汞就是水银,元素符号Hg,即由水银组成。汞是化学元素,元素周期表第80位。俗称水银。还有“白澒、姹女、澒、神胶、元水、铅精、流珠、元珠、赤汞、砂汞、灵液、活宝、子明”等别称。
元素符号Hg,在化学元素周期表中位于第6周期、第IIB族,是常温常压下唯一以液态存在的金属(从严格的意义上说,镓(符号Ga,31号元素)和铯(符号Cs,55号元素)在室温下(29.76℃和28.44℃)也呈液态)。
汞是银白色闪亮的重质液体,化学性质稳定,不溶于酸也不溶于碱。汞常温下即可蒸发,汞蒸气和汞的化合物多有剧毒(慢性)。汞使用的历史很悠久,用途很广泛。在中世纪炼金术中与硫磺、盐共称炼金术神圣三元素。
发现简史
汞在自然界中分布量极小,被认为是稀有金属,但是人们很早就发现了水银。天然的硫化汞又称为朱砂,由于具有鲜红的色泽,因而很早就被人们用作红色颜料。根据殷虚出土的甲骨文上涂有丹砂,可以证明中国在有史以前就使用了天然的硫化汞。
根据中国古文献记载:在秦始皇死以前,一些王侯在墓葬中也早已使用了灌输水银,例如齐桓公葬在今山东临淄县,其墓中倾水银为池。这就是说,中国在公元前7世纪或更早已经取得大量汞。
中国古代还把汞作为外科用药。1973年长沙马王堆汉墓出土的帛书中的《五十二药方》,抄写年代在秦汉之际,是现已发掘的中国最古医方,可能处于战国时代。其中有四个药方就应用了水银。例如用水银、雄黄混合,治疗疥疮等。
东西方的炼金术士们都对水银发生了兴趣。西方的炼金术士们认为水银是一切金属的共同性——金属性的化身。他们所认为的金属性是一种组成一切金属的“元素”。
中国古代汉族劳动人民把丹砂(也就是硫化汞),在空气中煅烧得到汞。但是生成的汞容易挥发,不易收集,而且操作人员会发生汞中毒。中国劳动人民在实践中积累经验,改用密闭方式制汞,有的是密闭在竹筒中,有的是密闭的石榴罐中。
根据西方化学史的资料,曾在埃及古墓中发现一小管水银,据历史考证是公元前16—前15世纪的产物。但中国古代汉族劳动人民首先制得了大量水银。
环境
汞在自然界中普遍存在,一般动物植物中都含有微量的汞,因此我们的食物中,都有微量的汞存在,可以通过排泄、毛发等代谢,不影响健康。
汞是环境中一种生物毒性极强的重金属污染物,它进入生物体后很难被排出,严重威胁人类健康。
在过去的十几年间,世界范围内环境中汞的浓度持续上升,已经引起各国政府和环保组织的极大关注,成为继气候变化问题后的又一个全球环境问题。据估算,全球人为汞排放的45%来自燃煤,火电行业已经成为汞污染控制的重点。
根据《重点区域大气污染防治“十二五”规划》安排,我国将在“十二五”的后3年深入开展大气汞排放控制试点工作,积极推进汞排放协同控制;实施有色金属行业烟尘气除技术示范工作;编制燃煤、有色金属、水泥等重点行业大气汞排放清单,研究制定控制对策。
同时,伴随着工业的发展,汞的用途越来越广,生产量急剧增加,从而使大量的汞随着人类活动而进入环境。主要包括:施用含汞农药和含汞污泥肥料;汞矿的开采、冶炼;含汞废水灌溉;城市垃圾、废物焚烧等等。
人类活动造成水体汞污染,主要来自氯碱、塑料、电池、电子等工业排放的废水。而排向大气和土壤的也将随着水循环回归入水体。据第一财经日报综合报道,专家介绍,汞被联合国环境规划署列为全球性污染物,是除了温室气体外唯一一种对全球范围产生影响的化学物质。
自然界汞含量
随着自然的演化,环境的各个因素中都可能含有汞,形成汞的天然本底。汞的本底对判断环境中的汞污染程度很有意义。
