Строение
Это не диаграмма из точек на кольцах, а выборка методом Монте-Карло из фактической плотности вероятности |ψ|² для каждой занятой подоболочки. Перетаскивайте, чтобы вращать. Синий и фиолетовый цвета обозначают противоположные знаки волновой функции, благодаря чему возможно образование химических связей.
Измеренные значения
Каждый столбец показывает положение ртуть среди всех 118 элементов по этому свойству.
Источники: стандартные атомные веса IUPAC 2021 года · Справочник CRC по химии и физике · NIST. Значения, отмеченные символом ~, являются расчётными, а не измеренными.
Размер в масштабе
Радиус 151 pm — это 0,151 нм, поэтому около 3,31 миллионов таких атомов, расположенных бок о бок, протянулись бы на миллиметр.
Тепловой диапазон
Ртуть находится в жидком состоянии в диапазоне 396 K — от 234 K до 630 K.
Положение
История
Единственный металл, жидкий при комнатной температуре, — и сильный нейротоксин.
Открытие ртути произошло ещё до появления письменной истории: древние цивилизации независимо друг от друга сталкивались с этим завораживающим жидким металлом в природных месторождениях киновари. Ярко-красный минерал киноварь (HgS) можно было нагревать, чтобы получить блестящую жидкую ртуть, которая двигалась словно живое существо, — свойство, казавшееся древним народам магическим.
Китайские алхимики более 2 000 лет назад называли ртуть «живым серебром» и верили, что она хранит секрет бессмертия. Китайский император Цинь Ши Хуан (259–210 гг. до н. э.), согласно сообщениям, принимал ртутные пилюли в стремлении обрести вечную жизнь — иронично ускорив свою смерть из-за отравления ртутью.
Росписи египетских гробниц XVIII династии (1550–1292 гг. до н. э.) изображают рабочих, перерабатывающих киноварь, что свидетельствует о развитом понимании способов извлечения ртути. Египтяне использовали ртуть в косметике и верили, что она обладает мистическими свойствами, связывающими земной и божественный миры.
Древнегреческие философы, включая Аристотеля (384–322 гг. до н. э.), описывали ртуть как «жидкое серебро» и признавали, что она принципиально отличается от других металлов. Они наблюдали, что ртуть может растворять золото и серебро, заложив основу для последующих алхимических теорий.
Римские инженеры разработали сложные методы извлечения ртути из руд киновари. Рудники Альмадена в Испании, эксплуатировавшиеся римлянами с 50 г. до н. э., стали главным источником ртути для империи. Римляне использовали ртуть для извлечения золота, создавая амальгамы, которые произвели революцию в добыче драгоценных металлов.
Плиний Старший (23–79 гг. н. э.) привёл подробные описания свойств ртути и методов её извлечения в своей «Естественной истории». В его трудах описываются способность ртути извлекать золото из руды, её использование в зеркалах и ранние наблюдения за токсическим воздействием на шахтёров.
Исламские алхимики в VIII–XIII веках значительно развили химию ртути. Джабир ибн Хайян (722–815 гг. н. э.) разработал ртутно-серную теорию состава металлов, предположив, что все металлы состоят из ртути и серы в разных пропорциях, — теория, влиявшая на алхимию в течение столетий.
Торговые сети, сформировавшиеся в этот период, перевозили ртуть на огромные расстояния. Ртуть из испанских рудников достигала Китая по маршрутам Шёлкового пути, а китайская ртуть двигалась на запад, создавая первую глобальную экономику ртути.
Испанское завоевание Америки выявило огромные месторождения ртути в перуанском регионе Уанкавелика. Испанские колонисты быстро поняли, что ртуть Нового Света может резко увеличить добычу серебра из мексиканских и перуанских рудников благодаря процессам амальгамации.
Ртутные рудники Уанкавелики, называвшиеся коренными народами «горой яда», стали самым смертоносным местом работы в колониальной Америке. Испанские колониальные записи свидетельствуют, что за три столетия в этих рудниках погибло более 8 миллионов коренных рабочих — человеческая цена, оплатившая расширение Испанской империи.
Процесс патио, разработанный Бартоломе де Мединой в 1554 году, использовал ртуть для извлечения серебра из бедных руд. Этот революционный метод увеличил добычу серебра на 300 %, но требовал огромных количеств ртути, стимулируя интенсивную разработку рудников Уанкавелики и Альмадена.
