Xem mẫu
- MỤC LỤC
Thứ 3- tiêt 123- RĐ 204 Page 1
- CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ
TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
1.1.
Thủy ngân là một kim loại được sử dụng phổ biến trong các ngành công
nghiệp cũng như trong đời sống. Thủy ngân là vật liệu chủ yếu trong nhiều khí cụ
vật lý: áp kế kỹ thuật, khí áp kế, bơm chân không, các điện cực trong một số dạng
thiết bị điện tử, pin và chất xúc tác, thuốc diệt cỏ (ngừng sử dụng năm 1995), thuốc
trừ sâu, hỗn hống nha khoa, pha chế thuốc và kính thiên văn gương lỏng… ; nhiệt kế
thủy ngân là một trong những thiết bị phổ dụng nhất trên thế giới; đèn thủy ngân -
thạch anh tạo ra bức xạ tử ngoại rất mạnh được sử dụng rộng rãi trong y học và
trong công nghiệp hóa học...
Tuy nhiên, việc sử dụng rộng rãi kim loại thủy ngân, đặc biệt trong tình trạng
công nghiệp hóa đang lan rộng trên phạm vi toàn cầu, người ta càng lo ngại đến nguy
cơ nhiễm độc thủy ngân.
Thủy ngân nguyên tố lỏng là ít độc, nhưng hơi, các hợp chất và muối của nó là
rất độc và là nguyên nhân gây ra các tổn thương não và gan khi con người tiếp xúc, hít
thở hay ăn phải. Thủy ngân là chất độc tích lũy sinh học rất dễ dàng hấp thụ qua da,
các cơ quan hô hấp và tiêu hóa. Các hợp chất vô cơ ít độc hơn so với hợp chất hữu cơ
của thủy ngân.
Ngày nay, nguy cơ nhiễm độc thủy ngân là ngày càng cao. Những hợp chất
thủy ngân có khuynh hướng tích lũy trong đất và trầm tích, làm ô nhiễm chuỗi thức ăn
và ảnh hưởng tới sự trao đổi chất của con người lâu dài. Vậy câu hỏi đặt ra là sử
dụng thủy ngân như thế nào để thủy ngân mãi là bạn chứ không phải là kẻ thù của
con người? Những nguy cơ nhiễm độc thủy ngân từ đâu? Làm cách nào để phòng
tránh? Bài báo cáo này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về vấn đề này.
MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
1.2.
- Tìm hiểu nguồn gốc, thuộc tính, các dạng tồn tại của thủy ngân trong môi
trường.
Thứ 3- tiêt 123- RĐ 204 Page 2
- - Cơ chế lan truyền, gây độc của thủy ngân và những ảnh hưởng của thủy
ngân đối với sức khỏe con người và môi trường.
- Những nguy cơ nhiễm độc thủy ngân và biểu hiện khi nhiễm độc.
- Một số cách phòng tránh nhiễm độc thủy ngân.
CHƯƠNG 2: NỘI DUNG
TỔNG QUAN VỀ NỘI DUNG
2.1.
Định nghĩa
2.1.1.
Thủy ngân, là một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn có ký hiệu Hg (từ
tiếng Hy Lạp hydrargyrum hay còn gọi là nước bạc) và số nguyên tử 80. Là một kim
loại chuyển tiếp nặng có ánh bạc, thủy ngân là một nguyên tố kim loại được biết có
dạng lỏng ở nhiệt độ thường. Thủy ngân được sử dụng trong các nhiệt kế, áp kế và
các thiết bị khoa học khác. Thủy ngân thu được chủ yếu bằng phương pháp khử
khoáng chất chu sa.
Trong thiên nhiên thuỷ ngân tồn tại ở trong các quặng sunfua (quặng xinaba) thành
phần chính là HgS hàm lượng từ 0,1 – 4% (còn gọi là Thần sa hay Chu sa).
Tính chất
2.1.2.
- Là kim loại duy nhất tồn tại dưới dạng lỏng ở nhiệt độ thường. Nó bị phân
chia thành các giọt nhỏ khi khuấy.
- Là kim loại duy nhất có nhiệt độ sôi thấp.
- Là kim loại được đặc trưng bởi khả năng dễ bay hơi.
- Là một kim loại dễ dàng kết hợp với những phân tử khác như với kim loại (tạo
hỗn hống), với phân tử chất vô cơ (muối) hoặc hữu cơ (cacbon).
- Là kim loại được xếp vào họ kim loại nặng với khối lượng nguyên tử 200.
- Kim loại này có hệ số nở nhiệt là hằng số khi ở trạng thái lỏng, hoạt động hóa
học kém hơn kẽm và cadmium.
Thứ 3- tiêt 123- RĐ 204 Page 3
- Tính chất vật lý
2.1.2.1.
Hg là kim loại thể lỏng ở 0oC.
