2024年2月29日發(作者:翦水)

汞的危害和預防
汞是一種有毒的銀白色一價和二價重金屬元素,它是常溫下唯一的液體金屬,游離存在于自然界并存在于辰砂、甘汞及其他幾種礦中。常常用焙燒辰砂和冷凝汞蒸氣的方法制取汞,它主要用于科學儀器(電學儀器、控制設備、溫度計、氣壓計)及汞鍋爐、汞泵及汞氣燈中 mercury——元素符號Hg。俗稱“水銀”。
中文名: 汞 相對分子質量: 200.59
外文名: mercury 化學品類別: 無機物--金屬單質
別名: 水銀 管制類型: 不管制
化學式: Hg 儲存: 密封陰涼通風處保存
一、簡介
汞(mercury,Hg),一種金屬元素,通常是銀白色液體,俗稱“水銀”。在各種金屬中,汞的熔點是最低的,只有-38.87℃,也是唯一在常溫下呈液態并易流動的金屬,質感猶如果凍。物質類別:單質,物理特性:凝固點-38.87℃,沸點356.7℃,比重13.595 g/cm^3,蒸氣比重6.9。它的化學符號來源于拉丁文,原意是“液態銀”。
1、制造
有關金屬汞的生產很多,例如汞礦的開采與汞的冶煉,尤其是土法火式煉汞,對空氣、土壤、水質都有污染,用熱汞法生產危害更大。
2、用途
校驗和維修汞溫度計、血壓計,制造汞溫度計、血壓計、流量儀、液面計、控制儀、氣壓表、汞整流器等,制造熒光燈、紫外光燈、電影放映燈、X線球管等;化學工業中作為生產汞化合物的原料,或作為催化劑如食鹽電解用汞陰極制造氯氣、燒堿等;以汞齊方式提取金銀等貴金屬以及鍍金、餾金等;口腔科以銀汞齊填補齲齒;钚反應堆的冷卻劑,等等。
汞的無機化合物如硝酸汞(Hg(NO3)2)、升汞(HgCl2)、甘汞(Hg2Cl2)、溴化汞(HgBr2)、砷酸汞(HgAsO4)、硫化汞(HgS)、硫酸汞(HgSO4)、氧化汞(HgO)、氰化汞(Hg(CN)2)等,用于汞化合物的合成,或作為催化劑、顏料、涂料等;有的還作為藥物,口服、過量吸入其粉塵及皮膚涂抹時均可引起中毒。此外,雷汞(Hg(ONC)2.1/2H2O)用于制造雷管等。
3、元素描述
汞是在正常大氣壓力的常溫下唯一以液態存在的金屬,為銀白色液體金屬,熔點-38.87℃,沸點356.6℃,密度13.59克/立方厘米。內聚力很強,在空氣中穩定,蒸氣有劇毒,能溶解許多金屬。溶于硝酸和熱濃硫酸,但與稀硫酸、鹽酸、堿都不起作用。化合價為+1和+2。汞是七種同位素的混
合物,具有強烈的親硫性和親銅性,即在常態下,很容易與硫和銅的單質化合并生成穩定化合物,因此在實驗室通常會用硫單質去處理撒漏的水銀。
4、元素來源
自然界中主要有辰砂礦(HgS),也有少量的自然汞。常用辰砂礦加少許碳在空氣中加熱而制得。
5、元素用途
汞用于制造科學測量儀器(如福廷氣壓計、溫度計等)、藥物、催化劑、汞蒸氣燈、電極、雷汞等。
汞的用途較廣,在總的用量中,金屬汞的占30%,化合物狀態的汞約占70%。冶金工業常用汞齊法(汞能溶解其它金屬形成汞齊)提取金、銀和鉈等金屬。化學工業用汞作陰極以電解食鹽溶液制取燒堿和氯氣。汞是制造汞弧整流器、水銀真空泵、新型與酒精、濃硝酸溶液混合加熱制成的。汞的一些化合物在醫藥上有消毒、利尿和鎮痛作用,汞銀合金是良好的牙科材料。在中醫學上,汞用作治療惡瘡、疥癬藥物的原料。汞可用作精密鑄造的鑄模和原子反應堆的冷卻劑以及鎘基軸承合金的組元等。由于其密度非常大,物理學家托里拆利利用汞第一個測出了大氣壓的準確數值。
元素輔助資料:汞在自然界中分布量最小,被認為是稀有金屬,但是人們很早就發現了水銀。天然的硫化汞又稱為朱砂,由于具有鮮紅的色澤,因而很早就被人們用作紅色顏料。根據殷虛出土的甲骨文上涂有丹砂,可以證明中國在有史以前就使用了天然的硫化汞。
水銀燈泡
二、特性
汞導熱性能差,而導電性能較佳,通常作為電學測量標準(國際上1歐姆的定義為:273.15K和100kPa時,橫截面積為1mm,長度為100.630cm質量為14.4521g的水銀柱的電阻時1歐姆。
汞容易與大部分普通金屬形成合金,包括金和銀,但不包括鐵。這些合金統稱汞合金(或汞齊)。
汞具有恒定的體積膨脹系數,其金屬活躍性低于鋅和鎘,且不能從酸溶液中置換出氫。一般汞化合物的化合價是+1或+2,+3價的汞化物很少有。