Глобальная торговля ртутью в этот период связала Испанскую Америку с европейскими и азиатскими рынками. Ртутные корабли, пересекавшие Тихий океан, связывали американскую добычу серебра с китайским спросом на драгоценные металлы, создавая первый по-настоящему глобальный рынок сырьевых товаров.
Эванджелиста Торричелли (1608–1647) использовал уникальные свойства ртути для изобретения барометра в 1643 году, доказав, что воздух имеет вес, и создав первый точный метод измерения атмосферного давления. Ртутный столб стал мировым стандартом измерения давления.
Габриэль Фаренгейт (1686–1736) разработал ртутный термометр, совершив революцию в измерении температуры. Линейное расширение ртути и широкий диапазон её жидкого состояния сделали её идеальной для точных температурных шкал, благодаря чему ртутные термометры оставались научным стандартом в течение трёх столетий.
Антуан Лавуазье (1743–1794) изучал роль ртути в химических реакциях, особенно её поведение при нагревании на воздухе. Его эксперименты с оксидом ртути помогли установить истинную природу горения и состав воздуха, внеся вклад в химическую революцию.
Алессандро Вольта (1745–1827) обнаружил, что пары ртути проводят электричество, что привело к ранним электротехническим применениям. Его работа с ртутью способствовала пониманию электрической проводимости и привела к разработке ртутных ламп.
Калифорнийская золотая лихорадка (1849–1855) создала огромный спрос на ртуть, поскольку шахтёры использовали амальгамацию для извлечения золота из россыпных месторождений. Рудник Нью-Альмаден в Калифорнии стал самым производительным источником ртути в Северной Америке, обеспечивая технологию, сделавшую золотую лихорадку возможной.
Производство фетровых шляп использовало соединения ртути в процессах валяния, вызывая синдром «безумного шляпника» из-за хронического воздействия ртути. Это промышленное применение продемонстрировало универсальность ртути, одновременно выявив её опасное воздействие на здоровье через отравления рабочих.
Производство зеркал в Венеции развило сложные методы использования ртутно-оловянных амальгам для создания лучших в мире зеркал. Венецианские изготовители зеркал настолько тщательно охраняли свои секреты, связанные с ртутью, что разглашение технологий каралось смертью.
Производство научных приборов процветало, поскольку уникальные свойства ртути позволяли создавать точные барометры, термометры и другие измерительные устройства. Эти приборы стали необходимыми для метеорологии, навигации и научных исследований во всём мире.
Болезнь Минамата в Японии (1956) стала трагическим доказательством экологической опасности ртути. Отравление метилртутью из-за промышленного загрязнения вызвало тяжёлые неврологические повреждения у тысяч людей, что привело к глобальному осознанию устойчивости ртути в окружающей среде и её токсичности.
Экологические исследования выявили глобальную циркуляцию ртути через атмосферу, океаны и экосистемы. Учёные обнаружили, что ртуть, выброшенная в любой точке Земли, может воздействовать на экосистемы по всему миру благодаря переносу в атмосфере и биоаккумуляции в пищевых цепях.
Применения в ядерной физике используют уникальные ядерные свойства ртути в специализированных исследовательских центрах. Ртутные мишени в источниках нейтронов скалывания позволяют проводить передовые исследования материалов, хотя такие применения требуют масштабных мер безопасности.
Минаматская конвенция (2013) представляет собой международное признание глобальной экологической угрозы, связанной с ртутью. Этот договор обязывает государства сокращать использование и выбросы ртути, отражая меняющиеся отношения человечества с этим удивительным, но опасным элементом.
Современные альтернативы заменили ртуть в большинстве традиционных применений. Цифровые термометры, светодиодное освещение и переключатели без ртути обеспечивают те же функции без рисков для здоровья и окружающей среды, демонстрируя способность науки совершенствовать древние технологии.
Применение
Традиционные термометры использовали уникальное свойство ртути — равномерное тепловое расширение в широком диапазоне температур. Жидкое состояние ртути при комнатной температуре и линейное расширение сделали её идеальной для точного измерения температуры от -39°C до 357°C. Хотя из-за токсичности ртутные термометры в значительной степени вышли из употребления, в некоторых научных областях они по-прежнему считаются эталоном точности.
Барометры и манометры используют высокую плотность ртути (13.5 g/cm³) для измерения атмосферного давления и давления газа с исключительной точностью. Знаменитая трубка Торричелли использует вес ртути для создания вакуума и измерения атмосферного давления — принцип, открытый в 1643 году и изменивший метеорологию и физику.
