Mercur (element)

De la Wikipedia, enciclopedia liberă
Salt la: Navigare, căutare
Pentru alte sensuri, vedeți Mercur (dezambiguizare).
Mercur
Pouring liquid mercury bionerd.jpg
Mercur lichid
AuMercurTl
Cd
   
 
80
Hg
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
Hg
Cn
Tabelul completTabelul extins
Informații generale
Nume, Simbol, Număr Mercur, Hg, 80
Serie chimică metale
Grupă, Perioadă, Bloc 16, 6, d
Densitate 13545,9 kg/m³
Culoare argintiu
Număr CAS
Număr EINECS
Proprietăți atomice
Masă atomică 200,59 u
Rază atomică 150 (171) pm
Rază de covalență 132 pm
Rază van der Waals 155 pm
Configurație electronică [Xe] 4f145d106s2
Electroni pe nivelul de energie
Număr de oxidare
Oxid
Structură cristalină
Proprietăți fizice
Fază ordinară lichid
Punct de topire −38,83 °C;234,32 K
Punct de fierbere 356,73 °C;629,88 K
Energie de fuziune 0,05868 kJ/mol
Energie de evaporare 0,44936 kJ/mol
Temperatură critică  K
Presiune critică  Pa
Volum molar 14,09 · 10-6 m³/kmol
Presiune de vapori
Viteza sunetului m/s la 20 °C
Forță magnetică
Informații diverse
Electronegativitate (Pauling) 2,00
Căldură specifică 140 J/(kg·K)
Conductivitate electrică 1,04 · 106 S/m
Conductivitate termică 8,3 W/(m·K)
Primul potențial de ionizare 1007,1 kJ/mol
Al 2-lea potențial de ionizare 1810 kJ/mol
Al 3-lea potențial de ionizare {{{potențial_de_ionizare_3}}} kJ/mol
Al 4-lea potențial de ionizare {{{potențial_de_ionizare_4}}} kJ/mol
Al 5-lea potențial de ionizare {{{potențial_de_ionizare_5}}} kJ/mol
Al 6-lea potențial de ionizare {{{potențial_de_ionizare_6}}} kJ/mol
Al 7-lea potențial de ionizare {{{potențial_de_ionizare_7}}} kJ/mol
Al 8-lea potențial de ionizare {{{potențial_de_ionizare_8}}} kJ/mol
Al 9-lea potențial de ionizare {{{potențial_de_ionizare_9}}} kJ/mol
Al 10-lea potențial de ionizare {{{potențial_de_ionizare_10}}} kJ/mol
Cei mai stabili izotopi
Simbol AN T1/2 MD Ed PD
MeV
Precauții
NFPA 704
Unitățile SI și condiții de temperatură și presiune normale dacă nu s-a specificat altfel.

Mercurul (υδράργυρος, în greacă Hydrargyros, latină „argentum vivum”, „vif argent”, „argento vivo” sau argintul viu[1]) este un element chimic reprezentat prin simbolul Hg și care are numărul atomic 80. Metal al blocului d, mercurul este unul din cele 6 elemente care sunt lichide la o presiune și temperatură apropiată de cea a camerei[2][3]; un alt element care este întâlnit în aceleași condiții este bromul, deși metale precum cesiul, galiul și rubidiul se lichefiază la temperaturi puțin mai mari decât cea a camerei.

Comparativ cu alte metale, mercurul nu reacționează cu majoritatea acizilor, precum acidul sulfuric diluat, deși acizii oxidanți precum acidul sulfuric și acidul azotic concentrat sau aqua regia îl dizolvă, rezultând sărurile sulfate, nitrate și clorurile. Reacționează totodată cu pulberea de sulf, utilizată să absoarbă vaporii de mercur[4].

Este întâlnit în natură predominant sub forma cinabrului (sulfură de mercur); pigmentul roșu vermilion, forma pură a sulfurii de mercur, este obținut în urma reacției mercurului (redus din cinabru) cu sulful. Mercurul este utilizat în interiorul termometrelor, barometrelor, manometrelor, sfigmomanometrelor, lămpilor fluorescente, precum și în cadrul altor dispozitive. Acțiunea sa toxică a determinat înlocuirea sa din interiorul termometrelor sau manometrelor, în favoarea alternativelor precum alcoolul.

Ingestia cinabrului sau inhalarea acestuia este foarte toxică; otrăvirea cu mercur poate rezulta din expunerea formelor hidrosolubile ale acestuia (precum clorura de mercur sau metilmercurul), inhalarea vaporilor de mercur sau consumarea alimentelor contaminate cu mercur.

Descoperire[modificare | modificare sursă]

Simbolul planetei Mercur a fost utilizat din Antichitate pentru reprezentarea acestui element.

Cinabrul, principalul minereu compus din sulfură de mercur, a fost probabil utilizat ca și pigment încă din vremurile preistorice[5]. În urmă cu 20.000 de ani, cinabrul avusese o aplicație pigmentară, fiind numit vermilion și utilizat de către locuitorii peșterilor din Spania și Franța.[6]

Extragerea mercurului din cinabru a fost menționată pentru prima dată de către filosoful grec Aristotel, în secolul al IV-lea, de unde provine și denumirea sa elenă, hydrargyros[7]. Pliniu afirma despre mercur:

„Acționează ca o otravă asupra tuturor lucrurilor, și găurește urnele, țâșnind din acestea datorită proprietăților sale maligne. Toate substanțele plutesc pe suprafața argintului viu, cu excepția aurului, fiind singura substanță care este atrasă de aceasta. De aici și excelentul rol de rafinare al aurului, datorită abilității ușoare de respingere a impurităților în momentul când se află într-un vas pământiu cu aur. Odată ce aceste superfluități sunt expulzate, nu rămâne nimic de făcut decât să fie separat de aur[6]

Elementul a fost numit după zeul roman Mercur, cunoscut pentru viteza acestuia; totodată semnul astrologic al planetei a devenit unul din simbolurile alchimie ale acestui metal. Mercurul este singurul metal al cărui nume este comun cu cel planetar-alchimic.[8]

Mercurul este un element care este întâlnit în scoarța terestră; a fost cunoscut încă din perioada vechilor greci, romani,[9] chinezi și hinduși[10]. În China Antică, mormântul Împăratului Ch'i-Huang-Ti, care murise în anul 210 î.Hr., conținea o hartă în relief a Chinei în care râurile și oceanele erau reprezentate de mercur[11]. Chinezii considerau că medicamentele pe bază de mercur sau cinabru pot prelungi viața, probabil datorită proprietăților acestora de conservare; cu toate acestea, câțiva împărați decedaseră din cauza otrăvirii cu mercur, în încercările lor de a fi nemuritori. În urma cu 4.000 de ani, femeile din China utilizau mercurul ca și metoda contraceptiva cu administrație orala.[12].

Probe de mercur au fost descoperite în morminte egiptene[13], iar vârsta acestora a fost determinată a fi de 3.500 ani[14]. Arheologul Heinrich Schliemamm descoperise o urnă de mărime mică plină cu mercur într-un mormânt din Kurna, Egipt, datând din anii 1600-1700 î.Hr.[6]

Cea mai timpurie descriere a amalgamării aurului a fost făcută de către Abu Rayhan al-Biruni, cercetator persan al secolului al XI-lea[11], autor al unor texte alocate mineralogiei, pietrelor prețioase și metalelor; conform acestuia, aurul era procesat din minereu prin zdrobire, apoi minereu era spălat și se adăuga mercurul. Aurul era de asemenea recuperat din Sind, depozitând mercur în mici adâncituri săpate în albia răului. Sedimentele aurifere ar fi spălate peste bălțile mercurice, formându-se amalgamul aurului cu mercur. În ambele cazuri, amalgamul era recuperat și filtrat prin piele pentru separarea celor două elemente, iar ca pas final, amalgamul era ars pentru a se volatiliza mercurul și pentru a purifica aurul.[15]

A fost cunoscut și în rândul alchimiștilor în timpul Evului Mediu; aceștia considerau că mercurul, sulful și sarea sunt principalele elemente care constituie Pământul. Cuvântul hindus pentru alchimie, rasasiddhi, înseamnă cunoașterea mercurului. La acea perioadă, șapte metale erau cunoscute: mercurul, aurul, argintul, cuprul, staniul (cositorul), plumbul și fierul; se credea că în urma unui amestec corect al ingredientelor, mercurul poate fi transmutat în aur[16].

Începând cu secolul al XVI-lea, cunoștințele despre mercur se vor dezvolta; de exemplu, în anul 1556, Agricola detaliază modul de utilizare al mercurului și efectele inhalarii vaporilor acestuia asupra sănătății umane.[17] Datorită scrierilor lui Paracelsus, mercurul devenise, alături de antimoniu, un element utilizat în tratamentele venerice.[18]

Structura atomică[modificare | modificare sursă]

Structura atomului de mercur este determinată de numărul nucleonilor din nucleul atomic; mercurul prezintă 80 de protoni și 121 de neutroni. Raza atomică medie este de 0.155 nm[19], raza ionică este de 0.112 nm[19], iar raza covalentă este de 0.149 nm.[19] Structura cristalină a mercurului este romboedrică, iar fiecare atom de mercur este înconjurat de alți 6 atomi învecinați la o distanta de 0.300 nm și alți șase atomi la o distanță de 0.347 nm[20].

