1.2. Nguồn phát thải thủy ngân, các hợp chất của thủy ngân
1.2.1. Nguồn và hiện trạng phát thải thủy ngân trên thế giới
Có rất nhiều nguồn thủy ngân tự nhiên, tạo ra mức nền trong môi trường, n đã xuất hiện từ rất lâu trước khi con người xuất hiện. Nguồn thủy ngân tự nhiên bao gồm phun trào núi lửa và khí thải từ đại dương. Nguồn thủy ngân phát thải do con người bao gồm thủy ngân được thải ra từ nhiên liệu hoặc nguyên liệu hoặc từ việc sử dụng trong các sản phẩm hoặc quy trình công nghiệp.
13
Theo báo cáo của chương trình môi trường liên hiệp quốc (UNEP) năm 2013 [17], mô hình chu trình phát thải, vận chuyển thủy ngân toàn cầu năm 2010 được thể hiện ở hình 1.3.
Hình 1.3: Sơ đồ mô hình phát thải, vận chuyển thủy ngân toàn cầu năm 2010 Theo mô hình này, thủy ngân được phát thải vào khí quyển từ 3 nguồn chính: nguồn tự nhiên, nguồn nhân tạo và nguồn tái phát thải. Trong đ , tái phát thải là kết quả của các quá trình tự nhiên biến đổi các dạng vô cơ và các dạng hữu cơ của thủy ngân thành thủy ngân nguyên tố và bay hơi trở lại không khí.
Nguồn phát thải tự nhiên: Theo tính toán của một số mô hình gần đây, thủy ngân phát thải từ các nguồn tự nhiên chiếm khoảng 10% trong tổng số ước tính 5500 - 8900 tấn thủy ngân phát thải vào khí quyển mỗi năm. Thủy ngân trong vỏ trái đất phát thải vào không khí, đất, nước bằng các cách khác nhau. Các núi lửa phát ra và giải phóng thuỷ ngân khi chúng phun trào. Hoạt động địa nhiệt cũng c thể lấy thủy ngân từ dưới lòng đất và phóng nó vào không khí rồi lắng đọng xuống đất, nước mặt hoặc đại dương sâu [17].
14
Nguồn phát thải nhân tạo: Các nguồn phát thải thủy ngân do con người gây ra chiếm khoảng 30% trong tổng số thủy ngân xâm nhập bầu khí quyển mỗi năm. Các nguồn phát thải từ hoạt động công nghiệp chủ yếu của thủy ngân vào khí quyển là khai thác than, khai thác mỏ, hoạt động công nghiệp xử lý quặng để sản xuất các kim loại khác nhau hoặc xử lý nguyên liệu để sản xuất xi măng. Trong các hoạt động này, thủy ngân được thải ra do nó có mặt như một tạp chất trong nhiên liệu và nguyên vật liệu. Trong những trường hợp này, thuỷ ngân phát thải được gọi là 'Sản phẩm phụ' hoặc ' phát thải không chủ ý'. Loại thứ hai của các nguồn bao gồm các lĩnh vực mà thủy ngân được sử dụng có chủ ý như khai thác vàng thủ công và quy mô nhỏ là hoạt động phát thải thủy ngân lớn nhất của loại này. Ngoài ra, thủy ngân còn được phát thải từ các sản phẩm tiêu dùng (bao gồm cả tái chế kim loại), ngành công nghiệp clo - kiềm, sản xuất monomer vinyl-clorua.
Hình 1.4 là biểu đồ phát thải thủy ngân năm 2010 do hoạt động của con người theo thống kê năm của UNEP [17].
Hình 1.4: Biểu đồ phát thải thủy ngân toàn cầu do con người gây ra năm 2010 Theo báo cáo này, khoảng 1/4 lượng phát thải thủy ngân toàn cầu vào không khí là do quá trình sử dụng than làm nhiên liệu. Hơn 1/3 lượng thủy ngân được phát thải vào môi trường không khí từ hoạt động khai thác vàng thủ công và quy mô nhỏ, tiếp theo là các ngành sản xuất kim loại, sản xuất xi măng, đốt chất thải, công nghiệp xút - Clo và một số nguồn khác như nha khoa, hỏa táng...
15
Tính trên phạm vi toàn cầu, gần 40% lượng thủy ngân phát thải đến từ Đông và Đông Nam Á, là khu vực có nhiều nước đang phát triển. Phân tích số liệu thống kê giai đoạn từ năm 1990 đến năm 2005 và số liệu thống kê năm 2010 được thể hiện ở biểu đồ hình 1.5 và 1.6 cho thấy, lượng thủy ngân phát thải vào khí quyển ở hầu hết các khu vực như châu Âu và Bắc Mỹ đã tương đối ổn định và c xu hướng giảm trong khi đ khu vực châu Á vẫn c xu hướng gia tăng [17].
Hình 1.5: Biểu đồ phát thải thủy ngân tại các khu vực trên thế giới năm 2010 Nguồn tái phát thải: Đây là loại nguồn thứ ba có tỷ lệ phát thải thủy ngân vào không khí ở mức cao, hiện nay loại nguồn này phát thải khoảng 60%
thủy ngân vào không khí. Thủy ngân lắng đọng vào bề mặt thực vật có thể tái phát thải trong giai đoạn cháy rừng hoặc đốt sinh khối và thủy ngân có thể được tái phát thải nhiều lần vào môi trường không khí. Một điều hết sức lưu ý là tái phát thải thủy ngân vào môi trường không nên xem là một nguồn tự nhiên. Ban đầu thủy ngân có thể có nguồn tự nhiên hoặc nhân tạo, sau khi tái phát thải vào môi trường không khí, rất kh khăn hoặc không thể xác định nguồn gốc cụ thể của nó. Tuy nhiên, hoạt động của con người đã làm tăng lượng phát thải thủy ngân vào môi trường, dẫn đến mức tái phát thải cao hơn.
16