Ртуть в атмосферном в воздухе: источники поступления и методы определения

Все, кто пользовался «несовременным» медицинским термометром, знают, как выглядит ртуть – серебристый металл, поблескивающий за стеклом устройства.

Это опасный химический элемент, настоящий яд для человека, с парами без цвета и запаха.

В помещении ртуть быстро испаряется, и чем выше температура, тем интенсивнее. Способность «жидкого серебра» распадаться на множество маленьких шариков увеличивает поверхность испарения в десятки раз.

Ртуть – загрязнитель глобального масштаба, благодаря низким температурам плавления и кипения, способности к трансформации и участию в биологических циклах.

В результате антропогенных выбросов концентрация ртути в биоосфере стала намного выше, чем в доиндустриальные времена и в промышленно развитых регионах, и даже в Арктике.

Какими свойствами обладает ртуть, как происходит ртутное загрязнение воздуха, какая ПДК ртути в воздухе жилых помещений и как самостоятельно провести тест на наличие ртути в воздухе?

О веществе

Ртуть – химический элемент естественного происхождения, который может присутствовать во всех средах биосферы. В обычных условиях ртуть представляет собой блестящий, жидкий и тяжелый серебристо-белый тяжелый металл.

Это уникальный металл, единственный имеющий при комнатной температуре жидкое агрегатное состояние. При замерзании ртуть становится твердой и легко поддается ковке.

В 1759 году русские ученые Браун и Ломоносов впервые получили твердую ртуть, заморозив жидкое вещество в смеси снега и азотной кислоты.

Полученная твердая масса оказалась ковкой, что произвело сенсацию в научном мире и сделало ртуть элементом, необходимым для человечества.

Металл обладает повышенным давлением насыщенных паров и испаряется с довольно высокой скоростью, которая возрастает по мере увеличения температуры.

Обозначение ртути (Hg) произошло от латинского «Hydrargyrum». Некоторые ученые склоняются к греческому происхождению слова. Название «Hydrargyros» получено от греческого «hýdōr» (хидор) – вода, «ἂργυρος» (аргюрос) – серебро.

Ртуть раньше называли «живое серебро». Первое описание ртути как «жидкого серебра» встречается в трудах древних ученых Аристотеля и Теофраста. Греческий врач Диоскорид впервые провел исследования этого вещества, нагревая ртутьсодержащий минерал киноварь в железном сосуде. Ртуть была получена в виде пара, который затем конденсировался на крышке.

Ртуть также называют «меркурий». Существуют две основные теории относительно этого названия. Некоторые ученые связывают слово «mercurius» с мифологией: вещество получило название в честь древнеримского бога торговли, прибыли и обогащения, покровителя путешественников и мореплавателей Меркурия – быстрого, ловкого и мудрого человека.

Упоминание о ртути встречается и в древнегреческой мифологии: Зевс спас своего сына Геракла, поместив его в неприступную емкость, покрытую ртутью.

Другие исследователи обнаружили связь названия «меркурий» с астрономией — планета, ближайшая к Солнцу, называется Меркурий. Ее движение быстрое, температура поверхности высокая, по оптическим свойствам напоминает серебро.

Считается, что особенности этого космического тела и послужили основой для названия ртути, благодаря аналогичным свойствам – высокой подвижности и термической активности при нагревании.

Русское слово «ртуть» – форма причастия от общеславянского «rьtti» (кататься, вертеться). В буквальном смысле быстрая и текучая ртуть получила это название за «то, что вертится».

Физические и химические свойства

В 1869 году русский ученый-химик, физик, геолог Д.И. Менделеев создал периодическую систему элементов, куда попала и ртуть как элемент шестого периода с атомным номером 80, относящийся к подгруппе цинка (побочной подгруппе II группы), с атомной массой 200,59 а. е. м., обозначением – Hg.

Атом ртути составляют:

• положительно заряженное ядро;
• 80 протонов;
• 120 нейтронов;
• 80 электронов, двигающихся по шести орбитам.

Валентность ртути, характеризующая способность атома образовывать химические связи, может быть I или II.

Ионы ртути:

• Hg 2+;
• Hg +;
• Hg 0.

Ртуть считается своеобразным химическим элементом благодаря сильной химической и биологической активности, а также изменчивости формы (твердая, жидкая и газообразная фазы).

Ртуть обладает следующими физическими признаками:

• плотность – 13,5 г/см³ (металл считается самым тяжелым из всех известных металлов);
• температура плавления – -38,83 °С (ртуть плавится при отрицательной температуре);
• реакция кипения – 357 °С.

