Отравление озера ртутью

По сюжету ТВ - отравление ртутью озера? Эта ли краска попала на лёд?

www.channel4.ru/content/200105/24/012.xim.html 


Здравствуйте,

Ртуть (Hg) — это металл элемент второй группы, шестого периода периодической системы химических элементов им. Д. И. Менделеева, с атомным номером 80. Сама ртуть при комнатной температуре представляет собой тяжёлую серебристо-белую заметно летучую жидкость, пары которой чрезвычайно ядовиты. В этом особенность ртути — она является одним из единственных металлов, который при нормальных условиях находится в жидком агрегатном состоянии. В природе ртуть встречается как в самородном виде, так и образует ряд минералов.

Кроме того, ртуть обладает свойствами диамагнетика и образует со многими металлами жидкие сплавы — амальгамы. Не амальгамируются лишь железо, марганец и никель. На этой способности ртути основано извлечение золота и серебра их руды.

Ртуть не растворяется в растворах кислот, не обладающих окислительными свойствами, но растворяется в царской водке и азотной кислоте, образуя соли двухвалентной ртути.

Хотя ртуть малоактивный металл, при нагревании 300 °C она вступает в реакцию с кислородом, образуя оксид ртути II красного цвета:

2Hg + O2 → 2HgO

Ртуть относительно редкий элемент в Земной коре со средней концентрацией 0.08 частей на миллион. Однако в виду того, что ртуть слабо связывается химически с наиболее распространёнными в земной коре элементами, ртутные руды могут быть очень концентрированными по сравнению с обычными породами. Наиболее богатые ртутью руды содержат до 2.5 % ртути. В России известны 23 месторождения ртути, промышленные запасы составляют 15,6 тыс. тонн (на 2002 год).

Чаще всего ртуть получают путём восстановления из её наиболее распространённого минерала — киновари (сульфида ртути II). Этот способ применяли алхимики древности. Уравнение реакции горения киновари: HgS+O2→Hg+SO2

Соединения ртути (оксиды и соли ртути) и сама ртуть и её соединения применяются в технике, для изготовления измерительных приборов – барометров и манометров, вакуумных насосов, источников света, в химической промышленности, медицине.

Ртуть применяется в изготовлении термометров, парами ртути наполняются ртутно-кварцевые и люминисцентные лампы. Ртутные контакты служат датчиками положения. Сплав ртути с таллием используется для низкотемпературных термометров.

Металлическая ртуть служит катодом для электролитического получения ряда металлов, хлора и щелочей, в химических источниках тока (например, ртутно-цинковых), в источниках напряжения и др. Также ртуть используется для переработки вторичного алюминия и добычи золота. Кроме того, металлическая ртуть применяется для получения целого ряда важнейших сплавов. Раньше различные амальгамы металлов, особенно амальгамы золота и серебра, широко использовались в ювелирном деле, в производстве зеркал и зубных пломб, но в связи с высокой токсичностью ртути к концу XX века были практически вытеснены из этих сфер (замена амальгамирования на напыление и электроосаждение металлов, полимерные пломбы в стоматологии).

Также используются и соли ртути:

Красный оксид ртути (II) применяется для получения красок. При комнатной температуре оксид ртути (II) — твёрдые кристаллы красно-оранжевого цвета, в природе можно найти в виде минерала монтроидита.

Желтый оксид ртути (II) входит в состав глазной мази и мазей для лечения кожных заболеваний.

Хлорид ртути (I), который называется каломель, используется в пиротехнике, а также в качестве фунгицида.

Хлорид ртути (II), который называется сулема, также является очень токсичным. Сулема применялась в медицине как дезинфицирующее средство, в технике она используется для обработки дерева, получения некоторых видов чернил, травления и чернения стали. В сельском хозяйстве сулема применяется как фунгицид.

Иодид ртути используется как полупроводниковый детектор радиоактивного излучения.

Бромид ртути применяется при термохимическом разложении воды на водород и кислород (водородная энергетика).

Амидохлорид ртути (белый преципитат ртути) входит в состав некоторых мазей. В ветеринарии амидохлорид ртути применяется как средство против паразитарных заболеваний кожи.

Нитрат ртути (II) применяется для отделки меха и получения других соединений этого металла. Токсичность нитрата ртути (II) примерно такая же, как и токсичность сулемы. Многие органические соединения ртути используются в качестве пестицидов и средств для обработки семян.

