Thủy ngân _ hiểm họa khó lường

Chia sẻ: Nguyễn Tuyết Loan | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:34

Thêm vào BST

Báo xấu

279
lượt xem 109
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Ngày nay chúng ta có thể thấy được những hậu quả vô cùng đau thương của nhiễm độc thủy ngân như thảm họa Minamata, thảm họa Nigata, thảm họa ở Canada…. Đặc biệt, với tốc độ phát triển của các nền công nghiệp hiện đại, người ta càng lo ngại đến nguy cơ nhiễm độc thủy ngân. Ngày nay thủy ngân là tác nhân chủ yếu trong nhiều khí cụ vật lý: áp kế kỹ thuật, khí áp kế, bơm chân không; nhiệt kế thủy ngân là một trong những thiết bị phổ dụng nhất trên thế giới; đèn...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Thủy ngân _ hiểm họa khó lường

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN ĐỘC CHẤT HỌC MÔI TRƯỜNG ĐỀ TÀI: THỦY NGÂN – HIỂM HỌA KHÓ LƯỜNG GVHD: TS. Lê Quốc Tuấn Thực hiện: Nhóm 2_Lớp DH08DL Phạm Quốc Khánh 08157086 Lăng Thị Quan Mai 08146117 Phạm Thị Thiên Lý 08157118 Nguyễn Hoàng Khánh Ngọc 08157138 Kon Jan Yong Nhòng Lập 08157280 Nguyễn Thị Phương Thúy 08157222 Nguyễn Minh Tuấn 08157246 TP. Hồ Chí Minh 10/2011
Thủy ngân – hiểm họa khó lường GVHD: Lê Quốc Tuấn MỤC LỤC I. ĐẶT VẤN ĐỀ .........................................................................................................3 1. Tính cấp thiết của đề tài .....................................................................................3 2. Mục tiêu nghiên cứu ...........................................................................................3 3. Ý nghĩa thực tiễn và đóng góp của đề tài ...........................................................3 II. TỔNG QUAN VỀ THỦY NGÂN ........................................................................4 1. Định nghĩa ..........................................................................................................4 2. Tính chất .............................................................................................................4 2.1. Tính chất vật lý ...............................................................................................4 2.2. Tính chất hóa học ...........................................................................................5 3. Đồng vị ...............................................................................................................6 4. Hợp chất của thủy ngân ......................................................................................6 4.1. Các hợp chất của thủy ngân (I) .......................................................................6 4.2. Hợp chất thủy ngân (II) ..................................................................................8 4.3. Organomercury hợp chất ............................................................................ 10z 5. Ứng dụng của thủy ngân ..................................................................................11 III. MỘT SỐ THẢM HỌA DO THỦY NGÂN GÂY RA ........................................14 1. Những thảm họa thời xa xưa ............................................................................14 2. Những thảm họa thời hiện đại ..........................................................................15 2.1. Thảm họa minamata .....................................................................................15 2.2. Thảm họa nhiễm độc thủy ngân ở Canada ...................................................17 IV. CƠ CHẾ LAN TRUYỀN, GÂY ĐỘC VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA THỦY NGÂN ………………………………………………………………………………….20 1. Nguồn gốc phát sinh thủy ngân ........................................................................20 1.1. Nguồn gốc tự nhiên ......................................................................................20 1.2. Nguồn gốc nhân tạo ......................................................................................20 2. Cơ chế lan truyền..............................................................................................22 2.1. Trong môi trường nước ................................................................................22 2.2. Trong không khí ...........................................................................................23 3. Cơ chế xâm nhập ..............................................................................................24 4. Cơ chế gây độc .................................................................................................25 5. Ảnh hưởng của thủy ngân ................................................................................28 5.1. Ảnh hưởng đến môi trường ..........................................................................28 5.2. Ảnh hưởng đến con người ............................................................................29 V. MỘT SỐ NGUY CƠ NHIỄM ĐỘC THỦY NGÂN HAY GẶP VÀ CÁCH PHÒNG TRÁNH...........................................................................................................31 Thực hiện: Nhóm 2_Lớp DH08DL 1
Thủy ngân – hiểm họa khó lường GVHD: Lê Quốc Tuấn 1. Một số nguy cơ nhiễm độc Thủy ngân hay gặp ...............................................31 1.1. Nhiễm độc thủy ngân trong nguồn nước ......................................................31 1.2. Nguy cơ nhiễm Thủy ngân từ đèn compact .................................................31 1.3. Mỹ phẩm .......................................................................................................31 1.4. Trong các thuốc tráng dương, tăng cường sinh lực ......................................32 1.5. Trong các loại thực phẩm .............................................................................32 1.5.1. Trong động vật (nhất là cá biển) ............................................................32 1.5.2. Rau quả ..................................................................................................33 1.6. Trong một số hóa chất bảo quản...................................................................33 1.7. Trong nha khoa và một số dụng cụ y khoa (nhiệt kế, dụng cụ). ..................33 2. Một số cách xử lý và phòng tránh. ...................................................................34 2.1. Giải pháp chung: “Kiểm soát nguồn tạo thủy ngân” ....................................34 2.2. Giải pháp phòng tránh ..................................................................................34 2.2.1. Một số biện pháp bảo vệ bản thân và gia đình để giảm thiểu nguy cơ nhiễm độc thủy ngân tại nhà ...............................................................................35 2.2.2. Một số biện pháp phòng tránh nhiễm độc thủy ngân từ thực phẩm ......35 2.3. Giải pháp xử lý hơi thủy ngân ......................................................................36 2.3.1. Phương pháp dùng MnO2 trong quặng thiên nhiên ...............................36 2.3.2. Phương pháp dùng Cl2 ...........................................................................36 2.4. Các biện pháp dự phòng trong