Hg – отличный диамагнетик (вещество, которое хорошо выталкивается из магнитного поля). Жидкая ртуть характеризуется выраженной химической активностью, способна создавать при взаимодействии с металлами различные сплавы.

При этом некоторые металлы устойчивы к ртути, например:

• ванадий;
• железо;
• молибден;
• цезий;
• ниобий;
• тантал;
• вольфрам;
• кобальт.

При растворении в ртути металлов образуются амальгамы – металлические сплавы, где ртуть – один из компонентов. Такие соединения легко разлагаются при температуре ниже уровня их плавления с выделением избыточной ртути, что нашло применение в процессах извлечения из руд золота и серебра.

Ртуть обладает высоким потенциалом ионизации, является достаточно химически устойчивым элементом. Это объясняет ее способность восстанавливаться до металла из различных соединений и распространенность случаев обнаружения в природе в самородном состоянии.

В соляной, разбавленной серной кислотах и в щелочах ртуть не растворяется, легко растворяется в азотной кислоте и царской водке, а при нагревании – в концентрированной серной кислоте.

Растворяется в органических растворителях, а также в воде, особенно в условиях отсутствия свободного кислорода. Растворимость в воде зависит от кислотности раствора. Минимальная растворимость отмечается при рН=8; с увеличением кислотности или щелочности воды растворимость возрастает.

Соли ртути обладают низкой способностью к растворению в воде. Хорошо растворяется в воде нитрат ртути – реактив, часто используемый в лабораторных исследованиях.

Сферы использования

Уникальные свойства ртути определили множество сфер ее применения:

• приборостроение – барометры, вакуумные насосы, выпрямители, переключатели;
• химическая промышленность – получение едких щелочей (лабораторных реагентов, например, каустической соды), хлора, уксусной кислоты;
• металлургия – для амальгамации золота, серебра;
• текстильная промышленность, как обезжириватель пуха – сырья для производства фетра и других материалов;
• сельское хозяйство – в производстве пестицидов для протравливания семян и защиты их от вредителей (гранозан);
• бытовая сфера – термометры и люминесцентные лампы.

Жидкую ртуть используют при производстве краски для морских судов. Ртутьсодержащее покрытие предупреждает преждевременный износ и коррозию корпуса кораблей, препятствуя прикреплению к днищам морских микроорганизмов.

Кроме того, ртуть применяют в:

• электротехнической;
• электрохимической;
• электронной;
• целлюлозно-бумажной;
• фармацевтической промышленности,

используют:

• для производства взрывчатых веществ;
• в качестве жидких электродов в ртутных выпрямителях тока как легирующую добавку;
• в качестве теплоносителей, катализаторов;
• при производстве средств для предотвращения гниения древесины.

Ртуть – компонент организма человека

Ртуть – микроэлемент, необходимый для нашего организма. Суточная потребность организма в нем мизерна –1-5 мкг. При поступлении менее 0,5 мкг ртути в сутки может развиться ее дефицит.

Биохимическая роль ртути сводится к тому, что она способна реагировать по обратимому типу с некоторыми функционально активными группами белков и пептидов.

В организме взрослого человека содержится 13 мг ртути, которая равномерно распределена по тканям и органам (в пределах 0,05-0,30 мг/кг веса), но наибольшая концентрация (2,7 мг/кг веса) обнаруживается в почках – 2,7 мг/кг веса.

Присутствие в окружающей среде

Ртуть – естественный компонент природной среды, участвующий во всех круговоротах. В атмосферу природная она поступает при испарении из гидросферы, выветривании скальных пород, а также вместе с вулканическими газами и газами из термальных источников.

Hg принадлежит к категории рассеянных элементов, присутствующих в земной коре, вещество встречается в виде вкраплений в горные породы, осаждается из горных подземных вод, образует ртутные руды.

Ртуть концентрируется в сульфидных рудах. В небольших количествах ртуть содержится в нефти и каменном угле (до 1 мг/кг). Кроме самородной ртути, более 30 минералов характеризуются высокой концентрацией Hg — киноварь (до 86 %), акташит (до 35 %), колорадоит.

Крупнейшие ртутные месторождения:

• Россия (Чукотка, ДНР (Горловка));
• Испания (Альмаден);
• Кавказ (Армения, Дагестан);
• Киргизия (Хайдаркан, Айдаркен).