商業上有關汞的交易,通常以一“燒瓶”(flask)的容量作單位,約重34.5公斤。
汞有七種穩定的同位素。
同位素(豐度半衰期衰變模式)衰變能量:
MeV 衰變產物:
194Hg 人造 444年 電子捕獲0.040 194Au
196Hg 0.15 % 穩定
198Hg 9.97 % 穩定
199Hg 16.87 % 穩定
200Hg 23.1 % 穩定
201Hg 13.18 % 穩定
202Hg 29.86 % 穩定
204Hg 6.87 % 穩定
203Hg 人造 46.612天
其他放射性同位素的半衰均小于一天。
汞很易蒸發到空氣中引起危害,因為:
1.在0℃時已蒸發,氣溫愈高,蒸發愈快愈多;每增加10℃蒸發速度約增加1.2~1.5倍,空氣流動時蒸發更多。
2.汞不溶于水,可通過表面的水封層蒸發到空氣中。
3.粘度小而流動性大,很易碎成小汞珠,無孔不入地留存于工作臺、地面等處的縫隙中,既難清除,又使表面面積增加而大量蒸發,形成二次污染源。
4.地面、工作臺、墻壁及天花板等的表面都吸附汞蒸氣,有時,汞作業車間移作它用,仍殘留有汞危害的問題。工人衣著及皮膚上的污染可帶到家庭中引起危害。
三、環境中汞的含量
汞在自然界中普遍存在,一般動物植物中都含有微量的汞,因此我們的食物中,都有微量的汞存在,可以通過排泄、毛發等代謝,不影響健康。
同時,伴隨著工業的發展,汞的用途越來越廣,生產量急劇增加,從而使大量的汞隨著人類活動而進入環境。主要包括:施用含汞農藥和含汞污泥肥料;汞礦的開采、冶煉;含汞廢水灌溉;城市垃圾、廢物焚燒等等。人類活動造成水體汞污染,主要來自氯堿、塑料、電池、電子等工業排放的廢水。而排向大氣和土壤的也將隨著水循環回歸入水體。據第一財經日報綜合報道,專家介紹,汞被聯合國環境規劃署列為全球性污染物,是除了溫室氣體外唯一一種對全球范圍產生影響的化學物質。
1、自然界汞含量
隨著自然的演化,環境的各個因素中都可能含有汞,形成汞的天然本底。汞的本底對判斷環境中的汞污染程度很有意義。地殼中汞的平均豐度為0.08ppm,土壤中為0.03~0.3ppm,大氣中為0.1~1.0ppt。汞在大氣中呈蒸汽態,因而雨水中也有汞,平均濃度為0.2ppb(1ppb為1ppm的千分之一)。水中汞的本底濃度,內陸地下水為0.1ppb,海水為0.03一2ppb,泉水可達80ppb以上,湖水、河水一般不超過0.1ppb。
2、植物中汞含量
不同植物對汞的吸收累積不同,如美國大多數植物含汞量為0.01—0.20mg/kg,廣州市幾種植物含汞量為0.034-0.188mg/kg,不同植物差異很大。通常,谷物作物的土壤汞絕大部分(大于95%)積累于根,少部分(小于5%)進入莖與葉,進入籽粒則更少;蔬菜作物,特別是葉菜類,大約有17%在葉中,約8%貯存于莖部,約75%存在于根中。因此,土壤汞通過谷物向人體輸送的汞甚微,但通過蔬菜向人體輸送的汞可達植物總汞的25%以上。其中,糧食作物中含汞量為稻谷>高梁>玉米>小麥,蔬菜作物則為根菜>葉菜>果菜。可見,同種植物不同品種之間也有差異。
四、常溫下呈液態原因
原子中,電子在核的一旁飛快地運動。在核電荷數很大的原子即重原子中,強大的核電荷役使內層電子運動速度快到堪與光速相比,相對論效應影響隨即而生。不過,由于原子、分子的化學性質主要由價電子決定,以致直到1970 年之前人們還普遍認為相對論純屬于物理界的事,同化學沒什么關系。
70 年代末,出現了超級計算機,含相對論效應的量子化學計算方法頓作勁疾發展。從此相對論同化學之間的直接聯系得以洞識,人們的看法也為之一改。本文所介紹的一些研究結果旨在表明:相對論效應對重原子以及含重原子的分子、原子簇的化學、光譜性質具有實質影響。
相對論效應源自重原子內層電子的運動速度。當內層s 電子的運動速度達到堪與光速相比的程度時,根據Einstein 相對論公式,電子的質量會相應增加并引起內層電子軌道收縮。
例如:金的1s 電子的運動速度達到了光速的65%。相對論效應造成1s 軌道的收縮同時致使外
