ĐỘC HỌC MÔI TRƯỜNG THỦY NGÂN

MỤC LỤCGiới Thiệu Về Thủy Ngân Con Đường Di Chuyển Trong Hệ Sinh Thái Và Cơ Thể Sinh Vật Của Thủy Ngân Khả Năng Tích Lũy, Chuyển Hóa Và Phân Giải Của Thủy Ngân Trong Môi Trường Tự Nhiên

THẢO LUẬN

NHÓM: 1

CHỦ ĐỀ TÌM HIỂU HÌNH THÁI, SỰ CHUYỂN HÓA VÀ ĐỘC HỌC CỦA THỦY NGÂN

TRONG MÔI TRƯỜNG

MỤC LỤC

Giới Thiệu Về Thủy Ngân

Con Đường Di Chuyển Trong Hệ Sinh Thái Và Cơ Thể

Sinh Vật Của Thủy Ngân

Khả Năng Tích Lũy, Chuyển Hóa Và Phân Giải Của Thủy Ngân Trong Môi Trường Tự Nhiên Và Cơ Thể Sinh Vật

Khả Năng Tác Động Của Thủy Ngân Đến Con Người

Và Hệ Sinh Thái Ở Mỗi Trạng Thái Tồn Tại

Kết Luận Và Tài Iệu Tham Khảo

a Nguồn gốc phát sinh và quá trình sản xuất

 Trong tự nhiên: không có nhiều thủy ngân, đôi khi bắt gặp nó ở dạng tự sinh dưới dạng những giọt nhỏ li ti Khoáng vật chủ yếu của thủy ngân là thần sa (HgS).

Thần sa là sự kết hợp bình thường của oxide và thời tiết, hòa tan tốt trong nước

Thủy ngân có nhiều trong đất, biển do các chấn động địa chất, núi lửa và từ khí thải tự nhiên của vỏ địa cầu Một số vi khuẩn yếm khí cũng có thể metyl hóa thủy ngân thành metyl thủy ngân

 Tổng trữ lượng thủy ngân ở trong vỏ trái đất là 1,6.1012 tấn.

Thủy ngân phân bố khá đều trong các đá magma như siêu bazơ (1,1–6%), bazơ ( 6-9,1%), trung tính (6-6,1%) và acid (6-8,1%)

I Giới thiệu về thủy ngân

Nhân tạo

Công nghiệp

Nông nghiệp

Y tế

Sinh hoạt

Khí thải mỏ, công nghiệp bột giấy và thiết bị điện, các nhà máy điện sử dụng nguyên liệu than Sản xuất clo, thép, vàng, luyện kim

Dùng thủy ngân hữu

cơ để sản xuất lòa gặm nhấm, diệt nấm, công nghệ xử lý hạt chống nấm

 Thủy ngân (Hg) là một kim loại duy nhất ở thể lỏng trong điều kiện nhiệt độ và áp lực bình thường Thủy ngân rất

di động, màu trắng bạc, lóng lánh

I Giới thiệu về thủy ngân

 Nhiệt độ nóng chảy là âm 40 độ C, độ sôi là

360 độ C, tỷ trọng là 13,6 (kg/m3)

 Thủy ngân thu được chủ yếu bằng phương

pháp khử khoáng chất chu sa.

b Tính chất vật lý

 Thủy ngân có tính dẫn nhiệt kém nhưng

dẫn điện tốt

 Hg tác dụng với các axit tạo thành muối Hg Với H2SO4 và HNO3 tạ

o thành Hg(NO3)2 và NO2 Với các kim loại, nó tạo thành hỗn hợp (amalgame), do đó Hg và hơi của nó có tác dụng ăn mòn kim loại rất mạnh

c Tính chất hóa học

 Hg tác dụng với oxi trong điều kiện thường tạo Hg2O trên bề mặt Trong điều kiện nhiệt độ cao tạo thành HgO

 Không phản ứng với H2

d Ứng dụng

• Chế tạo dụng cụ trong phòng thí nghiệm (nhiệt kế, áp kế ).

