Перейти на главную страницу
С точки зрения патологии человека, ртуть отличается чрезвычайно широким спектром и большим разнообразием проявлений токсического действия в зависимости от свойств веществ, в виде которых она поступает в организм (пары металлической ртути, неорганические или органические соединения), путей поступления и дозы. Она оказывает негативное влияние на взрослых и на детей, на мужчин и на женщин. Основные пути воздействия ртути на человека связаны с воздухом (дыхание), с пищевыми продуктами, питьевой водой. Возможны и другие, случайные, но нередкие в обыденной жизни пути воздействия: через кожу, при купании в загрязненном водоеме, при поедании детьми загрязненной почвы, штукатурки и т. п. Особое значение имеет профессиональное воздействие, которое значимо в тех отраслях промышленности, где ртуть используется в технологических процессах. Выведение с мочой и калом – два основных пути выделения ртути из организма. Меньшее значение имеют испарения из легких, пот, слюноотделение, кормление молоком. Она теряется и в результате попадания в плаценту и через нее в плод.
Ртуть принадлежит к числу тиоловых ядов, блокирующих сульфгидрильные группы белковых соединений и этим нарушающих белковый обмен и ферментативную деятельность организма. Особенно сильно она поражает нервную и выделительную системы. При воздействии ртути возможны острые (проявляются быстро и резко, обычно при больших дозах) и хронические (влияние малых доз ртути в течение относительно длительного времени) отравления. Схема распределения ртути в организме человека зависит от формы ртути: элементарной ртути Hgo (пары ртути), неорганического иона Hg2+, иона метилртути CH3-Hg+. Все они имеют высокое сродство по отношению к клеткам почек, воздействуя на них. Поступающая ингаляционно (при дыхании) Hgo и принимаемая перорально (например, с пищей или водой) CH3-Hg+ накапливаются в центральной нервной системе, сильнее, чем Hg2+. Пары и неорганические соединения ртути вызывают контактный дерматит. При вдыхании ртутные пары поглощаются и накапливаются в мозге и почках. В организме человека задерживаются примерно 80% вдыхаемых паров ртути. В живом организме элементарная ртуть превращается в ион, который соединяется с молекулами белков. Поглощение неорганических соединений ртути из пищи составляет около 7% от общей поступающей дозы. В желудочно-кишечном тракте, напротив, происходит практически полное всасывание метилртути. Есть сведения, что многие формы ртути способны проникать в организм человека через кожу. Известны случаи отравления метилртутью при ее попадании на кожу. У беременных женщин ртуть преодолевает плацентарный барьер, поражая плод. Метилртуть попадает и в грудное молоко, накапливаясь до опасных уровней в крови детей.
Хроническое отравление ртутью приводит к нарушению нервной системы и характеризуется наличием астеновегетативного синдрома с отчетливым ртутным тремором (дрожанием рук, языка, век, даже ног и всего тела), неустойчивым пульсом, тахикардией, возбужденным состоянием, психическими нарушениями, гингивитом. Развиваются апатия, эмоциональная неустойчивость (ртутная неврастения), головные боли, головокружения, бессонница, возникает состояние повышенной психической возбудимости (ртутный эретизм), нарушается память. Вдыхание паров ртути при сильном воздействии сопровождается симптомами острого бронхита, бронхиолита и пневмонии. Наблюдаются изменения в крови и повышенное выделение ртути с мочой. Многие симптомы отравления парами ртути исчезают при прекращении воздействия и принятии соответствующих мер, но трудно достичь полного устранения психических нарушений. Чрезвычайно острое отравление ртутью вызывает разрушение легких. Как правило, отмеченные синдромы и симптомы наблюдаются при воздействии паров ртути при их концентрациях в воздухе более 0,1 мг/м3. Но психические расстройства могут возникать и при более низких концентрациях. Так, при длительном воздействии низких концентраций паров ртути в воздухе – не более сотых долей мг/м3 – у людей развивается меркуриализм. Обычно его проявления вначале выражаются в снижении работоспособности, быстрой утомляемости, повышенной возбудимости. Затем указанные явления усиливаются, происходит нарушение памяти, появляются беспокойство и неуверенность в себе, раздражительность и головные боли. Возможны катаральные явления в области верхних дыхательных путей, кровоточивость десен, неприятные ощущения в области сердца, легкое дрожание (слабый тремор), повышенное мочеиспускание и др.