層的6s 軌道也發生收縮并趨于穩定。正是由于6s 軌道的收縮及穩定化使得金的5d 同6s 之間的能帶間隙變狹到僅為214eV ,而銀的4d 同5s 的能帶間隙卻高達315eV。于是,金在可見光范圍內吸收藍光,閃爍出黃燦燦的金色。這迥異于一般金屬的金黃色正是相對論效應造成6s 軌道收縮從而對金的顏色起了重要影響的反映。
表現出相對論效應影響的另一例子是汞的狀態。作為金屬的汞在常溫下卻離奇地以液態存在。
上述的相對論收縮效應理論能為這一不尋常的現象提供解釋。與金相仿,汞的6s 軌道在收縮的同時并趨于穩定化導致了一種稱之為“惰性對”效應:汞的6s2 殼層在成鍵過程中呈現惰性。可以看到汞的6s26p激發能遠遠超過鎘和鋅的相應激發能。按照一般周期規律 能量間隔(n s2) 1S-
(n s1np 1) 1P 應隨主量子數增加而減小。
所以,由鋅到鎘能量間隔變小原在預料之中。然而由鎘到汞該能量間隔一反而陡然增加。
這里可以再次看到正是相對論收縮效應致使全滿的6s2 殼層安然穩定,于是汞的6s26p 能量間隔驟增。只要得不到所需的激發能,具有惰性6s2 殼層的汞原子之間就無法形成強鍵。基態Hg2 僅靠范德華力相互維系,所以金屬汞在常溫下呈液態。
五、汞的危害
含汞物質標識
汞為銀白色的液態金屬,常溫中即有蒸發。汞是電池、采礦等行業常用的重金屬之一,汞及其化合物可通過呼吸道、皮膚或消化道等不同途徑侵入人體(皮膚完好時短暫接觸不會中毒)。汞的毒性是積累的,需要很長時間才能表現出來。食物鏈對于汞有極強的富集能力,淡水魚和浮游植物對汞的富集倍數為1000,淡水無脊椎動物為100000,海洋動物為200000。侵入途徑:吸入、食入、經皮吸收。水銀血壓計是臨床汞污染主要來源,臺式血壓計每支含汞70克左右,正常揮發每臺4—6克/年,棒式體溫計每支含汞量約為1.0g/支,經常發生玻璃管碎裂、墊片破損、閥門未關、操作壓力過高、體溫計破碎等意外泄露,三甲醫院每年充汞量約為3—5公斤/年。一支體溫計打碎汞全23部蒸發可使15m×3m高的室內濃度達到 22.2mg/m3 (國標標準要求小于0.01mg/m) ,人在汞濃度1.2~8.5mg/m3的環境中,會引起汞中毒。
1、汞中毒(mercurypoisoning)
以慢性為多見,主要發生在生產活動中,長期吸入汞蒸氣和汞化合物粉塵所致。以精神-神經異常、齒齦炎、震顫為主要癥狀,有時還會產生幻覺。大劑量汞蒸氣吸入或汞化合物攝入即發生急性汞中毒。對汞過敏者,即使局部涂沫汞油基質制劑,亦可發生中毒。接觸汞機會較多的有汞礦開采,汞合金冶煉,金和銀提取,汞整流器,以及真空泵、照明燈、儀表、溫度計、補牙汞合金、雷汞、顏料、制藥、核反應堆冷卻劑和防原子輻射材料等的生產工人。有機汞化合物以往主要用作農業殺菌劑,但毒性大,中國已不再生產和使用。
實際上受到汞化學形態的影響,人們主要受無機汞(元素汞Hg,二價汞Hg2+等)和有機汞(甲基汞等)的影響。
無機汞對身體健康的危害有限,在過去,人們和無機汞接觸很多,基本危害有限,對于無機汞,
普通人主要通過補牙、服用一些中藥、使用高汞含量的化妝品和香皂等接觸。此外,還有一些從事專業生產或者使用汞及其化合物的職業人群,如汞礦開采冶煉、氯堿車間、混汞法煉金的金礦、溫度計廠、一些金屬冶煉車間的工人及牙科醫生等。
無機汞進入體內的主要途徑是呼吸、口腔攝取和皮膚吸收。呼吸是汞蒸氣暴露的最重要途徑,80%左右的吸入汞蒸氣可以透過肺泡進入血液。食物中的無機汞大約有7%通過口腔攝取而被吸收。通過皮膚吸收的汞蒸氣是通過呼吸吸收的1%左右,但是使用一些高無機汞含量的美白護膚品也可以造成汞吸收和積累。對于甲機汞,主要影響的是一些長期接觸汞作業的人群。比如牙醫,其體內的甲基汞含量是不接觸者的5倍。
其次,因甲基汞化合物主要用作農藥殺菌劑,所以主要從事類似職業的人群體內含量較多。甲機汞易被皮膚、呼吸道接觸并吸收,積累;同時,大量吸入或誤食是導致甲基汞含量增加的主要原因;此外,甲基汞易透過胎盤從母體轉移給胎兒。
水銀是常溫下惟一呈液態的金屬,含有它的用品一旦被打碎,水銀就會蒸發。而且,它的吸附性特別好。水銀蒸氣易被墻壁和衣物等吸附,成為不斷污染空氣的源頭。雖然少量吸入它不會對身體造成太大的危害,但長期大量吸入,則會造成汞中毒。