Лабораторное оборудование, включая диффузионные насосы, электрические контакты и специализированные электроды, использует превосходную электропроводность и химическую инертность ртути. Исследовательские учреждения по-прежнему применяют ртутные катоды в отдельных электрохимических процессах, где не существует подходящей альтернативы.
Эталоны калибровки в точных измерениях основаны на стабильных свойствах ртути. Тройная точка ртути служит фундаментальным температурным ориентиром в Международной температурной шкале, обеспечивая единообразие измерений во всём мире.
Ртутные лампы создают интенсивное ультрафиолетовое излучение для стерилизации, очистки воды и специализированных промышленных процессов. Эти лампы генерируют излучение UV-C, эффективно уничтожающее бактерии, вирусы и другие патогены, поэтому они ценны для систем очистки воздуха и воды.
Люминесцентное освещение содержит небольшие количества паров ртути, которые при возбуждении создают ультрафиолетовое излучение. Затем этот ультрафиолет заставляет люминофорные покрытия испускать видимый свет, создавая энергоэффективное освещение, доминировавшее в коммерческих и жилых помещениях до появления светодиодной технологии.
Электрические выключатели и реле используют проводимость жидкой ртути для создания бесшумных и надёжных переключающих устройств. В ртутных выключателях нет движущихся частей, подверженных износу, и они могут работать с большими токами без искрения, что делает их ценными в специализированных промышленных системах.
Выпрямительные трубки в мощных электрических системах используют пары ртути для преобразования переменного тока в постоянный. Эти устройства способны работать с огромными уровнями мощности и по-прежнему важны в отдельных промышленных системах, например на электрических железных дорогах.
Хлорщелочное производство исторически использовало ртутные катоды для получения газа хлора и гидроксида натрия из солёной воды. Хотя из-за экологических проблем эту технологию в значительной степени заменила мембранная технология, некоторые предприятия по-прежнему используют ртутно-электролизную технологию для получения сверхчистого хлора, необходимого в специализированных областях.
Каталитические процессы в химической промышленности используют соединения ртути в качестве катализаторов определённых реакций органического синтеза. Соли ртути катализируют гидратацию ацетилена с образованием ацетальдегида, хотя всё чаще предпочтение отдаётся более безопасным альтернативам.
Химия амальгам использует способность ртути растворять многие металлы для создания полезных сплавов. Это свойство позволяет очищать металлы, проводить процессы извлечения и осуществлять специализированные металлургические операции, где обычные методы недостаточно эффективны.
Фармацевтическое производство иногда использует соединения ртути в специализированных реакциях синтеза, хотя строгие правила и альтернативные методы значительно сократили такое применение.
Пломбы из зубной амальгамы объединяли ртуть с серебром, оловом и медью для создания долговечных зубных реставраций. Эти пломбы, использовавшиеся более 150 лет, обеспечивали прочное и долговечное восстановление зубов. Хотя современные композитные материалы предпочтительнее, амальгамные пломбы остаются эффективными и безопасными для многих пациентов.
Антисептические соединения, такие как меркурохром и тиомерсал, использовали антимикробные свойства ртути для обработки ран и сохранения вакцин. От такого применения в значительной степени отказались из-за токсичности и доступности более безопасных альтернатив.
Медицинские устройства, включая сфигмоманометры (приборы для измерения артериального давления), использовали ртутные столбики для точного измерения давления. Хотя теперь стандартом стали цифровые устройства, ртутные сфигмоманометры по-прежнему служат эталоном точности измерения артериального давления.
Извлечение золота методом амальгамации практикуется более 2 000 лет. Способность ртути растворять золото позволяет извлекать мелкие частицы золота из руды и осадка. Хотя экологические проблемы привели к ограничениям, этот метод по-прежнему применяется на некоторых небольших горнодобывающих предприятиях по всему миру.
Переработка серебра также использует амальгамацию ртутью для отделения драгоценных металлов от руды. Процесс включает смешивание ртути с измельчённой рудой, позволяя ртути поглотить драгоценные металлы, а затем нагревание для испарения ртути и получения чистого металла.
Производство зеркал исторически использовало ртуть для создания отражающих поверхностей путём нанесения на стекло амальгамы ртути и олова. Эти зеркала обеспечивали превосходные отражательные свойства и долговечность, однако современные покрытия из алюминия и серебра заменили процессы на основе ртути.
