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

CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀThủy ngân là một kim loại được sử dụng phổ biến trong các ngành công nghiệp kỹ thuật, khí áp kế, bơm chân không, các điện cực trong một số dạng thiết bị điện tử,pin v

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ

HỒ CHÍ MINH KHOA: MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN MÔN HỌC: ĐỘC CHẤT HỌC MÔI TRƯỜNG

……….o0o………

BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ

ĐỀ TÀI:

THỦY NGÂN _ NGUY CƠ TÌM ẨN!

GVHD: LÊ QUỐC TUẤN

MỤC LỤC

MỤC LỤC 2

CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 4

1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 4

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 5

CHƯƠNG 2: NỘI DUNG 5

2.1 TỔNG QUAN VỀ NỘI DUNG 5

2.1.1 Định nghĩa 5

2.1.2 Tính chất 5

2.1.2.1 Tính chất vật lý 6

2.1.2.2 Tính chất hóa học 7

2.1.3 Đồng vị 8

2.1.4 Hợp chất của thủy ngân 8

2.1.4.1 Các hợp chất của thủy ngân (I) 8

2.1.4.2 Hợp chất thủy ngân (II) 11

2.1.4.3 Một số hợp chất thường gặp 14

2.1.5 Ứng dụng của thủy ngân 15

2.2 NGUỒN GỐC, QUÁ TRÌNH XÂM NHẬP VÀ HẤP THỤ THỦY NGÂN 17 2.2.1 Nguồn gốc phát sinh thủy ngân 18

2.2.1.1 Nguồn gốc tự nhiên 18

2.2.1.2 Nguồn gốc nhân tạo 19

2.2.2 Đường hấp thụ vào cơ thể 22

2.2.3 Quá trình hấp thụ thủy ngân 22

2.2.4 Quá trình phân bố thủy ngân trong cơ thể 23

2.2.5 Quá trình loại thải thủy ngân 24

2.3 ĐỘC TÍNH CỦA THỦY NGÂN VÀ CƠ CHẾ GÂY ĐỘC 24

2.3.1 Độc tính của thủy ngân 24

2.3.2 Cơ chế gây độc của thủy ngân 24

2.4 ẢNH HƯỞNG CỦA THỦY NGÂN LÊN MÔI TRƯỜNG VÀ CON NGƯỜI 25 2.4.1 Môi trường 25

2.4.1.1 Cơ chế lan truyền 26

2.4.1.1.1 Trong môi trường nước 26

2.4.1.1.2 Trong không khí 28

2.4.1.2 Hậu quả 29

2.4.2 Con người 30

2.4.2.1 Cơ chế xâm nhiễm 31

2.4.2.2 Cơ chế gây độc 33

2.5 GIẢI PHÁP QUẢN LÝ- XỬ LÝ- PHÒNG TRÁNH 35

2.5.1 Quản lý- xử lý: 35

2.5.1.1 Trong công nghiệp: 35

2.5.1.2 Y tế 44

2.5.2 Phương pháp dự phòng- phòng tránh: 44

CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ 47

3.1 KẾT LUẬN 47

3.2 KIẾN NGHỊ 47

CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ

Thủy ngân là một kim loại được sử dụng phổ biến trong các ngành công nghiệp

kỹ thuật, khí áp kế, bơm chân không, các điện cực trong một số dạng thiết bị điện tử,pin và chất xúc tác, thuốc diệt cỏ (ngừng sử dụng năm 1995), thuốc trừ sâu, hỗn hốngnha khoa, pha chế thuốc và kính thiên văn gương lỏng…; nhiệt kế thủy ngân là mộttrong những thiết bị phổ dụng nhất trên thế giới; đèn thủy ngân - thạch anh tạo ra bức

xạ tử ngoại rất mạnh được sử dụng rộng rãi trong y học và trong công nghiệp hóa học