-
Số hiệu nguyên tử : 57
-
Khối lượng nguyên tử: 200,59 u
-
Khối lượng riêng:13,6 g/cm3
-
Đống vị: có 24 đồng vị
-
Màu sắc : màu trắng bạc, lóng lánh
-
Điểm sôi: 3570C; 629,880K; 674,110F
-
Nhiệt độ nóng chảy: 234,320K; -37,89oF
-
Thể tích phân từ 14,09 cm3/mol
-
Điểm đông đặc: -40oC
-
Bán kính nguyên tử: 1,60Ao
-
Bán kính Vanderwaals: 155pm
-
Cấu hình electron: [Xe]4f145d106s2
-
Cấu trúc tinh thể: lăng tụ xiên
-
Năng lượng ion hoá thứ nhất: 1007,1 kJ/mol
-
Năng lượng ion hóa thứ 2: 1810 kJ/mol
-
Năng lượng ion hoá thứ 3: 3300 kJ/mol
-
Tính dẫn nhiệt kém nhưng dẫn điện tốt.
-
Thuỷ ngân rất dễ bốc hơi ở 20oC,
-
Nồng độ bảo hoà của hơi Hg tới 20 mg/m3.
-
Sự phân bố của Hg trong vỏ quả đất (úng với thành phần thạch
-
quyển ): 7.10-7% số nguyên tử, và chiếm 7.10-6% khối lượng.
Tính chất hóa học
2.1.2.2.
Phản ứng với O2
•
Thứ 3- tiêt 123- RĐ 204 Page 4
- Khi có mặt oxy, thuỷ ngân dễ dàng bị oxy hoá chuyển từ dạng kim loại (Hg),
dạng lỏng hoặc khí sang trạng thái ion, (Hg2+). Nó cũng dễ dàng kết hợp với những
phân tử hữu cơ tạo nên nhiều dẫn xuất thuỷ ngân.
Hoạt tính hóa học của các nguyên tố trong nhóm II B giảm dần khi khối l ượng
nguyên tử tăng. Mặc dù là kim loại đứng sau Hidro, nhưng Hg lại có hoạt tính hóa
học cao là do Hg ở trạng thái lỏng làm cho phản ứng xảy ra dễ dàng hơn.
Không phản ứng với hidro.
•
Ở nhiệt độ thường, khi tiếp xúc với không khí khô, Hg không bị biến đổi,
nhưng khi nung nóng thì Hg bị cháy nhưng chậm (bề mặt Hg bị sạm đi), tạo ra oxit
HgO. Hg phản ứng trực tiếp với lưu huỳnh khi nghiền S bột với Hg tạo ra HgS.
Phản ứng với các halogen
•
- Tạo ra các halogenua như HgI có màu đỏ
- Thủy ngân tạo ra hợp kim với phần lớn các kim loại, bao gồm vàng, nhôm và
bạc, đồng nhưng không tạo với sắt. Do đó, người ta có thể chứa thủy ngân
trong bình bằng sắt. Hợp kim của thủy ngân được gọi là hỗn hống. Tr ạng thái
ôxi hóa phổ biến của nó là +1 và +2. Rất ít hợp chất trong đó thủy ngân có hóa
trị +3 tồn tại.
Phản ứng với axit
•
Với axit có tính oxi hoá mạnh, Hg bị ăn mòn. Hg tác dụng với H 2SO4 đặc nóng
tạo ra HgSO4 nếu axit dư, khi Hg dư tạo ra Hg2SO4
Hg + 2H2SO4 đặc,dư => HgSO4 + SO2 + 2H2O
2Hgdư + 2H2SO4 đặc,dư => Hg2SO4 + SO2 + 2H2O
Phản ứng với HNO3
•
6Hgdư + 8HNO3loãng = 3Hg2(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Hg + 4HNO3 đặc,dư = Hg(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
Đồng vị
2.1.3.
Có 7 đồng vị ổn định của thủy ngân với Hg là phổ biến nhất (29,86%). Các
202
đồng vị phóng xạ bền nhất là 194Hg với chu kỳ bán rã 444 năm, và 203Hg với chu kỳ bán
Thứ 3- tiêt 123- RĐ 204 Page 5
- rã 46,612 ngày. Phần lớn các đồng vị phóng xạ còn lại có chu kỳ bán rã nhỏ hơn 1
ngày.
Hợp chất của thủy ngân
2.1.4.
2.1.4.1. Các hợp chất của thủy ngân (I)
- Những hợp chất của thủy ngân mà trong thành phần phân tử có chứa nhóm (-
Hg-Hg-) hoặc trong dung dịch có chứa ion phức tạp Hg 22+ gọi là hợp chất thủy
ngân(I).
Ví dụ như Hg2O, các halogenua Hg2X2 và nhiều muối khác.
- Khoảng cách Hg - Hg biến đổi trong khoảng từ 2,5 - 2,7Ǻ. Đa số các hợp chất
Hg (I) đều không màu, khó tan trong nước, chỉ trừ Hg2(NO3)2.