Ядерные исследования используют уникальные ядерные свойства ртути в специализированных областях. Ртуть служит мишенью в источниках нейтронов на основе реакции расщепления, где протоны высокой энергии сталкиваются с ядрами ртути, создавая интенсивные пучки нейтронов для исследования материалов.
Производство изотопов использует ртутные мишени для создания радиоактивных изотопов в медицинских и исследовательских целях. Процесс включает облучение ртути частицами для создания определённых изотопов, необходимых в ядерной медицине и научных исследованиях.
Применение в космических аппаратах включало использование ртути в специализированных двигательных системах и электрических устройствах, где её уникальные свойства оправдывали связанные с ней риски. В некоторых ранних спутниковых системах применялись ртутные батареи и переключатели благодаря их надёжности в космических условиях.
Традиционные термометры в старых домах всё ещё могут содержать ртуть, которую можно узнать по серебристой жидкости, поднимающейся и опускающейся при изменении температуры. Эти термометры обеспечивают чрезвычайно точные показания, но при повреждении представляют серьёзную опасность для здоровья. В большинстве стран ртутные термометры запрещены для бытового использования; им на смену пришли цифровые термометры и термометры на основе спирта.
Термометры для измерения температуры тела, содержащие ртуть, когда-то были стандартом в каждой домашней аптечке. Несмотря на исключительно высокую точность, один разбитый термометр выделяет достаточно паров ртути, чтобы превысить безопасный уровень загрязнения воздуха в помещении. Если вы нашли старые ртутные термометры, обратитесь в местный пункт приёма опасных отходов для безопасной утилизации.
Термометры для приготовления сладостей и жарки во фритюре в старых моделях всё ещё могут содержать ртуть. Проверьте кухонные принадлежности и замените устройства, содержащие ртуть, цифровыми аналогами, обеспечивающими сопоставимую точность без риска для здоровья.
Люминесцентные лампы в вашем доме и офисе содержат небольшие количества паров ртути — обычно 3–5 миллиграммов на лампу. При разрушении лампы ртуть может испариться и создать опасность для здоровья. При уборке разбитой люминесцентной лампы всегда проветривайте помещение и никогда не используйте пылесос для сбора осколков.
Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) также содержат ртуть, хотя и в меньших количествах, чем традиционные люминесцентные трубки. Эти энергоэффективные лампы помогают сократить общие выбросы ртути электростанциями, но требуют правильной утилизации в пунктах переработки.
Светодиодные лампы не содержат ртути и являются самым безопасным и эффективным вариантом освещения. Переход на светодиодные лампы значительно снизил воздействие ртути в быту, одновременно обеспечив более качественное освещение и экономию энергии.
Старые электрические выключатели в домах, построенных до 1970 года, могут содержать ртутные выключатели с наклоном, особенно в термостатах и некоторых выключателях света. В этих бесшумных выключателях содержится ртуть, которая может вытечь, если устройство будет повреждено при демонтаже или ремонте.
Серебряные зубные пломбы на самом деле содержат около 50% ртути, смешанной с серебром, оловом и медью. Эти «амальгамные» пломбы используются уже более 150 лет и остаются эффективными для восстановления зубов. Однако при жевании они выделяют небольшие количества паров ртути.
Большинство стоматологов теперь предлагают композитные альтернативы, обеспечивающие сопоставимую долговечность без воздействия ртути. Если у вас есть амальгамные пломбы, избегайте их удаления без необходимости, если только стоматолог не рекомендует это, поскольку процедура удаления может временно увеличить воздействие ртути.
Безопасность в стоматологии при использовании амальгамы остаётся предметом споров. Хотя крупные организации здравоохранения считают амальгаму безопасной для большинства людей, беременным женщинам и маленьким детям стоит рассмотреть альтернативы без ртути для новых стоматологических работ.
Старинные барометры и измерительные приборы в доме ваших бабушки и дедушки могут содержать ртуть. Эти красивые приборы используют вес ртути для измерения атмосферного давления, но при повреждении из них могут вытечь опасные количества ртути.
В некоторых импортных игрушках и украшениях обнаруживали ртуть, особенно в изделиях из стран с менее строгими правилами. Всегда покупайте игрушки и украшения у надёжных продавцов и с осторожностью относитесь к необычно дешёвым импортным товарам.
Кремы для осветления кожи из некоторых источников незаконно содержат соединения ртути. Эти средства могут вызвать тяжёлое отравление ртутью, поэтому их следует избегать. Проверяйте списки ингредиентов и покупайте косметику только у регулируемых поставщиков.