sản xuất .......................................................37 2.4.1. Biện pháp kỹ thuật .................................................................................37 2.4.2. Biện pháp phòng hộ cá nhân ..................................................................37 VI. KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ ..................................................................................38 1. Kết luận ............................................................................................................38 2. Kiến nghị ..........................................................................................................38 VII. TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................39 Thực hiện: Nhóm 2_Lớp DH08DL 2
Thủy ngân – hiểm họa khó lường GVHD: Lê Quốc Tuấn I. ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Tính cấp thiết của đề tài Ngày nay chúng ta có thể thấy được những hậu quả vô cùng đau thương của nhiễm độc thủy ngân như thảm họa Minamata, thảm họa Nigata, thảm họa ở Canada…. Đặc biệt, với tốc độ phát triển của các nền công nghiệp hiện đại, người ta càng lo ngại đến nguy cơ nhiễm độc thủy ngân. Ngày nay thủy ngân là tác nhân chủ yếu trong nhiều khí cụ vật lý: áp kế kỹ thuật, khí áp kế, bơm chân không; 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...do vậy nguy cơ nhiếm độc thủy ngân là rất cao. Thực phẩm mà chúng ta ăn hàng ngày như cá thịt…cũng có thể chứa thủy ngân mà chúng ta không hề hay biết. Mới đây, một quan chức Nhật Bản cho biết thịt cá voi và cá heo cung cấp cho các buổi ăn trưa tại những trường học trên toàn nước này đã nhiễm một lượng thủy ngân vượt xa tiêu chuẩn cho phép của Bộ Y tế. Có thể nói nhiễm độc thủy ngân là vô hình và khó phòng tránh. Tuy vậy, cũng phải đánh giá một cách công bằng. Thủy ngân chính là một “người bạn” thuộc dạng lâu năm nhất của con người và mang lại nhiều lợi ích nếu biết sử dụng đúng đắn. 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: “Thủy ngân, hiểm họa khó lường” sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về vấn đề này. 2. Mục tiêu nghiên cứu - Tìm hiểu nguồn gốc, thuộc tính, các dạng tồn tại của thủy ngân trong môi trường. - 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. 3. Ý nghĩa thực tiễn và đóng góp của đề tài Qua đề tài này hy vọng sẽ giúp trang bị một số kiến thức cơ bản để các bạn và gia đình có thể an tâm khi sử dụng những sản phẩm, thiết bị có liên quan đến thủy ngân. Thực hiện: Nhóm 2_Lớp DH08DL 3
Thủy ngân – hiểm họa khó lường GVHD: Lê Quốc Tuấn II. TỔNG QUAN VỀ THỦY NGÂN 1. Định nghĩa 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 goi cinabre (quặng xinaba ) thành phần chính là HgS hàm lượng từ 0,1 – 4%. (còn gọi là Thần sa hay Chu sa). Khoảng 50% sự cung cấp toàn cầu đến từ Tây Ban Nha và Ý, và phần lớn số còn lại từ Slovenia,Nga và Bắc Mỹ. 2. Tính chất 2.1. Tính chất vật lý - 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; 629,88K; 674,11F - Nhiệt độ nóng chảy: 234,32K; -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 Thực hiện: Nhóm 2_Lớp DH08DL 4
Thủy ngân – hiểm họa khó lường GVHD: Lê Quốc Tuấn - Tính dẫn nhiệt kém nhưng dẫn điện tốt. - Thuỷ ngân rất dễ bốc hơi vì sức căng hơi của nó rất thấp 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. 2.2. Tính chất hóa học 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 lượng 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. Trạng 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. - Với axit có tính oxi hoá mạnh, Hg bị ăn mòn. Hg tác dụng với H2SO4 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 Thực hiện: Nhóm 2_Lớp DH08DL 5
