汞知识.docx

汞知识.docx

《汞知识.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汞知识.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

汞知识

1汞的特性

汞，是一种化学元素，俗称水银，英文名Mercury，化学符号Hg，原子序数80，是银白色的液态过渡金属，也是唯一的在常温常压下呈液体状态的金属元素。

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（除浓硝酸外）和碱反应，导热性和导电性良好。

汞不燃烧，易挥发。

在常温时会挥发，遇热挥发更快。

当汞溅洒在地面或桌子上，或与油尘相混时往往形成许多小汞珠，增加其蒸发表面积，使挥发更快。

同时，汞蒸气易被墙壁或衣物所吸附，这常成为汞作业场所持续污染车间空气的二次毒源。

纯汞在常温干燥空气中不变，但在潮湿空气中，表面可形成氧化亚汞的被膜。

汞容易与金、银、锌、锡、镉、铅、铋、铜粉等（不包括铁）金属形成合金（汞齐）。

汞本身无爆炸性，但有时与乙炔或氨起反应生成易爆性化合物。

能与氯气、盐酸液反应生成氯化汞。

汞难溶于水、稀硫酸、稀盐酸及有机溶剂，但易溶于稀硝酸、热浓硫酸、热浓硝酸及王水，可溶于类酯质。

与碱不起作用。

汞具有恒定的体积膨胀系数，其金属活泼性低于锌和镉，且不能从酸溶液中置换出氢。

一般汞化合物的化合价是+1或+2，+3价的汞化物很少有。

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，例如甲基汞就是一种经常在河流或湖泊中被发现的污染物。

2汞的用途

1.含汞产品

医疗器械行业：

体温计、血压计、齿科材料；电池行业：

糊式、纸板、扣式、碱性；电光源行业：

荧光灯、高压汞灯；化工行业：

汞触媒、试剂；汽车行业：

安全气囊、ABS系统开关行业：

电动/电子开关仪器仪表行业：

压力测量仪表。

2.用汞工艺：

聚氯乙烯（PolrVinylChloride，PVC）

3.采矿行业：

黄金冶炼。

3汞的来源

3.1汞的自然界来源

汞的一些形式天然存在于环境中。

环境中发现的汞最常见的天然形式是金属汞、无机汞盐[即硫化汞（HgS）、氯化汞（HgCl2）及氧化汞（HgO）]及有机汞化合物甲基汞。

大气中汞的自然界来源包括火山、汞的地质沉积。

汞还会从海洋中挥发、从土壤及水体表面蒸发。

尽管所有的岩石、沉积物、水体及土壤中都天然地存在很少但不定量的汞，但是科学家已经发现一些地方有富集汞的矿点和含大量汞的温泉。

天然汞排放不在我们的控制之内，必须视作我们本地和全球居住环境的一部分。

但是，由于它的确对环境中的汞含量起作用，我们必需将这一来源谨记在心。

在世界的某些地区，地壳中的汞浓度自然升高，导致这些地区当地的及周边区域的汞聚集。

尽管更新的研究成果已经强调人为原因的重要性，已发表的不同的关于自然界与人为排放对比的评估结果仍然显示有重大差异。

目前正在尝试直接测量自然界的排放。

虽然如此，获得的信息仍然表明自然界来源不超过总排放的50%。

除了自然界来源排放，汞还能够从水体和土壤表面再排放。

这个过程大大增加了汞在环境中的总存留时间，并且使确定确切的自然汞排放变得非常困难。

3.2汞的人为来源

3.2.1人为汞排放的重要来源实例

3.2.1.1源于可移动的汞杂质的排放：

①燃煤电厂及供热厂（大气排放最大的单一来源）

②其他化石碳燃料的能源生产（如，石油产品）

③水泥产品（石灰中的汞）

④森林大火

⑤海洋蒸发

⑥采矿及其他涉及原始及再生矿石的提炼和处理的冶金活动，如以下金属产品：

a.钢铁；b.锰铁；c.锌；d.金；e.其它有色金属。

3.2.1.2有意的汞提炼及使用所造成的排放

废物处理、焚化等（来自杂质和汞的有意使用）造成的排放：

①汞矿开采

②小规模金、银矿开采（汞合过程）

③氯-碱产品（即无机汞废物）