Некоторые миниатюрные батарейки в старых устройствах содержали ртуть, хотя сейчас её в основном перестали использовать. При утилизации любых батареек обращайтесь в соответствующие пункты переработки, чтобы предотвратить попадание ртути в окружающую среду.
Рыба и морепродукты могут содержать ртуть, которая накапливается по мере продвижения вверх по пищевой цепи. Крупные хищные рыбы, такие как акулы, меч-рыба и королевская макрель, обычно содержат больше ртути. Беременным женщинам и маленьким детям следует ограничить употребление этих видов рыб.
Угольные электростанции выбрасывают ртуть, которая со временем оседает в водоёмах, где бактерии превращают её в метилртуть — наиболее токсичную форму. Затем эта ртуть концентрируется в рыбе и моллюсках, поэтому морепродукты являются главным источником воздействия ртути для большинства людей.
Меры по очистке окружающей среды направлены на сокращение выбросов ртути промышленными предприятиями. Ваш выбор в пользу светодиодного освещения и поддержка чистой энергетики помогают уменьшить загрязнение ртутью при производстве электроэнергии.
Профилактика отравления ртутью начинается с осведомлённости. Никогда не прикасайтесь к жидкой ртути голыми руками и всегда проветривайте помещения, где может находиться ртуть. Для уборки небольших разливов ртути требуются специальные процедуры — никогда не используйте пылесос.
Безопасность дома включает выявление предметов, содержащих ртуть, и их правильную утилизацию. Во многих населённых пунктах проводятся специальные дни сбора опасных отходов, в частности ртутных термометров, люминесцентных ламп и старых выключателей.
Симптомы воздействия ртути включают тремор, проблемы с памятью и изменения настроения. Если вы подозреваете воздействие ртути, обратитесь к медицинскому работнику, который назначит необходимые анализы и при необходимости порекомендует лечение.
Альтернативные изделия теперь существуют практически для каждого традиционного применения ртути. Цифровые термометры, светодиодные лампы и стоматологические материалы без ртути обеспечивают те же преимущества без риска для здоровья.
Откуда он происходит
0,085 мг/кг земной коры · более распространён, чем 42% элементов
Распространённость ртути в земной коре отражает уникальные геологические процессы, концентрирующие этот летучий элемент. При среднем содержании в земной коре всего 0,08 частей на миллион ртуть встречается относительно редко. Большая часть ртути образуется в результате вулканической деятельности и гидротермальных процессов, которые переносят ртуть из глубин Земли к поверхностным месторождениям.
Киноварь (HgS) представляет собой основной рудный минерал ртути, образующий характерные ярко-красные кристаллы в районах недавней вулканической активности. Эти месторождения концентрируют ртуть благодаря процессу, при котором содержащие ртуть флюиды поднимаются по трещинам в горных породах, охлаждаясь и кристаллизуясь по мере приближения к поверхности.
Гидротермальные месторождения создают наиболее богатые концентрации ртути благодаря горячей воде, насыщенной минералами, которая растворяет и повторно осаждает соединения ртути. Эти процессы протекают на протяжении тысяч лет, создавая экономически рентабельные месторождения ртути в регионах с активной или недавней геологической деятельностью.
Летучая природа ртути означает, что она легко испаряется и перемещается через горные породы, часто концентрируясь в районах, удалённых от первоначального источника. Такая подвижность создаёт сложные структуры месторождений, затрудняющие как геологические исследования, так и горные работы.
Китай доминирует в мировом производстве ртути, обеспечивая примерно 80% мирового объёма. Ртутная шахта Ваньшань в провинции Гуйчжоу работала более 600 лет до закрытия в 2001 году и являлась одним из крупнейших месторождений ртути в истории. Современное производство Китая обеспечивается многочисленными небольшими месторождениями по всей стране.
Кыргызстан располагает месторождением Хайдаркан — одной из наиболее значимых сохранившихся ртутных шахт в мире. Это месторождение, расположенное в Ферганской долине, добывает ртуть более 50 лет и содержит значительные оставшиеся запасы.
Испания располагает знаменитым ртутным районом Альмаден, который работал более 2 000 лет до закрытия в 2003 году. Альмаден дал примерно треть всей ртути, когда-либо добытой в мире, и является крупнейшим из известных месторождений ртути. Сейчас этот объект включён в список Всемирного наследия ЮНЕСКО.