Configuratia electronica a atomului de mercur, reprezentata pe straturi electronice

Configurația electronică a atomului de mercur este 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4f14 4d10 5s2 5p6 5d10 6s2[21]

Izotopii[modificare | modificare sursă]

Mercurul prezintă șapte izotopi stabili, cel mai abundent fiind 202Hg (29,80%). Radioizotopii cei mai longevivi sunt 194Hg cu un timp de înjumătățire de 444 ani și 203Hg cu un timp de înjumătățire de 46.612 zile. Radioizotopii rămași au timpul de înjumătățire mai mic de o zi.[4]

Cu toate că izotopii mercurului sunt caracterizați de proprietăți chimice similare, datorită maselor diferite, reacțiile acestora diferă relativ puțin. Izotopii mai ușori reacționează mai rapid decât cei grei, cauzând prin aceasta îmbogățirea produșilor de reacție în reacțiile ireversibile[22].

În general, procesele fizice precum evaporarea, condensarea și difuzia ionilor sau moleculelor datorită concentrației sau temperaturii cauzează fracționarea izotopică în izotopi stabili; izotopii ușori se evaporă și permit ca difuzia să fie mai rapida, iar cei grei se condensează[22].

Răspândire pe Pământ[modificare | modificare sursă]

Surse naturale[modificare | modificare sursă]

La nivel mondial, cantitatea totala de mercur este estimata a fi de 334.17 miliarde tone metrice; aproape întreaga cantitate este regăsită în sedimentele oceanice (98.75%) și în apele oceanice (1.24%), iar restul este conținut în sol. Sursele naturale de mercur permit pătrunderea acestuia în biosferă ca și gaz, atunci când exista activitate vulcanica terestra și oceanica, în solutii sau în minereuri. Procesele naturale prin care mercurul este emis în atmosferă mai pot cuprinde volatilizarea mercurului în mediile marine și acvatice, volatilizarea provenita din vegetație[23].

Ciclul global al mercurului implica degajarea acestuia din scoarța terestra, transportul aerian al vaporilor de mercur și depozitarea acestuia în sol și ape; cantitatea de mercur care poate pătrunde anual în atmosferă este în medie de 30.000 tone[24].

În mod natural, este întâlnit ca cinabru (HgS), tiemanit (HgSe)[25], coloradoit (HgTe)[25], coccinit (Hg2I2)[25] și livingstonit (Hg[Sb4S7]), iar principalele depozite europene sunt în Almaden (Spania), Idria (Slovenia nord-vestica), regiunea Rheinpfalz din Germania și regiunea Monte Amiata în Toscana (Italia)[26].

H.T. Shacklette determinase continutul caracteristic de mercur al plantelor care cresc in medii ce contineau nivele normale si ridicate de mercur[27]. Acesta ajunsese la concluzia ca in mediile cu continut normal de mercur, plantele contineau 500 ppb in tesuturile lor uscate, pe cand cele crescute in solul unde exista depozite purtatoare de mercur atingeau un nivel intre 500-3500 ppb. Cantitatea mult mai mare de mercur poate fi intalnita ca si pelicula reziduala sau ca si depozit in tesuturi datorita aplicarii compusilor mercurici sau din cauza contaminarilor in urma deversarii[28].

Surse antropogenice[modificare | modificare sursă]

Eliberările de mercur în atmosferă sunt considerate a fi provocate de procesele industriale și de sursele de combustie, conținând formele volatile ale mercurului, precum și formele sale particulare. Mercurul gazos include formele chimice elementare și oxidate ale acestuia, în timp ce formele particulare sunt constituite din compușii chimici ai mercurului, datorită presiunii înalte a vaporilor săi[23].

Proveniența mercurului este determinată de tipul de combustibil folosit, precum cărbunele, petrolul sau deșeurile municipale. În anul 1996, arderea combustibililor fosili a contribuit la eliberarea a 76 tone de mercur în atmosferă, dintre care 66 de tone proveneau din arderea cărbunilor[29], iar 10 tone proveneau din arderea petrolului și gazelor naturale[29]. Diverse incineratoare și aparate de combustie a deșeurilor au eliberat 54 tone de mercur în atmosferă în 1996, dintre care 27 tone proveneau din deșeurile menajere, 15 tone din deșeuri medicale, iar materialele periculoase (lichide și solide) au emis 11 tone de mercur[30]. Mercurul mai patrunde in mediul inconjurator si datorita incinerarii materialelor precum componentelor auto, bateriilor, becurilor fluorescente, produselor medicale, termometre si termostate[31]. Datorita riscului adus de aceste produse sanatatii, s-au facut eforturi in reducerea cantitatii de mercur in productia acestora; de exemplu, cantitatea de mercur din termostate in SUA a fost scazut de la 14.5 tone in 2004 la 3.9 tons in 2007.[32]

Unele procese antropogenice care nu au mai fost utilizate de mult timp, au încă ca și rezultat emisii semnificative în cadrul mediului înconjurător, estimându-se că unele lacuri sau râuri conțin mercur într-o cantitate de 2 sau 4 ori mai mare încă de la începutul erei industriale. În Suedia secolului al XX-lea, concentrația de mercur a fost stabilită a fi de 4 până la 7 ori mai mare în partea sudică și de 2 până la 3 ori mai mare în partea nordică[23].

Deoarece este un material poluant care nu se poate degrada, creșterea nivelului de mercur semnalează anumite probleme. În Minnesota, în lacurile izolate produse de activitatea industrială, contaminarea sedimentelor cu mercur s-a triplat în ultimii 150 de ani, iar aceasta creștere este datorată surselor antropogenice[33].

Simbolul pentru substanţe periculoase pentru mediul înconjurător
Amount of atmospheric mercury deposited at Wyoming's Upper Fremont Glacier over the last 270 years

Depozitele preoindustriale de mercur la nivel atmosferic sunt considerate a fi de 4 ng /(1 L de gheata). Cu toate ca este considerat a fi un nivel natural de expunere, sursele de ordin regional sau global pot afea efecte semnificative. Eruptiile vulcanice pot intensifica sursele atmosferice de mercur de 4-6 ori.[34]

Agentii naturali, precum vulcanii, sunt considerati a fi responsabili pentru aproximativ jumatate din emisiile atmosferice de mercur, comparativ cu jumatatea emisa din activitatea antropologica, desfasurata dupa cum urmeaza:[35][36][37]

  • 65% provin din statiile stationare, dintre care uzinele pe baza de carbune sunt considerate a fi principala sursa (40% din emisiile de mercur in SUA anului 1999). Aceseta includ si uzinele care au ca si combustibil gaz, insa din care mercului nu a fost indepartat. Emisiile datorate combustiei carbunelui sunt clasificate intre ordinul I si II al magnitudinii mai inalte decat emisiile combustiei petroliere, in functie de tara.[35]
  • 11% provin din extractia aurifera. Cele trei surse principale ale emisiei de mercur in SUA sunt reprezentate de cele mai mari 3 mine. Extragerea hidrogeochimica a mercului din bazinele aurifere au fost considerate a fi o sursa semnificativa de mercur atmosferic in estul Canadei.[38]
  • 6.8% provin din producerea metalelor neferoase, in special in cadrul furnalelor.
  • 6.4% provin din productia cimentului.
  • 3.0% provin din manevrarea deseurilor, incluzand deseurile municipale si cu risc, cele care provin din crematorii precum si incinerarea namolului din canalizari.
  • 3.0% provin din productia sodei caustice.
  • 1.4% provin din productia otelului si a fontei.
  • 1.1% provin din productia mercurica, in special pentru baterii.
  • 2.0% au alte surse de provenienta.

Procentajele mentionate mai sus sunt estimari ale emisiilor de mercur cauzate de activitatea umana la nivel global in 2000, excluzandu-se arderea biomasei, sursa importanta in unele regiuni.[35]

Recent, s-a determinat ca aerul urban este contaminat cu o concentratie de mercur de 0.01–0.02 µg/m3. Un studiu din anul 2001 a masurat nivelul de mercur in cadrul a 12 locatii cu spatiu inchis, alese sa reprezinte tipurile de cladire, locatiile si varstele in cadrul suprafetei orasului New York area; studiul a determinat ca exista o crestere semnificativa a concentratiei de mercur, comparativ cu nivelul exterior, fiind considerat a fi de 0.0065 – 0.523 μg/m3. Valoarea medie a fost determinata a fi de 0.069 μg/m3.[39]

Un dezastru industrial a fost considerat a fi deversarea compusilor mercurici in Golful Minamata, Japonia. Se estimase ca mai mult de 3000 de persoane ar fi fost afectate de diverse malformatii, simptome severe ale otravirii cu mercur si decese provocate de un sindrom ce a ajuns sa fie cunoscut ca "boala Minamata".[40][41]

Circuitul mercurului în natură[modificare | modificare sursă]

Fluxul mercuric din atmosferă către sol sau ape este susținut de circuitul global natural, circuitul global perturbat de activitățile umane, sursele regionale și locale[23]. Circuitul global al mercurului, precum și impactul surselor antropogenice sunt mai dificile de înțeles datorită naturii specifice a emisiilor și a proceselor de depozitare[23].