汞中毒分急性和慢性兩種:急性中毒有腹痛、腹瀉、血尿等癥狀;慢性中毒主要表現為口腔發炎、肌肉震顫和精神失常等。在我們的日常生活中,有不少用品與水銀有關。比如,各類熒光燈中都含有水銀;一些暖水瓶為了減少熱輻射,外壁涂有水銀;早期的鏡子背面涂有水銀;電腦顯示器等電子產品中也含有一定量的水銀;氧化汞還被用作電池的陽極,如果長時間不使用,電池里所含的酸、堿等腐蝕性物質就會破壞外壁,導致汞泄漏提醒大家,如果不小心弄破了以上物品,處理時一定要小心,不要和其他垃圾混在一起傾倒。否則,水銀會進入水體、土壤中,通過食物鏈,最終會危害到人類健康。
2、汞對皮膚危害
汞能減少皮膚的黑色素生成,同時汞離子原料價格低廉,這些優點使它經常進入化妝品行列,以“幫助”我們實現快速祛斑、美白。但汞是有毒的重金屬,雖然可以在一周、甚至更短的時間內淡化皮膚上的斑點,長期使用則會引起接觸性皮炎,出現紅斑丘疹,并有可能融成一片,甚至形成水皰,愈后反而使面部色素加深。
3、汞對孕婦的危害
汞進入孕婦體內之后,可以破壞胎兒的中樞神經系統,造成寶寶的認知能力低下,有人認為每年受汞影響的兒童約有六萬名。食品和藥物管理局提出的警告主要是針對孕婦的,但這也提醒了母親和幼兒注意不要過多食用含汞過多的魚類。每周平均吃魚量不要超340克就不用擔心汞的攝入量超標。
六、人體汞含量承受能力
微量的汞在人體內不致引起危害,可經尿、糞和汗液等途徑排出體外。如數量過多,即可損害人體健康。汞和汞鹽都是危險的有毒物質,嚴重的汞鹽中毒可以破壞人體內臟的機能,常常表現為嘔吐現象,牙床腫脹,發生齒齦炎癥,心臟機能衰退(脈搏減弱,體溫降低,昏暈),HgCL2的致死劑量為0.3g。
汞毒可分為金屬汞、無機汞和有機汞三種。金屬汞和無機汞損傷肝臟和腎臟,但一般不在身體內長時間停留而形成積累性中毒。有機汞如Hg(CH3)2等不僅毒性高,能傷害大腦,而且比較穩定,在人體內停留的半壽命長達70天之久,所以即使劑量很少也可累積致毒。大多數汞化合物在污泥中微生物的作用下就可轉化成Hg(CH3)2。有機汞攝入體內后98%被吸收,不易排出,可隨血液分布到各組織器官而逐漸累積(主要是腦組織和肝臟)。
汞可以進入人體毛發,普通人發汞含量平均在2.5ug/g左右。據估計,如成人發中汞含量達50ug/g或紅細胞為0.4ug/g時,即可發生中毒并出現神經和精神癥狀。因此毛發中汞含量也可作為判斷環境污染程度的一項指標。
慢性汞中毒初期缺乏明顯癥狀,主要為中樞神經機能障礙,表現為神經衰弱癥。急性中毒主要
發生于短期內吸入高濃度汞蒸氣之后,接觸濃度大約在1-3mg/m3的含汞氣,數小時即可發病。
為了防止汞中毒事件發生,我國根據《中華人民共和國環境保護法》所制定的生活飲用水和農田灌溉水的水質標準,都規定汞含量不得超過0.001 mg/L。
七、汞中毒的發病機理
汞蒸氣較易透過肺泡壁含脂質的細胞膜,與血液中的脂質結合,很快分布到全身各組織。汞在紅細胞和其它組織中被氧化成Hg2+,并與蛋白質結合而蓄積,很難再被釋放。金屬汞在胃腸道幾乎不吸收,僅約攝食量的萬分之一,汞鹽在消化道的吸收量約10%。汞主要由尿和糞中排出,唾液、乳汁、汗液亦有少量排泄,肺部呼出甚微。體內汞元素半壽期為60天,汞鹽約40天,在初4天內排泄量較多。
汞離子易與巰基結合,使與巰基有關的細胞色素氧化酶、丙酮酸激酶、琥珀酸脫氫酶等失去活性。汞還與氨基、羧基、磷酰基結合而影響功能基團的活性。由于這些酶和功能基團的活性受影響,阻礙了細胞生物活性和正常代謝,最終導致細胞變性和壞死。近年來,發現汞對腎臟損害,以腎近曲小管上皮細胞為主。汞還可引起免疫功能紊亂,產生自身抗體,發生腎病綜合征或腎小球腎炎。
八、汞中毒的臨床表現
1、急性汞中毒
主要由口服升汞等汞化合物引起。患者在服后數分鐘到數十分鐘即引起急性腐蝕性口腔炎和胃腸炎。患者訴口腔和咽喉灼痛,并有惡心、嘔吐、腹痛,繼有腹瀉。嘔吐物和糞便常有血性粘液和脫落的壞死組織。患者常可伴有周圍循環衰竭和胃腸道穿孔。在3~4天后(嚴重的可在24小時內)可發生急性腎功能衰竭。同時可有肝臟損害。吸入高濃度汞蒸氣可引起發熱、化學性氣管支氣管炎和肺炎,出現呼吸衰竭,亦可發生急性腎功能衰竭。皮膚接觸汞及其化合物可引起接觸性皮炎,具有變態反應性質。皮疹為紅斑丘疹,可融合成片或形成水皰,愈后遺有色素沉著。