地壳中汞的平均丰度为0.08ppm,土壤中为0.03~0.3ppm,大气中为0.1~1.0ppt。汞在大气中呈蒸汽态,因而雨水中也有汞,平均浓度为0.2ppb(1ppb为1ppm的千分之一)。
水中汞的本底浓度,内陆地下水为0.1ppb,海水为0.03一2ppb,泉水可达80ppb以上,湖水、河水一般不超过0.1ppb。
植物中汞含量
不同植物对汞的吸收累积不同,如美国大多数植物含汞量为0.01—0.20mg/kg,广州市几种植物含汞量为0.034-0.188mg/kg,不同植物差异很大。通常,谷物作物的土壤汞绝大部分(大于95%)积累于根,少部分(小于5%)进入茎与叶,进入籽粒则更少;蔬菜作物,特别是叶菜类,大约有17%在叶中,约8%贮存于茎部,约75%存在于根中。
因此,土壤汞通过谷物向人体输送的汞甚微,但通过蔬菜向人体输送的汞可达植物总汞的25%以上。其中,粮食作物中含汞量为稻谷>高梁>玉米>小麦,蔬菜作物则为根菜>叶菜>果菜。可见,同种植物不同品种之间也有差异。
常温下呈液态
原子中,电子在核的一旁飞快地运动。在核电荷数很大的原子即重原子中,强大的核电荷役使内层电子运动速度快到堪与光速相比,相对论效应影响随即而生。不过,由于原子、分子的化学性质主要由价电子决定,以致直到1970年之前人们还普遍认为相对论纯属于物理界的事,同化学没什么关系。
70年代末,出现了超级计算机,含相对论效应的量子化学计算方法顿作劲疾发展。从此相对论同化学之间的直接联系得以洞识,人们的看法也为之一改。
本文所介绍的一些研究结果旨在表明:相对论效应对重原子以及含重原子的分子、原子簇的化学、光谱性质具有实质影响。
相对论效应源自重原子内层电子的运动速度。当内层s电子的运动速度达到堪与光速相比的程度时,根据Einstein相对论公式,电子的质量会相应增加并引起内层电子轨道收缩。
表现出相对论效应影响的另一例子是汞的状态。作为金属的汞在常温下却离奇地以液态存在。
所以,由锌到镉能量间隔变小原在预料之中。然而由镉到汞该能量间隔一反而陡然增加。
其他作用
古时江湖医生用其做堕胎的药,但是对人体有害,会导致不育甚至中毒死亡。
硝酸汞可用于水泥粉煤灰中氯离子含量的测定。
中药材归经
入心、肝、肾经。
①《玉楸药解》:入手少阴心、足少阴肾经。
②《本草再新》:入肝、肾二经。
功用主治
杀虫,攻毒。
治疥痹,梅毒,恶疮,痔瘘。
①《本经》:主疥、瘘、痂、疡、白秃,杀皮肤中虱,堕胎,除热,杀金、银、铜、锡毒。
②《本草拾遗》:利水道,去热毒。
③《日华子本草》:治天行热疾,催生,下死胎。
治恶疮,除风,安神,镇心。
④《本草衍义》:治小儿惊热,涎潮。
⑤《本草蒙筌》:和大枫子研末,则杀疮虫;佐黄芩为丸。
则绝胎孕。
⑥《纲目》:镇坠痰逆、呕吐、反胃。
⑦《本草汇言》:点搽杨梅恶疮。
性味
辛,寒,有毒。权曰:有大毒。(正确)大明曰:无毒。(不正确)
采收
凡使勿用草汞并旧朱漆中者,经别药制过者,在尸中过者,半生半死者。其朱砂中水银色微红,收得后用葫芦贮之,免遗失。
集解
《别录》曰:水银生符陵平土,出于丹砂。
弘景曰:今水银有生熟。此云生符陵平土者,是出朱砂腹中,亦有别出沙地者,青白色,最胜。出于丹砂者,是今烧粗末朱砂所得,色小白浊,不及生者。甚能消化金银,使成泥,人以镀物是也。烧时飞着釜上灰,名汞粉,俗呼为水银灰,最能去虱。
恭曰:水银出于朱砂,皆因热气,未闻朱砂腹中自出之者。火烧飞取,人皆解法。南人蒸取之,得水银虽少,而朱砂不损,但色少变黑尔。
