Современные данные свидетельствуют о высоком содержании ртути в мантии (второй от поверхности, после земной коры, оболочке Земли), в результате дегазации которой, а также естественного процесса испарения ртути из земной коры (горных пород, почв, вод), наблюдается явление, получившее название «ртутного дыхания Земли». Процессы эти идут постоянно, но активизируются при извержениях вулканов, землетрясениях, геотермальных явлениях и т. п. Поставка ртути в окружающую среду в результате ртутного дыхания Земли (природная эмиссия) составляет около 3000 т в год. Поставка ртути в атмосферу, обусловленная промышленной деятельностью человека (техногенная эмиссия), оценивается в 3600-4500 т в год.
В природных условиях ртуть обычно мигрирует в трех наиболее распространенных состояниях - Нg0 (элементарная ртуть), Нg2+ (ион двухвалентной ртути), СН3 Нg+ (ион метилртути), а также в виде менее распространенного иона Нg2 2+ Химические соединения Hg(ll) встречаются в природе значительно чаще, нежели Hg(l). В водах между Нg0 , Нg2 2+ и Нg2+ устанавливается равновесие, которое определяется окислительно-востановительным потенциалом раствора и концентрацией различных веществ, формирующих комплексы с Нg2+ . Ионы Нg(II) образуют устойчивые комплексы с биологически важными молекулами. Именно высокое химическое сродство ртути (II) и ее метилированных соединений к биомолекулам в существенной мере определяет токсикологическую опасность ртути в условиях окружающей среды.
Распределение и миграция ртути в окружающей среде осуществляются в виде круговорота двух типов. Во-первых, глобального круговорота, включающего циркуляцию паров ртути в атмосфере (от наземных источников в Мировой океан и наоборот). Во-вторых, локального круговорота, основанного на процессах метилирования неорганической ртути, поступающей, главным образом, из техногенных источников. Многие этапы локального круговорота еще недостаточно ясны, но полагают, что он включает циркуляцию в среде обитания диметилртути. Именно с круговоротом второго типа чаще всего связано формирование опасных с экологических позиций ситуаций.
Поступающие в окружающую среду из природных и техногенных источников ртуть и ее соединения подвергаются в ней различным преобразованиям. Неорганические формы ртути (элементарная ртуть Нg0 и неорганический ион Hg2+ ) претерпевают преобразования в результате окислительно-восстановительных процессов. Пары ртути окисляются в воде в присутствии кислорода неорганическую двухвалентную ртуть (Hg2+ ), чему в значительной мере способствуют присутствующие в водной среде органические вещества, которых особенно много в зонах загрязнения. В свою очередь, ионная ртуть, поступая или образуясь в воде, способна формировать комплексные соединения с органическим веществом. Наряду с окислением паров ртути образование Hg2+ может происходить при разрушении ртутьорганическихсоединений.
Неорганическая ртуть Hg2+ претерпевает два важных вида превращений в окружающей среде. Первый - это восстановление с образованием паров ртути. Этот процесс, являющийся ключевым в глобальном круговороте ртути, изучен плохо. Известно, что некоторые бактерии способны осуществлять это преобразование. Второй важной реакцией, которой подвергается Hg2+ в природе, является ее превращение в метил- и диметилпроизводные и их последующие взаимопревращения друг в друга. Эта реакция играет ключевую роль в локальном круговороте ртути. Важно то, что метилирование ртути происходит в самых различных условиях: в присутствии и отсутствии кислорода, разными бактериями, в различных водоемах, в почвах и даже в атмосферном воздухе. Особенно интенсивно процессы метилирования протекают в верхнем слое богатых органическим веществом донных отложений водоемов, во взвешенном в воде веществе, а также в слизи, покрывающей рыбу. Метилирование приводит к образованию монометил- и диметилртутных соединений. Монометилртуть (СН3 -Hg+ ) , обычно говорят и пишут просто «метилртуть»), обладая, как уже говорилось, высоким сродством к биологическим молекулам, чрезвычайно активно накапливается живыми организмами. Факторы биоконцентрирования, т. е. отношения содержания метилртути втканяхрыб кее концентрации в воде, могут достигать 10000-100000. Диметилртуть (СН3 )2 Hg, отличаясь высокой растворимостью и испаряемостью, улетучивается из воды в атмосферу, где может превращаться в монометил ртуть, удаляться с дождевыми осадками и возвращаться в водоемы и в почву, завершая таким образом локальный круговорот ртути.