急性汞中毒主要表現為全身癥狀為頭痛、頭暈、乏力、低度發熱、睡眠障礙、情緒激動、易興奮、胸痛、胸悶、氣促、劇烈咳嗽、咳痰、呼吸困難、口腔炎、齦緣可見“汞線”、口腔粘膜腫脹、糜爛、潰瘍、牙齒松動、脫落、惡心、嘔吐、食欲不振、腹痛、腹瀉或大便帶血、腎臟損傷、皮炎、尿汞明顯增高。
2、慢性汞中毒
常為職業性吸入汞蒸氣所致,少數患者亦可由于應用汞制劑引起。精神-神經癥狀可先有頭昏、頭痛、失眠、多夢,隨后有情緒激動或抑郁、焦慮和膽怯以及植物神經功能紊亂的表現如臉紅、多汗、皮膚劃痕征等。肌肉震顫先見于手指、眼瞼和舌,以后累及手臂、下肢和頭部,甚至全身;在被人注意和激動時更為明顯。口腔癥狀主要表現為粘膜充血、潰瘍、齒齦腫脹和出血,牙齒松動和脫落。口腔衛生欠佳者齒齦可見藍黑色的硫化汞細小顆粒排列成行的汞線,是汞吸收的一種標記。腎臟方面,初為亞臨床的腎小管功能損害,出現低分子蛋白尿等,亦可出現腎炎和腎病綜合征。腎臟損害在脫離汞接觸后可望恢復。慢性中毒患者尚可有體重減輕、性功能減退,婦女月經失調或流產以及有甲狀腺機能亢進、周圍神經病變。眼晶體前房的棕色光反射,認為是汞沉著引起的“汞晶狀體炎”,在中毒癥狀消失或脫離汞接觸后,這種棕色光反射仍可持久存在,是一種汞吸收的另一標記。
慢性汞中毒可有頭昏、頭痛、失眠、多夢、記憶力明顯減退、全身乏力、局促不安、憂郁、害羞、膽怯、易激動、厭煩、急躁、恐懼、喪失自信心、注意力不集中、思維紊亂、幻覺、幻視、幻聽,哭笑無常、心悸、多汗、血壓不穩、臉紅、皮膚劃紋征陽性、性欲減退、陽痿、月經失調、口腔內金屬味、齒齦深藍色的汞線、流涎、口渴、齒齦充血腫脹或溢膿潰瘍和疼痛、牙齒松動易脫落、惡心、食欲不振、噯氣、腹瀉或便秘、震顫、腎臟損害,少數病人眼晶狀體出現“汞性”晶體炎,亦可有末梢神經炎表現。
九、汞中毒的輔助檢查
尿汞和血尿測定在一定程度上反映體內汞的吸收量,但常與汞中毒的臨床癥狀和嚴重程度無平行關系。尿汞正常值因地區而異,國內尿汞正常上限值雙硫腙熱硝化法一般不超過0.25μmol/L(0.05mg/L)或原子能吸收法不超過0.1μmol/L(0.02mg/L)。血汞正常上限值為1.5μmol/L(0.03mg/dl)。
慢性汞中毒患者可有腦電圖波幅和節律電活動改變,周圍神經傳導速度減慢,血中a2球蛋白和還原型谷胱甘肽增高,以及血中溶酶體酶、紅細胞膽堿酯酶和血清巰基等降低。
十、毒理學資料及環境行為
1、污染來源:
汞用于儀表制造、電工技術和各種儀器的生產、各種汞化合物用于化學、化學制藥、木材加工、造紙等工業,化學毒劑、顏料、金屬電鍍、爆竹制造及有機合成的生產中也常使用汞。此外,汞選礦廠的廢水和生產蓄電池等工業廢水中也往往有高含量的汞,從而造成中毒事件。 隨飲水進入人體和動物體內的汞及其化合物毒性很大,因為腸對汞及其化合物吸收很快,并可隨血液進入器官和組織中,進而引起劇烈的全身性的毒性作用。隨飲水進入成年人體內的示致死量為75~100mg/d。二價汞或升汞的毒性特別大,因為它們易溶于類脂化合物中并很快進入組織。烷基汞比無機汞的毒性更大。工業上長期接觸汞或長期生活在受汞污染的環境中可引起慢性中毒,從而發生腦皮質萎縮和中樞及末梢神經脫髓鞘,臨床上有精神、表情和運動障礙、口腔粘膜發生潰瘍性炎癥。日本所發生的水俁病,是一種中毒性神經疾病,是工業污染引起的有機汞中毒事件。
2、遷移轉化:
天然水體是由水相、固相、生物相組成的復雜體系。汞在這些相中,具有多種存在狀態。在水相中,汞以Hg、Hg(OH)n、CH3Hg、CH3Hg(OH)、CH3HgCl、C6H5Hg為主要形態。在固相中,以Hg、Hg、HgO、HgS、CH3Hg(SR)、(CH3Hg)2S為主要形態。在生物相中,以Hg、CH3Hg、CH3HgCH3為主要形態。它們將隨著環境條件的變化而發生改變。水體中汞的生物遷移在數量上是有限的,但由于在微生物的參與下,沉積在水體中的無機汞能轉變成劇毒的甲基汞,并且沉積物中生物合成的甲基汞能連續不斷地釋放入水中。由于甲基汞具有很強的親脂能力,因而水中低量的甲基汞能被水生生物吸收,通過食物鏈逐級富集與轉移,威脅人類的健康與安全。因此,汞的生物遷移過程,實際上主要是甲基汞的遷移與累積過程,這與無機汞在氣、水中遷移完全不同,它是一種危害人體健康與威脅人類安全的生物地球化學流遷移。汞進入土壤后95%以上能迅速被土壤吸持或固定,主要是土壤中含有的粘土礦物和有機質對汞有強烈的吸附作用,因此汞易累積在土壤中。危險特性:常溫下有蒸氣揮發,高溫下能迅速揮發。與氯酸鹽、硝酸鹽、熱硫酸等混合可發生爆炸。燃燒(分解)產物:氧化汞。