④显影处理

⑤荧光灯、各种仪器及口腔科汞合金填料的使用

⑥含汞产品的生产，如：

a.温度计；b.压力计及其他仪器；c.电器及电子开关；

3.2.1.3废物处理、焚化等（来自杂质和汞的有意使用）造成的排放

①废物焚化（城市，医用，及危险品废物）

②纸浆工厂（即杀黏菌剂）

③工业溢流、渗漏及排放

④垃圾填埋场

⑤焚烧

⑥墓地（排放到土壤

3.2.2燃烧或焚烧

化石燃料（尤其是煤）的定点燃烧及废料焚化造成的排放约占人为来源的大气排放总量的70%左右。

目前，大气中存在的汞有很大比例是由于多年人为活动排放造成的。

尽管最近的研究显示工业化以来，人为活动提高的了大气中汞的总体水平约3倍，但总的大气负荷的天然构成仍然难以估测。

大气中的人为排放主要以气态元素汞的形式。

这使其能够与气团一起传输很长的距离。

空气中汞排放的剩余部分是以气态存在的二价化合物（比如HgCl2）的形式或者与排放气体中的粒子结合。

这些类型在大气中的存在期要比元素汞蒸汽短，约100到1000km内就会经过湿法或干法的过程沉积下来。

然而，汞的不同类型之间的重要转换可能会在大气传输期间出现，这将会影响传输距离。

有迹象表明，全球平均起来，汞的人为排放已经导致现在的沉积速度比工业化前时代高出1.5到3倍。

工业地区内及其周围的沉积速度在过去200年间增加2到10倍。

4汞的形态

纯的形态是“元素”汞或“金属”汞（也表示为Hg0）。

自然界中很难发现纯的液态金属汞，更多的是以化合物和无机盐的形态出现。

汞可以单价汞或二价汞的形式和其它化合物结合（也可分别表示为Hg（I）和Hg（II）或Hg2+）。

被排放出的汞的化学形态（或类型形成）随着来源类型和其他因素而不同。

由于不同类型的汞有不同的毒性，因此对人类健康和其他生物有机体环境的影响也不同。

还有一点值得一提的是，汞的类型会影响到：

①汞在环境区间内及环境区间之间（包括大气和海洋，及其他）的传输；

②暴露在环境中的物质特性和程度——如果汞和易吸收材料紧密结合，就不易被吸收（例如，进入有机体的血流）；

③有机体内部对组织有毒性影响的传输——比如穿越肠膜或血脑障壁；

④汞的毒性（部分原因是由于上述内容）；

⑤汞在组织——及其排泄物——中的积累、生物改造、解毒、进入及排出。

4.1元素形态（金属，Hg0）

大气中的元素汞可转化成无机汞形式，是一条被排放的元素汞沉积的重要途径。

作为一种元素，汞无法被分解或降解成无害物质。

汞可以在不同的形态间转换，在循环时形成各种形态，但是它最简单的形态是元素汞，本身对人类和环境就是有害的。

一旦汞从隐藏在地壳中的矿石或化石燃料及矿物沉积中释出，并进入生物圈，非常容易转变，可在地表和大气之间循环。

人们认为地表土壤、水体和水底沉积物是主要的生物圈汞槽。

4.2无机形态（Hg+，Hg2+）

汞很少以纯的液态金属形态存在，而更多以化合物或无机盐形式存在，亦可以单价汞[Hg（I）]或二价汞[Hg（II）–Hg2+]的形式和其他化合物结合。

某些汞盐（如HgCl2）很不稳定，不能作为大气气体而存在。

但是，这些无机（或二价）汞气体的水溶性和化学反应使其比元素汞更快从大气中析出。

这样就导致这些二价汞气体在大气中存在的寿命远远短于元素汞气体。

4.3有机形态

汞与碳结合时，这种化合物形态被称为“有机”汞化合物或有机金属汞。

很可能存在有许多有机汞（如二甲基汞、苯汞、乙基汞及甲基汞）；但是，在环境中微生物和自然过程产生的最常见的有机汞化合物是甲基汞，远远超过其他有机汞化合物。

甲基化是复杂的汞运动过程的产物。

甲基汞可在环境中由微生物代谢形成（生物过程），比如由某种细菌和经过不涉及有机体的化学过程（非生物过程）形成。

尽管，通常认为它在自然界中的形成主要是由于生物过程。

虽然历史来源已经存在，重要的直接源于人类的（或者人类造成的）甲基汞来源目前尚未可知。

但是，间接地，由于其他形态的转换，人为排放是导致所发现的自然界中甲基汞形成的一个因素。

