BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ ĐỀ TÀI: "THỦY NGÂN _ NGUY CƠ TÌM ẨN"

Chia sẻ: Thuong Jenda | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:39

Thêm vào BST

Báo xấu

241
lượt xem 46
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

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;...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ ĐỀ TÀI: "THỦY NGÂN _ NGUY CƠ TÌM ẨN"

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