十一、汞中毒的診斷
急性汞中毒的診斷主要根據職業史或攝入毒物史,結合臨床表現和尿汞或血汞測定(明顯增高)而確立。慢性汞中毒的診斷,應強調接觸史,臨床有精神-神經癥狀、口腔炎和震顫等主要表現,并需除外其他病因引起的類似臨床表現。尿汞和血汞等測定值增高對診斷有輔助意義。驅汞試驗可用二巰丙磺鈉0.25g,肌肉注射;或二巰丁二鈉0.5g,靜脈注射;如尿汞排出量明顯增高,可作為重要的輔助診斷依據。
沈陽市第九人民醫院中毒科副主任醫師孔祥琴在接受媒體采訪時說,含有水銀的用品打碎后,如果大人看管不善,小孩子有可能誤吞下去。一旦發生這種情況,不要驚慌。一般來說,生活用品含的大多是金屬汞,而且含量很少,即使進入體內也不會被消化道吸收,少則幾小時,多則十幾小時,即可從糞便中排出。如果誤吞水銀的量較大,可以口服牛奶或蛋清,使其中的蛋白質和水銀結合,保護胃黏膜。如果傷口碰到水銀,則應到醫院中毒防治科進行檢查,出現中毒現象再進行治療。
十二、汞中毒的治療措施
口服汞化合物引起的急性中毒,應立即洗胃。也可先口服生蛋清、牛奶或活性炭;導瀉用50%硫酸鎂。在洗胃過程中要警惕腐蝕消化道的穿孔可能性。常用汞的解毒劑有以下幾種:
1、二巰丙磺鈉
其巰基可與汞離子結合成巰-汞復合物,隨尿排出,使組織中被汞離子抑制的酶得到復能。急性中毒時的首次劑量為5%溶液2~3ml,肌肉注射;以后每4~6小時一次,每次1~2.5ml。1~2天后,每日一次,每次2.5ml。一般治療一周左右。必要時可在一月后再行驅汞。常見副作用有頭暈、頭痛、惡心、食欲減退、無力等,偶而出現腹痛或低血鉀,少數患者出現皮疹,個別發生全身過敏性反應或剝脫性皮炎。
2、二巰丙醇
其藥理作用與二巰丙磺鈉相似。首次劑量為2.5~3.0mg/kg體重,每4~6小時,深部肌肉注射一次,共1~2天。第3天按病情改為每6~12小時一次;以后每日1~2次。共用藥10~14天。常見副作用有頭痛、惡心、咽喉燒灼感、流淚、鼻塞、出汗、腹痛、肌肉痙攣、心動過速、血壓升高、皮疹和腎功能損害等。小兒易發生過敏反應和發熱。
3、乙酰消旋青霉胺
其對腎臟的毒性較青霉胺小,每日劑量1g,分4次口服。副作用有乏力、頭暈、惡心、腹瀉、尿道排尿灼痛。少數出現發熱、皮疹、淋巴結腫大等過敏反應和粒細胞減少。青霉胺用法"鉛中毒"。
在急性中毒治療過程中應注意水、電解質和酸堿平衡并糾正休克。出現有腎功能損害和急性腎功能衰竭時應避免應用驅汞藥物,并應及早進行血液透析或血液灌洗,此時可同時應用驅汞藥物,以減少汞對人體的毒性。
慢性汞中毒的驅汞治療5%二巰丙磺鈉2.5~5.0ml,肌肉注射,每日一次,連續3天,停藥4天,為一療程。一般用藥2~3療程。此外,二巰丁二鈉和青霉胺亦為常用驅汞藥物。硫胺-8-6-乙酰雙氫硫辛酸甲酯硫化物,每日口服400mg,可使尿汞排泄量增加2~6倍。間-二巰基琥珀酸0.5g,每日3次,連服5天,可使尿汞排泄比治療前增加8倍。
金屬汞長期粘附在物體表面,在常溫下持續蒸發。因此汞作業車間的墻壁、地面和操作臺的表面應光滑無裂隙,便于清掃除毒。車間溫度不宜超過15~16℃。車間空氣中汞最高容許濃度訂為0.001mg/m3。
十三、汞中毒急救措施
皮膚接觸:脫去污染的衣著,立即用流動清水徹底沖洗。然后將衣服用塑料袋包裹好,以防止亂扔,造成二次污染。
眼睛接觸:立即提起眼瞼,用大量流動清水或生理鹽水沖洗。
吸入:迅速脫離現場至空氣新鮮處。注意保暖,必要時進行人工呼吸。就醫 一定要快。
食入:誤服者立即漱口,給飲牛奶或蛋清。就醫。
慢性中毒者應脫離進一步接觸。
急救完畢后都應進一步就醫,以確定是否有其他損害!
