Ртуть и соединения ртути. Их использование и распространение в природе.

04.11.2011

В продолжении разговора о влиянии ряда тяжелых металлов, в том числе и микроэлементов, в жизни человека, животных и растений необходимо остановиться на группе металлов, за которыми закрепилось только одно определение – «тяжелые», т.е. токсичные. Это прежде всего ртуть, кадмий, свинец и мышьяк или, как их называют отдельные авторы, «большая четверка». Среди названных металлов особенно ядовиты для всего живого ртуть и кадмий, хотя и с остальными тоже все не так просто. В общем, «большая четверка» породила и большие экологические проблемы.

Интерес к тяжелым металлам особенно возрос после сообщений из Японии о заболеваниях Минамата, вызванное употреблением в пищу от-равленной ртутью рыбы. При этом наиболее тяжелые случаи заболевания параличом, слепотой, расстройством психики и речи. Младенцы под-вергались интоксикации еще до появления на свет. Итог оказался печаль-ным: официальный список жертв болезни включает около 1000 имен, а еще больше продолжали болеть.

Ртуть – единственный металл, представляющий собой при комнат-ной температуре жидкость. В земной каре ртути содержится 0,083 мг/кг. Речь идет о кларке (среднее содержание) по А.П.Виноградову. В морской воде уровень ртути – 0,03 мкг/л. У животных она в очень малых коли-чествах обнаруживается во всех тканях. В организме взрослого человека около 13 мг ртути, причем около 70% — в жировой и мышечной тканях. Ртуть известна человеку еще с глубокой древности. В лечебной практике ее начали применять раньше других металлов. Но уже тогда античные врачеватели обратили внимание на ее токсическое действие, с которым столкнулись работающие при добыче ртути из киновари (ми-нерал, содержащий HqS), обработке фетра, разнообразных лабораторных исследованиях. С дальнейшим развитием цивилизации ртуть завоевывала все новые позиции.

 Например, если в начале нынешнего столетия насчитывалось 30 производств, в которых человек контактировал с этим металлом, то уже в 60-е гг. их число превысило 80. В структуре сов-ременного потребления ртути наибольшее применение ее отмечается в производстве хлора и щелочи(25%), производство целлюлозы, детона-торов, фармацевтическое и косметическое, процессы амальгамирования (20%), красок(15%), сельское хозяйство(пестициды –15%),изготовление средств измерений и контроля(10%), стоматологии (10%), лабораторная деятельность(10%), другие отрасли(15%). Сочетание таких физико-химических свойств, как текучесть при комнатной температуре, однородное объемное расширение в широком интервале температур, высокое поверхностное натяжение и несмачиваемость стеклянной поверхности, делает ртуть единственным ве- — 2 – ществом пригодным для использования в измерительных приборах – термометрах, барометрах, манометрах. Из-за хорошей электропроводности она незаменима в электронных лампах, переключателях, реле, батареях, осветителях.

 Ртуть используется также как катод в электрохимических реакциях. Сплавы ртути с другими металлами применяются в изготовле-нии зубных пломб, металлургии. С давних времен известно пагубное действие ртути. Ужасна судьба рабочих, которые в прежние времена использовали ртуть при изготов-лении фетровых шляп. Воздействие паров ртути в плохо проветренном по-мещении приводило к прогрессирующему ухудшению умственной спо-собности. Многие и теперь полагают, что этот металл является одним из наиболее опасных для здоровья человека и животных. Ртуть и ее соединения, особенно органические, причисляются к опаснейшим, высокотоксичным веществам, аккумулирующимся в орга-низме человека. Растворимость различных соединений ртути в воде и жирах – 5-50 мг/л.

 Ртуть и ее соединения летучи, поэтому она повсеместно распро-странена в атмосфере. Для миграции ртути и ее токсичности имеют значение биохимические процессы, приводящие к образованию стойких летучих соединений: метилртути, диметилртути и других веществ. Из них метилртуть самая стойкая и очень токсичная. Метилирование ртути осуществляют аэробные и анаэробные микробы. Предполагают, что этот процесс микроорганизмами может в небольших размерах осуществляться также в кишечнике животных и человека.

 Источниками ртути для биосферы являются горные породы, месторождения богатых ртутью ископаемых (киновари), извержения вулканов, испарения ртути с по-верхности почвы и воды. Фоновые концентрации ее в почве составляют всего 0,01-0,06 мг/кг. В ртутных биогеохимических провинциях они на 2-3 порядка больше. Та же тенденция просматривается и в отношении атмосферного воздуха.

 Если фоновая концентрация ртути здесь состав-ляет всего 0,001-0,08 мкг/м3, то в промышленных городах она может быть многократно выше. Большой интерес представляет содержание ртути в гидросфере. Наименьшее ее концентрации встречаются в дождевых и глубоких подземных водах (0,001-0,1 мкг/л). В незагрязненных открытых водоемах концентрация ртути 0,01-0,1 мкг/л. В речных водах Швеции, в которые спускали сточные воды различных производств, обнаруживали 40-510 мкг/л, Японии- 80-100 мкг/л, Югославии – 100-1300 мкг/л и более. Значительное количество ртути выпадает в донные отложения, где она может сохраняться десятки лет. Здесь под воздействием микроорга-низмов этот элемент постепенно превращается в органические хорошо растворимые соединения, вторично загрязняющие воду и легко включаю-щиеся в пищевые цепи. Гидробионты способны накапливать метилртуть в концентрациях, значительно превышающих ее содержание в воде и низ-шем звене трофической цепи.

 Коэффициент концентрирования метилртути в организме рыб может быть более 3000. Поэтому полагают, что основным источником метилртути для человека являются рыбы и другие водные организмы. Концентрация ртути в незагрязненных водах открытого океана составляет в среднем – 0,02-0,03 мкг/л, а в зонах локального загрязнения стоками (акваторий бухты или залива, участок внутреннего моря) воз-растает до n10-n102 мкг/л. Так, в загрязненных зонах Средиземного моря обнаруживали в воде 2,9-3,7 мкг/л, а в донных отложениях – на два порядка больше. В воде залива Минамата (Япония) содержалось от 80 до 660 мкг/л ртути. Количественное определение ртути в пищевых продуктах требует большого мастерства, высокой точности и тщательной предварительной подготовки проб. При этом используют атомно-адсорбционную спектро-скопию, тонкослойную газожидкостную хроматографию, атомно-эмиссин- ную спектроскопию с индуктивно связанной плазмой, которые позволяют идентифицировать алкилртутные соединения.

 Врачи-лаборанты физико-химической лаборатории: А.А.Кузнецова Н.В.Сивицкий