Return to search

The matrix dependent solubility and speciation of mercury

The Swedish government has decided that waste containing more than 0.1% mercury is to be placed in a permanent repository in the bedrock1,10. To minimize the risk of spreading mercury, elemental mercury must first be converted into a practically insoluble compound. In a PhD investigation of stabilization attempts at SAKAB AB in Kumla favorable conditions for conversion of mercury to cinnabar (the sparingly soluble sulphide form of mercury and the naturally occurring mineral) was found. In a long-term study of diffusion of mercury it was found that water solubility of mercury varied much, from 0.05 to 5 μmolL-1. To be able to study the water solubility of mercury as detailed as possible a speciation method was developed and verified. This investigation includes how different parameters, like matrix properties and Hg0/solution ratios effects the solubility of mercury and how the different species are distributed in the water phase. The total solubility of mercury is very dependent of both the matrix properties and the Hg0/solution ratio. Aqueous elemental mercury (Hg0 aq) is not as matrix dependent as the oxidized species. However, trends show that a higher Hg0/solution ratio contributes to a higher solubility of Hg0 aq. Factors like time, pH, ionic strength and degree of stirring, greatly effects the total solubility of mercury. The concentration of the oxidized mercury species generated from elemental mercury increases over time and is very dependent on the properties of the matrix. After 18 hours the solubility of Hg0 aq ranges from 0.2 to 0.7 μmolL-1, depending on Hg0/solution ratio. The solubility for the oxidized species has a much larger variation, ranging from 0.1 to 28.6 μmolL-1. Among other things, because the composition and redox potential of the matrix plays an important role in what mercuric complexes can be expected to form, and contribute to the solubility. / Det har beslutats av regeringen att senast år 2010 skall kvicksilverhaltigt avfall med en kvicksilverhalt på mer än 0.1% slutförvaras i en stabiliserad from djupt ner i berggrunden. I en doktorsavhandling som genomförts på SAKAB AB i Kumla har det konstaterats att det är möjligt att överföra elementärt kvicksilver till cinnober, den stabila sulfidformen av kvicksilver som för övrigt är ett naturligt förekommande mineral. Experiment som pågått under lång tid för att studera det elementära kvicksilvrets diffusion under olika omständigheter har också utförts. De uppmätta halterna i vattenfasen har varierat mycket, från 0.05 till 5 μmolL-1. Det är vad som ligger till grund för det här arbetet. För att kvicksilvers löslighet skall kunna studeras fullt ut har en specierings metod vidareutvecklats och verifierats att den fungerar. Studien innefattar hur lösligheten av kvicksilver påverkas av olika parametrar, som till exempel; matriser med olika egenskaper och olika kvicksilver/vatten kvoter, samt hur fördelningen mellan oxiderade species och det elementära kvicksilvret är i vattenfasen (Hg0 aq). Den totala lösligheten av kvicksilver beror dels av matrisens egenskaper och mängden kvicksilver i förhållande till mängden vätska. Lösligheten av Hg0 aq är inte lika beroende av matrisen som de oxiderade species. Däremot finns trender som visar att högre Hg0/lösning kvot bidrar till en aningen högre löslighet av Hg0 aq. Tid, konduktivitet, pH och omrörning spelar stor roll för vilken totalhalt och hur stor andel oxiderade species man får i vattenfasen. Lösligheten av Hg0 aq, efter 18 timmar, varierar mellan 0.2 till 0.7 μmolL-1, beroende på Hg0/lösning kvoten. Efter 18 timmar är lösligheten för de oxiderade species mycket mer varierande, från 0.1 till 28.6 μmolL-1. Detta beror bland annat på att matrisens sammansättning och redoxpotential spelar en viktig roll för vilka komplex som kan bildas med kvicksilverjonerna och på så sätt bidra till en ökad löslighet.

Identiferoai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:oru-636
Date January 2006
CreatorsHagelberg, Erik
PublisherÖrebro universitet, Institutionen för naturvetenskap
Source SetsDiVA Archive at Upsalla University
LanguageEnglish
Detected LanguageSwedish
TypeStudent thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text
Formatapplication/pdf
Rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess

Page generated in 0.0025 seconds