Соединённые Штаты исторически добывали значительные объёмы ртути в Прибрежном хребте Калифорнии, особенно в районах Нью-Альмаден и Нью-Идрия. Эти месторождения поставляли ртуть во время калифорнийской золотой лихорадки и Второй мировой войны, но теперь закрыты из-за экологических проблем.
Италия разрабатывала ртутный район Монте-Амиата в Тоскане, который вносил значительный вклад в мировые поставки до закрытия в 1980-х годах. Эти месторождения сформировались в результате тех же геологических процессов, которые создали знаменитые горячие источники Тосканы.
Активные вулканические районы продолжают выделять ртуть через фумаролы и горячие источники. Например, национальный парк Йеллоустон ежегодно выбрасывает несколько тонн ртути через свои геотермальные объекты — это природный процесс, продолжающийся на протяжении тысяч лет.
Геотермальные системы по всему миру переносят ртуть из глубоких источников в земной коре на поверхность. Геотермальные поля Исландии, регион Тоскана в Италии и гейзеры Калифорнии демонстрируют повышенные концентрации ртути, связанные с их геотермальной активностью.
Недавняя вулканическая активность может создавать новые месторождения ртути благодаря процессам, которые можно наблюдать в реальном времени. Извержение горы Сент-Хеленс в 1980 году привело к отложению измеримых количеств ртути в прилегающих районах, показав, что вулканические процессы продолжают формировать месторождения ртути и сегодня.
Подводный вулканизм высвобождает ртуть в океанические системы, где она может концентрироваться в морских осадках. Глубоководные гидротермальные источники являются значительными источниками ртути для морской среды, влияя на глобальный круговорот ртути.
Угольные месторождения содержат ртуть, происходящую из древнего растительного материала и геологических процессов. При сжигании угля эта ртуть испаряется и попадает в атмосферу, поэтому сжигание угля является крупнейшим отдельным источником загрязнения ртутью в мире.
Предприятия по добыче золота часто сталкиваются с ртутью в рудных месторождениях, особенно в районах, где исторически использовали ртуть для извлечения золота. Многие золотодобывающие предприятия должны контролировать загрязнение ртутью как из природных источников, так и вследствие прошлых методов добычи.
Промышленная переработка извлекает ртуть из различных потоков отходов, включая люминесцентные лампы, стоматологическую амальгаму и электронные устройства. В настоящее время эти вторичные источники обеспечивают значительную долю ртути, используемой в сохранившихся разрешённых сферах применения.
Историческое загрязнение вследствие прежнего использования ртути создаёт постоянные источники загрязнения окружающей среды. Бывшие ртутные шахты, промышленные объекты и районы, где ранее использовали ртуть, продолжают выделять её в воздух и воду спустя десятилетия после прекращения деятельности.
Перенос в атмосфере превращает ртуть в глобальный загрязнитель, перемещающийся на тысячи миль от источников выбросов. Ртуть легко испаряется и может оставаться в воздухе месяцами, позволяя местным выбросам воздействовать на удалённые экосистемы.
Океанические течения перераспределяют ртуть по всему миру посредством сложных биогеохимических циклов. Глубинные океанические воды содержат ртуть, накопленную за десятилетия; она постепенно возвращается в поверхностные воды и влияет на морские пищевые цепи по всему миру.
Почва и осадки накапливают ртуть в районах, расположенных по ветру или ниже по течению от её источников. Особенно активно ртуть со временем накапливается в лесных почвах, создавая долгосрочные резервуары загрязнения, которые продолжают воздействовать на экосистемы.
Биологическая концентрация повышает содержание ртути по мере продвижения вверх по пищевым цепям: у высших хищников, таких как тунец и акулы, концентрации ртути могут быть в тысячи раз выше, чем в окружающей морской воде. Это биологическое накопление делает ртуть особенно опасной для здоровья человека при употреблении морепродуктов.
Минаматская конвенция по ртути, вступившая в силу в 2017 году, ограничивает мировую торговлю ртутью и её использование. Этот международный договор направлен на защиту здоровья человека и окружающей среды от антропогенных выбросов ртути, существенно влияя на её предложение и спрос.
Закрытие шахт по всему миру резко сократило первичное производство ртути. Большинство крупных ртутных шахт закрыто из-за экологических проблем, поэтому вторичное извлечение становится всё более важным для удовлетворения сохраняющихся законных потребностей в ртути.