- Trong công nghiệp

• Trong kỹ nghệ điện Hg là hóa chất rất quan trọng để chế tạo các đèn hơi Hg

• Làm các biển báo phát sáng, trong công nghiệp luyện kim

• Tách vàng và bạc khỏi quặng của chúng bằng cách tạo ra hỗn hống với Hg

- Trong nông nghiệp

• Các hợp chất thủy ngân được dùng

• Trong nha khoa và trám răng

• sản xuất dược phẩm, thuốc lợi niệu (neptal) và sát trùng da

II Con Đường Di Chuyển Trong Môi Trường Của

Thủy Ngân

khí

NƯỚC

a Trong môi trường đất và nước

Từ hoạt động của núi lửa, sự phong hoá nhiều loại đá và khoáng có chứa thủy ngân.Thông qua quá trình xói mòn, thủy ngân được nước cuốn đi theo các dòng nước và vàomôi trường nước qua quá trình rửa trôi

Trong nước bề mặt và nước ngầm ở dạng vô cơ với nồng độ < 0,5 mg/l Thủy ngân trong

môi trường nước có thể hấp thụ vào cơ thể thủy sinh vật, các loài động vật không xươngsống sẽ chuyển hóa thành methyl thủy ngân ( CH3Hg+) rất độc đối với với cơ thể người Chấtnày hòa tan trong mỡ, phần chất béo của các màng và trong não tủy

Thủy ngân hữu cơ

Vi sinh vật

Chuyển dạng

a Trong môi trường không khí

Thủy ngân rất dễ bay hơi, nó dễ dàng chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái hơi ở nhiệt độ phòng

Thủy ngân phát tán vào không khí từ các hoạt động sản xuất công nghiệp như khí thải của các nhà máy sử dụng than đá là nhiên liệu để đốt, hơi thủy ngân từ các hoạt động sản xuất có sử dụng thủy ngân như các nhà máy sản xuất đèn hơi Hg, công tắc điện

Khi phát tán vào trong không khí, thuỷ ngân có thể gây độc trực tiếp cho người bị phơi nhiễm, hoặc theo mưa xâm nhập vào môi trường đất, nước và gây hại cho con người và sinh vật nhờ quá trình khuyếch đại sinh học

1 Khả năng tích lũy và phân giải trong môi trường tự nhiên

- Trong nước

Khi thủy ngân xâm nhập vào nước, bị các vi sinh vật metyl hóa và tạo thành

methyl thủy ngân, hợp chất này tan trong chất béo và gây độc mạnh tại

đây Vì thế nó là một trong những dạng hợp chất thủy ngân gây độc nhất.

III Khả năng tích lũy chuyển dạng và phân giải sinh học của thủy ngân

trong môi trường

thái và tính chất của thủy

ngân có thể thay đổi Các

Lượng hơi Hg này có thể đạt nồng độ: 300 đến

1500 ng/m3 (Beusterien

et al.,1991) ™

- Sự tồn tại của thủy ngân

trong sương là một hiểm họa đối với hệ sinh thái

Thủy ngân chủ yếu vào cơ thể

qua đường hô hấp Gần 80%

hơi Hg hít vào được giữ

lại và thấm vào cơ thể tuỳ

thuộc độ hòa tan của nó Thủy

ngân kim loại ít bị hấp thụ qua

đường tiêu hoá Thủy ngân

được thải loại ở người bình

thường là 10mg/24 giờ qua

nước tiểu và 10 mg/ngày qua

phân

B Khả năng tích lũy và chuyển dạng trong cơ thể người

-Sau khi vào cơ thể, Hg kim loại bị oxi hóa thành ion, thuỷ ngân được hít vào dưới dạng hơi dưới tác động của catalaze có trong hồng cầu, thuỷ ngân kim loại được chuyển thành ion Hg2+ lưu thông trong máu

-Xấp xỉ 80% lượng hơi thủy ngân hít vào cơ thể được hấp thụ qua phổi Mức độ hấp thụ phụ thuộc vào kích cỡ và thành phần hóa học Hấp thụ của hợp chất thủy ngân kim loại qua dạ dày và đường ruột không đáng kể, nhưng hấp thụ thủy ngân metyl thì rất lớn

-Các muối thủy ngân hầu hết không tan và phải được oxi hóa thì mới hấp thụ được Gần 15%lượng muối thủy ngân vô cơ được hấp thụ qua ruột; cặn lắng thì được đào thải qua đường phân Sau khi hấp thụ, muối thủy ngân được phân bố khắp cơ thể và mau chóng được oxi hóa

Trong máu: Trong khi Hg của hợp chất vô cơ chủ yếu kết hợp với protein huyết t hanh thì Hg của hợp chất hữu cơ lại gắn vào hồng cầu

Trong thận: Hg tích lũy ở phần đầu xa của ống lượn gần và quai Henlé Nó không tích lũy trong các cuộn tiểu cầu