Отравление солями ртути проявляется головной болью, кровоточивостью десен, стоматитом, усилением мочеотделения в начальной стадии отравления, уменьшением его и даже полным прекращением на последующих этапах отравления. В тяжелых случаях развивается язвенно-некротический гастроэнтерит, который может привести к некротическому нефрозу (тяжелому поражению почек) с гибелью эпителия проксимальных отделов почечных канальцев и к смерти пострадавшего через 5-6 дней после отравления. Острое отравление солями ртути приводит к осаждению белков из мукомембран желудочно-кишечного тракта, вызывая боль, рвоту и понос; в случае выживания не исключено поражение печени, а также гемолиз (распад) эритроцитов крови. Могут возникать изъязвления слизистой оболочки желудка и двенадцатиперстной кишки, атрофические изменения печени. Соли ртути аккумулируются в почках. Хроническое отравление солями ртути практически всегда выражается в нарушении функции центральной нервной системы.
Очень токсичны органические производные ртути. Важнейшие признаки отравления ими – тяжелое поражение центральной нервной системы, атаксия (расстройство согласованности в сокращении различных групп мышц), нарушение зрения, парестезия (ощущения онемения, покалывания, ползания мурашек и т. п.), дизартрия (расстройство речи), нарушение слуха, боль в конечностях – установлены и подробно описаны после широко известных отравлений метилртутью в Японии и Ираке. Эти явления практически необратимы и требуют чрезвычайно длительного лечения с целью хотя бы их снижения. Высокая токсичность метилртути (даже при поступлении в организм малых ее количеств в течение длительного периода времени) обусловлена ее липидорастворимостью, что позволяет ей легче проходить через биологические мембраны, проникать в головной мозг, спинной мозг, в периферические нервы, а также пересекать плацентарный барьер и накапливаться в плоде. Метилртуть полностью разрушает нервные клетки центральной нервной системы. После воздействия метилртути на человека и до появления симптомов заболевания обычно проходят недели или месяцы, иногда даже несколько лет. Причина длительного протекания скрытого периода заболевания не понятна. Анализ последствий заболеваний в Японии и Ираке показал, что у матерей, перенесших легкое отравление ртутью, рождались дети с тяжелым церебральным параличом. Таким образом, внутриутробный период представляет стадию жизненного цикла, очень чувствительную к воздействию ртути.
Сейчас установлено, что наряду с общетоксическим действием (отравлениями) ртуть и ее соединения вызывают гонадотоксический (воздействие на половые железы), эмбриотоксический (воздействие на зародыши), тератогенный (пороки развития и уродства) и мутагенный (возникновение наследственных изменений) эффекты. Есть сведения о возможной канцерогенности неорганической ртути.
1.5. Технические требования, санитарные правила, нормативы
В России составы, условия приемки, анализа, транспортировки и хранения ртути и ее соединений определяются государственными стандартами (ГОСТ 4658-73; ГОСТ 4519-48; ГОСТ 3203-68 и др.) и международным стандартом ИСО 1560-75. Наиболее широко используется ртуть, поставляемая по ГОСТ 4658-73 (см. таблицу), который распространяется на металл, предназначенный для производства полупроводниковых материалов, для использования в вакуумтехнике, электротехнике, электронике, приборостроении, фармацевтической, химической и металлургической промышленности.
Химический состав ртути по ГОСТ 4658-73
Требования |
Марка ртути | ||||
к составу |
Р0 |
Р1 |
Р2 |
Р3 |
Р0у |
Ртуть, %, не менее |
99,9992 |
99,999 |
99,99 |
99,9 |
99,9996 |
Нелетучий остаток, %, не более |
0,0008 |
0,001 |
0,01 |
0,1 |
0,0004 |
Ртуть марок Р0, Р1 и Р2 разливают в баллоны емкостью по 500 мл из толстостенного стекла с толщиной стенки не менее 4 мм, вмещающие по 5 кг металла; марки Р3 - в стальные баллоны, вмещающие по 34,5 кг. На ярлыки (иногда и на баллоны) наносят цветные полоски: голубого цвета – для ртути марки Р0, белого – для Р1 и красного – для Р2. Стеклянные баллоны упаковываются в четырехгнездовые ящики, футеруются резиной или засыпаются чистыми сухими опилками. Маркировку ящиков производят по ГОСТ 14192-77. Гарантийный срок хранения ртути марок Р1 и Р2 – 2 года, марки Р0 – 3 года. При получении и применении ртути, ее соединений и использовании ртутьсодержащих приборов должны соблюдаться требования, изложенные в нормативных документах, основными из которых являются: ГОСТ 12.3.031-83 «Работа с ртутью. Требования безопасности»; ГОСТ 1639-78 «Лом и отходы цветных металлов и сплавов. Общие технические условия»; «Санитарные правила при работе с ртутью, ее соединениями и приборами с ртутным заполнением», № 4707-88.
