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汞与我们的生活

文章来源:     发布时间:2010-09-27     【字号:

汞的特性

汞,是一种化学元素,俗称水银,化学符号Hg,原子序数80,是银白色液态过渡金属。汞熔点为-38.87℃,沸点为356.6℃,密度为13.55g/cm3(20℃)。汞在空气和水中稳定,不跟酸(浓硝酸除外)和碱反应,导热性和导电性良好。汞容易与大部分普通金属形成合金(如金、银等),统称汞合金(或汞齐)。汞有多种形式的化合物:氯化亚汞,又称甘汞,在医学中被应用;氯化汞,又称升汞,是一种腐蚀性极强的剧毒物品;雷酸汞经常被用在爆炸品中;硫化汞:又名朱砂、辰砂,是一种很高质素的颜料,常用于印泥,辰砂同时又是一种矿石中药材,也是古代道士炼丹的一种常用材料;汞的有机化合物也很重要,例如甲基汞,是一种经常在河流或湖泊中被发现的污染物。

汞的历史

早在纪元前,古人就知道和应用了金属汞。在我国商代,人们懂得利用汞的化合物作药剂、颜料。人们也很早就掌握了用硫化汞来制取汞的技术。据《史记·秦始皇本记》记载,在秦始皇的墓中就灌入大量的水银,而这些水银主要是从硫化汞提炼的。在前 1500 年的埃及墓中曾找到了一小管汞。在古希腊,人们在公元前七百年也开始采硫化汞以炼取汞,并将它用在墨水中,古罗马人则将它加入化妆品。人们对汞的认识还和我国古代的炼丹术以及欧洲、阿拉伯的炼金术有密切关系。如我国古代学者葛洪,就曾搞了烧丹炼汞的实验。

汞的来源

汞是地壳中相当稀少的一种元素,极少数的汞在自然中会以纯金属的液体状态存在。朱砂(HgS)、氯硫汞矿、硫锑汞矿和其它一些与朱砂相连的矿物是汞最常见的矿藏。世界上大约50%的汞来自西班牙和意大利,其他主要产地是斯洛文尼亚、俄罗斯和北美。中国是世界上汞矿资源比较丰富的国家之一,总保有储量汞8.14万吨,居世界第3位。现已探明储量的矿区103处,分布于13个省(自治区),以贵州省为最多,其储量为全国汞储量的40%,其次为陕西和四川,以上3省汞储量占全国74%。著名汞矿有贵州万山汞矿、务川汞矿、丹寨汞矿、铜仁汞矿以及湖南的新晃汞矿等。

汞的应用

汞及其化合物的用途非常广泛,主要用于化工、冶金、电子、轻工、医药、医疗器械等多种行业。冶金工业常用汞齐法提取金、银和铊等金属;化学工业用汞作阴极以电解食盐溶液制取烧碱和氧气;汞是国防工业的重要原料,汞的化合物雷汞是非常有名的一种起爆药,军队中使用的子弹或炮弹的雷管里都装着它;汞可用作精密铸造的铸模和原子反应堆的冷却剂以及镉基轴承合金的组元;汞是很好的金属溶剂,许多金属都能溶于其中,生成汞齐;在医药领域中,汞的一些化合物具有消毒、利尿和镇痛作用,汞银合金是良好的牙科材料,同时在中医学上,汞用作治疗恶疮、疥癣药物的原料;由于具有良好的导热性,汞常被用在温度计中,尤其是在测量高温的温度计中;汞还被用在气压计和扩散泵等仪器中;日光灯灯管中含有汞蒸汽,日光灯利用汞蒸汽所产生的紫外线光能点亮荧光粉,从而制造人造光源;除了以上用途外,汞在电子开关、杀虫剂、生产氯和氢氧化钾、防腐剂、一些电解设备中的电极、电池、催化剂中也有重要的应用。

汞在自然界的循环

汞是一种自然存在的化学元素,汞元素可以通过火山爆发及地壳的风化被自然的释放,自然地在生物圈、水圈、大气圈、和岩石圈间循环。大气中的汞(90%以上为气态汞)很容易地从一个地区转移至另一个地区,并自然地沉降于动植物群落之中,而人类活动,尤其是工业的发展,则加速了汞的排放和汞在全球范围内的循环,目前汞已被定义为跨国传输的全球性污染物。

日常生活中接触到的汞

汞经常出现在我们的日常生活中,与我们的生活密切相关。我们对汞产品的使用或处理不当则很容易造成汞污染。日常生活中我们经常使用水银温度计、血压计等均含有汞。荧光灯是一种在居民日常生活中普遍使用的照明设备,既有良好的照明效果又节约电能。但其发光原理便是利用荧光灯管内的汞蒸汽通电后,产生的紫外线光能点亮荧光粉而发光。封闭在灯管内的汞不会造成汞污染,但如果这些荧光灯被打破,从灯管中释放出的汞就会对人类健康构成威胁。另外,汞还是一次性干电池中电极的组成成分之一。在医学领域,一般最常做为补牙材料是银汞合金(俗称银粉),它的成分中含有大量的汞。苏格兰的研究人员对180名牙医进行调查研究后发现,在这些牙医的尿液和指甲中,汞的含量是正常人的 4 倍。患者在用银汞合金补牙后,银汞填充物产生的汞蒸气对患者可能同样有害。汞对皮肤有较好的漂白作用,因此具有漂白、祛斑作用的化妆品多含有汞。国家规定在化妆品中的汞含量不得超过 1mg/kg ,但很多化妆品中的汞含量都出现超标的现象。