Fiind un element chimic întâlnit în mod natural în mediu, este prezent în biotop; distribuția globală a mercurului este estimată a fi în sedimentele oceanice, ce conțin aproximativ 1017 g de mercur, în principal sub forma cinabrului, apele oceanice 1013g, sedimentele din sol și apele proaspete 1013 g, biosfera 1011g, atmosferă 108g și apele proaspete 107g[23].

O mai buna înțelegere a contribuției surselor antropogenice privind eliberarea mercurului în natură este limitată de incertitudinile substanțiale privind emisiile naturale, precum și cantitatea și sursa primară de mercur ce e reemisă către atmosferă de către soluri și ape. Estimările recente indică faptul că aproximativ 200.000 tone de mercur au fost emise în atmosferă din 1890, aproximativ 95% fiind localizat în soluri, 3% în oceane și 2 % în atmosfera[23].

Proprietăți[modificare | modificare sursă]

Fizice[modificare | modificare sursă]

Proba de mercur

Mercurul este singurul metal care este întâlnit în starea de agregare lichida în condiții standard de temperatură și presiune; este un metal non-combustibil, greu, de culoare argintie care se va contracta sau își va mări volumul odată cu creșterea temperaturii, făcându-l un material ideal pentru termometre. Comparativ cu alte metale, este un slab conductor termic și un ușor conductor de electricitate[42].

Este ușor volatil, eliberând vapori toxici dacă este încălzit, iar vaporii acestuia (deși incolori) pot fi recunoscuți după culoarea lor albastru-violacee în momentul când electricitatea este prezentă[43]. Prezintă un punct unic de topire, -38.83 °C, un punct de fierbere de 356.73 °C, și are o densitate de 13.5336 g/cm3[44]. La încălzire, metalul se dilată în mod uniform, fierbând la temperatura de 357.01 °C și vaporizându-se la 360 °C[45]. Mercurul prezintă solubilitate mare [46].

Sublimatul coroziv de mercur este o sare neutră, formată prin uniunea acidului unei sări comune și mercur și care conține o cantitate de acid destul de abundentă pentru a putea dizolva noua cantitate de mercur, din moment ce patru parți din sublimat pot dizolva mai mult de trei parți de mercur proaspăt[47]. Dacă este privat de acidul conținut, mai este cunoscut și sub numele de mercur dulce (mercure doux)[48] și se prezintă într-o stare perfectă de sare neutră; prezintă mai putin acid decât s-ar putea să conțină, în timp ce sublimatul coroziv de mercur reprezintă excesul de acid al sării comune).[48]

Chimice[modificare | modificare sursă]

Vezi și: Categorie:Compuși mercurici

Mercurul dizolvă aurul, zincul și multe alte metale formând aliaje cu acestea denumite amalgame. Deoarece fierul este o excepție de la această regulă, recipientele de fier au fost folosite în comerțul cu mercur. Încălzirea mercurului în aer conduce la formarea oxidului de mercur.

Poziția sa în seria reactivității metalelor face mercurul un metal care nu reacționează cu acizii obișnuiți precum acid sulfuric diluat, deși acizii oxigenați concentrați ca acidul sulfuric sau acidul azotic sau apa regală (acid clorhidric + acid azotic) pot să dizolve mercurul în scopul obținerii sulfaților, azotaților și clorurilor. La fel ca și argintul, poate reacționa cu acidul sulfhidric atmosferic. Mercurul reacționează cu sulful, neutralizând astfel vaporii rezultați în cazul unor scurgeri accidentale de mercur.[49]

Mercurul în stare elementara este relativ inert în aerul uscat, oxigen, oxid nitros, dioxid de carbon, amoniac; în atmosfera umeda, este acoperit de o pelicula de oxid mercuros, iar încălzirea în aer sau oxigen la 350 °C îl transforma în oxidul mercuric de culoare roșie: 2Hg(s) + O2(g) → 2HgO(s)

Mercurul metalic reacționează cu halogenurile, formând săruri; astfel rezultă...

Săruri Formula
fluorura de mercur (II) Hg(l) + F2(g) → HgF2(s) (alba)
clorura de mercur (II) Hg(l) + Cl2(g) → HgCl2(s) (alba)
bromura de mercur (II) Hg(l) + Br2(l) → HgBr2(s) (alba)
iodura de mercur(II) Hg(l) + I2(s) → HgI2(s) (rosie)

Mercurul dizolva alte metale, formând compușii numiți amalgame[45]. Amalgamarea reprezinta metoda chimică de recuperare a mercurului pentru reutilizare prin procesarea soluțiilor sărurilor de mercur în apă[50]; acest proces depinde de abilitatea mercurului de a forma aliaje cu puncte de topire joase în rândul numeroaselor metale[50]. De exemplu, un metal (de regulă zincul) ce este potent din punct de vedere termodinamic să descompună compușii mercurului, este pus în contact cu o soluție a unei sări de mercur. Intervine o reacție chimică ce va reduce ionii de mercur la mercurul metalic, care se va combina ulterior cu zincul pentru a forma aliajul solid[50].

Testele efectuate în laboratoare au indicat că un schimb electronic cauzează gazele nobile să reacționeze cu vaporii mercuroși. Acești compuși sunt stabili datorită forțelor Van der Waals și rezultă în Hg·Ne, Hg·Ar, Hg·Kr și Hg·Xe (vezi exciplex). Compușii organici ai mercurului sunt de asemenea importanți. Metilmercurul este un compus periculos care este găsit ca un agent poluant în ape.

Descoperirea fluorurii de mercur (IV) (HgF4) a fost anunțată în septembrie 2007.[51]

Fulminatul de mercur, Hg2(NO3)2, poate fi obținut prin dizolvarea mercurului în acid azotic, adăugând apoi alcool etilic[52]. Reacțiile chimice includ nitrarea mercurului metalic cu un exces de acid azotic:

Hg + 3 OHNO2 => HgNO3 + OHNO2 + NO2

iar apoi azotatul de mercur și excesul de acid va fi adăugat într-o soluție de etanol, formând astfel fulminatul de mercur:

HgNO3 + HNO3 + C2H6O => Hg(ONC)2

Sulfura de mercur, HgS, este preparată prin precipitarea ionilor Hg2+ folosind o soluție de acid hidrocloric cu hidrogen sulfurat[25].

Acțiune fiziologică[modificare | modificare sursă]

Cu toate că este prezent în construcția tuturor organismelor vii, datorită volatilității sale ce îi permite infiltrarea în acestea, mercurul nu prezintă nici un rol biologic. Cantitatea ingerată este de 3 micrograme/zi în rândul adulților, iar în cazul copiilor este de 1 microgram/zi[53]. Solurile utilizate în agricultură pot conține 0.2 ppm de mercur, pătrunzând în alimente precum morcovii, cartofii și ciupercile, acestea din urmă conținând până la 1 ppm sau mai mult[53].

Mercur elementar[modificare | modificare sursă]

Mercurul este un element prea putin absorbit în contactul cu pielea sau atunci când este ingerat, fiind periculos datorită potențialului său volatil. Testele efectuate pe subiecte animale au demonstrat că mai putin de 0.01% din mercurul ingerat este absorbit intact de-a lungul tractului gastrointestinal , deși acest lucru nu s-ar aplica celor care suferă de ileus. Cazuri ale toxicității sistemice în ingestia accidentala sunt rare, iar încercările de suicid prin administrarea intravenoasa a mercurului nu apare în aceste cazuri[54]. Cu toate că studiile nu s-au efectuat din punct de vedere cantitativ, proprietățile fizice ale mercurului elementar îi limitează absorbția în pielea intacta[55]. Mercurul poate fi absorbit dermal, însă acest traseu este stabilit a fi de doar 1% prin inhalare[56].

Aproximativ 80% din vaporii de mercur inhalați sunt absorbiți prin intermediul sistemului respirator, fiind apoi distribuit prin sistemul circulator în tot corpul[57]. Expunerea cronică, chiar și la concentrații mici între 0.7–42 μg/m3, au arătat ca și simptome tremurul, cunoștințe cognitive slabe și tulburări ale somnului[58][59].