Работы с металлической ртутью необходимо проводить в специально оборудованных помещениях, оснащенных приточно-вытяжной вентиляцией и вытяжными шкафами. Скорость воздуха в рабочем проеме вытяжных шкафов должна быть не менее 1 м/с, а температура воздуха в помещении – не выше 40оС. Категорически запрещается хранение и прием пищи, а также курение в помещениях, где имеет место выделение паров ртути и ее соединений. Все работы необходимо выполнять в спецодежде индивидуального пользования: белом халате с длинными рукавами, специальных перчатках и головном уборе. С металлической ртутью нужно работать в очках. При работе в атмосфере с содержанием паров ртути в 5 и более раз превышающими гигиенические нормативы следует пользоваться противортутными респираторами и противогазами, снабженных поглощающими ртутные пары элементами и фильтрами. По окончании работы необходимо принять душ, вымыть лицо с мылом, руки – с мылом и щеткой, рот и зубы прополоскать слабым растром марганцовокислого калия или 2%-ным раствором поваренной соли. При остром отравлении ртутью пострадавшему следует промыть желудок водой с 20-30 г активированного угля или с взбитым яичным белком, после чего дать молоко, слабительное. В любом случае пострадавшего необходимо доставить в медицинское учреждение.
В нашей стране разработаны и утверждены гигиенические нормативы – ПДК (предельно допустимые концентрации) и МДУ (максимально допустимые уровни) ртути в пищевых продуктах, кормах для сельскохозяйственных животных и птицы, в воздухе рабочей зоны и населенных пунктов, в природных водах и почве (см. таблицы).
Обычно суточное поступление ртути (с воздухом, пищей, водой) в организм человека составляет менее 20 мкг, что, видимо, является «нормальной» дозой. Более высокие уровни отмечаются в тех местах, где население употребляет в пищу много рыбы. В районах с высоким местным загрязнением суточное поступление ртути может превышать 300 мкг, и именно такие уровни привели к вспышкам отравления метилртутью в Ираке и Японии. По рекомендациям ВОЗ (Всемирной организации здравоохранения) в организм человека не должно попадать с пищей более 3,3 мкг метилртути на 1 кг массы тела за неделю. Средние контрольные (допустимые) значения общей ртути индикаторных средах человека, согласно ВОЗ, следующие: цельная кровь – 8 мкг/л; волосы – 2 мкг/г; моча – 4 мкг/л; плацента – 10 мкг/г сырой массы.