Ртуть содержится в морской воде. Жидкий металл образует метилртуть, которая с морской водой поглощается водорослями. Рыбы и микроорганизмы питаются ими, накапливая в организмах токсичное вещество. Самые опасные морские обитатели (по способности накапливать метилртуть) – тунец, скумбрия, акула, рыба-меч.

Более 100 лет основное поступление ртути (до 70 %) связано с антропогенными источниками. Извержение индонезийских вулканов (Тамбора в 1815 и Кракатау в 1883) также внесли свой вклад, примерно на 6 % увеличив содержание ртути в окружающей среде.

Возрастающие год от года техногенные выбросы сделали вещество опасным для всего живого. В результате антропогенных выбросов глобальная скорость осаждения ртути в атмосфере примерно в три раза выше, чем в доиндустриальные времена, особенно в экономически развитых регионах.

Опасность

Ртуть относится к первой группе чрезвычайно токсичных веществ, крайне опасных для окружающей среды и здоровья человека.

Существуют разные формы ртути, различающиеся по степени токсичности:

• элементарная (металлическая);
• неорганическая (воздействию которой люди могут подвергаться на производстве);
• органическая (например, метилртуть, присутствующая в рыбе и других источниках питания человека).

Все формы ртути могут поступать из антропогенных источников, в то время как элементарная газообразная ртуть имеет природное происхождение. Ртуть в виде газа – доминирующая форма в атмосфере. Другие формы Hg (окисленные формы и ртуть, осажденная на частицах) обычно составляют < 2 % от общего количества.

Парообразная ртуть, поступающая из атмосферного воздуха, сорбируется и прочно удерживается высшими споровыми и хвойными растениями. Водоросли поглощают ртуть из загрязненного донного грунта и служат ее источником для многих организмов. У высших растений корни играют роль барьера, накапливая опасный металл.

Ртуть в газообразном состоянии обладает наиболее высокой токсичностью. Попадая в организм человека, вещество соединяется с белком, аккумулируясь в печени и других органах, нарушает деятельность головного мозга.

С позиций опасности для живых организмов наиболее токсичными из металлоорганических соединений ртути являются алкилртутные соединения с короткой цепью, прежде всего, метилртуть.

Соли ртути, особенно органические, легко поглощаются водными организмами. Попав в наземные и водные экосистемы, атмосферная элементарная ртуть может превращаться под влиянием микроорганизмов в метилртуть – металлорганическое соединение, которое более токсично, чем чистая ртуть.

Затем метилртуть биоаккумулируется в тканях рыб и моллюсков в высоких концентрациях, переносится мигрирующими особями.

Метилртуть способна биоусиливаться. Например, большие хищные рыбы с большей вероятностью содержат высокие уровни ртути в результате поедания множества более мелких рыб, аккумулирующих ртуть при поедании планктона.

Основной источник поступления ртути и ее соединений в организм человека – рыба. По исследованиям ученых, у тех, кто не употребляет рыбу, уровень ртути в крови составляет примерно 2 мкг/л, а у тех, кто ест рыбу 3 раза в неделю, этот показатель достигает 10 мкг/л.

Органические производные ртути относятся к классу суперэкотоксикантов, способных проникать сквозь клеточную мембрану и накапливаться в живых организмах. Ртуть нарушает нормальный механизм образования двойной спирали ДНК, приводит к ярко выраженным мутациям.

Метилртутные соединения (наиболее часто обнаруживающихся в морепродуктах) особенно хорошо поглощаются организмом человека, бионакапливаясь до значительных уровней.

Тепловая обработка пищевых продуктов ртуть не уничтожает.

Симптомы отравления метилртутью проявляются спустя месяцы, и даже годы после воздействия. Высокая токсичность малых доз заключается в способности проходить через биологические мембраны, проникать в головной и спинной мозг, в периферические нервы, преодолевать плацентарный барьер и накапливаться в плоде.

Метилртуть и этилртуть – абсолютно разные вещества. Этилртуть используется в качестве консерванта в некоторых вакцинах и не представляет угрозы для здоровья.

Поступление ртути в живые организмы является общебиологическим процессом, т.е. имеет принципиальное значение для всех видов животных. Отравление ртутью может протекать скрыто, проявляясь симптоматически лишь через несколько лет.

Самый яркий пример массового отравления людей ртутью известен как «болезнь Минамата». Минамата – залив в Японии с рыболовецкими поселениями и химической компанией, работающей с соединениями ртути, на побережье.

Сточные воды сбрасывались в воды залива, загрязняя их неорганической ртутью и метилртутью. Ртутные соединения накапливались в тканях морских обитателей – пище местного населения.