Mercur anorganic[modificare | modificare sursă]

Mercurul este întâlnit ca și compus anorganic în substanțe precum sărurile, de exemplu clorura de mercur (II); aceste săruri afectează sistemul gastrointestinal și rinichii, cauzând distrugerea țesutului renal. Cu toate acestea, deoarece nu pot pătrunde ușor dincolo de bariera sânge-creier, mercurul poate cauza puține daune neurologice fără expunere continuă[60]. Cele două stări de oxidare ale mercurului formează sărurile mercuroase (I) sau mercurice (Hg22+ și Hg2+). Mercurul (II) în aceste săruri este cu mult mai toxic decât mercurul (I) datorită solubilității lor mai mari; datorita acestei proprietăți, sunt mult mai ușor absorbite în tractul gastrointestinal[60].

Cianură de mercur[modificare | modificare sursă]

Cianura de mercur (cunoscută și ca cianura mercurica) Hg(CN)2, este un compus mercuric toxic; ingestia sa provoacă deopotriva otrăvirea cu mercur și cu cianură. Hg(CN)2 poate pătrunde în interiorul corpului prin inhalare, ingestie sau prin absorbție cutanată. Inhalarea cianurii mercurice irită gâtul și pasajele aeriene. Încălzirea sau contactul Hg(CN)2 cu acidul sau suspensie acidă, eliberează vapori toxici de mercur și cianură care pot cauza bronșita cu tuse și flegmă și/sau iritarea țesutului pulmonar. Contactul cu ochii pot cauza arsuri și pete maronii, iar expunerea pe termen lung pot afecta vederea periferică; contactul cu pielea poate cauza alergii, iritații și culoarea gri a pielii[61].

Expunerea cronică la urmele de compus pot duce la acumularea mercurului în corp de-a lungul timpului; ar fi nevoie de luni sau de ani pentru eliminarea mercurului în exces din corp. Supraexpunerea la cianură mercurică poate conduce la distrugerea țesutului renal și/sau otrăvire cu mercur, conducând la iritabilitate, gingii iritate, secreție intensă de salivă, gust metalic, pierderea apetitului, pierderea memoriei, schimbări de personalitate și distrugerea țesutului nervos. Expunerea la doze mari poate fi fatală, existând posibilitatea decesului subit[61].

Abilitatea cianurii mercurice de a cauza probleme reproductive nu a fost testată; cu toate că compușii inorganici ai mercurului nu au arătat să aibă efecte teratogene, aceștia trebuie manipulați cu grija, fiind cunoscuți să afecteze dezvoltarea embrionara și să scadă fertilitatea[61].

Conform unui studiu, două persoane au prezentat simptome ale otrăvirii cu cianură în câteva ore de la ingestia cianurii mercurice sau oxicianura de mercur, Hg(CN)2•HgO, în încercarea lor de a se sinucide. Toxicitatea Hg(CN)2 este atribuită aproape exclusiv otrăvirii cu mercur; cu toate acestea, pacientul care ingerase oxicianura de mercur decedase după cinci ore din cauza otrăvirii cu cianura, înainte ca orice simptom al otrăvirii cu mercur să fie observate. Pacientul care ingerase Hg(CN)2 arătase inițial simptome ale otrăvirii acute cu cianura, care au fost controlate, iar ulterior arătase semne ale otrăvirii cu mercur înainte să-și revină. Gradul în care otrăvirea cu cianură are loc este crezut a fi corelată fie cu ionii de cianură eliberați în stomac, care depinde de cantitatea ingerată, aciditatea gastrică și volumul conținutului gastric[62]. Deoarece moleculele de Hg(CN)2 rămân nedisociate în apa pură și în soluțiile bazice[63], disocierea va crește cu cât aciditatea va fi mai mare; o aciditate gastrică mare va ajuta astfel ca ionii de cianură să devină mult mai bioviabili, crescând posibilitatea otrăvirii cu cianură.

Cianura de mercur a fost utilizată în două crime, petrecute în New York în anul 1898. Autorul crimelor, Roland B. Molineux, trimise medicamente otrăvite victimelor sale prin intermediul serviciilor aeriene poștale americane; prima sa victimă, Henry Barnett, a decedat în urma intoxicației cu mercur la 12 zile de la ingestie, iar cea de-a doua victima, Catherine Adams, decedase din cauza otrăvirii cu cianură la 30 de minute de la ingestia otrăvii. Precum în cazurile de suicid, diferențele dintre cele două cazuri pot fi atribuite diferențelor de aciditate a soluțiilor ce conțineau otrăvurile sau diferența de aciditate stomacală[64].

Medicamentul n-acetilpenicilamina era utilizat pentru a trata otrăvirea cu mercur, însă cu succes limitat[61].

Fulminat de mercur[modificare | modificare sursă]

Fulminatul de mercur (Hg(CNO)2) este o sare de culoare albă, deosebit de instabilă la șocuri sau încălzire motiv pentru care este utilizată ca explozibil primar (declanșează explozia altor explozibili mai stabili). În urma contactului cu această substanță, poate apărea dermatita și conjunctivita[65].

Efectele acute ale intoxicării cu fulminat de mercur includ iritarea mucoaselor, precum și manifestările obișnuite ale intoxicării cu mercur; cea mai comună manifestare cronică este dermatita rezultată în urma sintetizării, datorata expunerii la acest praf în timpul confecționării explozibililor, iar dermatita afectează fața și suprafața anterioară a brațelor[66].

Compuși organo-mercurici[modificare | modificare sursă]

Compușii mercurici tind să fie mult mai toxici decât forma elementara, iar formele organice sunt extrem de toxice, fiind implicate în distrugerea renală și cerebrală. Cel mai periculos compus mercuric, dimetilmercurul, este atât de toxic, încât chiar și câțiva micro litri picurați pe piele sau chiar pe o mănușă din latex pot cauza decesul, precum în cazul lui Karen Wetterhahn.

În 1997, dr. Karen Wetterhahn, cercetător la Colegiul Dartmouth, intrase în contact în mod accidental cu o singura picătură de dietilmercur ce îi căzuse pe mână. Deoarece purta mănuși de latex, nu s-a îngrijorat, însă după doar 5 luni de zile începuse să fie incoerentă și să se lovească de pereți; doctorii nu au putut sa-i dea un diagnostic decât în momentul când aceasta le menționase despre picătura de mercur, iar după câteva luni a decedat[67].

Metilmercur[modificare | modificare sursă]

Metilmercurul (MeHg) este principala sursa de mercur organic pentru toate organismele; datorita bioacumulării, pătrunde în rețeaua trofica, rezultând astfel concentrații înalte întâlnite printre unele specii[68]. Peștii precum tonul sau peștele spadă sunt, de regula, un motiv de îngrijorare mai mare decât alte specii mai mici. FDA și Agenția de Protecție a Mediului din Statele Unite au sfătuit femeile însărcinate, precum și copiii să evite complet peștele spadă, rechinul, macroul și malacantidul din Golful Mexic, și să își limiteze consumul de ton alb la 170 g / săptămână, iar pentru ceilalți pești și meduze nu mai mult de 340 g / săptămână[69]. Într-un studiu din 2006, condus de Dr. Dariush Mozaffarian si Dr. Eric B. Rimm, alocat riscurilor și beneficiilor consumului de pește, beneficiile consumului a 2 porții de pește pe săptămână depășeau riscurile, chiar și pentru femeile tinere gravide, iar evitarea consumului de pește ar conduce semnificativ la decese datorate bolilor coronariene de inimă și dezvoltare neuronala sub optimală la copii[70][70].

Perioada desfășurată de la expunere până la dezvoltarea simptomelor este lungă; cea mai lungă perioadă latentă este de cinci luni după o singura expunere, în cazul Dartmouth, în timp ce alte cazuri variază de la săptămâni la luni. Nu s-a furnizat nici o explicație pentru aceasta latență îndelungată. Atunci când primul simptom este prezent, de regulă parestezia[71], acesta va fi urmat de altele mult mai severe, uneori culminând cu coma și decesul. Caracterul și amploarea intoxicației cu mercur depind de factori precum doza administrată, forma chimică a mercurului sau a compusului mercuric, durata și ruta administrării[72].

Etilmercur[modificare | modificare sursă]

Etilmercurul (EtHg) este un compus rezidual, care este produsul agentului antibacterian etilmercuritiosalicilat. Caracteristicile sale nu au fost studiate la fel de intens ca și cele ale metilmercurului; este eliminat din sânge mult mai rapid, având un timp de înjumătățire de la 7 la 10 zile, și este metabolizat mai rapid decât metilmercurul. Se presupune că nu prezintă abilitatea metilmercurului de a depăși bariera sânge-creier printr-un transportor[73], însă se bazează pe difuzie pentru a pătrunde în țesutul nervos[74]. Sistemul nervos afectat de intoxicația cu această substanță prezintă aceleași simptome ca și intoxicația cu metilmercur, adăugându-se semne ale lezării țesutului renal, precum proteinuria[71].

Alte surse[modificare | modificare sursă]

Fenilmercurul este un compus mai putin toxic decât metilmercurul, fiind mai putin volatil, traversează bariera placentară și cea dintre sânge și creier (mai lent) și este excretată mai rapid; este metabolizat în mercur inorganic, iar modelul său de toxicitate este intermediarul între alchil și mercurul inorganic[75].

