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国家职业教育水环境监测与治理专业教学资源库

《水环境化学》教案

主要重金属污染物在水体中的

知识点学时2学时

迁移转化

教学

汞，镉，铅，铬，砷在水环境中的迁移转化

内容

教学汞的转化和迁移

教学难点汞的转化和迁移

重点

（1）吴吉春，水环境化学[M]，北京：水利水电出版社，2009

参考（2）王红云，赵连俊，环境化学[M]，北京：化学工业出版社，2004

资料（3）王凯雄，水化学[M]，北京：化学工业出版社，2001

（4）窦明等，水环境学[M]，北京：中国水利水电出版社，2014

1.汞在水环境中的迁移和转化

（1）主要来源

水体汞污染主要来自使用含汞污水。另外，废气和废渣中的汞经雨水洗涤及径流

后，最终也都转移到水体中。

（2）存在形态

汞有三种不同价态，但在水环境中主要为单质汞和二价汞。当水体pH值在5以

上和中等氧化条件下，大部分是属于单质汞；而在低氧化条件下，汞被沉淀为HgS。

汞主要以吸附态的形式存在于水体中。存在于水体底泥、悬浮物中的各种无机物和有

机物，它们具有巨大的比面积和很高的表面能，因此对于汞和其他金属有强烈的吸附

作用。研究表明无论是悬浮态还是沉积态，均以腐殖质对汞的吸附能力最大，且吸附

量不受氯离子浓度变化的影响。吸附作用决定了汞在水相中含量极低，本底值一般不

超过1.0μg/L。从各污染源排放的汞污染物，主要富集在排放口附近的底泥和悬浮物

中。排入水体中的汞化合物，可以发生扩散、沉降、吸附、聚沉、配合、螯合、氧化

-还原等一系列的变化。

（3）主要化学行为

①挥发作用

汞及其化合物特别容易挥发是汞污染的一个特点，挥发程度与其存在形态，在水

中的溶解度、表面吸附性能及大气的相对湿度等因素都有关。通常情况是，有机汞的

挥发性大于无机汞，有机汞中又以甲基汞和苯基汞的挥发性为最大，无机汞中碘化汞

（HgI）的挥发性最强，硫化汞最不易挥发，通常说的升汞是指HgCl。汞在水中有

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一定溶解度（3×10-7mol/L），因此在湿空气中各种汞化合物的挥发度都比在干空气中

大得多。由地表土壤蒸发和陆生植物的蒸腾作用释放出来的汞气是大气中汞的主要天

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然来源，据估算，每年由天然源释放到环境中的汞约2.7万吨，人为排放的汞约1000

吨。与天然源相比，人为活动的贡献从总量上看小得多，但人为源的排放往往是局地

性的，污染源周围的浓度有时可高出本底值3~5个数量级，通过饮食、呼吸等渠道对

生活在附近的居民造成严重的危害。

②氧化-还原

环境中的无机汞可以单质Hg（0价）、Hg22+（+1价）或Hg2+（+2价）的形态

存在，实际存在形态与环境的氧化还原性质和pH有关。图1为水溶液中汞化合物的

E-pH图，由图可知，在正常淡水的E和pH范围内，汞主要以单质汞、HgO·HO和

2

HgCl2的形式存在。HgCl2在水中溶解度较小，主要以分子形式存在。不同价态的汞

化合物在环境中可相互转化，在有硫存在的环境中，汞主要以难溶HgS的形式存在。

③配位作用

Hg2+及有机汞离子可与多种配体发生配合反应。天然水环境中存在的无机配位

--2--2--3-

体，如Cl、OH、SO4、HCO3，S、F和PO4等都能和汞形成配离子。

2+-

Hg+2X═HgX2

+-

R-Hg+X═R-HgX