Типичные природные (фоновые) концентрации паров ртути в приземном слое в атмосферном воздухе обычно составляют 10-15 нг/м3 при колебаниях от 0,5-1 до 20-25 нг/м3 . Видимо, именно такие содержания практически безопасны для живых организмов. В зонах загрязнения концентрации возрастают в десятки и сотни раз, а в производственных или загрязненных ртутью помещениях могут достигать экстремально высоких значений (до 1-5 мг/м3 ). Главной формой ртути в атмосфере являются пары металла (Нg0 ), меньшее значение имеют ионная форма, органические и неорганические (хлориды, йодиды) соединения. Она также связывается с аэрозолями. В зонах загрязнения концентрации ртути в дождевой воде достигают 0,3-0,5 мкг/л и даже более (при фоне обычно не больше 0,1 мкг/л). В городах наблюдается увеличение количества ртути, переносимой с аэрозолями и атмосферной пылью.
Фоновые уровни ртути в природных почвах зависят от их типа, но в большинстве случаев находятся в пределах 0,01-0,1 мг/кг. Нижние пределы характерны для песчаных почв, верхние - для почв, богатых органическим веществом. Содержания, превышающие эти величины, связаны с влиянием загрязнения. В зонах загрязнения уровни ртути, особенно в верхних горизонтах почв, увеличиваются в десятки-сотни раз, иногда даже в тысячи раз. В почвах ртуть активно аккумулируется гумусом, глинистыми частицами, может мигрировать вниз по почвенному профилю и поступать в грунтовые воды, поглощаться растительностью, в том числе сельскохозяйственной, а также выделяться в виде паров и в составе пыли в атмосферу. При сильном загрязнении почв концентрации ртути в воздухе могут достигать опасных для человека величин.
В поверхностных водах ртуть мигрирует в двух основных фазовых состояниях - в растворе вод (растворенные формы) и в составе взвеси (взвешенные формы). В свою очередь, в растворе вод она может находиться в виде двухвалентного иона, гидроксида ртути, комплексных соединений (с хлором, органическим веществом и др.). Среди соединений Нg (II), мы уже знаем об этом, по своему экологическому и токсикологическому значению особая роль принадлежит ртутьорганическим соединениям. Важнейшими аккумуляторами ртути, особенно в условиях загрязнения, являются взвесь и донные отложения водных объектов. Наиболее высокими концентрациями ртути характеризуются техногенные илы, активно накапливающиеся в реках и водоемах, куда поступают сточные воды промышленности. Уровни содержания ртути в них достигают 100-300 мг/кг и больше (при фоне до 0,1 мг/кг). Известны случаи, когда количество ртути, поступившей со сточными водами и накопившееся в таких илах, составляло десятки и сотни тонн. Нормальное функционирование таких рек и водоемов, их практическое использование возможно только при удалении загрязненных отложений. Использование загрязненных ртутью вод для орошения сельскохозяйственных угодий приводило кее накоплению в сельхозпродукции до уровней, превышающих ПДК.
Типичные фоновые уровни валовой ртути (растворенные формы) в природных пресных водах составляют 0,03-0,07 мкг/л; в донных отложениях рек и пресноводных озер - 0,05-0,1 мг/кг; в пресноводных растениях -0,04-0,06 мг/кг сухой массы. Обычно там, где нет указаний на загрязнение ртутью, ее уровни в питьевых водах редко превышают 0,1 мкг/л. Ртуть, прежде всего метилртуть, относится к веществам, которые накапливаются в пищевой цепи, простым образцом которой может быть, например, следующий ряд: личинка - пескарь - окунь -щука - кошка. Это значит, что в каждом последующем организме содержание метилртути обычно многократно выше, нежели в предыдущем. Пищевые продукты, выращенные и полученные при соблюдении необходимых условий, обычно характеризуются допустимым содержанием ртути.
Ртуть в организме
Содержание Ртути в организмах составляет около 10-6 %. В среднем в организм человека с пищей ежесуточно поступает 0,02-0,05 мг Ртути. Концентрация Ртути в крови человека составляет в среднем 0,023 мкг/мл, в моче - 0,1-0,2 мкг/мл. В связи с загрязнением воды промышленного отходами в теле многих ракообразных и рыб концентрация Ртути (главным образом в виде ее органических соединений) может значительно превышать допустимый санитарно-гигиенический уровень. Ионы Ртути и ее соединения, связываясь с сульфгидрильными группами ферментов, могут инактивировать их. Попадая в организм, Ртуть влияет на поглощение и обмен микроэлементов - Cu, Zn, Cd, Se. В целом биологическая роль Ртуть в организме изучена недостаточно. Отравления Ртутью и ее соединениями возможны на ртутных рудниках и заводах, при производстве некоторых измерительных приборов, ламп, фармацевтических препаратов, инсектофунгицидов и других.
Основную опасность представляют пары металлической Ртути, выделение которых с открытых поверхностей возрастает при повышении температуры воздуха. При вдыхании Ртуть попадает в кровь. В организме Ртуть циркулирует в крови, соединяясь с белками; частично откладывается в печени, в почках, селезенке, ткани мозга и др. Токсическое действие связано с блокированием сульфгидрильных групп тканевых белков, нарушением деятельности головного мозга (в первую очередь, гипоталамуса). Из организма Ртуть выводится через почки, кишечник, потовые железы и др.