- Tùy theo điều kiện phản ứng, mà các hợp chất Hg (I) thể hiện tính oxi hóa
hoặc khử. Ví dụ:
Hg2Cl2 + Cl2 => 2HgCl2
Hg2Cl2 + SnCl2 => 2Hg + SnCl4
- Trong dung dịch: Hg22+ Hg + Hg2+ ; E= -0.13 V , K= 6.10-3
- Ion Hg22+ không có khả năng tạo phức như Hg2+.
Dưới đây nêu phương pháp điều chế và một vài tính chất của một số hợp chất
•
Hg(I):
Hg2Cl2 (calomen) được điều chế bằng cách cho SO2 qua dung dịch HgCl2 đun
sôi, hoặc bằng phản ứng trao đổi của Hg2(NO3)2 với NaCl:
Hg2(NO3)2 + 2NaCl = Hg2Cl2 + 2NaNO3
+ Bằng cách nghiền HgCl2 với Hg trong cối bằng sắt:
HgCl2 + Hg = Hg2Cl2
+ Điều chế bằng cách hòa tan Hg trong H2SO4 nước muối sunfat, sau đó đun
nóng với muối ăn và Hg :
Hg + 2H2SO4 = HgSO4 + SO2 + 2H2O
HgSO4 + 2NaCl + Hg = Hg2Cl2 + Na2SO4
Thứ 3- tiêt 123- RĐ 204 Page 6
- + Hoặc hòa tan Hg trong HNO3 loãng tạo ra thủy ngân(I) nitrat sau đó cho thêm
NaCl hoặc axit HCl.
Hg2Cl2 là chất bột màu trắng, hầu như không tan trong nước, nhưng tan trong
HNO3. Dưới tác dụng của ánh sáng, calomen sẫm lại dần do phân hủy một phần
thành HgCl2 và Hg. Khi đun nóng đến 383oC thì thăng hoa không nóng chảy, nhưng khi
nung trong ống hàn kín thì nóng chảy ở 525oC ( có phân hủy một phần thành HgCl2 và
Hg) tạo ra chất lỏng màu nâu đỏ. Khi đun nóng với C hoặc Na 2CO3 thì bị khử đến
thủy ngân kim loại :
2Hg2Cl2 + C => 4Hg + CCl4
Hg2Cl2 + Na2CO3 => Hg + HgO + 2NaCl + CO2
Một trong những phản ứng quan trọng của Hg2Cl2 (Cũng như các muối Hg22+
khác) là phản ứng phân hủy Hg22+ do NH3 làm cho cân bằng Hg22+Hg .Hg chuyển
2+
dịch mạnh sang phải gần như tức thời, tạo ra hợp chất amiđua không tan trong nước,
còn Hg thoát ra ở dạng màu đen :
Hg2Cl2 + 2NH3 => H2N – Hg – Hg – Cl + NH4
Cl
NH2(Hg)2Cl => Hg + Hg
NH2
Nói chung, các muối halogenua của Hg(I) đều khó tan trong nước, ít bền, độ
bền giảm từ Hg2Cl2 đến Hg2I2 .
Hg2SO4 được điều chế bằng cách cho lượng dư Hg tác dụng với H 2SO4 đặc
hoặc bằng cách cho Hg2(NO3)2 tác dụng với H2SO4 loãng :
Hg2(NO3)2 + H2SO4 => Hg2SO4 + 2HNO3
Hg2SO4 là chất rắn màu trắng, kết tủa hầu như không tan trong nước và trong
H2SO4 loãng. Trong dung dịch loãng (dư H2O), Hg2SO4 bị thủy phân tạo ra muối bazơ
sunfat không tan màu vàng xanh.
Hg2CO3 tạo ra khi cho lượng dư dung dịch Na2CO3 tác dụng với dung dịch
muối Hg(I).
Thứ 3- tiêt 123- RĐ 204 Page 7
- Hg2(NO3)2 + Na2CO3 => Hg2CO3 + 2NaNO3
Hg2CO3 là chất kết tủa màu vàng, đun nóng đến 100 - 130 oC hoặc chiếu sáng, bị
phân hủy
Hg2CO3 => HgO + Hg + CO2
Hg2O: chất bột màu đen, là hỗn hợp của HgO và Hg, không tan trong nước. Khi đun
nóng hay chiếu sáng mạnh thì bị phân hủy.
Hg2(NO3)2: Không màu, dễ tan trong nước và dễ bị thuỷ phân.
Hg2(NO3)2 + H2O Hg2(OH)(NO3) + HNO3
Có tính khử mạnh: 2Hg2(NO3)2 + 4HNO3 + O2 => 4Hg(NO3)2 + 2H2O
Bị phân huỷ khi đun nóng thành HgO và phân huỷ tiếp thành Hg.
Hợp chất thủy ngân (II)
2.1.4.2.
Với các hợp chất của Hg (II) có dạng hình tuyến tính ứng với dạng lai hóa sp,
chẳng hạn như Hg(CN)2, [Hg(NH3)2]Cl2... Các muối Hg(II) đều có tính oxi hoá, dễ tan
trong nước, tác dụng với halogenua tạo phức halogenua tương ứng.