Tuy nhiên, việc sử dụng rộng rãi kim loại thủy ngân, đặc biệt trong tình trạngcông nghiệp hóa đang lan rộng trên phạm vi toàn cầu, người ta càng lo ngại đến nguy

cơ nhiễm độc thủy ngân

Thủy ngân nguyên tố lỏng là ít độc, nhưng hơi, các hợp chất và muối của nó làrất độc và là nguyên nhân gây ra các tổn thương não và gan khi con người tiếp xúc, hítthở hay ăn phải Thủy ngân là chất độc tích lũy sinh học rất dễ dàng hấp thụ qua da,các cơ quan hô hấp và tiêu hóa Các hợp chất vô cơ ít độc hơn so với hợp chất hữu cơcủa thủy ngân

Ngày nay, nguy cơ nhiễm độc thủy ngân là ngày càng cao Những hợp chất thủyngân có khuynh hướng tích lũy trong đất và trầm tích, làm ô nhiễm chuỗi thức ăn vàảnh hưởng tới sự trao đổi chất của con người lâu dài.Vậy câu hỏi đặt ra là sử dụng thủyngân 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 báocáo này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về vấn đề này

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

- Tìm hiểu nguồn gốc, thuộc tính, các dạng tồn tại của thủy ngân trong môitrường

- Cơ chế lan truyền, gây độc của thủy ngân và những ảnh hưởng của thủy ngânđối với sức khỏe con người và môi trường

- Những nguy cơ nhiễm độc thủy ngân và biểu hiện khi nhiễm độc

- Một số cách phòng tránh nhiễm độc thủy ngân

CHƯƠNG 2: NỘI DUNG

2.1.1 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 loạichuyển tiếp nặng có ánh bạc, thủy ngân là một nguyên tố kim loại được biết có dạnglỏng 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 chấtchu sa

Trong thiên nhiên thuỷ ngân tồn tại ở trong các quặng sunfua (quặng xinaba) thànhphần chính là HgS hàm lượng từ 0,1 – 4% (còn gọi là Thần sa hay Chu sa)

2.1.2 Tính chất

- Là kim loại duy nhất tồn tại dưới dạng lỏng ở nhiệt độ thường Nó bị phân chiathành 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 (tạohỗn 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 hóahọc kém hơn kẽm và cadmium

2.1.2.1 Tính chất vật lý

- Số hiệu nguyên tử : 57

- Khối lượng nguyên tử: 200,59 u

- Cấu hình electron: [Xe]4f145d106s2

- Cấu trúc tinh thể: lăng tụ xiên

- Năng lượng ion hoá thứ nhất: 1007,1 kJ/mol

- Năng lượng ion hóa thứ 2: 1810 kJ/mol

- Năng lượng ion hoá thứ 3: 3300 kJ/mol

- Tính dẫn nhiệt kém nhưng dẫn điện tốt

2.1.2.2 Tính chất hóa học

Khi có mặt oxy, thuỷ ngân dễ dàng bị oxy hoá chuyển từ dạng kim loại (Hg),

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 lượngnguyên tử tăng Mặc dù là kim loại đứng sau Hidro, nhưng Hg lại có hoạt tính hóa họccao là do Hg ở trạng thái lỏng làm cho phản ứng xảy ra dễ dàng hơn

Ở nhiệt độ thường, khi tiếp xúc với không khí khô, Hg không bị biến đổi, nhưngkhi nung nóng thì Hg bị cháy nhưng chậm (bề mặt Hg bị sạm đi), tạo ra oxit HgO Hgphản ứng trực tiếp với lưu huỳnh khi nghiền S bột với Hg tạo ra HgS

- 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 vàbạc, đồng nhưng không tạo với sắt Do đó, người ta có thể chứa thủy ngân trongbình bằng sắt Hợp kim của thủy ngân được gọi là hỗn hống Trạng thái ôxi hóaphổ biến của nó là +1 và +2 Rất ít hợp chất trong đó thủy ngân có hóa trị +3 tồntại

Hg + 2H2SO4 đặc,dư => HgSO4 + SO2 + 2H2O

2Hgdư + 2H2SO4 đặc,dư => Hg2SO4 + SO2 + 2H2O

6Hgdư + 8HNO3loãng = 3Hg2(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Hg + 4HNO3 đặc,dư = Hg(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