Thủy ngân – hiểm họa khó lường GVHD: Lê Quốc Tuấn Những đặc trưng của thuỷ ngân có thể được tóm tắt như sau: - 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 kẽm và cadmium. 3. Đồng vị Có bảy đồng vị ổn định của thủy ngân với 202 Hg được nhiều nhất (29,86%). Các đồng vị phóng xạ bền nhất là 194 Hg với chu kỳ bán rã là 444 năm, và 203Hg với chu kỳ bán rã là 46,612 ngày. Phần lớn các đồng vị phóng xạ còn lại có chu kỳ bán rã nhỏ hơn 1 ngày. 4. Hợp chất của thủy ngân 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 Hg22+ 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 Thực hiện: Nhóm 2_Lớp DH08DL 6
Thủy ngân – hiểm họa khó lường GVHD: Lê Quốc Tuấn - 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 + 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 Na2CO3 thì bị khử đến thủy ngân kim loại : to 2Hg2Cl2 + C = 4Hg + CCl4 to 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 2+ .Hg chuyển 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 Thực hiện: Nhóm 2_Lớp DH08DL 7
Thủy ngân – hiểm họa khó lường GVHD: Lê Quốc Tuấn 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 H2SO4 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). Hg2(NO3)2 + Na2CO3 = Hg2CO3 + 2NaNO3 Hg2CO3 là chất kết tủa màu vàng, đun nóng đến 100 - 130oC hoặc chiếu sáng, bị phân hủy to 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. 4.2. Hợp chất thủy ngân (II) 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. Thực hiện: Nhóm 2_Lớp DH08DL 8
Thủy ngân – hiểm họa khó lường GVHD: Lê Quốc Tuấn Phương pháp điều chế các hợp chất Hg (II) HgO được điều chế bằng cách nhiệt phân muối nitrat Hg(II): to 2 Hg(NO3)2 = 2HgO + 4NO2 + O2 o t 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 màuđỏ) : 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 : 4000 2 Hg = 2Hg + O2 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 HgSO4với 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 nghiền Hg với S hoặc khi cho H2S đi qua dung dịch muối Hg(II). Kết tủa này màu trắng sau đó Thực hiện: Nhóm 2_Lớp DH08DL 9
Thủy ngân – hiểm họa khó lường GVHD: Lê Quốc Tuấn 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 HgCl2; 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: to 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: to HgSO4 = Hg + SO2 + O2 HgSO4 tan ít trong nước lạnh, nhưng khi đun nóng dung dịch đến 25oC, 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 : to 3HgO + 2NH3 = Hg3N2 + 3H2O 4.3. Organomercury hợp chất Các hợp chất hữu cơ thủy ngân là lịch sử quan trọng, nhưng ít giá trị công nghiệp trong thế giới phương Tây. Thủy ngân (II) muối là một ví dụ hiếm hoi của khu phức hợp kim loại đơn giản mà phản ứng trực tiếp với vòng thơm. Các hợp chất Thực hiện: Nhóm 2_Lớp DH08DL 10
Thủy ngân – hiểm họa khó lường GVHD: Lê Quốc Tuấn Organomercury luôn luôn ho a trị hai và thường là hai phối hợp và hình học tuyến tính. Không giống như organocadmium và các hợp chất organozinc, các hợp chất organomercury không phản ứng với nước. Họ thường có HgR công thức 2, thường dễ bay hơi, hoặc HgRX, thường là chất rắn, trong đó R là aryl , alkyl và X là thường halogen hoặc acetate. Methylmercury , một thuật ngữ chung cho các hợp chất có công thức CH3HgX là một nguy hiểm gia đình của các hợp chất được tìm thấy trong một số ô nhiễm nước. Chúng được sinh ra bởi một trình được gọi là biomethylation. 4.4. Một số hợp chất thường gặp • 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] Được dùng để phát hiện còn Cu2+ và ion Co2+ khi có mặt Zn2+ 5. Ứng dụng của thủy ngân 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: Thực hiện: Nhóm 2_Lớp DH08DL 11