颂曰:今出秦州、商州、道州、邵武军,而秦州乃来自西羌界。《经》云出于丹砂者,乃是山石中采粗次朱砂,作炉置砂于中,下承以水,上复以盆,器外加火煅养,则烟飞于上,水银溜于下,其色小白浊。
陶氏言别出沙地者青白色,今不闻有此。西羌人亦云如此烧取,但其山中所生极多,至于一山自拆裂,人采得砂石,皆大块如升斗,碎之乃可烧煅,故西来水银极多于南方者。
又取草汞法:用细叶马齿苋干之,十斤得水银八两或十两。先以槐木槌之,向日东作架晒之,三、二日即干。如经年久,烧存性,盛入瓦瓮内,封口,埋土坑中四十九日,取出自成矣。
时珍曰:汞出于砂为真汞。雷敩言有草汞。陶弘景言有沙地汞。《淮南子》言弱土之气生白礜石,礜石生白澒。苏颂言陶说者不闻有之。按《陈霆墨谈》云。
拂林国当日没之处,地有水银海,周围四五十里。国人取之,近海十里许掘坑井数十,乃使健夫骏马,皆贴金箔,行近海边。日照金光晃耀,则水银滚沸如潮而来,其势若粘裹。
其人即回马疾驰,水银随赶。若行缓,则人马俱扑灭也。人马行速,则水银势远力微,遇坑堑而溜积于中。然后取之,用香草同煎,则成花银,此与中国所产不同。按:此说似与陶氏沙地所出相合;又与陈藏器言人服水银病拘挛,但炙金物熨之,则水银必出蚀金之说相符。
盖外番多丹砂,其液自流为水银,不独炼砂取出,信矣。胡演《丹药秘诀》云:取砂汞法:用瓷瓶盛朱砂,不拘多少,以纸封口,香汤煮一伏时,取入水火鼎内,炭塞口,铁盘盖定。
凿地一孔,放碗一个盛水,连盘复鼎于碗上,盐泥固缝,周围加火煅之,待冷取出,汞自流入碗矣。邕州溪峒烧取极易,以百两为一铫,铫之制似猪脬,外糊厚纸数重,贮之即不走漏。若撒失在地,但以川椒末或茶末收之,或以真金及鍮石引之即上。
嘉谟曰:取去汞之砂壳,名天流,可点化。
用法与用量
外用:和它药研末调敷。
宜忌
大毒之品,不宜内服,孕妇尤忌。
外用亦不可过量或久用,以免中毒。
①《本草经集注》:畏慈石。
②《药对》:畏砒霜。
③《本草拾遗》:人患疮疥,多以水银涂之,性滑重,直入肉,宜慎之。
④《本草经疏》:头疮切不可用,恐入筋络,必缓筋骨,惟宜外敷,不宜内服。
选方
①治疥癣疮,经年不差:水银一两,白矾一两,蛇床子一两,雄黄一两,闾茹末一两。
上药,入炼了猪脂半斤,都研侯水银星尽,便用敷之,日三两上。(《圣惠方》水银膏)
②治燥癣:水银、胡粉。研令调以涂之。(《肘后方》)
③治热疮疥癣,痒痛不可忍者:水银、芜荑。酥和涂之。(《近效方》)
④治杨梅毒疮:水银、黑铅各一钱(结砂),黄丹一钱,乳香、没药各五分。为末,以纸卷作小拈,染油点灯,日照(熏)疮三次。(《纲目》)
⑤治痔,谷道中虫痒不止:水银、枣膏各二两。同研相和,拈如枣形状,薄绵片裹,纳下部。若痛者,加粉三大分作丸。(《梅师集验方》)
⑥治白癜风:水银拭之令热即消,数拭之,差乃止。(《千金方》)
⑦治腋下狐臭:水银,胡粉。上二味,以面脂研和涂之。
制备方法
在自然界中,汞多以化合物的性质存在,汞亲铜和硫,故汞大部分以硫化汞(朱砂)的形式分布。在古代人们就已经掌握了朱砂提汞的方法,即在空气中煅烧,收集蒸发的汞蒸气并冷凝既得金属汞。
在空气流中加热辰砂,所得蒸气经冷凝可得汞。
将辰砂在空气中焙烧或与生石灰共热得到。
回收处理
水银的回收、撒后的收集以及废水银的处理。提纯:水银作为具有挥发性的无机化工单质产品是有挥发性和毒性的,如果不小心打破水银温度计或有汞设备,水银的玻璃仪器闲置或有积压处理要到指定国家单位做登记处理,也要做好水银中毒的防护措施。