ПДК ртути в некоторых пищевых продуктах (на естественную массу)
Продукты |
ПДК, мг/кг |
Молоко, кисломолочные изделия, фруктовые и овощные соки |
0,005 |
Масло сливочное, мясо и птицы свежие и мороженые |
0,03 |
Внутренние органы и продукты их переработки |
0,1 |
Почки |
0,2 |
Яйца |
0,02 |
Рыба свежая охлажденная: Пресноводная хищная Пресноводная нехищная Морская
|
0,6 0,3
0,4 |
Хлеб, зерно, фрукты |
0,01 |
Овощи |
0,02 |
Максимально допустимый уровень ртути
в кормах для сельскохозяйственных животных и птицы, мг/кг
Комбикорма |
Зерно, зернофураж, |
Грубые и сочные | ||||
Сви-ньи |
Птица |
Крупный и мелкорогатый скот |
корма микробного синтеза, минераль- |
корма, корнеклубнеплоды, корма | ||
|
Откорм |
Яйценосная |
Откорм |
Молочный |
ные добавки, в том числе цеолиты |
для производства продуктов детского питания |
0,1 |
0,1 |
0,05 |
0,01 |
0,05 |
0,1 |
0,05 |
ПДК ртути в воздухе, природных водах и почве
Вещество |
Воздух, мг/м3 |
Вода водоисточников, мг/л |
Почва, | ||
|
рабочей зоны |
атмосферный |
водоемов |
рыбохозяйственных водоемов |
мг/кг |
Ртуть металлическая |
0,01 |
0,0003 |
0,0005 |
0,001 |
2,1 |
Соединения ртути*: |
|
|
|
|
|
амидохлорид Hg (II) |
0,2 / 0,05** |
0,0003 |
- |
- |
- |
ацетат Hg (I) и Hg (II) |
0,2 / 0,05 |
0,0003 |
- |
- |
- |
бромид Hg (II) |
0,2 / 0,05 |
|
- |
0,001 |
- |
иодид Hg (II) |
0,2 / 0,05 |
0,0003 |
- |
0,001 |
- |
нитрат Hg (I) и Hg (II) |
0,2 / 0,05 |
0,0003 |
- |
0,001 |
- |
оксид Hg (II) |
0,2 / 0,05 |
0,0003 |
- |
|
- |
сульфат Hg (i) и Hg (II) |
0,2 / 0,05 |
|
- |
0,001 |
- |
тиоцианат Hg (II) |
0,2 / 0,05 |
|
- |
0,001 |
- |
хлорид Hg (I) и Hg (II) |
0,2 / 0,05 |
0,0003 |
- |
- |
- |
Многие произведения живописи, прикладного искусства, архитектуры прошлого не мыслимы без участия ртути – киноварные краски в иконописи и живописи, техника огневого золочения, златотканое шитье, золотые купола русских церквей и соборов, наконец, известное всем слово «миниатюра» (от лат. «minium» - сурик, киноварь). Мы обнаруживаем киноварную краску на древнерусских иконах, на фресках Софийского собора в Киеве, Благовещенского и Успенского соборов в Московском Кремле. Рубенс на своих картинах усиливал колорит обнаженного тела с помощью больших количеств киновари. Старинные научные трактаты на тибетском и монгольском языках, санскрите, манускрипты на пальмовых листьях, серебряных и золотых пластинах, шелковых тканях написаны смесью измельченных в порошок киновари, золота, серебра, жемчуга и бирюзы. Многие древнерусские грамоты «писаны киноварью». Наконец, ртуть «причастна» к организации и проведению первого в мире международного научно-технического симпозиума. В 1779 г. в Венгрии собрались специалисты горного дела из Европы и испанских колоний в Америке, чтобы обсудить проблемы амальгамации золотосодержащих руд.
В истории использования ртути как в знаменитых венецианских зеркалах (изготовляемых, кстати, с помощью ртути) отражена жизнь человечества. История эта началась несколько тысячелетий назад…
2.1. Исторические районы добычи и применения ртути
Первое письменное упоминание о ртути принадлежит Аристотелю и относится примерно к 350 г. до н. э. Археологические находки показывают, что ртуть и киноварь стали известны человеку намного раньше. Киноварная краска применялась на территории нынешней Турции уже в 8 тыс. до н. э. В Европе, в Сербии, первые разработки киновари относятся к 8-3 тыс. до н. э. Киноварные месторождения Италии были известны финикийцам (за 3000 лет до н. э.) и разрабатывались этрусками (800 лет до н. э.). В 4 тыс. до н. э. киноварь добывалась в юго-восточных провинциях современного Китая. Ртуть и киноварь были известны в древнем Египте в 3 тыс. до н. э., а в 16-15 вв. до н. э. маленький сосуд, наполненный ртутью, служил здесь амулетом. Недавно в России на алтайском плато Укок в захоронениях пазырыкской культуры, существовавшей около 2,5 тыс. лет назад, были обнаружены мумии. Анализ установил в бальзамирующих веществах значительные количества ртути, а золотая фольга, найденная здесь же, изготовлялась не путем примитивной прокатки золотых самородков, а с использованием амальгамирования!