Phương pháp điều chế các hợp chất Hg (II)
•
HgO được điều chế bằng cách nhiệt phân muối nitrat Hg(II):
2 Hg(NO3)2 => 2HgO + 4NO2 + O2
Hg2(NO3)2 => 2HgO + 2NO2
+ Hoặc bằng cách trộn dung dịch nóng HgCl2 v ớ i K 2CO3 hay Na2CO3:
HgCl2 + K2CO3 => HgO + 2KCl + CO2
+ Đun nóng Hg trong không khí đến gần nhiệt độ sôi ( Ts = 357oC ) cũng
tạo ra HgO (Hg thu được từ các phản ứng đều có màu đỏ) :
2Hg + O2 => 2HgO (H= -90,37 kJ)
+ Khi cho dung dịch kiềm dư tác dụng với dung dịch clorua hoặc nitrat Hg(II)
tạo ra dạng HgO màu vàng :
HgCl2 + 2NaOH => HgO + 2NaCl + H2O
+ Nếu nung đến 400oC HgO bị phân hủy thành đơn chất :
Thứ 3- tiêt 123- RĐ 204 Page 8
- Hg => 2Hg + O2
2
HgCl2 được điều chế bằng cách cho Hg tan trong nước cường thủy hoặc cho
HgO tác dụng với HCl đun nóng:
3Hg + 2HNO3 + 6HCl => 3HgCl2 + 2NO + 4H2O
+ Trong công nghiệp điều chế bằng cách đun nóng hỗn hợp gồm HgSO 4với
NaCl:
HgSO4 + 2NaCl => Na2SO4 + HgCl2
+ Trong dung dịch, HgCl2 bị phân hủy chậm tạo ra Hg2Cl2 màu trắng và clo :
2HgCl2 => Hg2Cl2 + Cl2
HgS tồn tại dưới hai dạng: đen và đỏ. Dạng màu đen được tạo ra khi nghi ền
Hg với S hoặc khi cho H2S đi qua dung dịch muối Hg(II). Kết tủa này màu trắng sau
đó chuyển thành màu đỏ và cuối cùng chuyển thành màu đen. Khi HgS đen thăng hoa
chuyển thành dạng HgS đỏ là dạng thường gặp trong thiên nhiên.
- HgS chỉ tan trong HCl đặc sôi. Tan trong nước cường thủy tạo ra HgCl 2; tan
trong dung dịch kiềm của natri hoặc kali sunfua tạo ra muối thio:
HgS + K2S => K2[ HgS2]
- HgS đen tan trong HNO3 tạo ra muối nitrat. Khi đun nóng trong không khí tạo ra
thủy ngân và SO2:
HgS + O2 => Hg + SO2
HgSO4 được điều chế bằng cách đun nóng rất cẩn thận H 2SO4 đặc với Hg
hoặc bằng cách hòa tan HgO trong H2SO4:
Hg + 2H2SO4 => HgSO4 + SO2 + 2H2O
HgO + H2SO4 => HgSO4 + H2O
Ở dạng khan có dạng hình vẩy trắng, khi có nước tạo thành tinh thể hiđrat
HgSO4. H 2O không màu. Khi đun nóng lúc đầu biến thành màu vàng, sau đó chuyển
thành màu nâu, để nguội màu sẽ biến mất . Khi nung đến nhiệt độ nóng đỏ tạo thủy
ngân:
Thứ 3- tiêt 123- RĐ 204 Page 9
- HgSO4 => Hg + SO2 + O2
HgSO4 tan ít trong nước lạnh, nhưng khi đun nóng dung dịch đến 25 oC, tạo ra
tinh thể muối bazơ màu vàng và H2SO4 tự do:
2HgSO4 + 2H2O => ( HgOH )2SO4 + H2SO4
2HgSO4 + H2O => HgSO4.HgO + H2SO4
Thuỷ ngân nitrua Hg3N2 là chất bột màu nâu thẫm, bị phân hủy gây nổ, được
điều chế bằng cách cho luồng khí NH3. Nóng ở 120 - 170oC liên tục qua HgO vàng :
3HgO + 2NH3 => Hg3N2 + 3H2O
Một số hợp chất thường gặp
2.1.4.3.
Clorua thủy ngân (I) : calomen và đôi khi vẫn được sử dụng trong y học.
•
Clorua thủy ngân (II) : là một chất có tính ăn mòn mạnh, thăng hoa và là chất độc cực
•
mạnh.
Fulminat thủy ngân : ngòi nổ sử dụng rộng rãi trong thuốc nổ.
•
Sulfua thủy ngân (II) : màu đỏ thần sa là chất màu chất lượng cao.
•
Selenua thủy ngân (II) : chất bán dẫn.
•
Telurua thủy ngân (II) : chất bán dẫn.
•
Telurua cadmi thủy ngân : là những vật liệu dùng làm đầu dò tia hồng ngoại.