Alte surse de mercur organic includ acetatul de fenilmercuric și azotatul de fenilmercuric; acestea au fost utilizate în vopselele pe baza de latex pentru proprietățile lor anti-mucegai, însă au fost înlăturate în 1990 datorită cazurilor de toxicitate întâlnite.[76]

Producție[modificare | modificare sursă]

Principalul minereu de mercur, cinabrul, a fost extras în mod continuu încă din anul 415 î.Hr.; istoric, existau cinci areale miniere pentru extragerea mercurului (districtul Almeden din Spania, districtul Idrija din Slovenia, districtul Monte Amiata în Italia, precum și locații variate din Peru, Statele Unite și regiuni din Rusia, Ungaria, Mexic și Austria [77].

Utilizate în producția de mercur, minereurile de cinabru sunt încălzite în furnale, iar mercurul părăsește furnalul sub forma vaporilor, împreună cu SO2 rezultat. Vaporii mercurului sunt condensați în tuburi răcite cu apă și emailate cu ceramică, iar apoi sunt colectați în recipiente din fier, umplute cu apă și căptușite cu ciment[26]. Mercurul obținut astfel este foarte pur, nefiind nevoie rafinarea acestuia[26].

Tabelul de mai jos prezintă cantitatea de mercur exprimată în tone, precum și principalii producători ai acestui element[78]:

Țara 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000
Algeria
459
414
292
368
447
224
200
200
China
520
470
780
510
830
230
200
-
Finlanda
98
83
90
88
90
80
80
-
Kârgâzstan
1000
379
380
584
610
620
620
600
Mexic
12
12
15
15
15
15
15
-
Rusia
60
50
50
50
50
50
50
-
Slovacia
50
50
0
0
0
20
0
-
Slovenia
0
6
0
5
5
5
0
-
Spania
64
393
1497
862
863
675
600
600
Tadjikistan
80
55
50
45
40
35
35
-
Ucraina
50
50
40
30
25
20
-
-
Statele Unite ale Americii
75
75
75
75
75
75
75
75
Alte țări
-
-
-
-
-
-
-
-

În anul 2003, producția mondială de mercur a scăzut sub 2.000 tone metrice[79], în condițiile în care producția mondială în jurul anului 1975 era estimata la 9.000 de tone metrice[79].

Aplicații[modificare | modificare sursă]

Mercurul este întrebuințat în unele celule de electroliză drept catod de mercur, la extragerea aurului și argintului, în diferite instrumente și aparate de precizie ca: termometre, barometre, manometre, densiometre, pompe de vid înaintat, etc., la prepararea unor alifii medicinale, la prepararea fulminatului de mercur, a cinabrului, în lămpile redresoare de curent alternativ, în lămpile pentru raze ultraviolete, la prepararea de amalgame.

Termometrul[modificare | modificare sursă]

În 1694, Carlo Renaldini a fost primul care a sugerat să se ia în considerare punctele de fierbere și inghet ale apei ca și coordonate fixe pentru termometre.Termometrul cu mercur a fost inventat de fizicianul și inginerul german Daniel Gabriel Fahrenheit; după ce a fost trimis la Amsterdam în 1714 (fiind plasat într-un orfelinat după moartea părinților săi), Fahrenheit va întâlni un termometru florentin (inventat în Italia în 1654 de către Arhiducele Ferdinand al II-lea al Toscanei, membru al familiei de Medici). Din nefericire, termometrele florentine (precum și alte termometre ale epocii respective) nu erau la fel de exacte, iar reperele de temperatură erau ziua cu cea mai scăzută temperatură din an și ziua cu cea mai înaltă temperatură[80]. Deoarece există fluctuații ale temperaturii în mod natural în decursul anilor, nu existau 2 termometre care să indice aceeași temperatură.[81]

Termometru pe baza de mercur care masoara temperatura camerei

Dintr-un motiv oarecare, este interesat de mecanismul de funcționare al termometrelor florentine și începe fabricarea termometrelor pentru a se întretine; cu toate acestea, stabilirea unor puncte fixe de temperatură pe un termometru era o sarcina dificilă datorita diverselor materiale utilizate pentru aceste măsurători. Timp de câțiva ani, Fahrenheit va incerca sa perfectioneze modul de masurare al temperaturii, reușind să inventeze un termometru pe bază de alcool în 1709 și, ulterior, un termometru pe bază de mercur în 1714.[81]

Temperatura a fost de asemenea determinata de catre astronomul suedez Anders Celsius, care stabilise scara Celsius, descrisă în lucrarea sa Observații privind două grade persistente la un termometru, publicată în 1742[82]. Stabilind două puncte fixe (temperatura de topire a gheții și temperatura de fierbere a apei), a descoperit un punct similar la fierberea apei (punctul de evaporare a apei), deși când această determinare se face cu o precizie ridicată se observă o variație a acestui punct în funcție de presiunea atmosferică. În momentul în care se îndepărta termometrul de vapori, nivelul mercurului creștea puțin. Acest fenomen se poate explica prin răcirea și contractarea rapidă a sticlei, iar Celsius susținea că nivelul coloanei de mercur la fierberea apei este proporțional cu înălțimea barometrului. Când Celsius a decis să folosească propria scară de temperatură, el a ales punctul de fierbere al apei pure la 0 °C și punctul de topire al gheții la 100 °C[82], invers decât le alegem astăzi. Un an mai târziu fizicianul francez Jean-Pierre Cristin a propus versiunea inversată a scării, cu punctul de îngheț la 0 °C și punctul de fierbere la 100 °C, denumind-o scară centigradă[83].

Termometrele cu mercur au fost utilizate de decenii, fiind utilizate fie în centre de sănătate, fie în gospodării[84]. Cu toate acestea, toxicitatea mercurului în cazul în care termometrul se sparge a făcut ca mercurul să fie înlocuit de alcool sau produși distilați ai petrolului[85], precum si termometre pe baza de aliaje de galinstan. Termometrele cu mercur sunt folosite ocazional in domeniul medical fiind mai exacte decat cele cu alcool, iar aplicatiile sale stiintifice inca ii permite utilizarea. Cu toate acestea, până în anul 2020 se dorește eliminarea mercurului din dispozitivele medicale sau casnice care au în compoziție acest metal, conform Organizatiei Mondiale a Sanatatii.[86]

Barometrul[modificare | modificare sursă]

Barometrul (din greacă βάρος=greutate; μετράω=a măsura) este instrumentul de măsură a presiunii atmosferice; principiul de baza al unui barometru pe baza de mercur este acela al actiunii presiunii atmosferice asupra unei suprafete de mercur din interiorul unui rezervor, care este echilibrata de catre greutatea unei coloane de mercur din interiorul unui tub de sticla[87].

Barometre cu mercur

Barometrele pe baza de mercur pot fi clasificate in 2 categorii principale:

  • Barometrele care determina presiunea prin masurarea inaltimii coloanei de mercur
  • Barometrele care determina presiunea prin masurarea greutatii coloanei de mercur[87]

Presiunea atmosferica a fost masurata pentru prima data in anul 1643 de catre fizicianul italian Evangelista Torricelli, asociat al lui Galileo Galilei. Acesta a umplut tuburi de sticla de 1.2 m lungime cu mercur si le-a introdus capatul intr-o cuva cu mercur[88]. Acesta a observat faptul ca mercurul nu paraseste complet tubul, fiind inca prezent la aproape 30 inchi (76 cm) deasupra mercurului din cuva, avand încă spațiu deasupra (cu toate ca acesta varia de la o zi la alta); spatiul neocupat a fost denumit ca și vid Torricellian,[89] iar in 1644, Torricelli si-a prezentat o lucrare pentru explicarea experimentelor sale utilizand "argento vivo" (mercur), demonstrand faptul ca a descoperit presiunea atmosferica si atestarea barometrului, dispozitiv care să masoare aceasta presiune.[89]

În medicină[modificare | modificare sursă]

Compușii mercurici au fost utilizați în tratamentele dermatologice; un produs numit Apa lui Soliman, întrebuințată în eliminarea pistruilor și a negilor, era constituită din mercur, iar utilizatorii acestui produs își distrugeau pielea[90], își diminuau gingiile[91] și provocau căderea dinților.[91]

Mercurul este de asemenea utilizat in cadrul lucrarilor dentare (plombe in special), în unele antiseptice sau în substanțele conservante din vaccine. Stomatologia foloseste mai mult de 100 tone de mercur in fiecare an in cadrul restaurarilor dentare; personalul stomatologic este expus acestui metal prin contactul sau manipularea metalului, precum si inhalarea si al aspirarii vaporilor mercurici. Cel putin 10% din cabinetele stomatologice din SUA au un continut mercuric in atmosfera de 0.05 mg per m3[92].

Mercurul este intrebuintat pe scara larga in fabricarea mascarei (thiomersal); in anul 2008, Minnesota devenise primul stat american care a interzis orice produs care continea mercur[93].