Thủy ngân – hiểm họa khó lường GVHD: Lê Quốc Tuấn 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. 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 được sử dụng để làm kín các chi tiết chuyển động của máy khuấy dùng trong kỹ thuật hóa học. Thực hiện: Nhóm 2_Lớp DH08DL 12
Thủy ngân – hiểm họa khó lường GVHD: Lê Quốc Tuấn 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 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. 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 Thực hiện: Nhóm 2_Lớp DH08DL 13
Thủy ngân – hiểm họa khó lường GVHD: Lê Quốc Tuấn 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. III. MỘT SỐ THẢM HỌA DO THỦY NGÂN GÂY RA 1. Những thảm họa thời xa xưa Người Trung Quốc, Ấn Độ xa xưa cho rằng thuỷ ngân là thần dược giúp trường sinh bất lão. Người La Mã sử dụng chất lỏng lấp lánh này để chế mỹ phẩm. Vì thế, thủy ngân có “cơ hội” trở thành thủ phạm của những vụ án nghiêm trọng. Với tính chất lỏng và có ánh kim, thủy ngân đã được một thầy thuốc người Hy Lạp đặt cho cái tên “nước bạc”. Theo tiếng Latinh, kim loại này có tên là hydrargyrum. Ở châu Âu, nó lại được lấy theo tên của một vị thần La Mã - thần Mercury. Trong nhiều tài liệu cổ, người ta đã đề cập đến tác dụng chữa bệnh của thủy ngân. Các thầy thuốc thời xưa mô tả cách họ điều trị bệnh nhân bị xoắn ruột bằng cách rót một lượng thủy ngân chừng hơn 200 gam vào dạ dày người bệnh. Họ cho rằng “nước bạc” nặng và linh động sẽ luồn lách trong ruột để nắn lại các đoạn ruột bị xoắn. Hàng thế kỷ sau đó, thủy ngân vẫn được “trọng dụng” để chữa bệnh, chẳng hạn để chữa bệnh giang mai vào thế kỷ 16, trước khi có các chất kháng sinh. Trong suốt thế kỷ 19, loại thần dược có tên là “Blue mass” là một dạng thuốc viên thành phần chính là thủy ngân, đã được các thầy thuốc dùng để điều trị các bệnh như táo bón, trầm cảm, đau răng và thậm chí dùng trong việc sinh nở. Cho đến đầu thế kỷ 20, thủy ngân được cấp phát cho trẻ em hằng năm như là thuốc nhuận tràng và tẩy giun. Việc sử dụng thủy ngân sai trong quá khứ đã dẫn đến những hậu quả khôn lường. Những nạn nhân đầu tiên có lẽ là các nhà giả kim thuật. Từ thời cổ đại, các nhà giả kim thuật đã biết sử dụng thủy ngân để chế ra một số kim loại khác, đặc biệt là vàng. Trong những “phòng thí nghiệm” sơ sài, các nhà giả kim Trung Hoa, Ai Cập, Ả Rập ngày đêm chung sống với thứ chất lỏng kỳ lạ để mong tìm được “bí quyết” chế ra vàng. Họ không biết rằng, hơi thủy ngân đã xâm nhập đường hô hấp, ngấm qua da... vào cơ thể họ. Hậu quả cuối cùng họ đều mắc những chứng bệnh kỳ lạ như ảo giác, ám ảnh, cơ thể suy nhược và chết một cách bí hiểm. Công trình mạ mái vòm nhà thờ Isaac ở Petecbua (Nga) đã cướp đi hàng chục sinh mạng người thợ. Vì thủy ngân có khả năng hòa tan nhiều kim loại, tạo thành “hỗn hống” (amalgam), người ta đã đem hơn 100kg vàng nguyên chất hòa tan trong thủy ngân thành hỗn hống, sau đó tráng lên những tấm đồng đường kính lớn hàng chục mét. Các tấm đồng này nung nóng trên những cái lò đặc biệt cho đến khi thủy ngân bốc hơi hết và để lại một lớp vàng rất mỏng trên tấm đồng. Những người thợ làm vòm nhà thờ khi đó dù được trang bị bằng quần áo lao động và che mặt bằng một tấm kính, song Thực hiện: Nhóm 2_Lớp DH08DL 14