Латинское название ртути – «Hydrargyrum» («жидкое серебро») – дал древнегреческий врач Диоскорид, который в 70-е гг. н. э. написал труд «О лекарственных средствах», где упоминается ртуть и способы ее получения из киновари и очистки путем перегонки. Современное слово «киноварь» происходит от греческого kinnabari (χ’υναβα’ρί) – красная краска, «кровь дракона», но имеет долгую историю, которая прослеживается от индийского или персидского слова «циннобер», также означающего «кровь дракона» из-за красного цвета минерала. Полагают, что под названием «красная краска» киноварь упоминается в Библии, в Книге Пророка Иеремии. Сведения о ртути и киновари, об их добыче и использовании мы находим в произведениях Феофраста, Витрувия, Страбона, Павсания, Петрония. Плиний Старший, живший в 1 в. н. э., называл ртуть ядом для всех вещей: «В серебряных жилах находится также камень, из коего истекает жидкость, никогда не застывающая, называемая живым серебром, ртутью. Она есть яд для всех вещей. Она разъедает и разрывает сосуды с ужасным изгрызением. Все на ней плавает, кроме золота, которое одно к себе притягивает».
В 7 в. до н. э. ассирийские ремесленники применяли амальгамирование для золочения металлических поверхностей. Несколько позже этот способ стал известен грекам. Они же организовали в 4 в. до н. э. в Эфесе (Малая Азия) мастерские по производству киноварной краски. Позднее римляне перенесли это производство в Рим. Надписи во дворце древнеперсидских царей Ахеминидов (6-4 вв. до н. э.) в Сузах говорят о том, что киноварь доставляли сюда с ртутных месторождений, расположенных на территории современных Узбекистана и Таджикистана. На самом крупном и ныне действующем месторождении ртути этих мест – Хайдаркане - обнаружены древние отвалы горных пород, светильники и реторты для обжига ртутных руд, а в выработках найдены скелеты погибших здесь рабов-смертников. В Индии в первые века нашей эры центр добычи киновари находился в Дардистане в Кашмире. Известны древние разработки ртути в Африке.
В Европе, начиная с середины I тыс. до н. э., центром добычи и производства ртути стала Испания, где в Кастилии, в провинции Сьюдад Реаль, на северном склоне Сьерры-Морены, расположено самое крупное и самое знаменитое в мире ртутное месторождение – Альмаден. Его первыми разработчиками были, видимо, еще финикийцы. Греки в 5 в. до н. э. получали отсюда киноварь и металлическую ртуть; позднее, во времена Рима, из Испании ежегодно вывозилось до 4-4,5 т металла. Много лет спустя, в XII в., арабский путешественник Идриси так описывал добычу ртутной руды и получение ртути в Альмадене: «На руднике работало свыше 1000 человек. Одни спускались в шахту и рубили горную породу, другие доставляли дрова для выжигания минерала, третьи изготовляли тигли для плавки, сосуды для дистилляции и, наконец, четвертые обслуживали печи. Я видел эти разработки и узнал, что дно рудника лежит на глубине в 250 человеческих ростов под землей».
К началу 16 в. на карте Европы появился еще один ртутный центр – месторождение Идрия в Крайне, открытое в последние годы 15 в., и где уже в 1535-1571 гг. добывалось до 56 т ртути ежегодно. Несколько раньше (в 1410 г.), чем Идрия, были открыты ртутные месторождения в Рейнском Пфальце, которые во второй половине XVIII в. принадлежали (после Идрии и Альмадена) к наиболее значительным в Европе; максимум добычи приходился на 1770-е гг. Небольшие месторождения киновари в средние века эксплуатировались в Австрии, Германии, Италии, Франции.
Киноварь была известна жителям Америки задолго до прихода испанцев и примерно с 4-3 вв. до н. э. использовалась для получения ритуальных красок. Крупнейшее в Юж. Америке месторождение ртути – Уанкавелика - было открыто в 1566 г. и практически сразу же здесь начались ее активная добыча и производство. В 16-18 вв. ртутные руды разрабатывались также на территории современной Мексики. В середине 19 в. были открыты и начали разрабатываться крупные ртутные месторождения в США.