Clorura de mercur era utilizată în dezinfectarea scutecelor până în anii 1950, când s-a descoperit că provoacă acrodinie[94] la copii sensibili.[95]

Mercurul a fost utilizat in scop terapeutic datorita efectelor sale anti-sifilitice si anti-inflamatoare[96]. Ca si agent anti-sifilitic este binecunoscut din punct de vedere istoric, fiind observata rata scazuta a infectiilor cu sifilis si uzul din ce in ce mai diminuat al mercurului in acest scop[97] Dietilmercurul a fost utilizat în tratarea sifilisului în 1887 sub forma injectabilă, însă acțiunea sa asupra SNC a determinat stoparea acestor tratamente[98].

În jurul anului 1913, au fost folosite diuretice pe baza de compuși organici ai mercurului, care au fost eliberate pe piață mai mult de 30 de ani[98].

Mercurocromul a fost utilizat în tratarea tăieturilor minore în SUA până în 1998, când FDA a declarat că "nu este recunoscut ca fiind sigur și eficient". Totodata, acești compuși sunt utilizați ca și conservanți în unele picături oftalmice, spray-uri nazale și soluții pentru lentilele de contact.[95]

Explozibili[modificare | modificare sursă]

Fulminatul de mercur(II), sau Hg(CNO)2, este un exploziv primar ce a fost descoperit în anul 1823, iar cea mai importantă proprietate a acestei substanțe este cea de detonare facila. Este sensibilă la impact, lumina solară și fricțiune, iar detonarea se face prin scântei și flame[99]. Această sensibilitate termică și cinetică este atribuită și trinitrotoluenului[100]. În urma detonării, se eliberează monoxid de carbon, azot și mercur[99].

Fulminatul de mercur este un material superior cloratului de potasiu datorita proprietatii sale non-corozive, insa de asemenea se ia in considerare si faptul ca aceasta calitate se diminueaza odata cu trecerea timpului[101]. Astazi, fulminatul de mercur a fost inlocuit de substante chimice mult mai eficiente, care sunt non-corozive, mai putin toxice si mult mai stabile, precum azida de plumb, stifnatul de plumb si derivate din tetrazen[102].

Preparerea fulminatului de mercur se face prin dizolvarea mercurului in acic azotic, peste care se adauga etanol. A fost pentru prima data preparat de catre Edward Charles Howard in 1800.[103] Structura sa cristalina a fost determina abia in 2007.[104]

Azida de mercur formează o pudră alba, insolubila în apa rece, însă relativ solubilă în apa caldă. Încălzirea treptată la 212 °C conduce la efervescența ei, iar la încălzire rapidă sau la temperaturi de 300 °C sarea este detonată[105].

Lămpi[modificare | modificare sursă]

Spectrul luminos al hidrogenului, deuteriumului, azotului, oxigenului și al mercurului.

Mercurul poate fi utilizat ca și component al lămpilor fluorescente, acestea conținând până la 1.4 mg de mercur. Lămpile fluorescente lineare conțin între 1.4–60 mg de mercur[106].

Lampile mercurice pot fi de 2 tipuri - lampi cu mercur lichid si lampi cu amalgam. Lampile cu mercur lichid contin metalul introdus printr-un proces de vidare, fiind apoi evaporat in timp ce se produce o descarcare electrica. In cazul lampilor cu amalgam, acestea devin mai acceptate datorita productiei si exploatarii acestora privind presiunea vaporilor mercurici asupra amalgamului comparativ cu mercurul lichid[107]

Îmbunatățirea lămpilor fluorescente în procesul de fabricare ce presupunea mercurul a reușit să reducă cantitatea de mercur conținută, reducere realizată treptat; acest proces presupunea o capsula închisă ce conținea mercurul în loc să umple lampa încinsă cu mercur[108]. Capsula cu mercur era deschisă în ultimul pas al procesului de producție, evitând riscul de a elibera mercurul din lampă în mediul înconjurător. În prezent, lampa fluorescenta obișnuită, de 120 cm, conține cu 75% mai puțin mercur decât aceeași lampă construită în anul 1985.[108]

Spectrul luminos al mercurului consta in principal in nuante violete si verzi[109], iar unele lampi cu mercur pot emite si ultraviolete.[109]

Lampile mercurice sunt utilizare in principal in industrie, agricultura, medicina, cercetari stiintifice si in uzul casnic. Acestea pot fi utilizate si in iluminatul stradal si al spatiilor publice, duplicarea fotosensibila si iluminarea spatiilor miniere; prezinta si aplicatii decorative (panouri publicitare), facilitati agriculturale (lampi speciale pentru fermele crescatoare de bovine), electrografie, etc.[107] În anul 2001, producătorii americani de lămpi utilizaseră 9 tone de mercur, cantitate exprimată prin reducerea cu 67% a celor 27 tone utilizate în anul 1990[108].

Amalgamare[modificare | modificare sursă]

Utilizarea mercurului în industria minieră a amalgamelor și concentrarea metalelor prețioase datează din 2700 î.Hr., când fenicienii și cartaginezii au adoptat această metodă în Spania. Tehnica s-a răspândit datorită romanilor în anul 50, fiind similară metodei din zilele noastre. În 177, romanii au interzis folosirea mercurului în stare elementară pentru extragerea aurului în Italia, posibil datorită ca reacție la problemele de sănătate cauzate de această activitate[110].

Pe teritoriul Americilor, mercurul a fost introdus în secolul al XVI-lea pentru amalgamarea aurului și argintului mexican. În anul 1849, în timpul Febrei Aurului Californian, mercurul a fost foarte utilizat și otrăvirea cu mercur a fost des întâlnită printre mineri. În perioada 1854-1884, minele aurifere din zona Sierrei Nevada au eliberat între 1.400-3.600 tone de mercur în mediu. În America de Sud, mercurul a fost utilizat intensiv de către colonizatorii spanioli, eliberând aproximativ 200.000 tone metrice de mercur în mediu între 1550 și 1880 ca și rezultat direct al acestui proces. În perioada de vârf a febrei aurului din Brazilia anului 1880, mai mult de 6 milioane căutau aur doar în regiunea amazoniană.[110]

Aspecte de sănătate și securitate[modificare | modificare sursă]

Toxicitate[modificare | modificare sursă]

Simbolul pentru substanţe toxice

Mercurul este un element otrăvitor, care are tendința de acumulare în corp în decursul timpului; acționează ca o neurotoxină, distrugând țesutul nervos și cel cerebral; in cazul deversarilor care includ mercurul (precum in cazul termometrelor cu continut mercuric sau al becurilor fluorescente), sunt intrebuintate anumite tehnici de indepartare al metalului pentru a evita expunerea și captarea acestuia.[49] Procedural, picaturile de mercur trebuie sa fie unite pe o suprafata neteda pentru a fi indepartat cu o pipeta sau trebuie directionat intr-un recipient. Aspiratoarele si maturile cauzeaza dispersarea mercului intr-un grad mai mare, nefiind indicata utilizarea acestora. Ulterior, o pulbere fina de sulf, zinc sau orice alta combinatie care formeaza un amalgam cu mercurul la temperaturi obisnuite pot fi folosite pentru a asigura indepartarea acestuia. Materialele cu suprafata poroasa si textilele nu sunt eficiente in inlaturarea tuturor urmelor de mercur, fiind indicata debarasarea acestora in urma expunerii cu mercur.

Pe termen scurt sau lung, expunerea la mercur conduce la tremurat, fluctuații ale dispoziției, pierderea auzului și orbire, iar factorii aceștia fac ca și cea mai mică cantitate de mercur să fie periculoasă. Pătrunderea mercurului în organism se face fie la nivel cutanat, fie prin vaporii inspirați, fie prin tractul digestiv în momentul consumului alimentelor contaminate cu mercur[111]. Intoxicația acută, datorată unor concentrații mari de mercur, provoacă o serie de tulburări cognitive, comportamentale, senzoriale și motorii. Cele mai evidente simptome includ tremurul, labilitatea emoțională (iritabilitate, timiditate excesivă, pierderea încrederii de sine și nervozitate), insomnie[112], pierderea memoriei, schimbări neuromusculare (slăbiciune musculară, atrofierea mușchilor și spasme), dureri de cap, polineuropatie (parestezie, reflexe tendonale hiperactive, reducerea vitezei de conducție a nervilor motorii și senzitivi), iar funcția cognitivă este deficitară[55].