Thủy ngân – hiểm họa khó lường GVHD: Lê Quốc Tuấn cũng không ngăn được thứ hơi độc chết người màu xanh nhạt xâm nhập cơ thể họ. Hơn 10 người thợ đã chết vì những căn bệnh bí hiểm. Thời đó, người ta đã thêu dệt nên những câu chuyện liên quan đến ma quỷ trong vụ án này. Những cơn điên loạn và cái chết của Sa hoàng Ivan IV Vaxilievich (1530 - 1564) là một bí ẩn mà gần đây mới được giải mã. Các tài liệu ghi lại ông vua này có một sức khỏe bình thường, nhưng sau đó mắc chứng bệnh kỳ lạ, thỉnh thoảng lên cơn điên loạn. Trong một cơn cuồng nộ như thế, ông ta đã giết chết chính con trai của mình. Ông ta thường xuyên bị ám ảnh bởi những ảo giác, luôn nghi ngờ và lúc nào cũng run sợ vì cho rằng tai họa đang rình rập xung quanh. Khi đó người ta cho rằng ông bị quỷ ám. Nhưng việc khai quật hài cốt của ông do các nhà khoa học tiến hành sau này đã cho thấy thủ phạm chính là thủy ngân. Do ông bị mắc chứng đau nhức xương, các ngự y đã kê đơn cho sử dụng nhiều loại thuốc mỡ chứa thủy ngân trong một thời gian dài, khiến ông bị ngộ độc. Xét nghiệm cho thấy hàm lượng thủy ngân trong xương của nhà vua rất cao. Các nhà sử học từng nghiên cứu các kho lưu trữ của thế kỷ 17 đã khẳng định, sự nhiễm độc thủy ngân cũng là nguyên nhân gây nên cái chết của vua Carl (Charles) II thuộc triều đại Stuart ở nước Anh. Vì quá say mê những ý tưởng giả kim thuật, nhà vua đã trang bị một phòng thí nghiệm trong cung đình; tại đó, ông đã sử dụng tất cả thời gian rỗi để nung thủy ngân. Trong nhiều tài liệu có mô tả các triệu chứng của Carl II như tính cáu gắt, chứng co giật, bệnh niệu độc (bệnh đái ra các chất độc) kinh niên. Các bệnh này do tác động lâu dài của hơi thủy ngân gây ra. Mặc dầu các vị ngự y đã thử dùng đủ mọi phương thuốc hiệu nghiệm nhất của y học thời bấy giờ: hút máu, uống ký ninh nhưng vẫn không thể cứu được nhà vua. 2. Những thảm họa thời hiện đại 2.1. Thảm họa minamata Đến tận thế kỷ 20, thủy ngân vẫn gây những vụ án kinh hoàng tại nhiều nơi. Tại Nhật Bản - đất nước có nền công nghiệp phát triển cũng đã từng chấn động do thảm họa thủy ngân, mà người ta hay gọi là thảm họa Minamata. Vào đầu những năm 1950, nhiều người dân ở khu vực Minamata - một khu vực chuyên về đánh bắt thủy sản ở phía nam Nhật Bản bị mắc những chứng bệnh lạ như run rẩy chân tay, bại liệt, mất trí nhớ, một số trường hợp bị tử vong. Khoảng trên 3.000 người đã có những khuyết tật nào đó hay có triệu chứng ngộ độc thủy ngân nặng nề hoặc đã chết vì ngộ độc. Thảm họa Minamata bắt nguồn từ việc một nhà máy hóa chất của tổng công ty Chisso được xây dựng ở Minamata, một thành phố thuộc tỉnh Kumamoto của Nhật Thực hiện: Nhóm 2_Lớp DH08DL 15
Thủy ngân – hiểm họa khó lường GVHD: Lê Quốc Tuấn Bản, vào năm 1908. Nhà máy này lúc đầu chủ yếu sản xuất phân bón sau đó là các sản phẩm axetylen , acetaldehyde , acid acetic , clorua vinyl, octanol... Các phản ứng hóa học được sử dụng để sản xuất acetaldehyde dùng sulfat thủy ngân là chất xúc tác, một phản ứng phụ của quá trình xúc tác tạo ra một hợp chất hữu cơ chứa thủy ngân có tên là methylmercury (metyl thuỷ ngân). Hợp chất có độc tính cao này đã được thải vào vịnh Minamata từ năm 1932 cho đến năm 1968, khi phương pháp sản xuất này bị dừng lại. Chuyện này không hề được để ý quan tâm trong nhiều năm, sau khi chất thải metyl thủy ngân theo nước thải chảy xuống vịnh và tích tụ trong hải sản ở vịnh còn người dân ở đây đánh bắt và sử dụng các loại hải sản đó và bị nhiễm độc. Bệnh Minamata là một hội chứng thần kinh nặng gây ra bởi nhiễm độc thủy ngân. Các triệu chứng bao gồm mất điều hòa, tê ở tay và chân, yếu