Промышленная добыча киновари в России началась в 1759 г. на Ильдиканском месторождении в Забайкалье, расположенном в 30 км к северо-западу от знаменитого Нерчинского завода, и продолжалась, в небольших объемах, до 1853 г. В середине 1880-х гг. добыча и производство ртути начались в Никитовке, что почти сразу же вывело Россию в число основных мировых производителей этого металла. В горных выработках Никитовки были обнаружены древние горнорудные инструменты - кайлы и молотки, сделанные из камня, что указывает на существование здесь древнего промысла.
На протяжении тысячелетий главный минерал ртути - киноварь - широко применялся для изготовления краски. Сорок пять веков назад краски из киновари и йодистой ртути использовались живописцами древнего Египта. Киноварной краской покрывались статуи богов в греческих и римских храмах. На древнерусских иконах киноварью делалась подрумянка лица. Киноварная краска сохранилась на фресках соборов Новгорода, Киева, Москвы, на картинах художников Возрождения. Существование золототканой промышленности также немыслимо без ртути. В средние века она была развита в Средней и Малой Азии, Индии, Персии, Египте, Византии, Италии, Испании, на Среднем и Ближнем Востоке. Основа для золотой нити была льняной, на которую накручивалось покрытие золотой амальгамы.
Еще одна группа замечательных произведений прикладного искусства создавалась с использованием так называемой техники «огневого золочения», или «золотой наводки», которая напоминает технику офорта. Сначала медную пластину покрывают лаком, после чего рисунок процарапывают острым инструментом. Очищенные от лака места травят кислотой. Затем приступают к нартучиванию и золочению травленого рисунка. Вначале растворенное в ртути золото непрочно держится на пластине, но при ее нагревании, входящая в состав амальгамы ртуть испаряется, и золото проникает во все очищенные травлением поры меди, прочно соединяясь с ней. Этот способ золочения меди был известен в Риме, откуда он унаследован Византией и затем Киевской Русью. До наших дней сохранились произведения прикладного искусства, выполненные техникой огневого золочения, например, знаменитые врата собора в Суздале, созданные в 12 в. На Руси с помощью золотой наводки осуществлялось золочение куполов церквей: поверхность медных листов очищали от жира, шлифовали, покрывали амальгамой; затем нагревали до тех пор, пока ртуть не испарялась, а на листе оставалась тонкая пленка золота.
Для добычи золота из руд и золотого песка в промышленных целях амальгамация была введена в Боснии в конце I в. н. э., затем нашла широкое применение в Испании, в Юж. Америке и в измененном виде находит применение до сих пор. На протяжении многих веков этот способ извлечения золота при его добыче был одним из ведущих в мире. Именно он использовался во времена знаменитых золотых лихорадок в Северной Америке, описанных Б. Гартом и Дж. Лондоном. Этот способ широко применяется современными золотоискателями-одиночками в бассейне Амазонки и других районах.
Как известно, самое раннее определение металла было дано М.В. Ломоносовым: «Металлом называется светлое тело, которое ковать можно. Таких тел находим только шесть: золото, серебро, медь, олово, железо и свинец». Ртуть выпадала. Такое представление существовало до тех пор, пока в 1759 г. в Петербурге М.П. Брауну и М.В. Ломоносову не удалось заморозить ртуть в смеси снега с концентрированной азотной кислотой и получить ее в виде светлого шарика. Твердая ртуть была ковкой и оказалась металлом.
Ртуть применяется в медицине, фармацевтике, стоматологии. Она служила теплоносителем в одном из первых реакторов на быстрых нейтронах
04 09 2014
4 стр.
Умк к элективному курсу «Энергетика и окружающая среда». А. Учебно-тематический план
10 10 2014
1 стр.
15 10 2014
1 стр.
Среда обитания человека – окружающая среда характеризуется совокупностью физических, химических и биологических факторов, способных при определенных условиях оказывать прямое или к
17 12 2014
1 стр.
Динамика заболеваемости острыми кишечными инфекциями населения архангельской области
25 12 2014
1 стр.
Иметхенов А. Б. Памятники природы Байкала.— Новосибирск: Наука. Сиб отд-ние, 1991. 159 с
14 09 2014
8 стр.
Адаптация организма человека к химическому загрязнению воздушной среды герметичных помещений
08 10 2014
1 стр.
Утилизируя упаковку в соответствии с государственным нормативами по отходам производства, Вы помогаете нам защитить окружающую среду
14 12 2014
1 стр.