2.1.3 Đồng vị

rã 46,612 ngày Phần lớn các đồng vị phóng xạ còn lại có chu kỳ bán rã nhỏ hơn 1ngày

2.1.4 Hợp chất của thủy ngân

2.1.4.1 Các hợp chất của thủy ngân (I)

- Những hợp chất của thủy ngân mà trong thành phần phân tử có chứa nhóm

- Khoảng cách Hg - Hg biến đổi trong khoảng từ 2,5 - 2,7Ǻ Đa số các hợp chất

- Tùy theo điều kiện phản ứng, mà các hợp chất Hg (I) thể hiện tính oxi hóa hoặckhử Ví dụ:

Hg2Cl2 + Cl2 => 2HgCl2

Hg2Cl2 + SnCl2 => 2Hg + SnCl4

- Trong dung dịch: Hg2+  Hg + Hg2+ ; E= -0.13 V , K= 6.10-3

to

- 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 chấtHg(I):

Hg2(NO3)2 + 2NaCl = Hg2Cl2 + 2NaNO3

HgCl2 + Hg = Hg2Cl2

với muối ăn và Hg :

Hg + 2H2SO4 = HgSO4 + SO2 + 2H2O

NaCl hoặc axit HCl

ngân kim loại :

2Hg2Cl2 + C => 4Hg + CCl4

Hg2Cl2 + Na2CO3 => Hg + HgO + 2NaCl + CO2

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 :

bằng cách cho Hg2(NO3)2 tác dụng với H2SO4 loãng :

Hg2(NO3)2 + H2SO4 => Hg2SO4 + 2HNO3

sunfat không tan màu vàng xanh

Hg(I)

Hg2(NO3)2 + Na2CO3 => Hg2CO3 + 2NaNO3

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

2.1.4.2 Hợp chất thủy ngân (II)

Với các hợp chất của Hg (II) có dạng hình tuyến tính ứng với dạng lai hóa sp,

nước, tác dụng với halogenua tạo phức halogenua tương ứng

Phương pháp điều chế các hợp chất Hg (II)

2 Hg(NO3)2 => 2HgO + 4NO2 + O2

Hg2(NO3)2 => 2HgO + 2NO2

HgCl2 + K2CO3 => HgO + 2KCl + CO2

HgO tác dụng với HCl đun nóng:

chuyển thành màu đỏ và cuối cùng chuyển thành màu đen Khi HgS đen thăng hoachuyển thành dạng HgS đỏ là dạng thường gặp trong thiên nhiên

trong dung dịch kiềm của natri hoặc kali sunfua tạo ra muối thio:

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

thành màu nâu, để nguội màu sẽ biến mất Khi nung đến nhiệt độ nóng đỏ tạo thủyngân:

HgSO4 => Hg + SO2 + O2

2HgSO4 + 2H2O => ( HgOH )2SO4 + H2SO4

2HgSO4 + H2O => HgSO4.HgO + H2SO4

3HgO + 2NH3 => Hg3N2 + 3H2O

to

2.1.4.3 Một số hợp chất thường gặp

mạnh

Các hợp chất hữu cơ của thủy ngân cũng là quan trọng Các thí nghiệm trongphòng 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 nhưHgNe, HgAr, HgKr và HgXe Methyl thủy ngân là hợp chất rất độc, là chất gây ô nhiễmthủy sinh vật

Phức Kali tetraiođomecurat K2[HgI4] tan trong nước, có màu vàng nhạt

HgI2 + 2KI => K2[HgI4]

Hg(SCN)2 + 2NH4SCN => (NH4)2[Hg(SCN)4]

Được dùng để phát hiện còn Cu2+ và ion Co2+ khi có mặt Zn2+

2.1.5 Ứng dụng của thủy ngân

Thủy ngân được sử dụng chủ yếu trong sản xuất các loại hóa chất, trong kỹthuật điện và điện tử Nó cũng được sử dụng trong một số nhiệt kế Các ứng dụng kháclà:

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 trongvaccin và mực xăm

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 "đènhuỳnh quang" cho các mục đích quảng cáo Màu sắc của các loại đèn này phụthuộc vào khí nạp vào bóng