cơ, giảm thị lực, giảm khả năng nghe và nói. Trong trường hợp nặng, bệnh dẫn đến phát điên, tê liệt , hôn mê và tử vong trong vòng vài tuần tiếp theo sự bắt đầu triệu chứng. Thai phụ nhiễm độc metyl thủy ngân cũng có thể ảnh hưởng đến thai nhi trong bụng mẹ. Trong khi mèo, chó, lợn, và những cái chết của con người vẫn tiếp tục diễn ra trong suốt hơn 30 năm, chính phủ và công ty đã làm rất ít để ngăn chặn sự ô nhiễm, lý do một phần là do thiếu hiểu biết. Đến tận năm 1968, chính phủ Nhật Bản mới chính thức thừa nhận bệnh Minamata do công ty Chisso gây ra. Tháng 6/1973, chiếu theo quyết định của tòa án, những người được xác nhận nhiễm bệnh Minamata nhận một khoản tiền bồi thường đồng thời với việc Chisso phải trả thêm tiền trợ cấp hàng năm, chi phí thuốc men, chữa trị, chăm sóc, mai táng... cho các bệnh nhân của bệnh này ở Minamata. Tính tới ngày 30/4/1997, có tới 17.000 người ở hai tỉnh Kumamoto và Kagoshima được xác nhận đã mắc bệnh Minamata. Ô nhiễm thủy ngân trong vịnh Minamata vượt quá nồng độ 525ppm (so với tiêu chuẩn quốc gia giới hạn chỉ ở mức 0,4ppm). Vì vậy, người ta đã phải nạo vét lòng vịnh suốt 14 năm liền, tốn kém tới 48,5 tỷ yên từ chi phí của… chính quyền tỉnh Kumamoto. Thảm họa Minamata là một ví dụ thực tế kinh hoàng về sự gây ô nhiễm của công nghiệp gây ảnh hưởng nặng nề đến sức khỏe của người dân, ở đây là những người dân sinh sống, ăn tôm cá, rong ở vịnh Minamata. Bệnh Minamata được xếp là một trong 4 bệnh lớn do ô nhiễm gây ra ở nước Nhật. Điều đáng nói là sau khi bị buộc tội đầu độc môi trường và gây ra bệnh Minamata, Chisso vẫn không ngừng quy trình sản xuất ấy, và càng bị chỉ trích kịch liệt về thái độ thờ ơ, vô trách nhiệm của họ. Cuối cùng, Chisso vẫn phải bồi thường 260 tỷ Thực hiện: Nhóm 2_Lớp DH08DL 16
Thủy ngân – hiểm họa khó lường GVHD: Lê Quốc Tuấn yên cho các nạn nhân. Chính phủ Nhật Bản đã phải giúp Chisso trả dần số tiền trên từ tháng 2/2002 cho đến khi tự Chisso có thể trả được số tiền nợ ấy. 2.2. Thảm họa nhiễm độc thủy ngân ở Canada Từ cuối thập niên 60 của thế kỷ trước, cư dân hai bộ tộc thiểu số Grassy Narrows và White Dog ở phía đông bắc bang Ontario của Canada bỗng mắc các triệu chứng như giảm thị lực, nghe khó, mắt có dấu hiệu bất bình thường, tay chân run rẩy, mất cân bằng cơ thể và phát âm khó khăn... Sau một thời gian theo dõi và chữa trị mà không thấy có dấu hiệu thuyên giảm nhưng lại lây lan ngày càng nhiều hơn trong cộng đồng dân cư nên chính quyền địa phương đã cấp báo tình hình này cho chính quyền bang và trung ương. Sau thời gian tiến hành khảo sát và xét nghiệm, ngành y tế thông báo đó là hiện tượng bị nhiễm độc thủy ngân trầm trọng. Nguyên nhân có thể do người dân hai bộ tộc Grassy Narrows và White Dog ăn thủy hải sản, nhất là cá bị nhiễm thủy ngân. Theo đề nghị của Chính phủ Canada, Chính phủ Nhật Bản đã cử nhiều chuyên gia y tế từng nghiên cứu về vụ nhiễm độc thủy ngân tại thành phố Minamata đến Canada để phối hợp cùng với ngành y tế Canada kiểm tra sự việc. Kết quả kiểm tra cho thấy, nồng độ thủy ngân trong máu của cư dân hai bộ tộc Glassy Narrows và White Dog cao hơn 100 ppb, một số người khác còn có nồng độ thủy ngân trong máu cao hơn 200 ppb. Kết quả kiểm tra và khảo sát cho biết, có đến 2.650 người dân của hai bộ tộc đã bị nhiễm độc thủy ngân. Nhiều chuyên gia y tế nhận định, thảm họa nhiễm độc thủy ngân này nếu không được khắc phục và chữa trị sẽ lan rộng khắp cộng đồng dân cư trong khu vực và để lại nhiều di chứng lâu dài. Năm 1972, trước áp lực của dư luận, Thủ tướng Pierre