Simbolul pentru substanţe iritante

Intoxicarea cu etilmercur cauzează stări de greață, vomă, diaree și dureri abdominale. Sindromul clinic al etilmercurului și metilmercurului este diferit. Pacienții expuși la etilmercur au manifestat polidipsie, poliurie, proteinurie, dureri abdominale, prurit, iar palmele și organele genitale sunt predispuse la dermatite exfoliante. Cu toate că pacienții au dat dovada de incoerență în exprimare și ataxie, starea mentala a pacienților nu a fost afectată în cazul acestor pacienți.[75]

În urma unor experimente asupra cloroplastelor, s-a demonstrat că ionul metalic induce peroxidarea lipidelor, pierderea pigmenților fotosintetici și degradează proteinele[113]; cu toate că mercurul în stare elementara este oxidat rapid în mercur (II) în interiorul eritrocitelor (care prezintă o afinitate mare pentru mercur), o mare parte din acest element chimic absorbit pe cale pulmonară ajunge la creier și pătrunde în acesta înaintea oxidării, datorita liposolubilității mercurului[114]. Mercurul inorganic (II) tinde să se acumuleze în rinichi.[114]

Expunerea la vaporii de mercur presupune ca măsuri de prim ajutor transportarea victimei la aer proaspăt, înlăturarea mercurului aflat în contact cu pielea sau hainele și spălarea acestora cu săpun și cantități mari de apă timp de 15 minute[112]. În cazul în care s-a realizat contactul cu ochii, aceștia trebuie clătiți cu apă timp de 15 minute, menținând pleoapele în afara ariei contaminate de mercur[112].

Tratament[modificare | modificare sursă]

Cercetările efectuate în scopul tratării intoxicațiilor cu mercur sunt limitate. Medicamentele actuale care pot fi utilizate în cazul intoxicațiilor acute cu mercur sunt chelatorii N-acetyl-D, L-penicilamina (NAP), British Anti-Lewisite (BAL), 2,3-dimercapto-1-acid propanesulfonic (DMPS) și acidul dimercaptosuccinic (DMSA). În cadrul unui studiu restrâns de includea 11 muncitori expuși la mercur elementar, aceștia au fost tratați cu DMSA și NAP.[115] Terapia pe baza de chelatori a rezultate în mobilizarea unei fracțiuni minuscule al totalului mercur estimat a fi prezent în organism. DMSA a fost de asemenea utilizat în accentuarea eliminării mercurului într-un grad mai mare decât NAP[116].

Note[modificare | modificare sursă]