Острые отравления Ртутью и ее парами встречаются редко. При хронических отравлениях наблюдаются эмоциональная неустойчивость, раздражительность, снижение работоспособности, нарушение сна, дрожание пальцев рук, снижение обоняния, головные боли. Характерный признак отравления - появление по краю десен каймы сине-черного цвета; поражение десен (разрыхленность, кровоточивость) может привести к гингивиту и стоматиту. При отравлениях органических соединениями Ртути (диэтилмеркурфосфатом, диэтилртутью, этилмеркурхлоридом) преобладают признаки одновременного поражения центральной нервной (энцефалополиневрит) и сердечно-сосудистой систем, желудка, печени, почек.
Техника безопасности при работе с ртутью.
Экспериментально было показано, что пары ртути хорошо поглощаются штукатуркой, деревом, почвой, тканями, ржавчиной и другими материалами и веществами. Значительное количество ртути сорбируется даже такими непористыми материалами, как стекло, линолеум, глазурованные и эмалированные поверхности. В результате поглощения ртути в рабочих помещениях создаются ртутные депо, представляющие собой при определенных условиях источники отравления для работающих в данном помещении, так как процесс адсорбции ртути является обратимым. Поэтому при работе со ртутью должны быть созданы ртутенепроницаемые покрытия, практически исключающие поглощение паров ртути и сводящие к минимуму их десорбцию.
Строительные материалы должны быть непроницаемы для жидкой и газообразной ртути, прочными и не растрескиваться с течением времени, иметь гладкие поверхности, позволяющие легко смывать адсорбированную ртуть, они также должны быть неэлектропроводными и устойчивыми к действию химических сред, прежде всего щелочей и кислот.
Ртутенепроницаемые неэлектропроводные и химически стойкие материалы и композиции могут быть разбиты на 3 группы: щелочестойкие, кислотостойкие и неэлектропроводные щелоче-кислотостойкие материалы.
К щелочестойким относятся гранитные плиты, а также покрытия, изготовленные из бетона или песчано-цементного раствора. Покрытия, выполненные из бетона или из песчано-цементного раствора, могут быть монолитными или состоять из плиток, однако во всех случаях для придания ртутенепроницаемости их подвергают специальной пропитке.
К кислотостойким материалам относятся полиизобутилен, диабазовые и гранитные плиты, силикатное стекло, глазурованные плитки, линолеум некоторых сортов, оргстекло и керамические плитки. При использовании керамических плиток их также пропитывают специальными растворами.
К неэлектропроводным щелоче-кислотостойким материалам относятся полистирольные и асбоэбонитовые плитки, релин, эскапон, а также материалы, изготовленные на основе поливинилхлорида (пластикат и винипласт).
Отношение строительных материалов к ртути характеризуется ртутенепроницаемостью, сорбцией ее паров и смываемостью адсорбированной ртути.
В последние годы все более широкое распространение получают полы, выполненные в виде бесшовных монолитных покрытий из мастичных, полимер- цементных или наливных составов. Наливные полы имеют гладкую поверхность, плотную структуру и хорошо упругие свойства; они термо- и морозостойки, обладают повышенной водостойкостью, ртутенепроницаемы и щелочестойки, не дают трещин и не коробятся. Такие полы гигиеничны, поскольку, они, в отличие от твердых поверхностей, не приводят к развитию плоскостопия у работающих, легко моются и очищаются от загрязнений и т.д. защита стен, колонн, перекрытий (и др., кр. полов.)
Оштукатуренные поверхности стен, потолков, колонн и других строительных конструкций защищают от ртути лакокрасочными покрытиями.
Отдельные участки стен, колонн и других конструкций, подвергающиеся систематическому одновременному воздействию металлической ртути и агрессивных жидкостей, облицовывают на необходимую высоту стеклянными плитками, листовым стеклом, асбоэбонитовыми, полистирольными и керамическими плитками. Швы между плитками разделывают цементным раствором с последующей пропиткой специальными растворами или мастикой.
Демеркуризация
Несмотря на все предосторожности при работе со ртутью, в лабораторных и производственных условиях могут происходить аварии, сопровождающиеся загрязнением ртутью помещений, оборудования и одежды.
Демеркуризация помещений включает механическую уборку видимых количеств ртути и химическую обработку загрязненных мест с последующим тщательным удалением продуктов реакции ртути с химическими реагентами.
Для механического удаления пролитой ртути используют стеклянную ловушку с резиновой грушей. Небольшие количества пролитой ртути можно собрать с помощью амальгамированных полосок или кисточек из белой жести, медной или латунной проволоки и других амальгамирующихся металлов, а также из металлизированных угольных волкон.