由于在许多可食的淡水鱼、海水鱼及海洋哺乳动物中，甲基汞能够增至周围水体中含量的几千倍（生物累积及生物放大作用），它已经得到了人们严重的关注。

5汞的毒性

最高容许浓度：

0.01mg/m3

空气中汞浓度与症状的关系如下表所示。

空气中汞浓度（mg/m3）

症状

出现症状所需时间

大于10

肺炎、腹泻、肾损害

立刻（1~2d内）

大于1

腹泻、蛋白尿、血尿、震颤、口腔炎

开始接触~1个月

大于0.5

口腔炎、震颤、蛋白尿、兴奋

2~5个月

大于0.2

震颤、蛋白尿、自觉的精神神经症状

6个月~12个月

大于0.1

自觉的精神神经症状、早衰

在空气中含汞1.04mg/m3的场所工作3个月，可造成死亡。

对人体有害者不是金属汞，而是汞蒸气。

汞蒸气主要通过呼吸道吸入体内。

经口摄人金属汞时，只有极小部分从肠道被吸收。

另外，通过皮肤也能吸收一部分。

汞蒸气经肺泡吸收的量很高，吸收的速度也很快。

由于汞具有较高的脂溶性。

汞蒸气不仅通过肺泡膜扩散，并迅速以元素汞的形式溶解于血液的类脂质中。

汞吸收入血中后一小部分保持元素汞的形式，大部分缓慢地被氧化为汞离子。

汞在体内分布不均匀，在肾中最高，其次为肝、脑。

最后，体内的汞主要经呼气、粪便及尿排出。

汞与蛋白质中的巯基有特殊的亲和力，它与酶中的巯基结合形成硫醇盐，可使一系列含巯基酶的活性受到抑制。

细胞膜的巯基受到汞的作用，功能发生改变，导致钾通透性增强，并阻滞糖进入细胞。

汞离子还能与细胞膜内的磷酰基结合。

高浓度时，与酶系统中的氨基、羧基、羟基也有亲和力，可抑制若干酶系统。

总之，汞的毒作用是由它对许多酶的非特异性抑制作用引起的。

急性中毒症状有头痛、头昏、乏力、齿龈红肿酸痛糜烂出血、牙齿松动、龈袋积脓、流涎带腥臭味、恶心、食欲不振、腹痛、腹泻、大便带血、咳嗽、胸痛、呼吸困难、紫绀等。

慢性汞中毒可分为轻度、中度、重度三级。

患者中可出现头昏、乏力、失眠、嗜睡、多梦、健忘、恶心、食欲减退、体重下降、心烦、急躁、易激动、易兴奋、易冲动、常与人争吵、自制力差、胆怯、好哭、自信心下降、注意力不集中、情绪易于波动、焦虑不安、抑郁、幻觉、恐惧、孤僻，以及手指、舌、睑、唇及上下肢的震颤，牙龈酸痛，牙龈易出血，牙龈充血、肿疼或萎缩，牙齿松动、容易脱落，流涎增多，口中金属味，蛋白尿，月经失调等症状和体征。

6汞的生态影响

汞对环境的影响中一个非常重要的因素就是它可以在生物体内累积，并沿着食物链富集。

尽管所有形式的汞在一定程度上都可以累积，但是甲基汞被吸收和累积的程度要比其他形式高得多。

无机汞也可以被吸收，但是一般吸收的速度比甲基汞慢，吸收的效率比甲基汞低。

汞进入食物链的确切机制很大程度上仍属未知，可能在不同的生态系统之间有所不同。

某些细菌在早期起到重要作用。

环境中处理硫酸盐（SO42-）的细菌吸收无机形式的汞，并通过代谢过程将其转变成甲基汞。

无机汞到甲基汞的转化很重要，也因为甲基汞的毒性更强，因为生物体需要更长的时间降解甲基汞。

这是水生食物链中的第一步。

这些含甲基汞细菌可能被食物链中更高的一级吃掉，或者细菌将甲基汞排泄到水中，由浮游生物迅速吸收，浮游生物又被食物链中更高的一级吃掉。

因为动物累积甲基汞要比排解掉它快得多，食物链中每高一个等级的动物都会吸收更高浓度的甲基汞。

这样，环境中低浓度的甲基汞可以很容易在鱼（如梭子鱼、鲈鱼）、以鱼为食的野生动物（如水獭）以及人的体内富集至潜在有害浓度。

即使在离点来源很远的地方大气沉积速度很缓慢，汞的生物放大作用也会在这些水生食物链中的顶级消费者体内造成毒性效应”。

非食肉性的小型鱼类中的汞浓度最低，但沿着食物链向上可以增加许多倍。

水生食物网的等级比陆生食物网多（陆生食物网中，食肉性野生动物很少相互为食），因此水生食物网的生物放大作用可典型性地达到更高的值。

除了食物中的浓度，其他因素也会影响汞的生物放大作用。

其中最重要的就是汞甲基化细菌（如，硫酸盐还原菌）甲基化和去甲基化的速度。

结合所有这些因素，对于由水生生物生产、并累积、滞留的甲基汞，甲