Хроническое отравление ртутью привело к потере чувствительности и онемению конечностей. Рыбаки двигались, постоянно спотыкаясь, напоминая (по словам свидетелей) «деревянных кукол», испытывали затруднения с глотанием, жаловались на потерю зрения и слуха. Многие из них скончались.

У детей, подвергшихся воздействию метилртути в утробе матери, отмечалось снижение двигательной функции, концентрации внимания, вербальных способностей и памяти.

Ртуть является единственным элементом в периодической таблице Менделеева, имеющим собственную экологическую конвенцию – Минаматскую конвенцию о ртути, что подчеркивает важность проблемы загрязнения планеты ртутью.

При упаковке, транспортировке и хранении ртути соблюдаются требования ГОСТ 4658-73 «Ртуть. Технические условия». Например, хранят ртуть в стальных баллонах или емкостях из толстостенного стекла в закрытых помещениях при температуре не более 50 °С.

Источники поступления в атмосферу

Атмосфера – один из основных источников поступления ртути в различные экосистемы на Земле. В отдаленных районах обнаруживаются высокие концентрации ртути в рыбе, которая обитает в малопродуктивных озерах.

Загрязнение водных систем может объясняться только одной причиной – тем, что наибольшее распространение загрязнений происходит вследствие атмосферного переноса на большие расстояния.

Итак, ртуть – токсичный, стойкий и мобильный загрязняющий компонент. Вещество переносится воздушными массами на значительные расстояния и не разлагается в окружающей среде. Часть ртути, выпадающей на поверхность воды или на почву, впоследствии может испаряться, снова переноситься воздушными потоками, выпадать в других местах.

Hg считается загрязнителем глобального масштаба в связи с низкими температурами плавления / кипения, трансформацией между химическими формами и участием в биологических циклах.

Такому «признанию» послужило также множество других свойств ртути:

1. Физико-химические свойства обеспечили ртути широкую сферу применения, что, в свою очередь, предопределило большие объемы ее производства и импорта.
2. Технология и основные области применения ртути сделали возможной ее поступление в окружающую среду, «выход» за пределы оборудования и коммуникаций (например, в пирометаллургических процессах, при распылении лакокрасочных материалов пульверизационным способом).
3. Ртуть стабильна по отношению к физическим, химическим и биологическим факторам окружающей среды, разносится на значительные расстояния потоками воздуха и течением рек, легко мигрирует из почвы в воду, воздух и продукты питания.
4. Ртуть способна проникать в организм человека и животных различными путями. Установлено множество возникающих биологических эффектов, а также вероятность развития отдаленных эффектов, в том числе необратимых, связанных с повреждением генетического аппарата.

Ее трансформация в окисленные газообразные и дисперсные фазы приводит к влажному осаждению. Пары ртути в 7 раз тяжелее воздуха. По этой причине часть газообразной ртути переходит в твердую фазу и удаляется из воздушной среды с атмосферными осадками.

Часть ртути связывается торфом, почвой или глиной, поглощается цементными и деревянными поверхностями. Остальная ртуть переносится ручьями и реками в озера и океаны. Период полувыведения ртути из почвы – не менее 250 лет.

В водной среде часть ртути связывается взвешенными частицами и перемещается речными и океаническими течениями. Какое-то количество ртути остается в растворенном состоянии в водной массе.

«Запасы» ртути в атмосфере составляют 300-350 т, примерно в равных объемах в парообразном и аэрозольном состоянии, причем концентрация элемента над сушей значительно выше, чем над океаном.

Ртутные пары находятся в атмосфере от нескольких месяцев до трех лет. В слабозагрязненном воздухе концентрация металла составляет 0,8-1,2 нг/м³, над крупными ртутными месторождениями – до 240 нг/м³, над газовыми месторождениями – до 70000 нг/м³. Природная концентрация ртути в среднем составляет 0,5- 2,0 нг/м³.

Ртуть присутствует в атмосфере либо в виде газообразной элементарной ртути, газообразной окисленной ртути (также известной как реактивная газообразная ртуть), либо ртути, связанной с другими загрязняющими частицами.

Ртуть и ее соединения поступают в окружающую среду из природных и антропогенных источников.

Естественные источники выделения ртути подразделяют на:

• глобальные;
• региональные;
• локальные.

Глобальные природные источники:

• верхняя мантия земной коры (продукты извержения вулканов, дегазации и выветривания горных пород);
• мировой океан (все поверхностные и подземные воды).