Для собирания капелек ртути применяют также лейкопластырь, который прикладывают к поверхности, загрязненной ртутью. Прилипшие к лейкопластырю капельки ртути отделяют от него промыванием ацетоном или другими органическими растворителями.
Для демеркуризации помещений в производственных условиях можно использовать передвижной агрегат ТД, имеющий камеру, которую можно нагревать до 2000 С.
Механическая обработка загрязненных поверхностей от ртути недостаточна, так как капельки ртути могут задерживаться при наличии в поверхности трещин или щелей.
Для химической очистки поверхностей, загрязненных ртутью часто применяют растворы пермарганата калия. Рекомендуют употреблять раствор, в 1л. которого содержится 1г. пермарганата калия и 5 мл. соляной кислоты
(плотность 1,19 г/см2). Также применяют растворы сульфида натрия и хлорида железа (III), состав, содержащий 15-20% этилендиаминтетрауксусной кислоты и
80-85% тиосульфата (25 г. этой смеси растворяют в 1 л. воды) и др.
Известно, что ткани, особенно окрашенные в темные цвета, хорошо поглощают пары ртути. Однако в производственных условиях или при работе со ртутью в лабораториях основным источником загрязнения одежды является не сорбция ее паров, а попадание на одежду мелких капель и брызг при неосторожном обращении со ртутью. Ртуть, попавшая на одежду и адсорбированная ей, является дополнительным источником отравления не только для того, кто носит эту одежду, но и для окружающих. На производстве и в лабораторных условиях, приработе с большими количествами ртути, следует пользоваться верхней одеждой, бельем и обувью, предназначенными только для работы со ртутью. В соответствии с правилами стирки спецодежды при работе со ртутью
(не в домашних условиях) загрязненную одежду освобождают от пыли, загружают в барабан стиральной машины и в течение 30 мин промывают холодной водой.
Промытую спецодежду заливают мыльно-содовым раствором и стирают в течение
30 мин при 70-800 С. Простиранную спецодежду промывают в барабане сначала горячей, а затем холодной водой и в течение 30 мин обрабатывают 1-2%-ным раствором соляной кислоты. После этого производят повторную стирку. При такой стирке ткань освобождается от ртути на 96-99%. индивидуальная защита и меры личной профилактики
При работе со ртутью и ртутными приборами возможны аварии, связанные со взрывом ртутной аппаратуры, в которой металлическая ртуть или сильно токсичные соединения ртути могут находиться под большим давлением и при температурах, значительно превышающие температуру их кипения. При этом рабочее помещение загрязняется мельчайшими каплями ртути или пылью ее ядовитых соединений. В связи с этим на рабочих местах для индивидуальной защиты необходимо иметь кислородные изолирующие приборы или промышленные противортутные противогазы марки "Г" (желто-черная коробка), которые в случае аварии надежно защищают работающих от отравлений.
При работе со ртутью очень важно выполнять меры личной профилактики, так как в противном случае никакие санитарно-технические мероприятия не предотвратят отравления. Работать со ртутью необходимо в накрахмаленной спецодежде, изготовленной из плотной белой ткани, наглухо завязанном сзади балом халате, не имеющем карманов, белой косынке или в белой шапочке.
Нельзя работать в валяной или мягкой суконной обуви. Кожанную или резиновую обувь рекомендуется защищать поливинилхлоридными чехлами; пользоваться этой одеждой можно только при работе со ртутью, а затем их нужно оставлять в гардеробной комнате.
По окончании работы, а также перед едой руки и лицо надо мыть теплой водой с мылом, а после работы принимать душ и чаще бывать в бане. При мытье горячей водой кожа очищается, что способствует удалению ртути из организма, так как она, в частности, выделяется и потовыми железами.
Нельзя курить, принимать пищу и пить молоко на рабочем месте, это надо делать в специально отведенных для этого помещениях. Во время перерывов в работе следует находиться на свежем воздухе, а там, где это возможно, - заниматься производственной гимнастикой; систематические занятия физкультурой и спортом повышают сопротивляемость организма вредным воздействиям ртути, укрепляют нервную систему.
Наряду с профилактическими мероприятиями общего характера известны медикаментозные способы предупреждения ртутных отравлений, использующие различные фармакологические препараты, повышающие общую сопротивляемость организма отравлению. В частности, в качестве средств индивидуальной профилактики, в последнее время начинают применять тиоловые соединения, среди которых наибольшей антидотной активностью обладает 2,3- димеркаптопропансульфонат натрия, так называемый унитиол.
Этот препарат малотоксичен, способствует улучшению обмена веществ и увеличивает общую сопротивляемость организма. Препарат, введенный до начала поступления в организм паров ртути, впоследствии связывает ртуть и предотвращает отравления, а при введении в условиях
29-04-2015, 01:06