•
Các hợp chất hữu cơ của thủy ngân cũng là quan trọng. Các thí nghiệm trong
phòng thí nghiệm cho thấy sự phóng điện làm cho các khí trơ kết hợp với hơi thủy ngân.
Các hợp chất này được tạo ra bởi các lực van der Waals và kết quả là các hợp chất
như HgNe, HgAr, HgKr và HgXe. Methyl thủy ngân là hợp chất rất độc, là chất gây ô
nhiễm thủy sinh vật.
Sự tạo phức:
Phức Kali tetraiođomecurat K2[HgI4] tan trong nước, có màu vàng nhạt.
HgI2 + 2KI => K2[HgI4]
Phức Amoni tetratioxianotomecurat (NH4)2[Hg(SCN)4]
Hg(SCN)2 + 2NH4SCN => (NH4)2[Hg(SCN)4]
Thứ 3- tiêt 123- RĐ 204 Page 10
- Được dùng để phát hiện còn Cu2+ và ion Co2+ khi có mặt Zn2+
Ứng dụng của thủy ngân
2.1.5.
Thủy ngân được sử dụng chủ yếu trong sản xuất các loại hóa chất, trong kỹ
thuật điện và điện tử. Nó cũng được sử dụng trong một số nhiệt kế. Các ứng dụng
khác là:
• Máy đo huyết áp chứa thủy ngân (đã bị cấm ở một số nơi).
Hình 1 : Máy đo huyết áp thủy ngân
• Thimerosal, một hợp chất hữu cơ được sử dụng như là chất khử trùng trong
vaccin và mực xăm.
Thứ 3- tiêt 123- RĐ 204 Page 11
- Hình 2 : Thimerosal
• Phong vũ kế thủy ngân, bơm khuyếch tán, tích điện kế thủy ngân và nhiều thiết
bị phòng thí nghiệm khác. Là một chất lỏng với tỷ trọng rất cao, Hg đ ược s ử
dụng để làm kín các chi tiết chuyển động của máy khuấy dùng trong kỹ thuật
hóa học.
• Điểm ba trạng thái của thủy ngân, -38,8344 °C, là điểm cố định được sử dụng
như nhiệt độ tiêu chuẩn cho thang đo nhiệt độ quốc tế (ITS-90).
• Trong một số đèn điện tử.
Hình 3: Đèn điện tử
Thứ 3- tiêt 123- RĐ 204 Page 12
- • Hơi thủy ngân được sử dụng trong đèn hơi thủy ngân và một số đèn kiểu "đèn
huỳnh quang" cho các mục đích quảng cáo. Màu sắc của các loại đèn này phụ
thuộc vào khí nạp vào bóng.
Hình 4: Đèn huỳnh quang
• Thủy ngân được sử dụng tách vàng và bạc trong các quặng sa khoáng.
• Thủy ngân vẫn còn được sử dụng trong một số nền văn hóa cho các mục đích y
học dân tộc và nghi lễ. Ngày xưa, để chữa bệnh tắc ruột, người ta cho bệnh
nhân uống thủy ngân lỏng (100-200 g). Ở trạng thái kim loại không phân tán,
thủy ngân không độc và có tỷ trọng lớn nên sẽ chảy trong hệ thống tiêu hóa và
giúp thông ruột cho bệnh nhân.
• Các sử dụng linh tinh khác: chuyển mạch điện bằng thủy ngân, điện phân với
cathode thủy ngân để sản xuất NaOH và clo, các điện cực trong một số dạng
thiết bị điện tử, pin và chất xúc tác, thuốc diệt cỏ (ngừng sử dụng năm 1995),
thuốc trừ sâu, hỗn hống nha khoa, pha chế thuốc và kính thiên văn gương lỏng.
Thứ 3- tiêt 123- RĐ 204 Page 13
- NGUỒN GỐC, QUÁ TRÌNH XÂM NHẬP VÀ HẤP THỤ THỦY
2.2.
NGÂN
Hình 5 : Quá trình xâm nhiễm Hg ( giải thích
Nguồn gốc phát sinh thủy ngân
2.2.1.
Tính chất hóa học của Hg được ứng dụng rất nhiều trong các lĩnh vực đ ời
sống và là nguồn thải không mong muốn của nhiều lĩnh vực công nghiệp, nông
nghiệp, y học…
Nguồn gốc tự nhiên
2.2.1.1.
Từ hoạt động của núi lửa, sự phong hoá nhiều loại đá và khoáng có chứa thủy
ngân. Trong tự nhiên Hg có mặt ở dạng vết trong một số loại khoáng, đá. Các loại
khoáng này trung bình chứa khoảng 80 phần tỉ thuỷ ngân. Quặng chứa Hg chủ yếu là
cinnabar (HgS). Các loại nguyên liệu than đá, than nâu chứa khoảng 100 phần tỉ thuỷ
ngân. Hàm lượng thuỷ ngân trung bình trong đất trồng trọt là 0,1 phần triệu.