Trudeau quyết định thành lập một ủy ban đặc biệt có sự tham gia của các ngành y tế, môi trường, khoa học để xác định nguyên nhân chính của thảm họa nhiễm độc thủy ngân lớn nhất Canada này đồng thời đề ra các biện pháp xử lý. Theo đó, từ năm 1963, Công ty Dryden trực thuộc Tập đoàn Reed International của Anh quyết định xây dựng một nhà máy sản xuất hóa chất loại hydroxid sodium và chlorure có nồng độ thủy ngân cao sử dụng trong công nghệ tẩy trắng giấy. Nhà máy này được xây dựng bên cạnh sông Wabigon chảy ngang qua khu vực sinh sống của bộ tộc Grassy Narrows tại vùng Dryden của bang Ontario. Thực hiện: Nhóm 2_Lớp DH08DL 17
Thủy ngân – hiểm họa khó lường GVHD: Lê Quốc Tuấn Đến năm 1965, Công ty Dryden lại xây dựng tiếp một nhà máy thứ hai bên cạnh sông St.Clair tại vùng Dryden, chảy ngang qua khu vực sinh sống của bộ tộc White Dog. Hai nhà máy hóa chất này không xây dựng hệ thống xử lý nước thải và tuồn thẳng nước thải có chứa hóa chất độc hại xuống sông Wabigon và sông St.Clair. Từ năm 1967, tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng bắt đầu xảy ra tại sông Wabigon và sông St.Clair với hiện tượng cá chết hàng loạt làm ảnh hưởng đến hoạt động đánh bắt cá của ngư dân địa phương. Chính quyền địa phương cũng đã báo cáo hiện tượng kỳ lạ này cho chính quyền bang nhưng không được quan tâm mấy cho đến khi xuất hiện những ca nhiễm độc thủy ngân đầu tiên trong cộng đồng dân cư của hai bộ tộc Grassy Narrows và White Dog. Theo tính toán, kể từ khi được xây dựng vào những năm đầu thập niên 60, hai nhà máy của Công ty Dryden đã xả trực tiếp xuống hai con sông Wabigon và St.Clair gần 20 tấn thủy ngân. Từ kết luận kiểm tra sơ bộ của Ủy ban Điều tra đặc biệt, Chính phủ Canada quyết định đóng cửa hai nhà máy của Công ty Dryden và truy tố những người có trách nhiệm để xảy ra thảm họa nhiễm độc thủy ngân lớn nhất Canada từ trước đến nay này. Ngày 27/7/1975, một tòa án liên bang đã truy tố 11 người là những quan chức, viên chức có trách nhiệm của Công ty Dryden và hai nhà máy trực thuộc công ty về tội hủy hoại môi trường sống của cộng đồng dân cư với mức án được tuyên từ 5 năm đến 18 tháng tù giam cho mỗi người, đồng thời tòa án còn buộc Công ty Dryden phải bồi thường số tiền lên tới 16,67 triệu USD cho hai cộng đồng Grassy Narrows và White Dog. Tòa án cũng buộc chính quyền bang Ontario phải chi một khoản tiền lên đến 4,4 triệu USD để cải thiện đời sống, phát triển kinh tế cho dân cư hai bộ tộc Grassy Narrows và White Dog. Một phán quyết khác cũng buộc Công ty hóa chất Dryden và chính quyền bang Ontario phải tẩy sạch ô nhiễm thủy ngân của hai sông Wabigon và St.Clair nhằm phòng tránh trường hợp sẽ tiếp tục gây ảnh hưởng đến sức khỏe của dân cư về lâu dài. Chi phí của hoạt động tẩy sạch này lên đến 4,8 triệu USD và kéo dài trong vòng 4 năm... Cho đến nay những di chứng về vụ nhiễm độc thủy ngân lớn nhất Canada vẫn còn hiện diện trên cơ thể của dân cư địa phương như giảm thị lực, tay chân run rẩy, mất thăng bằng cơ thể, phát âm khó khăn… Ngoài những vụ án kể trên còn rất nhiều các vụ án khác có liên quan tới thủy ngân như cái chết của nhà hóa học người Đức Alfred Stock và cộng sự vào 1926 vì Thực hiện: Nhóm 2_Lớp DH08DL 18
Thủy ngân – hiểm họa khó lường GVHD: Lê Quốc Tuấn nhiễm độc thủy ngân trong suốt quá trình làm việc tại phòng thí nghiệm hay gần đây nhất là vụ ngộ độc thủy ngân tại Iraq (1971-1972), công nhân tiếp xúc với hóa chất diệt nấm có chứa Methyl thủy ngân, khiến 6530 người ngộ độc và 459 người chết…. Thực hiện: Nhóm 2_Lớp DH08DL 19