Региональные источники – крупные месторождения ртутьсодержащих пород (рудные пояса и зоны). Локальные источники – отдельные рудные поля. Антропогенный вклад Hg в среднем составляет более трети всех поступлений ртути в атмосферный воздух.

Промышленные сточные воды и атмосферные выбросы горно-обогатительных фабрик при ртутных рудниках, теплоэнергетических установок, работающих на природном топливе – главные источники загрязнения биосферы токсичной ртутью.

Одним из основных источников загрязнения атмосферы ртутью является сжигание различных отходов.

Значительное количество ртутьсодержащих компонентов выделяют в атмосферу:

• черная и цветная металлургия;
• машиностроение и металлообработка;
• целлюлозно-бумажная промышленность;
• использование горючих сланцев;
• коксохимическое производство;
• изготовление масляных красок и производство художественной керамики;
• производство стекла;
• химико-технологические процессы, в которых ртуть используется как реагент, катализатор или электродов для получения различных товарных продуктов и добычи драгоценных металлов (в частности, золота);
• утратившие целостность ртутьсодержащие приборы (вакуумметры, барометры, термометры), электронные и электротехнические устройства (ртутные батареи и микробатарейки, люминесцентные лампы).

Добыча и переработка ртутных руд сопровождается образованием большого количества пыли с высокой концентрацией ртути. Районы добычи и производства ртути характеризуются высоким уровнем загрязнения среды обитания этим токсичным веществом.

Выбросы предприятий, получающих металлическую ртуть, составляют до 7 % от общего объема производства. Выпуск 1 т меди сопровождается выбросами 2 т ртутьсодержащей (до 4 %) пыли. Выбросы металлической ртути с объектов по производству хлора и каустической соды, где она используется в качестве электродов, составляют до 250 г на тонну хлора.

Среднее содержание ртути в золе ископаемых углей составляет примерно 1-3 мг/кг. Ртуть, содержащаяся в каменном угле, при его сжигании распределяется следующим образом: 2 % переходит в золошлаковые отходы, 98 % – в дымовые газы. В летучей золе, уловленной электрофильтрами, ртуть не обнаруживается.

Установлено, что каждый второй килограмм добытой ртути не доходит до потребителя, а улетучивается в атмосферу или теряется. На предприятиях, использующих ртуть в технологических циклах (например, амальгамирование при добыче золота), потери достигают 100 %.

Основным источником ртути на цементных производствах является сырье – известняки, глина, а также топливо, среднее содержание ртути в пылевых выбросах цементных заводов – 0,07 мг/кг.

На свалки России за год поступает около 30 т ртути. В основном это ртутьсодержащие приборы, батарейки и ртутные лампы. Термометры («градусники») «отвечают» за эмиссию в атмосферу 0,009 т/год (0,02 % от общего количества ртути).

В целом, техногенная эмиссия ртути распределяется следующим образом:

• сжигание каменного угля, нефти и торфа на ТЭС – 65 %;
• добыча золота – 11 %;
• цветная металлургия – 6,8 %;
• производство цемента – 6,4 %;
• утилизация ТКО – 3 %;
• производство соды – 3 %, чугуна и стали;
• черная металлургия – 1,4 %;
• производство ртути (в основном для батареек) – 1,1 %;
• остальное – 2 %.

Масса и характер выбросов техногенной ртути из источников зависит от:

• формы существования вещества в газовом потоке;
• эффективности очистных фильтров и систем поглощения;
• качества контроля выбросов.

Ртутное загрязнение может произойти и вне производственной сферы, когда в результате аварий или бесконтрольной эксплуатации ртутьсодержащих приборов токсичный металл оказывается на городских территориях, в школах, детских садах, жилых зданиях.

Соотношение вкладов природных и техногенных источников в суммарное загрязнение атмосферного воздуха ртутью зависит от конкретного региона. Например, в Арктике 60 % приходится на антропогенные источники, а 40 % – на естественные. Половина ртутного загрязнения поступает из Евразии в Северную Америку в результате преобладающего движения воздуха в Арктике.

Ртуть хорошо растворима в воде, поэтому удаляется из загрязненной атмосферы при сухом или мокром осаждении вблизи источника загрязнения. Сочетание высокого давления пара и низкой растворимости в воде способствует переносу Hg в атмосфере на дальние расстояния.

В различных регионах мира функционируют скоординированные сети мониторинга для измерения в атмосферном воздухе концентраций всех форм ртути.