Hình 4: Đèn huỳnh quang

Thủy ngân được sử dụng tách vàng và bạc trong các quặng sa khoáng

Thủy ngân vẫn còn được sử dụng trong một số nền văn hóa cho các mục đích yhọc dân tộc và nghi lễ Ngày xưa, để chữa bệnh tắc ruột, người ta cho bệnh nhânuống thủy ngân lỏng (100-200 g) Ở trạng thái kim loại không phân tán, thủyngân không độc và có tỷ trọng lớn nên sẽ chảy trong hệ thống tiêu hóa và giúpthông ruột cho bệnh nhân

Các sử dụng linh tinh khác: chuyển mạch điện bằng thủy ngân, điện phân vớicathode thủy ngân để sản xuất NaOH và clo, các điện cực trong một số dạng thiết

bị điện tử, pin và chất xúc tác, thuốc diệt cỏ (ngừng sử dụng năm 1995), thuốc trừsâu, hỗn hống nha khoa, pha chế thuốc và kính thiên văn gương lỏng

Hình 5 : Quá trình xâm nhiễm Hg ( giải thích

2.2.1 Nguồn gốc phát sinh thủy ngân

Tính chất hóa học của Hg được ứng dụng rất nhiều trong các lĩnh vực đời sống

và là nguồn thải không mong muốn của nhiều lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, yhọc…

2.2.1.1 Nguồn gốc tự nhiên

Từ hoạt động của núi lửa, sự phong hoá nhiều loại đá và khoáng có chứa thủyngân Trong tự nhiên Hg có mặt ở dạng vết trong một số loại khoáng, đá Các loạikhoáng này trung bình chứa khoảng 80 phần tỉ thuỷ ngân Quặng chứa Hg chủ yếu làcinnabar (HgS) Các loại nguyên liệu than đá, than nâu chứa khoảng 100 phần tỉ thuỷngân Hàm lượng thuỷ ngân trung bình trong đất trồng trọt là 0,1 phần triệu

Các nguồn nước tích lũy thủy ngân thông qua quá trình xói mòn của các khoángchất hay trầm tích từ khí quyển Thực vật hấp thụ thủy ngân khi ẩm ướt nhưng có thểthải ra trong không khí khô Thực vật và các trầm tích trong than có các nồng độ thủyngân dao động mạnh.

2.2.1.2 Nguồn gốc nhân tạo

Lĩnh vực công nghiệp: đây là lĩnh vực thải lương lớn Hg vào môi trường không

khí và nước:

Hình 6: Công nhân khai thác vàng tại khu mỏ Tado, Combubia

+ Khai thác mỏ: thủy ngân, vàng, đồng, kẽm, bạc (làm tăng nồng độ thủy ngântrong nước từ 0,1microgramme/l – 80microgramme/l)

+ Công nghiệp bột giấy và thiết bị điện

+ Các nhà máy điện sử dụng than là nhiên liệu để đốt

+ Sản xuất clo, thép, photphat, vàng

+ Luyện kim

Đặc biệt thủy ngân được sử trong sản xuất bóng đèn Sản xuất đèn đứng hàngthứ ba gần bằng với lượng thuỷ ngân sử dụng trong các bộ chuyển mạch, thiết bị đo vàđiều khiển ở ô tô và cả ở dây điện ở Mỹ Trong các vật dụng hàng ngày như đèn huỳnhquang là nguồn gây ô nhiễm Hg rất lớn vì mỗi bóng đèn compact để đạt được độ sángnhất định và tiết kiệm điện năng so với bóng đèn huỳnh quang và các loại bóng đènthông thường khác, nhà sản xuất phải dùng một lượng thuỷ ngân nhất định (0,05mlthuỷ ngân/ bóng) Tuy nhiên, thủy ngân chứa trong loại bóng đèn này rất độc hại với cơthể.