Trong não: Hg khu trú nhiều trong các tế bào thần kinh của chất xám

Một số chuyển hóa của Hg và hợp chất Hg

 Người bị bệnh thận mà nhiễm Hg thì sự thải loại Hg bị cản trở Yếu tố này có thể đóng vai trò quan trọng trong những trường hợp không thấy tương quan giữa tỷ lệ đào thải qua nước tiểu và các dấu hiệu nhiễm độc

Thải loại

 Hg vô cơ thải loại qua kết tràng và thận Một tỷ lệ

nhỏ được thải qua da và nước bọt

 Tuyến bài tiết chính của thủy ngân metyl là theo

đường phân thải, nhưng tốc độ bài tiết rất chậm

IV Khả năng tác động của thủy ngân đối với con người và hệ sinh thái

ở mỗi trạng thái tồn tại

Trạng thái tồn tại của thủy ngân

Dạng thủy ngân vô cơ: dạng lỏng, hơi, ion

Dạng thủy ngân hữu cơ: khi Hg kết hợp với một phân tử chứa cacbon, là nền tảng của

những cá thể sống

(1)

1) Tác động lên môi trường, hệ sinh thái

 Hơi thủy ngân kim loại

- Thủy ngân gây thoái hóa tổ chức, tạo thành

các hợp chất protein rất dễ tan làm tê liệt

chức năng của các nhóm thiol(–SH), các hệ

thống men cơ bản và oxi hóa–khử của tế

bào Hít, thở không khí có nồng độ thủy

ngân 1mg/m3 trong thời gian dài có thể bị

nhiễm độc (từ 1–3mg/m3 có thể gây viêm

phổi cấp).

 Các hợp chất vô cơ của thủy ngân

- Clorua Hg là hợp chất vô cơ của thủy ngân thường

gặp, có độc tính rất cao Theo Douris, độc tính của clorua thủy ngân qua đường miệng như sau:

+ Từ 1g trở lên, một lần: gây nhiễm độc siêu cấp tính, tử vong nhanh.

+ Từ 150–200mg, một lần: gây nhiễm độc cấp tí

nh, thường tử vong.

+Từ 0,5–1,4mg, trong 24 giờ: gây nhiễm độc mã

n tính.

nông nghiệp.Theo Yoshino, metyl

thủy ngân làm giảm sự tổng hợp

protein của tế bào thần kinh invitro

trước khi xuất hiện các triệu chứng

về thần kinh.

Bảng: Dạng tồn tại và tính độc hại của thủy

ngân trong môi trường

Hg ( kim loại) Trơ và không độc

Hg ( hơi) Độ bay hơi cao (rất độc đối với não) Hg2+ ( phổ biến là

Hg2Cl2) Tạo hợp chất không tan với clorua, độc

tính thấp.

Hg2+ Rất độc, khó di chuyển qua màng sinh

học.

RHg+ ( hợp chất thủy ngân hữu cơ)

Độc tính cao, đặc biệt ở dạng CH3Hg, gây nguy hiểm cho hệ thần kinh một chiều, nguy hiểm cho não, dễ chui qua màng tế bào sinh học, cư trú trong mô

mỡ.

 Môi trường nước

- Thông qua chuỗi TA, lưới TA, Hg

vào nước, dưới tác dụng của VSV

metyl hóa -> CH3Hg+ (metyl thủy

ngân): tan trong chất béo và gây

độc mạnh

+ Ở một số loài: Cá Kiếm, cá ngừ,

cá bơn, hải cẩu

ví dụ: cá kiếm Hg trung bình ở con:

2) Tác động lên con người:

 Hơi thủy ngân kim loại: Người tiếp xúc lâu

dài với C= 0,1mg/m3 có nguy cơ nhiễm độc

với triệu chứng cổ điển như run

- Theo nghiên cứu cho thấy:

+ C=0,06–0,1mg/m3: mất ngủ, ăn kém ngon

+ Tiếp xúc 8 giờ/ngày trong 225 ngày lao

động/năm với nồng độ từ 0,1–0,2mg/m3, run

+C=0,05 mg/m3 chưa gây ra ảnh hưởng đáng

kể.

- Ngoài ra khi hít phải hơi thủy ngân có thể:

bệnh phổi nặng cấp tính(ho, khó thở, đau tức

ngực và có cảm giác đau rát ở phổi), mất trí n

hớ, viêm miệng, lơ mơ, co giật, nôn ói và viê

m ruột.