Определение ртути в воздухе

Присутствие паров ртути в воздухе фиксируют специалисты испытательных лабораторий с помощью анализаторов. Устройства с очень низкой границей обнаружения ртути (от 0,000002 мг/м³ или 2 нг/м) исследуют состав воздуха, выдают результаты на табло.

Примеры анализаторов концентрации паров ртути:

• ЭГРА-01;
• УКР-1МЦ;
• РА-915.

На точность показаний приборов, проходящих ежегодную поверку, не влияют запыленность, повышенная влажность воздуха и другие физические факторы. В составе оснащения специализированных служб есть ртутьметрические комплексы.

Полученные результаты сравнивают с нормативными значениями СанПин, только использование газоанализатора в руках специалиста позволяет точно определить очаги распространения паров «живого серебра».

Нередко задача осложняется тем, что ртуть разлилась в труднодоступном месте. Если металл не собрать, то он будет испаряться в течение десятков лет, делая помещение опасным для пребывания в нем людей и животных.

Исследовать качество воздуха необходимо в таких ситуациях:

• при повреждении ртутного термометра;
• при нарушении целостности люминесцентной лампы;
• в случае аварийной утечки ртути на предприятии.

В любом из перечисленных случаев следует обратиться к специалистам Центра гигиены или Роспотребнадзора для правильной и эффективной очистки помещения от опасного вещества (демеркуризации).

Самостоятельный анализ

Способ поможет, если есть основания подозревать, что концентрация ртути в помещении выше предельных значений, а вызвать специалистов по каким-то причинам нельзя. Методика самостоятельного определения паров ртути не позволяет получить высокоточный результат, а также не работает, если превышения нормы в воздухе незначительны.

Чтобы изготовить тест паров ртути, потребуются:

• фильтровальная бумага с пористой структурой;
• реагенты — растворы солей меди, йодид калия, сульфит натрия.

Чтобы изготовить индикаторную бумагу, нужно нарезать бумажные листы на узкие полоски, окунуть их в соляные растворы – сначала в раствор соли меди, затем в йодно-калиевый. После этого бумагу помещают в сульфит натрия и промывают проточной водой.

Индикаторные полоски раскладывают в проверяемой комнате. Порозовевший в течение нескольких часов индикатор указывает на присутствие в воздухе помещения паров ртути.

Разлившуюся ртуть удобно собирать, особенно из щелей в полу и под плинтусами, засасывая шарики при помощи медицинской груши и опуская их в стеклянную банку

ПДК и нормы в квартире и других помещениях

Предельно допустимые концентрации (ПДК) ртути в атмосферном воздухе городских и сельских поселений, согласно таблице 1.1 из СанПиН 1.2.3685-21, составляют:

• среднесуточный показатель – 0,0003 мг/м³;
• среднегодовой показатель – 0,00003 мг/м³.

ПДК ртути и ртутных соединений в воздухе рабочих зон установлены этим же СанПиН 1.2.3685-21 (указаны в таблице 2.1). Так, величина ПДК ртути в производственных помещениях составляет 0,01-0,005 мг/м³, а неорганических ртутных соединений – 0,2-0,05 мг/м³.

Нормы ПДК ртути в воздухе квартиры или дома такие же, как и для воздуха городских и сельских поселений (таблица 1.1 СанПиН 1.2.3685-21):

• среднесуточное значение – 0,0003 мг/м³;
• среднегодовое значение – 0,00003 мг/м³.

Как снизить концентрацию?

Чтобы снизить концентрацию ртути в атмосферном воздухе и предотвратить неблагоприятные последствия для здоровья людей, нужно:

1. Стимулирование перехода на чистые источники энергии, без сжигания угля и других природных ископаемых. Сжигание угля для получения энергии и тепла – основной источник поступления в атмосферу ртути, высвобождающейся при горении на угольных электростанциях, в промышленных бойлерах и домашних печах.
2. Сокращение количества добычи и рациональное использование ртути. Ртуть можно повторно использовать в других сферах, без необходимости добычи новых объемов. Использование ртути в добыче золота непромышленным способом и в мелких масштабах особенно опасно, а последствия для здоровья уязвимых групп местного населения – значительны. Следует внедрять технологию добычи золота без использования ртути (бесцианидную технологию), а там, где ртуть все еще используется, применять более безопасные технологии.
3. Прекращение выпуска неосновных видов ртутьсодержащей продукции, контроль безопасного обращения и утилизации продукции, содержащей ртуть.