Стратегические запасы в некоторых странах содержат запасы ртути, оставшиеся от прежнего военного и промышленного применения. Эти запасы представляют собой значительные количества ртути, которыми необходимо безопасно управлять, чтобы предотвратить её попадание в окружающую среду.
Будущие поставки, вероятно, будут обеспечиваться главным образом переработкой и извлечением побочных продуктов других горнодобывающих предприятий. По мере сокращения целенаправленной добычи ртути другие источники становятся относительно более важными для удовлетворения законного спроса на ртуть.
Обращение
Ртуть — один из самых токсичных элементов и представляет серьёзную опасность для здоровья во всех формах. Даже ничтожные количества могут вызвать тяжёлое неврологическое поражение, почечную недостаточность и смерть. Металлическая ртуть испаряется при комнатной температуре, образуя невидимые, не имеющие запаха и чрезвычайно опасные пары.
БЕЗОПАСНОГО УРОВНЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ НЕ СУЩЕСТВУЕТ для ртути. Любой контакт с жидкой ртутью или вдыхание паров ртути может вызвать отравление. Дети и беременные женщины особенно уязвимы: воздействие может привести к необратимому повреждению мозга и нарушениям развития.
НИКОГДА НЕ РАБОТАЙТЕ С РТУТЬЮ без надлежащих средств защиты и подготовки. Даже кратковременный контакт с кожей может привести к проникновению ртути в организм и отравлению. Разливы ртути требуют немедленной профессиональной уборки — никогда не пытайтесь убирать разливы ртути самостоятельно.
Вдыхание паров ртути — наиболее опасный путь воздействия. При комнатной температуре ртуть образует концентрации паров, которые могут в 100 раз превышать безопасный уровень. Пары бесцветны, не имеют запаха и не обнаруживаются без специального оборудования.
Острое отравление при вдыхании вызывает в течение нескольких часов боль в груди, затруднённое дыхание, кашель и повышение температуры. Воздействие высоких концентраций может привести к острому поражению лёгких, почечной недостаточности и смерти. Даже длительное воздействие низких концентраций вызывает тремор, потерю памяти и изменения личности.
Вентиляция КРИТИЧЕСКИ ВАЖНА в любой зоне, где может присутствовать ртуть. Однако стандартной вентиляции недостаточно для удаления паров ртути — в профессиональных условиях необходимы специализированные вытяжные системы и контроль воздуха.
Защита органов дыхания требует систем подачи воздуха или специализированных респираторов для защиты от паров ртути. Стандартные противопылевые маски и даже респираторы с химическими картриджами не обеспечивают достаточной защиты от паров ртути.
Симптомы отравления ртутью включают тремор (особенно рук), потерю памяти, изменения личности, раздражительность и трудности с концентрацией внимания. Эти симптомы могут развиваться постепенно в течение недель или месяцев воздействия.
Последствия хронического воздействия включают необратимое повреждение мозга, заболевания почек, аутоиммунные нарушения и проблемы с репродуктивной системой. Ртуть накапливается в органах и может вызывать повреждения спустя годы после прекращения воздействия.
Риски для беременности и развития чрезвычайно высоки. Ртуть проникает через плаценту и повреждает развивающуюся нервную систему. Беременным женщинам следует избегать любого воздействия ртути, поскольку даже ничтожные количества могут вызвать врождённые дефекты и задержки развития.
Метилртуть (содержащаяся в загрязнённой рыбе) ещё токсичнее металлической ртути. Она накапливается в рыбе и моллюсках, поэтому морепродукты являются основным источником воздействия ртути для большинства людей.
Разбитые термометры создают непосредственную опасную зону. Один ртутный медицинский термометр содержит достаточно ртути, чтобы загрязнить большую комнату. Никогда не используйте пылесос для уборки разлившейся ртути — это испаряет ртуть и распространяет загрязнение.
Разбитая люминесцентная лампа выделяет пары ртути, концентрация которых может превысить безопасный уровень в помещении. Немедленно проветрите помещение, выведите людей минимум на 15 минут и осторожно уберите осколки, не используя пылесос. Беременным женщинам и детям следует полностью избегать этой зоны.
Старые выключатели и термостаты могут содержать ртуть, которая прольётся при демонтаже или ремонте. Поручите квалифицированным специалистам безопасно удалить устройства, содержащие ртуть, и утилизировать их.