Thứ 3- tiêt 123- RĐ 204 Page 14
- Các nguồn nước tích lũy thủy ngân thông qua quá trình xói mòn của các khoáng
chất hay trầm tích từ khí quyển. Thực vật hấp thụ thủy ngân khi ẩm ướt nhưng có
thể thải ra trong không khí khô . Thực vật và các trầm tích trong than có các nồng đ ộ
thủy ngân dao động mạnh.
Nguồn gốc nhân tạo
2.2.1.2.
Lĩnh vực công nghiệp: đây là lĩnh vực thải lương lớn Hg vào môi trường
không khí và nước:
Hình 6: Công nhân khai thác vàng tại khu mỏ Tado, Combubia
+ Khai thác mỏ: thủy ngân, vàng, đồng, kẽm, bạc (làm tăng nồng độ thủy ngân
trong nước từ 0,1microgramme/l – 80microgramme/l).
+ Công nghiệp bột giấy và thiết bị điện
+ Các nhà máy điện sử dụng than là nhiên liệu để đốt.
+ Sản xuất clo, thép, photphat, vàng.
+ Luyện kim
Đặc biệt thủy ngân được sử trong sản xuất bóng đèn. Sản xuất đèn đứng hàng
thứ ba gần bằng với lượng thuỷ ngân sử dụng trong các bộ chuyển mạch, thiết bị đo
và điều khiển ở ô tô và cả ở dây điện ở Mỹ. Trong các vật dụng hàng ngày như đèn
Thứ 3- tiêt 123- RĐ 204 Page 15
- huỳnh quang là nguồn gây ô nhiễm Hg rất lớn vì mỗi bóng đèn compact để đạt được
độ sáng nhất định và tiết kiệm điện năng so với bóng đèn huỳnh quang và các lo ại
bóng đèn thông thường khác, nhà sản xuất phải dùng một lượng thuỷ ngân nhất định
(0,05ml thuỷ ngân/ bóng). Tuy nhiên, thủy ngân chứa trong loại bóng đèn này rất độc
hại với cơ thể.
Thuỷ ngân có nhiều công dụng rộng rãi trong công nghiệp sản xuất Cl 2 và
NaOH bằng phương pháp điện phân với điện cực Hg, các nhà máy sản xuất thiết bị
điện như đèn hơi Hg, công tắc điện… công nghệ xử lý hạt giống chống nấm, sâu
bệnh trong nông nghiệp.
Một số hợp chất của Hg hay dùng:
+ Metyl nitrin thuỷ ngân CH3-Hg-CN
+ Metyl đixian điamit thuỷ ngân CH3-Hg-N(NHCN)-CNH-NH2
+ Metyl axetat thuỷ ngân CH3-Hg-COOCH3
+ Etyl clorua thuỷ ngân C2H5-Hg-Cl
Lĩnh vực nông nghiệp: sử dụng thủy ngân hữu cơ để sản xuất thuốc diệt loài
gặm nhấm, diệt nấm, công nghệ xử lý hạt giống chống nấm, sâu bệnh.
Y học: được sử dụng nhiều trong lĩnh vực này như quá trình sản xuất và bảo
quản vắcxin, nha khoa, công nghệ mỹ phẩm. Hg có trong một số dụng cụ y khoa:
huyết áp kế, nhiệt kế. Riêng nhiệt kế do thân làm bằng thủy tinh nên dễ vỡ, làm Hg
có trong đó thoát ra ngoài thành những hạt tròn nhỏ lăn tròn trên mặt đ ất. Nếu không
sớm thu hồi, xử lý thì chúng sẽ bốc hơi vào không khí, xâm nhập vào cơ thể người
bằng con đường hô hấp, thấm qua da, gây độc. Theo thống kê của WHO năm 2007, từ
các thiết bị y tế có thể phóng thích chiếm khoảng 5% thủy ngân trong nước thải.
Nguồn sinh hoạt: nguồn thải thủy ngân từ việc đốt hay chôn lấp các chất thải
đô thị. Các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm liên quan đến các hợp chất của thủy
ngân và lưu huỳnh. Trong nước thải sinh hoạt, đôi khi chứa hàm lượng thuỷ ngân lớn
hơn 10 lần so với thuỷ ngân trong tự nhiên (0,001-0,0001 ppm) thuỷ ngân được hấp
Thứ 3- tiêt 123- RĐ 204 Page 16
- thụ vào các chất cặn lắng của nước và suối và trở thành nguồn lưu giữ thuỷ ngân gây
ô nhiễm thường xuyên cùng với nguồn chính.
Nguồn gốc từ thực phẩm:
- Sản phẩm có nguồn gốc thực vật
+ Một số loài thực vật có khả năng hấp thụ hơi thủy ngân qua lá trong quá trình
hô hấp,đặc biệt là thuốc lá - Ngũ cốc có hàm lượng thủy ngân thấp.
+ Nấm ăn có khả năng hấp thụ thủy ngân trên môi trường cơ chất qua hệ sợi
nấm, cần kiểm soát tốt các cơ chất nuôi trồng nấm.
