn. Journal of Environmental Management, 92(3), 407-418.
3. Li, YH, Li, DQ, Zhang, L., Chen, JP, He, YS och Yin, JJ (2003). Avlägsnande av spår av Hg (II) från vattenlösning genom in situ genererat och termiskt aktiverat tiolfunktionaliserat magnesiumsilikat. Water Research, 37(19), 4943-4950.
4. Nelson, HD, Van Aelstyn, M., Sadowski, C., & Atwood, DA (2009). Bildning och stabilitet av kvicksilversulfid i filtrat från AMD-behandlingssystem. 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). Avlägsnande av arsenik från vatten med hög arsenikhalt genom förbättrad koagulering med järn(III)joner och grov kalcit. Vattenforskning, 40(2), 364-372.