水银在不小心洒到地面后会形成很细微的小颗粒,附着在墙壁、衣物、地面上,如果不进行处理在未来几年甚至几十年的时间里一直存在,如果没有特殊温度的变化它的挥发速度是相当慢的,所以如果您不小心洒地面上了一定要做很详细的收集工作以及水银处理的工作。
可以用工业级硫磺粉洒到地面上,待硫磺粉与汞的小颗粒完全融在一起,会形成汞齐,是固态的,也是无毒的(当然也是废料了),然后就可以把它收集起来放到一个容器里密封起来。密封的时候最好在水银的液体里面放入一部分水,再用盖子拧严,这时水银在有水层保护下是没有挥发性的,也是无毒性的了。
水银的处理:如果你有部分汞设备、废的汞电池、或汞的部分玻璃仪器要处理,千万不要简单的扔到大街上的垃圾箱内,一定要找专业的水银回收单位做汞的最后提纯处理。
如果您是非专业人士千万不要擅自打开,水银要在通风流畅的地方,在常温下由专业人士带上汞专用防毒口罩操作,水银对妇女和儿童的健康伤害是无可逆转的,会对妇女的生育和儿童的神经发育造成很大的伤害!废汞的提纯要采用高温密闭容器加压蒸馏作业过滤后的方法,非专业人士、非专业知识禁止操作!
MSDS
对环境的影响:
一、健康危害侵入途径:吸入、食入、经皮吸收。
健康危害:急性中毒:病人有头痛、头晕、乏力、多梦、发热等全身症状,并有明显口腔炎表现。可有食欲不振、恶心、腹痛、腹泻等。部分患者皮肤出现红色斑丘疹,少数严重者可发生间质性肺炎及肾脏损伤。
慢性中毒:最早出现头痛、头晕、乏力、记忆减退等神经衰弱综合征;汞毒性震颤;另外可有口腔炎,少数病人有肝、肾损伤。
二、毒理学资料及环境行为污染来源:汞用于仪表制造、电工技术和各种仪器的生产、各种汞化合物用于化学、化学制药、木材加工、造纸等工业,化学毒剂、颜料、金属电镀、爆竹制造及有机合成的生产中也常使用汞。
此外,汞选矿厂的废水和生产蓄电池等工业废水中也往往有高含量的汞,从而造成中毒事件。
随饮水进入人体和动物体内的汞及其化合物毒性很大,因为肠对汞及其化合物吸收很快,并可随血液进入器官和组织中,进而引起剧烈的全身性的毒性作用。随饮水进入成年人体内的示致死量为75~100mg/d。二价汞或升汞的毒性特别大,因为它们易溶于类脂化合物中并很快进入组织。
烷基汞比无机汞的毒性更大。工业上长期接触汞或长期生活在受汞污染的环境中可引起慢性中毒,从而发生脑皮质萎缩和中枢及末梢神经脱髓鞘,临床上有精神、表情和运动障碍、口腔粘膜发生溃疡性炎症。日本所发生的水俣病,是一种中毒性神经疾病,是工业污染引起的有机汞中毒事件。迁移转化:天然水体是由水相、固相、生物相组成的复杂体系。
汞在这些相中,具有多种存在状态。在水相中,汞以Hg、Hg(OH)n、CH3Hg、CH3Hg(OH)、CH3HgCl、C6H5Hg为主要形态。在固相中,以Hg、Hg、HgO、HgS、CH3Hg(SR)、(CH3Hg)2S为主要形态。在生物相中,以Hg、CH3Hg、CH3HgCH3为主要形态。
它们将随着环境条件的变化而发生改变。水体中汞的生物迁移在数量上是有限的,但由于在微生物的参与下,沉积在水体中的无机汞能转变成剧毒的甲基汞,并且沉积物中生物合成的甲基汞能连续不断地释放入水中。
由于甲基汞具有很强的亲脂能力,因而水中低量的甲基汞能被水生生物吸收,通过食物链逐级富集与转移,威胁人类的健康与安全。
因此,汞的生物迁移过程,实际上主要是甲基汞的迁移与累积过程,这与无机汞在气、水中迁移完全不同,它是一种危害人体健康与威胁人类安全的生物地球化学流迁移。汞进入土壤后95%以上能迅速被土壤吸持或固定。