  1. ^ Swiderski, Richard M. (2008) (în engleză). Quicksilver: A History of the Use, Lore and Effects of Mercury. Carolina de Nord: McFarland & Company. https://books.google.ro/books?id=nCKxSwUlX-AC&printsec=frontcover&source=gbs_ge_summary_r&cad=0#v=onepage&q&f=false 
  2. ^ Fred Senese. „Why is mercury a liquid at STP?”. General Chemistry Online at Frostburg State University. http://antoine.frostburg.edu/chem/senese/101/inorganic/faq/why-is-mercury-liquid.shtml. Accesat la 27 august 2007. 
  3. ^ Analytical Instrumentation Handbook, Third Edition editat de Jack Cazes, pagina114
  4. ^ a b Muljadi 2012, p. 46
  5. ^ de Lacerda & Salomons 1998, p. 1
  6. ^ a b c Emsley 2005, p. 10
  7. ^ Dempsey 1984, p. 950
  8. ^ Muljadi 2012, p. 47
  9. ^ Dempsey 1984, p. 967
  10. ^ Mercury — Element of the ancients”. Center for Environmental Health Sciences, Dartmouth College. http://www.dartmouth.edu/~toxmetal/TXSHhg.shtml. Accesat la 27 martie 2008. 
  11. ^ a b Tripcevich & Vaughn 2012, p. 215
  12. ^ Bank 2012, p. 20
  13. ^ Mercury and the environment — Basic facts”. Environment Canada, Guvernul Federal al Canadei. 2004. http://www.ec.gc.ca/MERCURY/EN/bf.cfm. Accesat la 27 martie 2008. 
  14. ^ Lew 2008, p. 7
  15. ^ Bank 2012, p. 21
  16. ^ Lew 2008, p. 8
  17. ^ Bank 2012, p. 19
  18. ^ Russel & Roberts 2005, p. 186
  19. ^ a b c Kozin & Hansen 2013, p. 2
  20. ^ Kozin & Hansen 2013, p. 3
  21. ^ Kozin & Hansen 2013, p. 1
  22. ^ a b Ghosh 2008, p. 2
  23. ^ a b c d e f g (în engleză) Mercury study report to Congress Vol. III, 1997, pp. 2–7, http://www.epa.gov/ttn/caaa/t3/reports/volume3.pdf 
  24. ^ Eisler 1994, p. 14
  25. ^ a b c d Eagleson 1994, p. 637
  26. ^ a b c Wiberg & Wiberg 2001, p. 1303
  27. ^ Shacklette, H.T, 1965,"Bryophytes associated with mineral deposits and solutions in Alaska: U.S. Geol. Survey Bull., 1198-C, 18p
  28. ^ Geological Survey Professional Paper, Ediția 750, pagina A-182
  29. ^ a b Sznopek & Goonan 2000, p. 4
  30. ^ Sznopek & Goonan 2000, p. 5
  31. ^ Mercury-containing Products”. United States Environmental Protection Agency (EPA). http://www.epa.gov/epaoswer/non-hw/reduce/epr/products/mercury.htm. Accesat la 1 mai 2007. 
  32. ^ IMERC (ianuarie 2014), „IMERC Fact Sheet - Mercury Use in Thermostats”, Newmoa.org, http://www.newmoa.org/prevention/mercury/imerc/factsheets/thermostats_2014.pdf, accesat la 14 august 2015 
  33. ^ Hill 2004, p. 215
  34. ^ Glacial Ice Cores Reveal A Record of Natural and Anthropogenic Atmospheric Mercury Deposition for the Last 270 Years”. United States Geological Survey (USGS). http://toxics.usgs.gov/pubs/FS-051-02/. Accesat la 1 mai 2007. 
  35. ^ a b c Pacyna E. G.; Pacyna J. M.; Steenhuisen F.; Wilson S. (2006). „Global anthropogenic mercury emission inventory for 2000”. Atmos Environ 40 (22): 4048. doi:10.1016/j.atmosenv.2006.03.041. Bibcode2006AtmEn..40.4048P. 
  36. ^ What is EPA doing about mercury air emissions?”. United States Environmental Protection Agency (EPA). http://www.epa.gov/mercury/. Accesat la 1 mai 2007. 
  37. ^ Solnit, R. (septembrie-octombrie 2006). „Winged Mercury and the Golden Calf”. Orion Magazine. http://www.orionmagazine.org/index.php/articles/article/176/. Accesat la 3 decembrie 2007. 
  38. ^ Maprani, Antu C.; Al, Tom A.; MacQuarrie, Kerry T.; Dalziel, John A.; Shaw, Sean A.; Yeats, Phillip A. (2005). „Determination of Mercury Evasion in a Contaminated Headwater Stream”. Environmental Science & Technology 39 (6): 1679. doi:10.1021/es048962j. Bibcode2005EnST...39.1679M. 
  39. ^ Indoor Air Mercury”. newmoa.org. 1 mai 2003. http://www.newmoa.org/prevention/mercury/MercuryIndoor.pdf. Accesat la 7 iulie 2009. 
  40. ^ Minamata Disease The History and Measures”. Ministerul Mediului, Guvernul Japoniei. http://www.env.go.jp/en/chemi/hs/minamata2002/. Accesat la 7 iulie 2009. 
  41. ^ Dennis Normile (27 septembrie 2013). „In Minamata, Mercury Still Divides”. Science 341: 1446. doi:10.1126/science.341.6153.1446. Bibcode2013Sci...341.1446N. 
  42. ^ Burke 2002, p. 49
  43. ^ Greenberg & Patterson 1998, p. 28
  44. ^ Krebs 2006, p. 168
  45. ^ a b Eisler 1994, p. 23
  46. ^ Sarkar, Datta & Hannigan 2011, p. 25
  47. ^ Leicester 1952, p. 78.
  48. ^ a b Leicester & Klickstein 1952, p. 78
  49. ^ a b Mercury: Spills, Disposal and Site Cleanup”. Environmental Protection Agency. http://www.epa.gov/mercury/spills/index.htm. Accesat la 11 august 2007. 
  50. ^ a b c Smith & Means 1994, p. 42
  51. ^ Wang, X.; Andrews, L.; Riedel, S.; Kaupp, M. (2007). „Mercury Is a Transition Metal: The First Experimental Evidence for HgF4”. Angewandte Chemie International Edition (Weinheim: WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA) 46 (44): 8371–8375. doi:10.1002/anie.200703710. http://www3.interscience.wiley.com/journal/116323937/abstract?CRETRY=1&SRETRY=0. 
  52. ^ Sivasankar 2008, p. 448
  53. ^ a b Emsley 2011, p. 255
  54. ^ McAllister & Willerson 2006, p. 8
  55. ^ a b Agency for Toxic Substances and Disease Registry (1999), „Toxicological Profile for Mercury”, ATSDR (Atlanta, GA), http://www.atsdr.cdc.gov/toxprofiles/tp46.pdf, accesat la 14 august 2015 
  56. ^ Hursh J.B., Clarkson T.W., Miles E., Goldsmith L.A. (1989). „Percutaneous absorption of mercury vapor by man”. Arch. Environ. Health 44 (2): 120–127. doi:10.1080/00039896.1989.9934385. PMID 2494955. 
  57. ^ Cherian MG, Hursh JG, Clarkson TW (1978). „Radioactive mercury distribution in biological fluids and excretion in human subjects after inhalation of mercury vapor”. Archives of Environmental Health 33: 190–214. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/686833. 
  58. ^ Ngim CH, Foo SC, Boey KW, and Keyaratnam J (1992). „Chronic neurobehavioral effects of elemental mercury in dentists”. British Journal of Industrial Medicine 49 (11): 782–790. PMID 1463679. 
  59. ^ Liang YX, Sun RK, Chen ZQ, and Li LH (1993). „Psychological effects of low exposure to mercury vapor: Application of computer-administered neurobehavioral evaluation system”. Environmental Research 60 (2): 320–327. doi:10.1006/enrs.1993.1040. PMID 8472661. 
  60. ^ a b Langford NJ, Ferner RE (1999). „Toxicity of mercury” (PDF). Journal of Human Hypertension 13 (10): 651–6. doi:10.1038/sj.jhh.1000896. PMID 10516733. http://www.nature.com/jhh/journal/v13/n10/pdf/1000896a.pdf. Accesat la 31 iulie 2007. 
  61. ^ a b c d GulfLINK (1987), „Mercuric Cyanide”, Gulflink.osd.mil, http://www.gulflink.osd.mil/m256/m256_refs/n17en111/164.htm, accesat la 14 august 2015 
  62. ^ Benaissa M.L., Hantson P., Bismuth C., Baud F.J. (1995). „Mercury oxycyanide and mercuric cyanide poisoning: two cases.”. Intensive Care Med. 21 (12): 1051–1053. doi:10.1007/BF01700673. PMID 8750135. 
  63. ^ Aylett, B.J. "Mercury (II) Pseudohalides: Cyanide, Thiocyanate, Selenocyanate, Azide, Fulminate." Comprehensive Inorganic Chemistry 3:304-306. J.C. Bailar, H.J. Emeléus, Sir Ronald Nyholm, and A.F. Trotman-Dickenson, ed. Oxford: Pergamon Press, 1973; distributed by Compendium Publishers (Elmsford, NY), p. 304.
  64. ^ Emsley 2005
  65. ^ Ferens 1974, p. 3
  66. ^ Deeter 2000, p. 347
  67. ^ Goodell 2007, p. 134
  68. ^ Watras & Huckabee 1994, p. 4
  69. ^ What you need to know about mercury in fish and shellfish - Advice for women who might become pregnant women who are pregnant nursing mothers young children. FDA și EPA SUA Advisory EPA-823-F-04-009, martie 2004.
  70. ^ a b Mozaffarian D, Rimm EB (2006). „Fish intake, contaminants, and human health: evaluating the risks and the benefits”. JAMA 296 (15): 1885–99. doi:10.1001/jama.296.15.1885. PMID 17047219. http://jama.ama-assn.org/cgi/content/full/296/15/1885. 
  71. ^ a b Hall 1996, p. 34
  72. ^ Wang 2009, p. 21
  73. ^ Jepson 2007, p. 144
  74. ^ Apostoli 2006, p. 95
  75. ^ a b Dart 2004, p. 1446
  76. ^ Indiana 4-H Mercury Recycling Activity”, Purdue Extension, 2010, https://www.extension.purdue.edu/extmedia/4h/4h_949w_web.pdf, accesat la 14 august 2015 
  77. ^ Eisler 1994, p. 11
  78. ^ Scoullos, Michael; Gerrit H. Vonkeman, I. Thornton, Z. Makuch (2012) (în engleză), Mercury — Cadmium — Lead Handbook for Sustainable Heavy Metals Policy and Regulation, Springer Science & Business Media, p. 16, ISBN 9789401004039, https://books.google.ro/books?id=7NEpBgAAQBAJ&dq=Mercury+%E2%80%94+Cadmium+%E2%80%94+Lead+Handbook+for+Sustainable+Heavy+Metals+Policy+and+...&hl=ro&source=gbs_navlinks_s 
  79. ^ a b Nordberg 1986, p. 679
  80. ^ Rittner 2009, p. 53
  81. ^ a b Rittner 2009, p. 54
  82. ^ a b Hasok 2004, p. 160
  83. ^ Turner 1983, p. 239
  84. ^ Lindh 2013, p. 597
  85. ^ Wunderlich 2005, p. 283
  86. ^ Andrada Floria (12 octombrie 2013), „Organizația Mondială a Sănătății: Tot mercurul din dispozitivele medicale trebuie să dispară până în 2020. Ce alte surse de poluare cu mercur există încă”, Adevărul, http://adevarul.ro/sanatate/medicina/mercur-1_52595704c7b855ff562c353f/index.html, accesat la 14 august 2015 
  87. ^ a b Srivastava, Gyan P. Surface Meteorological Instruments and Measurement Practices, pp. 23-24
  88. ^ Jacobson, Mark Z. Air Pollution and Global Warming: History, Science, and Solutions, p. 45
  89. ^ a b Rittner 2009, p. 184
  90. ^ Kent 2003, p. 10
  91. ^ a b Gould 2007
  92. ^ Clinical Environmental Health and Toxic Exposures, editat de John Burke Sullivan, Gary R. Krieger, p. 519
  93. ^ Nabi, Shabnum, Toxic Effects of Mercury, p. 12
  94. ^ Dermatology, de Otto Braun-Falco, Gerd Plewig, Helmut Heinrich Wolff, Walter Burgdorf, pagina 1341
  95. ^ a b Bank 2012, p. 272
  96. ^ The Western Journal of Medicine, Volumul 2 editat de Theophilus Parvin, pagina 498
  97. ^ The Western Journal of Medicine, Volumul 2 editat de Theophilus Parvin, pagina 499
  98. ^ a b Dart 2004, p. 1443
  99. ^ a b Akhavan34 2011, p. 34
  100. ^ Yinon & Zitrin 1996, p. 4
  101. ^ Hatcher's Notebook, de Julian S. Hatche, pagina 486
  102. ^ Explosives in Metal Mining and Quarry Operations, de Charles E. Munroe, Clarence Hall, pagina 36
  103. ^ Edward Howard (1800). „On a New Fulminating Mercury”. Philosophical Transactions of the Royal Society of London 90 (1): 204–238. doi:10.1098/rstl.1800.0012. 
  104. ^ W. Beck, J. Evers, M. Göbel, G. Oehlinger and T. M. Klapötke (2007). „The Crystal and Molecular Structure of Mercury Fulminate (Knallquecksilber)”. Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie 633 (9): 1417–1422. doi:10.1002/zaac.200700176. 
  105. ^ Ledgard 2007, p. 110
  106. ^ American Institute of Architects (2007), Architectural Graphic Standards, John Wiley & Sons, p. 478, ISBN 9780471700913, https://books.google.ro/books?id=8Fn4Xn0TIssC&redir_esc=y 
  107. ^ a b Ralf Ebinghaus, Ralph R. Turner, Luiz D. de Lacerda, O. Vasiliev, Wim Salomons, Mercury Contaminated Sites: Characterization, Risk Assessment and Remediation, p. 222
  108. ^ a b c Flesch 2007, p. 49
  109. ^ a b Watt, Susan, Mercury, p. 21
  110. ^ a b Eisler 2007, p. 473
  111. ^ Lew 2008, p. 5
  112. ^ a b c Tweedy 2005, p. 302
  113. ^ Issues in Biochemistry and Biophysics Research: 2012 Edition, ScholarlyEditions, 2013, p. 382, ISBN 9781481645881, https://books.google.ro/books?id=uGODTVOBGMkC&dq=Issues+in+Biochemistry+and+Biophysics+Research:+2011+Edition&hl=ro&source=gbs_navlinks_s 
  114. ^ a b Manahan 2002, p. 219
  115. ^ Bluhm, RE et al. (1992). „Elemental Mercury Vapour Toxicity, Treatment, and Prognosis After Acute, Intensive Exposure in Chloralkali Plant Workers. Part I: History, Neuropsychological Findings and Chelator effects.”. Hum Exp Toxicol 11 (3): 201–10. doi:10.1177/096032719201100308. PMID 1352115. 
  116. ^ Bluhm, Re; Bobbitt, Rg; Welch, Lw; Wood, Aj; Bonfiglio, Jf; Sarzen, C; Heath, Aj; Branch, Ra (1992). „Elemental mercury vapour toxicity, treatment, and prognosis after acute, intensive exposure in chloralkali plant workers. Part I: History, neuropsychological findings and chelator effects.”. Human & Experimental Toxicology 11 (3): 201–10. doi:10.1177/096032719201100308. PMID 1352115. 

Bibliografie[modificare | modificare sursă]

în română
  • Dinu, Marian (1988), Metale de înaltă puritate, Editura Tehnică 
în engleză

Vezi și[modificare | modificare sursă]