Ртуть содержится во многих видах продукции, таких как:

• гальванические элементы;
• термометры и барометры;
• электрические переключатели и реле;
• лампы;
• амальгама для зубных пломб;
• косметические средства для осветления кожи;
• фармацевтические препараты.

Постепенно снижается уровень содержания ртути в продукции, ртутьсодержащие устройства и продукты снимаются с производства. Например, происходит планомерная замена ртутных термометров и сфигмоманометров на альтернативные устройства.

Амальгама для зубных пломб используется почти во всех странах, но уже с 2009 года ее использование начало сокращаться.

Неорганическая ртуть добавляется в некоторые косметические средства. Во многих странах продукты для осветления кожи, содержащие ртуть, признаны опасными для здоровья и запрещены.

Вредные последствия

Среди вредных химических веществ, загрязняющих окружающую среду, ртути принадлежит особое место. Во всех странах мира она включена в перечни загрязняющих веществ 1-го класса опасности.

ВОЗ относит ртуть к одному из десяти основных химических веществ или групп химических веществ, представляющих значительную проблему для здоровья людей.

В непроизводственных условиях основные пути воздействия ртути на человека связаны с воздухом, пищевыми продуктами, питьевой водой.

Возможны и другие пути воздействия:

• через кожу;
• при купании в загрязненной воде;
• при контакте с загрязненными поверхностями.

Самый распространенный источник ртутных паров в квартирах и домах – разбитый термометр. В медицинском термометре содержится 1-2 г вещества.

Небольшие серебристые шарики – результат неосторожного обращения с хрупким устройством. Они создают в помещении повышенную концентрацию паров ртути, при которой у взрослого человека через несколько дней или месяцев появляются признаки хронической интоксикации.

Другие источники появления ртутных паров в помещениях:

• разбитые энергосберегающие лампы;
• поврежденные тонометры устаревших моделей и другие ртутьсодержащие медицинские приборы;
• зеркала и часы с амальгамой.

Если известен источник появления ртути в помещении, даже после сбора видимых ядовитых шариков рекомендуется провести измерение содержания вещества в воздухе, чтобы убедиться, что источник сильнодействующего яда обезврежен.

Оценить качество проведения демеркуризации без специальных приборов невозможно. Замеры паров ртути в квартире определяют, полностью ли собрана ртуть, безопасно ли для здоровья нахождение дома.

Ртуть – уникальный элемент с чрезвычайно опасными для здоровья и жизни человека свойствами:

• ртутные пары лишены характерных свойств (бесцветны, лишены запаха и вкуса), чтобы выявить их с помощью органов чувств;
• испарение начинается при температуре от 18 °С;
• проникает в организм при дыхании;
• степень опасности ртути сопоставима со свинцом и соединениями мышьяка.

В организм человека ртуть может попасть через кожу, желудочно-кишечный (пищеварительный) тракт, либо через дыхательные пути.

Ртуть относится к кумулятивным ядам, к категории тиоловых ядов, нарушающих белковый обмен и ферментативную деятельность организма. Вещество токсично для человека в любом своем состоянии, отличается многообразием проявлений опасного воздействия даже в малых количествах.

Ртуть влияет на половые железы, вызывает пороки развития и уродства, приводит к генетическим изменениям организма, металл представляет высокую угрозу для внутриутробного развития плода, для развития ребенка на ранних стадиях жизни.

Особенно сильно ртуть поражает нервную и выделительную системы. Воздействие ртутьорганических соединений приводит к тяжелым поражениям ЦНС, мышечным расстройствам, нарушению зрения и слуха, расстройству речи, боли в конечностях.

Ртуть наименее токсична при попадании в ЖКТ. Неорганические соединения всасываются в ЖКТ в пределах 10 %, а органические усваиваются почти полностью (90 %). Разовая токсическая доза составляет 0,4 мг, летальная – 150-300 мг (при такой дозе вероятность наступления смерти составляет 50-60 %).

При вдыхании паров ртуть особенно опасна. В газообразной форме металл усваивается на 85-90 %. Смертельная доза при вдыхании – 2,5 г.

Пары ртути хорошо адсорбируются и аккумулируются в:

• головном мозге;
• печени;
• почках;
• яичках;
• крови;
• грудном молоке;
• моче и волосах.

Пары металлической ртути в концентрациях 0,01-0,03 мг/м³ при продолжительном воздействии приводят к развитию микромеркуриализма.

При этом заболевании первая стадия характеризуется следующими симптомами:

• снижением мышечной работоспособности;
• быстрой утомляемостью;
• повышенной возбудимостью;
• набухание слизистой оболочки носа.