- Sản phẩm có nguồn gốc động vật
+ Các cơ quan nội tạng tích lũy hàm lượng thủy ngân cao hơn như gan, thận
(20ppb – 40ppb)
+ Trứng có hàm lượng thấp (2 – 20ppb)
+ Cá, các sản phẩm nhuyễn thể chứa hàm lượng cao (200 microgramme –
1000microgramme/kg.
Từ những nguồn gốc phát sinh này, thủy ngân và các dẫn xuất của nó sẽ phát
tán vào trong môi trường, sau đó xâm nhập vào trong cơ thể sinh vật nói chung và con
người nói riêng qua các con đường như đường hô hấp, tiêu hóa, tiếp xúc và lan truyền
vào các cơ quan bên trong cơ thể.
Đường hấp thụ vào cơ thể
2.2.2.
Thủy ngân là chất độc tích lũy sinh học hấp thu tốt qua hô hấp, tiêu hóa và da.
Đường hô hấp do hít phải nguyên tố thủy ngân có trong nhiệt kế, huyết áp kế
bị vỡ…
Đường tiêu hóa do ăn thức ăn hải sản, đặc biệt là cá biển có tích tụ lượng lớn
muối thủy ngân/ methyl thủy ngân. Hấp thu ở ống tiêu hóa với tỉ lệ 90%, ít hơn
đối với chuỗi dài.
Thứ 3- tiêt 123- RĐ 204 Page 17
- Đường qua da do dùng thuốc, trám răng, mỹ phẩm, các chế phẩm trong thành
phần có chứa muối thủy ngân. Ngoài ra, trẻ sơ sinh cũng có thể mắc bệnh do
mẹ bị ngộ độc lúc mang thai.
Thuỷ ngân và muối của nó từ các nguồn nước nhiễm bẩn có thể được chuyển
hoá thành methyl thuỷ ngân hoặc dimethyl thuỷ ngân bởi vi khuẩn yếm khí tổng hợp
metan trong nước. Sự chuyển hoá này được thúc đẩy bởi Co III chứa coenzyme
vitamin B12. Nhóm CH3- liên kết với Co III trong coenzyme được chuyển vị enzyme
bởi metyl coban amin tới Hg2+ tạo thành CH3Hg+ hoặc (CH3)2Hg. Môi trường acid thúc
đẩy sự chuyển hoá đimetyl thuỷ ngân thành metyl thuỷ ngân tan được trong nước.
Chính Thủy ngân trong môi trường nước có thể hấp thụ vào cơ thể thủy sinh vật,
đặc biệt là cá và các loài động vật không xương sống. Cá hấp thụ thủy ngân và
chuyển hóa thành methyl thủy ngân (CH3Hg+), và được tập trung ở cá với nồng độ
lớn gấp 1000 lần so với lúc ban đầu.
Quá trình hấp thụ thủy ngân
2.2.3.
Thủy ngân nguyên tố hít vào sẽ hấp thu nhanh qua đường hô hấp gây tổn
thương, qua màng phế nang vào máu đến thận, gan lách và hệ thần kinh trung ương.
Nồng độ đỉnh đạt sau vài ngày. Một lượng nhỏ thủy ngân nguyên tố thấm qua hàng
rào mạch máu não và qua nhau thai dễ dàng. Thời gian bán hủy kéo dài đ ến 60 ngày,
sau đó được thải qua phân và nước tiểu. Thủy ngân nguyên tố cũng có th ể chuy ển
đổi dạng thành thủy ngân hữu cơ gây độc khi ăn phải. Ngộ độc mãn do hít thủy ngân
nguyên tố trong thời gian dài. Qua hàng rào máu não, Thủy ngân tích tụ lại ở trong não
và vỏ não. Tại đây, Thủy ngân sẽ oxy hóa thành dạng ion, kết hợp với gốc sulfydryl
và protein của tế bào, cản trở các enzyme và chức năng vận chuyển tế bào.
Thủy ngân vô cơ là chất ăn mòn nên có đặc điểm gây tác dụng phỏng trực tiếp
trên niêm mạc. Tỉ lệ hấp thu qua ống tiêu hóa chỉ là 10% lượng nuốt vào, thủy ngân
tích lũy ở thận gây tổn thương thận. Mặc dù kém tan trong chất béo nhưng n ếu ti ếp
xúc trong thời gian dài, thủy ngân cũng được tích lũy dần dần trong não, vùng tiểu não
Thứ 3- tiêt 123- RĐ 204 Page 18
- và vỏ não gây tổn thương hệ thần kinh trung ương. Liều gây chết người c ủa th ủy
ngân vô cơ là 1 – 4g ở người lớn.Thủy ngân có trong xà phòng, kem và các mỹ
phẩm khác sau khi xâm nhập vào cơ thể, được đào thải qua nước tiểu, từ đó thủy
ngân xâm nhập vào môi trường, được methyl hóa và đi vào chuỗi thực phẩm dưới
dạng methyl thuỷ ngân có độc tính cao trong cá, đặc biệt đạt mức tích lũy cao trong cá
ngừ. Phụ nữ mang thai ăn phải cá có chứa methyl thuỷ ngân, vào cơ thể sẽ được
chuyển hóa thành thủy ngân rồi theo máu tới thai nhi, có thểdẫn đến khiếm
khuyết phát triển thần kinh ở trẻ em.