Уборка разливов ртути требует услуг специалистов по работе с опасными материалами при разливе, превышающем несколько капель. Небольшие разливы требуют специальных процедур уборки, средств защиты и надлежащей утилизации загрязнённых материалов.
Защита работников в отраслях, связанных с воздействием ртути, требует комплексных программ безопасности, включающих контроль воздуха, медицинское наблюдение, средства защиты и процедуры реагирования на чрезвычайные ситуации.
Допустимые пределы воздействия чрезвычайно низки — 0.1 mg/m³ в среднем за 8 часов. Однако даже воздействие ниже этих пределов может вызывать последствия для здоровья у чувствительных людей.
Медицинский контроль работников, подвергающихся воздействию ртути, включает регулярные анализы мочи и крови, неврологические обследования и проверку функции почек. Раннее выявление отравления ртутью крайне важно для предотвращения необратимых повреждений.
Аварийные процедуры должны быть предусмотрены на случай разливов ртути, отказов оборудования и случаев воздействия на работников. Первая помощь включает немедленное удаление из зоны воздействия, дезактивацию и экстренную медицинскую помощь.
НИКОГДА НЕ ВЫБРАСЫВАЙТЕ РТУТЬ в обычный мусор, не сливайте её в канализацию и не допускайте её попадания в окружающую среду. Ртуть — стойкий глобальный загрязнитель, который биоаккумулируется в пищевых цепях и воздействует на экосистемы по всему миру.
Объекты по утилизации опасных отходов — единственный подходящий способ утилизации предметов, содержащих ртуть. Во многих населённых пунктах проводятся специальные дни сбора люминесцентных ламп, термометров и других устройств, содержащих ртуть.
Загрязнение окружающей среды ртутью сохраняется десятилетиями или столетиями. Даже небольшие количества, попавшие в воздух или воду, могут распространиться по всему миру и накапливаться в рыбе, угрожая здоровью людей далеко от первоначального источника.
Практически для всех применений ртути существуют альтернативы. Цифровые термометры, светодиодные лампы и электронные выключатели обеспечивают те же функции без риска для здоровья и окружающей среды.
При чрезвычайной ситуации, связанной с воздействием ртути, требуется немедленная медицинская помощь. При любом подозрении на воздействие ртути немедленно позвоните в службу Poison Control (1-800-222-1222 в США) и вызовите экстренную медицинскую помощь.
Первая помощь при контакте с кожей включает немедленное снятие загрязнённой одежды и тщательное мытьё кожи водой с мылом. Не используйте горячую воду, поскольку она увеличивает всасывание ртути.
При вдыхании необходимо немедленно выйти на свежий воздух и обратиться за экстренной медицинской помощью. Контролируйте дыхание и подавайте кислород, если умеете это делать. Отравление ртутью может вызвать отсроченную дыхательную недостаточность.
Эвакуация при разливе должна охватывать всех людей, особенно детей и беременных женщин. Проветрите помещение и не входите в него повторно, пока профессиональная уборка не будет завершена, а проверка воздуха не подтвердит безопасность.
Краткие ответы
Ртуть (символ Hg) — элемент 80 в периодической таблице, представитель семейства переходный металл в 6 периоде, 12 группе. Единственный металл, жидкий при комнатной температуре, — и сильный нейротоксин. При комнатной температуре это жидкое вещество.
[Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s²; она включает 6 занятых электронных оболочек с распределением 2, 8, 18, 32, 18, 2.Ртуть плавится при 234.3 K (-38.8 °C) и кипит при 629.9 K (356.7 °C).
Стандартная атомная масса Ртуть составляет 200.592 u. Это средневзвешенное значение для его природных изотопов, поэтому оно редко бывает целым числом.
Плотность Ртуть составляет 13.534 г/см³. Плотность воды — 1,0 г/см³, поэтому блок из Ртуть примерно в 13.5× тяжелее.
Электроотрицательность Ртуть по шкале Полинга составляет 2. Шкала простирается от 0,70 (франций, наименее склонный притягивать электроны) до 3,98 (фтор, наиболее склонный). Значения в этом среднем диапазоне обычно соответствуют ковалентным, а не преимущественно ионным связям.
Ртуть известен с древности — он встречается в форме, пригодной для использования без выплавки, поэтому нельзя приписать его открытие какому-либо одному человеку. Название происходит от планета Меркурий; символ происходит от hydrargyrum.
На долю Ртуть приходится около 0.085 мг/кг земной коры — это действительно редкий элемент, поэтому он дорог.