Некоторые соединения ртути применяются как лекарства (например, мертиолят для консервации вакцин), но в основном из-за токсичности ртуть была вытеснена из медицины (сулема, оксицианид ртути — антисептики, каломель — слабительное и др.) в середине-конце XX века.

Есть ещё одна форма ртути, которая называется красной ртутью – не более чем фантастика в умах жуликов-коммерсантов начала и середины 90-х. Чаще всего под «красной ртутью» подразумевается пироантимонат (оксистибат) ртути Hg2Sb2O7. Это вещество представляет собой порошок тёмно-коричневого цвета, но ни повышенной плотностью, ни радиоактивностью, ни какими-либо фантастическими свойствами данное вещество не обладает. Его отличие от других соединений ртути состоит в довольно высокой термостойкости. Если другие ртутные соли разлагаются уже при температуре около 300—350 градусов Цельсия, то пироантимонат выдерживает нагрев до 700 градусов Цельсия без разложения.

Последняя попытка продажи красной ртути в России была пресечена в ноябре 2008 года на окраине Уфы. Было задержано двое аферистов, пытавшихся продать термос с обычной ртутью под видом так называемой красной за 5 млн. рублей. Аферисты утверждали, что предлагаемое ими вещество является расходным веществом для нейтронного коллайдера, который им удалось украсть с одного из местных оборонных заводов и якобы предназначена для продажи. Так же о наличии красной ртути и намерениях ее применить в 2005 году заявлял Шамиль Басаев, но что он имел ввиду так и осталось тайной.

Ртуть и её соединения очень ядовиты, могут вызвать тяжёлое отравление. Ртуть и её соединения поражают нервную систему, печень, почки, желудочно-кишечный тракт, при вдыхании - дыхательные пути (а проникновение ртути в организм чаще происходит именно при вдыхании её паров, не имеющих запаха).

По классу опасности ртуть относится к первому классу (чрезвычайно опасное химическое вещество). Ртуть реагирует с SH-группами белковых молекул, среди которых – важнейшие для организма ферменты. Ртуть также реагирует с белковыми группами –СООН и NH2 с образованием прочных комплексов – металлопротеидов. А циркулирующие в крови ионы ртути, попавшие туда из легких, также образуют соединения с белковыми молекулами. Нарушение нормальной работы белков-ферментов приводит к глубоким нарушениям в организме, и прежде всего – в центральной нервной системе, а также в почках. Для ртутного отравления характерны головная боль, покраснение и набухание десен, появление на них характерной темной каймы сульфида ртути, набухание лимфатических и слюнных желез, расстройства пищеварения. При легком отравлении через 2–3 недели нарушенные функции восстанавливаются по мере выведения ртути из организма (эту работу выполняют в основном почки, железы толстых кишок и слюнные железы). Если поступление ртути в организм происходит малыми дозами, но в течение длительного времени, наступает хроническое отравление. Для него характерны прежде всего повышенная утомляемость, слабость, сонливость, апатия, головные боли и головокружения. Как видно, эти симптомы очень легко спутать с проявлением других заболеваний или даже с недостатком витаминов. Поэтому распознать такое отравление непросто. Из других проявлений ртутного отравления следует отметить психические расстройства. Раньше их называли «болезнью шляпников», так как для размягчения шерсти, из которой изготовляли фетровые шляпы, использовали нитрат ртути Hg(NO3)2. Это расстройство описано в книге Льюиса Кэррола Алиса в стране чудес на примере одного из персонажей – Сумасшедшего Шляпника.