На второй стадии указанные симптомы проявляются ярче — появляются головные боли, отмечается ослабление памяти, проявление беспокойства и раздражительности.

Одновременно проявляются катаральные явления в области верхних дыхательных путей, воспаление слизистой оболочки полости рта, кровоточивость десен.

На третьей стадии фиксируются:

• изменения сердечной деятельности;
• нарушения секреторной функции желудка;
• гиперфункция щитовидной железы;
• заболевания периферической нервной системы;
• головокружения;
• потливость.

Острые отравления парами ртути проявляются быстро, обычно при относительно больших дозах, вызывают разрушение легких.

В тканях организма элементарная ртуть превращается в ион, который соединяется с молекулами, содержащими сульфгидрильные группы, в том числе и с макромолекулами белков.

Хронические отравления – результат воздействия малых доз ртути в течение продолжительного периода. Для непроизводственных условий именно хронические отравления наиболее типичны.

Источники ртутного загрязнения помещений обычно носят скрытый характер, влияют на людей постоянно или в течение очень длительного времени, требуют привлечения специалистов для выявления и последующей ликвидации (демеркуризации).

Хроническое отравление ртутью проявляется в нарушении деятельности нервной системы, постоянной усталости, дерматозах. При серьезной хронической интоксикации появляется характерный «ртутный» тремор, когда мелкая дрожь каждые несколько минут прерывается сильным трясением.

При большом стаже работы в контакте с ртутью может развиться истинный меркуриализм. У женщин учащается число выкидышей, преждевременных родов, растет процент заболеваемости мастопатией.

Дети рождаются с пороками развития, скрытыми отеками, недостаточностью защитных систем. Установлено, что у матерей, перенесших легкое отравление ртутью, часто рождались дети с церебральным параличом.

Ртуть представляет высокую опасность для организмов вследствие своей устойчивости и липофильности (взаимодействию с жирами). Эти свойства объясняют продолжительный период полувыведения (время, в течение которого выделяется или разрушается половина усвоенного организмом вещества).

Для большинства тканей организма человека период полувыведения ртути составляет 70-80 дней.

Период полувыведения ртути:

• металлической – 70 суток;
• в составе органических соединений – 40 суток;
• паров – 50 суток.

Более половины поступившей в организм неорганической ртути выводится с мочой, оставшаяся часть – с калом. Органические соединения ртути в основном выводятся через кишечник (до 80%), а остаточное количество – почками.

Международное и национальное регулирование

В 2013 году ООН представила «Минаматскую конвенцию по ртути» – международное соглашение, предусматривающее для более 120 сторон более глобальные усилия по управлению риском, который представляет Hg для здоровья человека и окружающей среды.

Основные меры, предложенные Минаматской Конвенцией:

• контроль над торговлей ртутью, включая запрет на экспорт и импорт продуктов с добавлением ртути, ограничение на некоторые конкретные источники ртути (например, на первичную добычу);
• контроль продукции с добавлением ртути, контроль производственных процессов, в которых применяется ртуть или ртутные соединения;
• контроль над кустарной и мелкомасштабной золотодобычей.

Конвенция вводит ограничения в отношении некоторых промышленных сфер, где используется, высвобождается или излучается ртуть (угольные электростанции, горнодобывающая отрасль, производство цемента).

В соглашении перечислены меры по экологически безопасному временному хранению ртути, по обращению с ртутными отходами, по действиям на загрязненных ртутью участках.

Видео на тему статьи

Как выглядят тест-полоски и как с их помощью провести анализ на содержание ртути в воздухе, рассказывается в данном видео:

Заключение

Ртуть (меркурий) – химический элемент, металл, название которого унаследовано из древне-римской мифологии или связано с астрономическими наблюдениями. Это один из наиболее токсичных тяжелых металлов, загрязнение которыми представляет серьезную угрозу для природной среды.

Уникальные свойства ртути позволяют ей перемещаться на большие расстояния, осаждаться и трансформироваться в более токсичные соединения. В дальнейшем это приводит к накоплению ртути в биосфере планеты, в том числе даже в Арктических экосистемах.

Микроорганизмы почвы и водоемов трансформируют атмосферную элементарную ртуть в более токсичную органическую форму – метилртуть. Этот нейротоксикант по пищевым цепочкам накапливается в рыбе, морских млекопитающих, высших хищниках, попадает с продуктами питания в организм человека.

Ртуть много лет была востребована в различных сферах, но сейчас ее использование ограничивается из-за возможного негативного влияния на здоровье человека.