NaOH bằng phương pháp điện phân với điện cực Hg, các nhà máy sản xuất thiết bịđiện như đèn hơi Hg, công tắc điện… công nghệ xử lý hạt giống chống nấm, sâu bệnhtrong nông nghiệp

Một số hợp chất của Hg hay dùng:

Lĩnh vực nông nghiệp: sử dụng thủy ngân hữu cơ để sản xuất thuốc diệt loài

gặm nhấm, diệt nấm, công nghệ xử lý hạt giống chống nấm, sâu bệnh

Y học: được sử dụng nhiều trong lĩnh vực này như quá trình sản xuất và bảo

quản vắcxin, nha khoa, công nghệ mỹ phẩm Hg có trong một số dụng cụ y khoa: huyết

áp kế, nhiệt kế Riêng nhiệt kế do thân làm bằng thủy tinh nên dễ vỡ, làm Hg có trong

đó thoát ra ngoài thành những hạt tròn nhỏ lăn tròn trên mặt đất Nếu không sớm thu

đường hô hấp, thấm qua da, gây độc Theo thống kê của WHO năm 2007, từ các thiết

bị y tế có thể phóng thích chiếm khoảng 5% thủy ngân trong nước thải

Nguồn sinh hoạt: nguồn thải thủy ngân từ việc đốt hay chôn lấp các chất thải

đô thị Các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm liên quan đến các hợp chất của thủyngân và lưu huỳnh Trong nước thải sinh hoạt, đôi khi chứa hàm lượng thuỷ ngân lớnhơn 10 lần so với thuỷ ngân trong tự nhiên (0,001-0,0001 ppm) thuỷ ngân được hấp thụvào các chất cặn lắng của nước và suối và trở thành nguồn lưu giữ thuỷ ngân gây ônhiễm thường xuyên cùng với nguồn chính

Nguồn gốc từ thực phẩm:

- Sản phẩm có nguồn gốc thực vật

+ Một số loài thực vật có khả năng hấp thụ hơi thủy ngân qua lá trong quá trình

hô hấp,đặc biệt là thuốc lá - Ngũ cốc có hàm lượng thủy ngân thấp

+ Nấm ăn có khả năng hấp thụ thủy ngân trên môi trường cơ chất qua hệ sợi nấm,cần kiểm soát tốt các cơ chất nuôi trồng nấm

2.2.2. Đường hấp thụ vào cơ thể

Thủy ngân là chất độc tích lũy sinh học hấp thu tốt qua hô hấp, tiêu hóa và da

vỡ…

muối thủy ngân/ methyl thủy ngân Hấp thu ở ống tiêu hóa với tỉ lệ 90%, ít hơnđối với chuỗi dài

phần có chứa muối thủy ngân Ngoài ra, trẻ sơ sinh cũng có thể mắc bệnh do mẹ

bị ngộ độc lúc mang thai

Thuỷ ngân và muối của nó từ các nguồn nước nhiễm bẩn có thể được chuyểnhoá thành methyl thuỷ ngân hoặc dimethyl thuỷ ngân bởi vi khuẩn yếm khí tổng hợpmetan trong nước Sự chuyển hoá này được thúc đẩy bởi Co III chứa coenzymevitamin B12 Nhóm CH3- liên kết với Co III trong coenzyme được chuyển vị enzyme

đẩy sự chuyển hoá đimetyl thuỷ ngân thành metyl thuỷ ngân tan được trong nước.Chính Thủy ngân trong môi trường nước có thể hấp thụ vào cơ thể thủy sinh vật, đặcbiệt là cá và các loài động vật không xương sống Cá hấp thụ thủy ngân và chuyển hóathành methyl thủy ngân (CH3Hg+), và được tập trung ở cá với nồng độ lớn gấp 1000lần so với lúc ban đầu

2.2.3 Quá trình hấp thụ thủy ngân

Thủy ngân nguyên tố hít vào sẽ hấp thu nhanh qua đường hô hấp gây tổnthương, qua màng phế nang vào máu đến thận, gan lách và hệ thần kinh trung ương.Nồng độ đỉnh đạt sau vài ngày Một lượng nhỏ thủy ngân nguyên tố thấm qua hàng ràomạch máu não và qua nhau thai dễ dàng Thời gian bán hủy kéo dài đến 60 ngày, sau

đó được thải qua phân và nước tiểu Thủy ngân nguyên tố cũng có thể chuyển đổi dạng