- Trong một số trường hợp, có thể gây ra ngộ

độc cấp tính, suy hô hấp, thậm chí tử vong nế

u tiếp xúc lượng thủy ngân lớn Bệnh Minamata ( nguồn: internet)

Thủy ngân vô cơ:

- Trong xà phòng và kem làm trắng da là tổn thương thận, phát ban, mất màu da và sẹo, làm giảm sức đề kháng của da với vi khuẩn và nấm Các tác dụng khác bao gồm gây lo âu, trầm cảm hoặc rối loạn tâm thần và bệnh thần kinh ngoại biên.

Thủy ngân clorua:

+ Thông qua đường hô hấp, tiêu hóa hoặc hấp thụ qua da.

+Ảnh Hưởng Đến Sức Khỏe:

Các Ion của Hg + men hữu cơ thuộc nhóm thiol gây mất hoạt tính và rối loạn chức năng, có thể kết hợp với acid amin và acid thuộc các nhóm carboxyl và hiđrôxyl và tế bào thứ hai trong phosphat có thể dẫn đến các tình trạng ngộ độc khác nhau.

+ Biểu hiện:

– Ngộ Độc Cấp Tính: Nhức đầu, chóng mặt, mệt mỏi, mất ngủ, hôn mê, viêm miệng, sốt nóng toàn thân, buồn n

ôn, đau bụng và tiêu chảy Một số bệnh nhân xuất hiện các nốt mụn màu đỏ trên da Nếu bị nhiễm độc nặng có t

hể dẫn đến viêm phổi và suy thận Nếu nuốt phải ăn mòn răng, viêm dạ dày và thành ruột, nghiêm trọng có thể

bị hôn mê, sốc và hoại tử thậm chí suy thận cấp tính gây ra bởi bệnh thận.

– Ngộ Độc Mãn Tính: Xuất hiện hội chứng rối loạn thần kinh, tâm thần không ổn định chẳng hạn như sợ hãi,

xấu hổ, tức giận, khóc, miệng có đờm Một vài trường hợp bị tổn thương gan và thận.

Nhiễm độc cấp tính: viêm da

Nhiễm độc bán cấp tính: Loét ở trong miệng

Nhiễm độc mãn tính: triệu chứng ở mắt

(nguồn: internet)

Phòng tránh và xử lý nhiễm độc ở người

Biện pháp kỹ thuật:

- Chống Hg bay hơi và bụi Hg bằng thông gió hợp lý.

-Làm việc với Hg ở nơi có bàn, nền, tường phải thật nhẵn, có thể rửa nước để giữ Hg không bốc hơi và thu hồi Hg.

Biện pháp phòng hộ cá nhân:

- Tạo thói quen làm việc với ý thức phòng chống nhiễm độc Hg và hợp chất Hg.

- Vệ sinh cá nhân tốt: không mặc quần áo ô nhiễm, tắm sau lao động, không ăn uống, hút thuốc ở nơi làm việc, rửa tay kỹ trước khi ăn uống

Công nghệ xử lý hơi thủy ngân:

- Xử lý hơi thủy ngân bằng manganat hoặc pecmanganat kali

- Xử lý hơi thủy ngân bằng chất hấp thụ piroluzit ( phương pháp khô và ướt phối hợp)

Sử dụng nguyên liệu tự nhiên để tách thủy ngân khỏi nước thải:

+ Tảo nâu: hấp thụ lên đến 92% thủy ngân trong nước ở mọi giá trị pH

+ Rong biển:hấp thụ lên đến 98% thủy ngân trong nước thải ở giá trị pH thấp

Thủy ngân ở dạng lỏng ít độc, nhưng ở dạng hơi, hữu cơ, hợp chất muối của nó rất độc tác nhân gây tổn thương não, gan.Hợp

chất vô cơ ít độc hơn hợp chất hữu cơ theo 3 cấp độ:

- Nhiễm độc cấp tính: Viêm dạ dày, viêm ruột non,viêm kết tràng, nôn nhiều nước bọt; nồng độ cao gây viêm phổi

- Nhiễm độc bán cấp tính: nôn mửa, tiêu chảy, đau do viêm lợi, loét miệng

- Nhiễm độc mãn tính: chủ yếu do dạng hơi, bụi thủy ngân, hợp chất thủy ngân qua đường tiêu hóa

Biểu hiện: run, dễ cáu gắt, viêm lợi, viêm miệng, mất trí nhớ

Tóm lại

Tài Liệu Tham Khảo