Quá trình phân bố thủy ngân trong cơ thể
2.2.4.
Do có khả năng tan trong mỡ nên Thủy ngân hữu cơ nhanh chóng vào màu phân
bố khắp cơ thể, tích tụ trong não, thận, gan, tóc và da. Tác dụng độc rõ ràng
đầu tiên và nguy hiểm nhất là ở não.
Thủy ngân trong môi trường nước có thể hấp thụ vào cơ thể thủy sinh vật,
đặc biệt là cá và các loài động vật không xương sống. Cá hấp thụ thủy ngân và
chuyển hóa thành methyl thủy ngân (CH3Hg+) rất độc đối với cơ thể người.
Chất này hoà tan trong mỡ, phần chất béo của các màng và trong não tủy.Thủy
ngân vô cơ tác động chủ yếu đến thận, trong khi đó methyl thủy ngân ảnh
hưởng chính đến hệ thần kinh trung ương.. Độc tính do thủy ngân tác dụng lên
nhóm Sulphydryl (- SH) của các hệ thống enzym. Sự liên kết thủy ngân với
màng tế bào ngăn cản vận chuyển đường qua màng và cho phép dịch chuyển
kim tới màng. Điều này dẫn đến thiếu.hụt năng lượng trong tế bào và gây rối
loạn thần kinh. Đây là cơ sở để giải thích vì sao những trẻ sơ sinh từmẹ nhiễm
methyl thủy ngân sẽ bị tác động lên hệ thần kinh trung ương (tâm thần phân
liệt, kém phát triển trí tuệ và co giật). Nhiễm độc methyl thủy ngân còn dẫn tới
phân lập thể nhiễm sắc, phá vỡ thể nhiễm sắc và ngăn cản phân chia tế bào
Quá trình loại thải thủy ngân
2.2.5.
Thời gian bán hủy của thủy ngân ở người lớn là 40 – 50 ngày, như vậy trên cơ
thể người, thủy ngân không chỉ có độc tính cao mà còn tồn tại dai dẳng gây tác hại
Thứ 3- tiêt 123- RĐ 204 Page 19
- kéo dài. Đào thải chủ yếu qua phân (90%) và nước tiểu, một phần nhỏ qua da và
nước bọt.. Người bị bệnh thận mà nhiễm độc thủy ngân thì sự thải loại thủy ngân bị
cản trở.
ĐỘC TÍNH CỦA THỦY NGÂN VÀ CƠ CHẾ GÂY ĐỘC
2.3.
Độc tính của thủy ngân
2.3.1.
Thủy ngân (Hg) là chất độc có khả năng tích lũy sinh học cao. Các dạng hóa
học của Hg khác nhau về cả đặc điểm sinh học, dược độc học và độc tính. Hg
nguyên tố gây độc cho người sau khi hít vào, cũng có thể chuyển thành Hg hữu cơ gây
độc khi ăn phải. Độc tính của Thủy ngân hữu cơ thường xảy ra với các chuỗi alkyl
ngắn, đặc biệt methyl Thủy ngân. Nuốt 10 – 60mg/kg đủ gây tử vong, và nuốt lượng
ít trong một thời gian dài, chỉ cần lượng 10μg/ kg đủ tác hại lên hệ thần kinh và kh ả
năng sinh sản của người lớn.
Cơ chế gây độc của thủy ngân
2.3.2.
Khi xâm nhập vào cơ thể, thủy ngân có thể liên kết với những phân tử như
nucleic acid, protein.... làm biến đổi cấu trúc và ức chế hoạt tính sinh học của tế
bào. Hg gây thoái hoá tổ chức, tạo thành các hợp chất protein rất dễ tan làm tê
liệt các chức năng của nhóm thiol ( -SH), các hệ thống men cơ bản và oxy hoá
khử của tế bào..
Nếu nhiễm độc thủy ngân qua đường ăn uống với liều lượng cao, một thời
gian sau (có thể từ 10 - 20 năm) sẽ gây tử vong ..Độc tính này sẽ tăng dần nếu có
hiện tượng tích luỹ sinh học,xuất phát từ môi trường lúc đầu ít ô nhiễm (nồng
độ thủy ngân thấp), nồng độ đó có thể tăng lên đến hàng nghìn lần và trở thành
rất độc.
Sự tích luỹ sinh học là quá trình thâm nhiễm vào cơ thể gây nhiễm độc mãn
tính. Quá trình này diễn ra gồm hai giai đoạn: Sự tích luỹ sinh học bắt đầu bởi
cá thể, sau đó được tiếp tục tích lũy nhờ sự lan truyền giữa các cá thể, từ động
Thứ 3- tiêt 123- RĐ 204 Page 20
nguon tai.lieu . vn