主要是土壤中含有的粘土矿物和有机质对汞有强烈的吸附作用,因此汞易累积在土壤中。危险特性:常温下有蒸气挥发,高温下能迅速挥发。与氯酸盐、硝酸盐、热硫酸等混合可发生爆炸。
燃烧(分解)产物:氧化汞。
3.现场应急监测方法:气体检测管法
试纸比色法;碘化亚铜检气管比度法《空气中有害物质的测定方法》,杭士平主编
速测管法;阳极溶出伏安法《突发性环境污染事故应急监测与处理处置技术》万本太主编
气体速测管(北京劳保所产品、德国德尔格公司产品)4.实验室监测方法:
监测方法来源类别
冷原子吸收分光光度法GB7468-87水质
还原气化-原子吸收光谱测定法WS/T128-1999作业场所空气
冷原子吸收分光光度法GB/T17136-1997土壤
冷原子吸收分光光度法GB/T15555.1-95固体废物浸出液
冷原子吸收分光光度法CJ/T98-99城市生活垃圾
冷原子吸收分光光度法《空气和废气监测分析方法》,国家环保局编空气和废气
双硫腙比色法《空气中有害物质的测定方法》(第二版)杭士平主编空气
原子吸收法《固体废弃物试验分析评价手册》中国环境监测总站等译固体废弃物
5.应急处理处置方法:金属汞不溶于水,易溶于水的汞化合物主要有氯化亚汞、硫酸汞、硝酸汞、次氯酸汞和各种烷基汞。因此造成水的突发污染事故一般是由这些可溶于水的汞化合物所致。如果发生汞污染的重大事故,可在受污染的水体中加入苛性碱后,再加入硫化钠或硫化钾。
吹空气于水体里,在气泡的翻动下使溶于水中的硫离子和汞结合成硫化汞沉淀,待硫化汞沉淀后清除底质则达到去除水中汞的目的。
首先将污水注入中和池,然后流进空气分离器,拉着向其中加入硫化钠和可溶性苛性钠(以维持碱性环境),其结果氢氧化物在浓缩池沉淀析出,而开成的硫化亚汞停留在过滤器上。
这种方法可使废水中汞的浓度从15~25mg/L降至0.003~0.01mg/L。另一种方法是用阳离子交换过滤器回收污水中的汞。事前先将污水中的悬浮物和其他机械混合物过滤,过滤后的污水送入装有活性炭的空心柱装置,然后进行阳离子过滤。
净化后的污水汞含量可达到0.1mg/L。一、泄漏应急处理疏散泄漏污染区人员至安全区,禁止无关人员进入污染区,建议应急处理人员戴自给式呼吸器,穿化学防护服。不要直接接触泄漏物,在确保安全情况下堵漏。收集转移回收。
无法收集的可用多硫化钙或过量的硫磺处理。二、防护措施呼吸系统防护:可能接触其蒸气时,应该佩带防毒口罩。必要时建议佩带自给式呼吸器。
眼睛防护:戴安全防护眼镜。
防护服:穿相应的防护服。
手防护:戴防化学品手套。
其它:工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作后,彻底清洗。单独存放被毒物污染的衣服,洗后再用。进行就业前和定期的体检。
三、急救措施皮肤接触:脱去污染的衣着,立即用流动清水彻底冲洗。
眼睛接触:立即提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水冲洗。
吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。注意保暖,必要时进行人工呼吸。就医。
食入:误服者立即漱口,给饮牛奶或蛋清。就医。灭火方法:不燃。
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