汞对人体的危害

汞是人体非必需元素。职业性暴露和饮食是人体摄入汞的两个主要途径,此外,汞还可以通过呼吸和皮肤接触进入人体。汞对人体的健康危害与汞的化学形态、环境条件和侵入人体的途径、方式有关。元素汞毒性不大,通过食物和饮水摄入的金属一般不会引起中毒,但金属汞蒸汽有高度扩散性和较大脂溶性,侵入呼吸道后可被肺泡吸收并经血液循环至全身。血液中的汞,可通过血脑屏障进入脑组织,然后在脑组织中被氧化成汞离子,损害脑组织。

无机汞化合物也对人体有毒性,无机汞化合物可以通过胃肠道吸收,如氯化汞, Hg2+ 较 Hg+ 更易吸收。无机汞中毒以消化道和肾脏损害为主要表现,常见的氯化汞的致死量约为 1g 。有机汞化合物,尤其是甲基汞,进入人体容易被吸收并输送到全身各器官,特别是肝、肾和脑组织,分布于脑组织中的甲基汞约占15%。脑组织受损害先于其它各组织,主要损害部位为大脑皮层、小脑和末梢神经。甲基汞易透过胎盘从母体转移给胎儿。对经常食用含甲基汞鱼的正常妊娠妇女研究表明,胎儿红细胞中甲基汞量比母亲高30%。因胎盘转移使胎儿产生严重的胎儿性甲基汞中毒的事例在日本已有多起报道,生下来的婴儿多为白痴。

慢性汞中毒的一种特殊的精神状态,表现为易激动、口吃、焦虑、思想不集中、记忆力减退、精神压抑等。此外胃肠道、泌尿系统、皮肤、眼睛均可出现一系列症状。急性汞中毒其症候为肝炎、肾炎、蛋白尿、血尿和尿毒症。

历史上最严重的汞中毒事件─日本水俣病事件

日本熊本县水俣湾外围的“不知火海”是被九州本土和天草诸岛围起来的内海,那里海产丰富,是渔民们赖以生存的主要渔场。水俣镇是水俣湾东部的一个小镇,有4万多人居住,周围的村庄还住着1万多农民和渔民。1925年,日本氮肥公司在这里建厂,后又开设了合成醋酸厂。1949年后,这个公司开始生产氯乙烯(CH2-CHCl),年产量不断提高,1956年超过6000吨。与此同时,工厂把没有经过任何处理的废水排放到水俣湾中。

1956年,水俣湾附近发现了一种奇怪的病。这种病症最初出现在猫身上,被称为“猫舞蹈症”。病猫步态不稳,抽搐、麻痹,甚至跳海死去,被称为“自杀猫”。随后不久,此地也发现了患这种病症的人。患者由于脑中枢神经和末梢神经被侵害,轻者口齿不清、步履蹒跚、面部痴呆、手足麻痹、感觉障碍、视觉丧失、震颤、手足变形,重者神经失常,或酣睡,或兴奋,身体弯弓高叫,直至死亡。

这就是日后轰动世界的“水俣病”,是最早出现的由于工业废水排放污染造成的汞污染公害病。大量的调查研究发现,原来氯乙烯和醋酸乙烯在制造过程中要使用含汞(Hg)的催化剂,在催化过程中被转化为甲基汞(CH3Hg),含有大量甲基汞的废水未经任何处理被直接排放至水俣湾内。由于甲基汞具有很强的亲脂性(这种剧毒物质只要有挖耳勺的一半大小就可以致人于死命),因此当甲基汞在水中被水生物食用后,会不断在其体内积累。随着食物链的不断传递,生活在水生食物链顶层的鱼、贝类体内便累积了大量的甲基汞而被污染。动物和人类由于长期进食这些被污染的鱼、贝类等海产品,造成体内积累了大量的甲基汞而侵害到了脑部和身体其他部分。进入脑部的甲基汞会使脑萎缩,侵害神经细胞,破坏掌握身体平衡的小脑和知觉系统,从而造成了“水俣病”的发生。据统计,有数十万人食用了水俣湾中被甲基汞污染的鱼虾而发病,导致上百人死亡。

预防汞中毒

汞污染的预防主要是采取积极措施,综合治理三废;改革工艺流程及工程配套,尽量少用或不用含汞制剂;必须使用时要采用防护、净化、回收和综合利用措施;对已经造成的污染结合污染规律采取针对性措施。生活中,我们应清除居住环境内及周边环境中存在的汞害因素,尽量选择绿色无汞的产品来替代汞产品。使用含汞产品的时候,我们要严格按照说明来合理操作,在因意外情况出现汞泄漏的时候要尽快采取相应的有效措施,以避免汞对我们身体的伤害。