Ртуть - опасный загрязнитель окружающей среды, особенно опасны выбросы в воду, поскольку в результате деятельности населяющих дно микроорганизмов происходит образование растворимых в воде токсичных органических соединений ртути. Органические соединения ртути в целом намного более токсичны, чем неорганические, прежде всего из-за их липофильности и способности более эффективно взаимодействовать с элементами ферментативных систем организма. Эти чрезвычайно ядовитые производные образуются в результате так называемого биологического метилирования. Оно происходит под действием микроорганизмов, например, плесени и характерно не только для ртути, но и для мышьяка, селена, теллура. Ртуть и ее неорганические соединения, которые широко используются на многих производствах, со сточными водами попадают на дно водоемов. Обитающие там микроорганизмы превращают их в диметилртуть (CH3)2Hg, которая относится к числу наиболее ядовитых веществ. Диметилртуть далее легко переходит в водорастворимый катион HgCH3+. Оба вещества поглощаются водными организмами и попадают в пищевую цепочку; сначала они накапливаются в растениях и мельчайших организмах, затем – в рыбах. Метилированная ртуть очень медленно выводится из организма – месяцами у людей и годами у рыб. Поэтому концентрация ртути вдоль биологической цепочки непрерывно увеличивается, так что в рыбах-хищниках, которые питаются другими рыбами, ртути может оказаться в тысячи раз больше, чем в воде, из которой она выловлена. Именно этим объясняется так называемая «болезнь Минамата» – по названию приморского города в Японии, в котором за несколько лет от отравления ртутью умерло 50 человек и многие родившиеся дети имели врожденные уродства. Опасность оказалась так велика, что в некоторых водоемах пришлось приостановить лов рыбы – настолько она оказалась «нашпигованной» ртутью. Страдают от поедания отравленной рыбы не только люди, но и рыбы, тюлени.

Предельно-допустимые уровни загрязнённости металлической ртутью и её парами:

  • ПДК в населенных пунктах (среднесуточная) — 0,0003 мг/м3

  • ПДК в жилых помещениях (среднесуточная) — 0,0003 мг/м³

  • ПДК воздуха в рабочей зоне (макс. разовая) — 0,01 мг/м³

  • ПДК воздуха в рабочей зоне (среднесменная) — 0,005 мг/м³

  • ПДК сточных вод (для неорганических соединений в пересчёте на двухвалентную ртуть) — 0,005 мг/ мг/м3

  • ПДК водных объектов хозяйственно-питьевого и культурного водопользования, в воде водоемов — 0,0005 мг/л

  • ПДК рыбохозяйственных водоемов — 0,00001 мг/л

  • ПДК морских водоемов — 0,0001 мг/л

  • ПДК в почве — 2,1 мг/кг

Судя по фотографиям, порошок очень похож на оранжевый оксид ртути (II) —HgO. Окись ртути HgO известна в двух модификациях: красной и желтой. Обе модификации, как установлено рентгеноспектральным методом, имеют одинаковую кристаллическую структуру и различаются только размерами частиц. Желтая окись ртути HgO получается при добавлении щелочей к водному раствору соли ртути Hg (II). Красную окись ртути можно получить при взаимодействии ртути с кислородом при 300—350° С или с озоном. Окись ртути при комнатной температуре — твёрдые кристаллы оранжево-красного цвета, в природе можно найти в виде минерала монтроидита. Окиси ртути применяются для получения ртути, а также в некоторых видах гальванических элементов и обладают сильным токсическим действием.

В воде окись ртути малорастворима (10~3-10 моль/л ), поэтому существует надежда, что в отличие от самой металлической ртути и её солей, большого вреда водоёму она не принесёт, хотя, существует опасность её адсорбции и биоаккумуляции окиси ртути илом и водорослями. Известен случай аккумуляции залежей киновари (сульфида ртути) в одном из районов Карпат. Оказалось, что в средние века в селениях, расположенных в горах выше по течению реки, систематически применяли препарат ртути для лечения некоторых заболеваний. Шли годы, река собирала этот металл, переносила его вниз по течению и аккумулировала в одной из природных ловушек в виде донных отложений. Дальнейшая его трансформация дала в итоге киноварь. Этот пример показывает, что в природе происходят непрерывное перемещение, миграция и накопление тяжёлых металлов, при этом они, кроме того, подвергаются химическому превращению в более устойчивые формы.

Половину всех выбросов ртути составляют природные источники, такие как вулканы. За оставшуюся половину ответственна деятельность человека. В ней основную долю составляют выбросы в результате сгорания угля в тепловых электростанциях — 65 %, добыча золота — 11 %, выплавка цветных металлов — 6.8 %, производство цемента — 6.4 %, утилизация мусора — 3 %, производство соды — 3 %, чугуна и стали — 1.4 %, ртути (в основном для батареек) — 1.1 %, остальное — 2 %.

Одно из тяжелейших загрязнений ртутью в истории случилось в японском городе Минатама в 1956 году, что привело к более чем трём тысячам жертв, которые либо умерли, либо сильно пострадали от болезни болезни Минамата.

С уважением,

О. В. Мосин