十四、收集與回收處理
水銀的回收、撒后的收集以及廢水銀的處理、提純。水銀作為具有揮發性的無機化工單質產品是有揮發性和毒性的,如果不小心打破水銀溫度計或有汞設備,水銀的玻璃儀器閑置或有積壓處理要到指定國家單位做登記處理,也要做好水銀中毒的防護措施。
水銀在不小心灑到地面后會形成很細微的小顆粒,附著在墻壁、衣物、地面上,如果不進行處理在未來幾年甚至幾十年的時間里一直存在,如果沒有特殊溫度的變化它的揮發速度是相當慢的,所以如果您不小心灑地面上了 一定要做很詳細的收集工作以及水銀處理的工作。可以用工業級硫磺粉灑到地面上,待硫磺粉與汞的小顆粒完全融在一起,會形成汞齊,是固態的,也是無毒的(當然也是廢料了),然后就可以把它收集起來放到一個容器里密封起來。密封的時候最好在水銀的液體里面放入一部分水,再用蓋子擰嚴,這時水銀在有水層保護下是沒有揮發性的,也是無毒性的了。水銀的處理:如果你有部分汞設備、廢的汞電池、或汞的部分玻璃儀器要處理,千萬不要簡單的扔到大街上的垃圾箱內,一定要找專業的水銀回收單位做汞的最后提純 處理。如果您是非專業人士千萬
不要擅自打開,水銀要在通風流暢的地方,在常溫下由專業人士帶上汞專用防毒口罩操作.水銀對婦女和兒童的健康傷害是無可逆轉的,會對婦女的生育和兒童的神經發育造成很大的傷害!廢汞的提純要采用高溫密閉容器加壓蒸餾作業過濾后的方法,非專業人士 非專業知識禁止操作!
十五、檢測方法
1、現場應急監測方法:
氣體檢測管法;
試紙比色法;
碘化亞銅檢氣管比度法,《空氣中有害物質的測定方法》—杭士平主編
速測管法;
陽極溶出伏安法,《突發性環境污染事故應急監測與處理處置技術》—萬本太主編
氣體速測管—(北京勞保所產品、德國德爾格公司產品)
2、實驗室監測方法:
監測方法
冷原子吸收分光光度法
還原氣化-原子吸收光譜測定法
冷原子吸收分光光度法
冷原子吸收分光光度法
冷原子吸收分光光度法
冷原子吸收分光光度法
雙硫腙比色法
原子吸收法
來源
GB7468-87
WS/T128-1999
GB/T17136-1997
GB/T15555.1-95
CJ/T98-99
《空氣和廢氣監測分析方法》,國家環保局編
《空氣中有害物質的測定方法》(第二版)杭士平主編
《固體廢棄物試驗分析評價手冊》中國環境監測總站等譯
類別
水質
作業場所空氣
土壤
固體廢物浸出液
城市生活垃圾
空氣和廢氣
空氣
固體廢棄物
十六、環境標準:
中國(TJ36-79)
中國(TJ36-79)
車間空氣中有害物質的最高容許濃度
居住區空氣有害物質最高容許濃度
0.01mg/m
0.0003mg/m (日均值)
①最高允許排放濃度:
0.015mg/m(表1);0.012mg/m(表2)
②最高允許排放速率(kg/h):
二級:1.8×10~39×10(表1);1.5×10~33×10(表2)
三級:2.8×10~59×10(表1);2.4×10~50×10(表2)
③無組織排放監控濃度限值:
0.0012mg/m(表2);0.0015mg/m(表1)
0.05mg/L
0.001mg/L
0.001mg/L(水作、旱作、蔬菜)
中國(GB16297-1996)
大氣污染物綜合排放標準
中國(GB8978-1996)
中國(GB5749-85)
中國(GB5048-92)
污水綜合排放標準
生活飲用水衛生標準
農田灌溉水質標準
中國(GB/T14848-93)
中國(GB11607-89)
中國(GHZB1-1999)
中國(GB3097-1997)
中國(GB15618-1995)
中國(GB5058.3-1996)
中國(GB8172-87)
中國(GWKB3-2000)
地下水質量標準(mg/L )
漁業水質標準
地表水環境質量標準(mg/L )
海水水質標準(mg/L )
土壤環境質量標準(mg/kg)
固體廢棄物浸出毒性鑒別標準值
城鎮垃圾農用控制標準
生活垃圾焚燒污染控制標準
I類
0.00005
0.0005mg/L
I類
0.00005
II類
0.0005
III類
0.001
IV類
0.001
V類
0.001以上
II類
0.00005
III類
0.0001
IV類
0.001
V類
0.001
第一類:0.02;第二類:0.05;第三類:0.10;第四類:0.25
一級0.15;二級0.3~1.0;三級1.5
0.05mg/L
5mg/kg
焚燒爐大氣污染物排放限值 0.2mg/m(測定均值)
十七、應急處理處置方法:
1、水污染處理:
金屬汞不溶于水,易溶于水的汞化合物主要有氯化亞汞、硫酸汞、硝酸汞、次氯酸汞和各種烷基汞。因此造成水的突發污染事故一般是由這些可溶于水的汞化合物所致。如果發生汞污染的重大事故,可在受污染的水體中加入苛性堿后,再加入硫化鈉或硫化鉀。吹空氣于水體里,在氣泡的翻動下使溶于水中的硫離子和汞結合成硫化汞沉淀,待硫化汞沉淀后清除底質則達到去除水中汞的目的。首先將污水注入中和池,然后流進空氣分離器,接著向其中加入硫化鈉和可溶性苛性鈉(以維持堿性環境),其結果氫氧化物在濃縮池沉淀析出,而開成的硫化亞汞停留在過濾器上。這種方法可使廢水中汞的濃度從15~25mg/L降至0.003~0.01mg/L。另一種方法是用陽離子交換過濾器回收污水中的汞。事前先將污水中的懸浮物和其他機械混合物過濾,過濾后的污水送入裝有活性炭的空心柱裝置,然后進行陽離子過濾。凈化后的污水汞含量可達到0.1mg/L。
2、泄漏應急處理:
(1)、小面積污染:
含有水銀的用品一旦被打破,水銀會形成球體滾落。這時,要先關掉室內所有加熱裝置,打開窗戶通風;然后帶上手套,用小鏟子把水銀收集起來深埋,或在上面撒些硫磺粉末,硫和汞反應能生成不易溶于水的硫化汞,危害會大大降低。由于水銀在常溫下即可蒸發成氣態,很容易被吸入呼吸道,引起中毒,所以,處理散落在地的水銀時最好帶上口罩。
(2)、大面積污染:
發生大面積泄露后,首先疏散泄漏污染區人員至安全區,禁止無關人員進入污染區,建議應急處理人員戴自給式呼吸器,穿化學防護服。不要直接接觸泄漏物,在確保安全情況下堵漏。收集轉移回收。無法收集的可用多硫化鈣或過量的硫磺處理。
3、防護措施:
呼吸系統防護:可能接觸其蒸氣時,應該佩帶防毒口罩。必要時建議佩帶自給式呼吸器。
眼睛防護:戴安全防護眼鏡。
防護服:穿相應的防護服。
手防護:戴防化學品手套。
其它:工作現場禁止吸煙、進食和飲水。工作后,徹底清洗。單獨存放被毒物污染的衣服,洗
后再用。進行就業前和定期的體檢。
4、急救措施:
皮膚接觸:脫去污染的衣著,立即用流動清水徹底沖洗。
眼睛接觸:立即提起眼瞼,用大量流動清水或生理鹽水沖洗。
吸入:迅速脫離現場至空氣新鮮處。注意保暖,必要時進行人工呼吸。就醫。
食入:誤服者立即漱口,給飲牛奶或蛋清。就醫。
滅火方法:不燃。
十八、預防措施:
1、主要是盡量以無汞材料取代汞,改革工藝
2、密閉操作、加強通風排氣
3、車間用碘與汞蒸氣結合成不易揮發的碘化汞然后用水沖凈
4、注意個人防護和衛生習慣
5、戴碘化活性炭口罩
6、班后淋浴、更衣,
7、用1:5000高錳酸鉀溶液漱口、洗手等。
十九、汞齊
很多金屬能溶于汞形成汞齊。形成汞齊的難易程度,與金屬在汞中的溶解度有關。一般說來,與汞性質相近的金屬易于溶解。元素周期表中的同族元素,隨原子序數的增加,在汞中的溶解度也增加。鉈在汞中的溶解度最大,18℃時為42.8%。鐵在汞中的溶解度最小,18℃時為 1.0×10-17%,因此常用鐵制作盛汞容器。鐵是最典型的不能形成汞齊的金屬,除此之外,幾乎所有的金屬都能形成汞齊。傳統的“混汞法”即利用形成汞齊的方法從礦石中提取金。工業中常用汞作陰極,通過電解,形成汞齊,以制取燒堿或提純金屬。汞齊還可用作牙科金屬材料。
特性
汞導熱性能差,而導電性能良好。汞容易與大部分普通金屬形成合金,包括金和銀,但不包括鐵。這些合金統稱汞合金(或汞齊)。汞具有恒定的體積膨脹系數,其金屬活躍性低于鋅和鎘,且不能從酸溶液中置換出氫。一般汞化合物的化合價是+1或+2,+3價的汞化物很少有。商業上有關汞的交易,通常以一“燒瓶”的容量作單位,約重34.5公斤。
來源
汞是地殼中相當稀少的一種元素,極少數的汞在自然中以純金屬的狀態存在。朱砂(HgS)、氯硫汞礦、硫銻汞礦和其它一些與朱砂相連的礦物是汞最常見的礦藏。大約世界上50%的汞來自西班牙和意大利,其他主要產地是斯洛維尼亞、俄羅斯和北美。朱砂在流動的空氣中加熱后其中的汞可以還原,溫度降低后汞凝結,這是生產汞的最主要的方式。
化合物
汞的常見化合物有:
氯化亞汞(Hg2Cl2),又稱甘汞,有時還在醫學中被應用。氯化汞(HgCl2),又稱升汞,是一種腐蝕性極強的劇毒物品。雷酸汞經常被用在爆炸品中。硫化汞:又名朱砂,是一種很高質素的顏料,常用于印泥。朱砂也是一種礦石中藥材,也是道士煉丹的一種常用材料。汞的有機化合物也很重要。甲基汞是一種經常在河流或湖泊中被發現的很危險的污染物。
實驗發現在電弧中惰性氣體可以與汞蒸氣反應。這些化合物(HgNe、HgAr、HgKr和HgXe)以范德華力相連。
汞的其他作用:
古時江湖醫生用其做墮胎的藥,但是對人體有害,會導致不育甚至中毒死亡。
硝酸汞可用于水泥粉煤灰中氯離子含量的測定。
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