<<
>>

Ртуть и ее соединенияс позиций экологии и геогигиены

Дальнейшие исследования проблемы «ртутной опасности» не могут не учитывать геогигиенический аспект этой проблемы. Ртуть и ее соединения должны быть отнесены к веществам, для которых в первую очередь необходима гигиеническая оценка с позиций возможного загрязнения биосферы на основе предпосылок экономического, физико-химического, геохимического, агрохимического и биологического характера [125, 127].

С точки зрения экономических предпосылок в пользу этого говорит прежде всего высокая технофильность ртути [163]. Как известно, в использовании химических элементов отчетливо проявляется влияние их кларков в земной коре. В связи с этим степень использования химического элемента более правильно оценивать по показателю отношения масштабов его добычи (в тоннах) к кларку в литосфере, т. е. по технофильности. Технофильность ртути (109) такая, как и серебра, сурьмы, кадмия, меди, золота, вольфрама, молибдена и свинца, хотя кларк ртути (8,3 • 10_6) ниже кларка кадмия, меди, сурьмы, вольфрама, молибдена и свинца. Общая тенденция развития ноосферы, заключающаяся в увеличении технофильности, характерна и для ртути. Это подтверждают статистические материалы, свидетельствующие о постоянном росте добычи ртутной руды и получения из нее металла. Так, если общее количество ртути, выработанное промышленностью в XIX в., составляло

126,5 тыс. т, то в XX в. такое количество ртути было добыто уже в течение 23 послевоенных лет. Производство ртути в капиталистических странах, начиная с 1955 г., составляло не менее 6 тыс. т/год, а в настоящее время превышает 9 тыс. т/год. Это позволяет предположить, что если потребность в ртути останется на прежнем уровне, то только капиталистическими странами в XX в. будет произведено более 500 тыс. т этого металла. Если учесть, что самородная ртуть в естественных условиях встречается очень редко и 99,9 % ртути находится в рассеянном состоянии, то приведенные выше данные могут явиться наглядной иллюстрацией высказанного еще В. И. Вернадским мнения о том, что человек, должно быть, является теперь главным агентом, вырабатывающим этот металл на земной поверхности. При этом необходимо учесть, что сырьем для получения ртути служит киноварь, соединение практически не летучее и в воде не растворимое, т. е. переработка ртутной руды сопровождается появлением соединения более опасного в гигиеническом отношении, чем перерабатываемое сырье.

Запасы ртутной руды неравномерно распределены по земному шару. Основными странами-производителями ртути в капиталистическом мире являются Испания, Италия, Мексика и Канада, а основными потребителями — США, Япония, Англия, ФРГ, Франция.

В последние годы в связи с усилением контроля за предотвращением загрязнения ртутью окружающей среды цена на ртуть на мировом рынке резко упала. Сокращается ее производство, в частности, в Японии прекращено применение ртути в производстве пигментов, пестицидов и в 3 раза снижено потребление ртути в производстве хлора и каустика по сравнению с 1970 г.

Тем не менее потребность капиталистических стран в ртути к 2000 году оценивается в 10—15 тыс. т/год.

Знание масштабов и распространения добычи ртути и торговли ею в мире позволяет наиболее точно предсказать, в каких регионах и странах можно ожидать более раннее появление признаков начинающегося глобального загрязнения. Неудивительно, что прежде всего эти тревожные симптомы проявились в бассейне Средиземного моря, где производится около 50 % мировой добычи ртути, в США и Японии.

Постоянный рост числа ртутных промышленных производств и чрезвычайно широкая сфера применения ртути и ее соединений служат предпосылкой того, что население большинства развитых и развивающихся стран в той или иной степени попадает в сферу влияния ртути Только в последние годы к «новым» производствам, где ртуть обнаружена как одно из основных профессиональных загрязняющих веществ, отнесены коксохимическое производство, производство серной кислоты, производства, использующие ртутные катализаторы, начальные участки вискозного производства и др. В этом отношении показательны случаи ртутного отравления из «неожиданного источника», какими оказались, напри-


мер, старые авиационные батареи, в состав которых входила цинкортутная амальгама, содержащая всего до 0,8 % ртути. С использованием ртути работают двигатели спутников связи, что предопределяет возможность загрязнения верхних слоев атмосферы.

Пары ртути выделяются в воздух производственных помещений при производстве и применении ее неорганических соединений. Так, возможно загрязнение ртутью воздуха помещений при использовании сулемы для дезинфекции и воздуха подземных выработок при применении гремучертутных детонаторов. При этом наряду с парами ртути в воздухе находится аэрозоль ее неорганических соединений, а в подземных выработках ртуть находится в воздухе как в виде элементарного одноатомного пара, так и в сорбированном пылью состоянии. Последнее (в силу явлений синергизма) требует особого подхода при оценке опасности воздействия на организм таких сочетаний. Ртуть используется также как легирующая добавка к магнию для придания ему необходимых технологических свойств.

Особенностью этих новых производств является то, что источником загрязнения служит не столько ртуть или ее соединения, сколько небольшие количества их примесей к сырью или продуктам производства. Так, источником загрязнения коксохимических производств являются примеси ртути к углям, а источником загрязнения производств серной кислоты — примеси ртути к руде, содержащей серный колчедан [133]. Было выявлено, что источником загрязнения ртутью питьевой воды является перманганат калия, содержащий в среднем 0,3 мг Hg/кг и используемый в водоподготовке как окислитель для удаления запаха и привкуса [148]. Описаны случаи загрязнения питьевой воды ртутью и попадания металла в канализационные сети в результате использования ртутных расходомеров Вентури.

Все эти и подобные им производства, представляющие «локальную» опасность с точки зрения гигиены труда, имеют и более общее значение как новые источники дополнительного поступления паров ртути в атмосферный воздух, а твердых и жидких отходов производства — в почву и водоемы.

К конкретным химическим загрязняющим веществам следует отнести каломель, широкое применение которой в лечебной практике началось еще в XIV в. В прошлом медицина отдавала предпочтение каломели в лечении многих болезней. Потребность в ней была столь велика, что каломель заготавливалась и расфасовывалась впрок. Высказано мнение, что столь длительное изготовление и применение, а значит и поступление каломели во внешнюю среду, и в первую очередь в водоемы, не прошло бесследно и ситуация, которая имеет место сегодня, формировалась в течение длительного времени.

Из года в год растет производство и применение наиболее токсичных и опасных для человека органических производных ртути. Если до середины XIX в. о них вообще ничего не знали (напомним, что первые металлоорганические соединения были синтезированы в 1849 г.), то в настоящее время промышленный синтез ртутьорга- нических соединений (РОС) составляет существенную долю всех отраслей промышленности, потребляющих ртуть. Постоянно расширяется и применение ртутьсодержащих пестицидов в различных отраслях народного хозяйства. Так, только в сельском хозяйстве США ежегодно применяется 400 т ртути, в основном в виде ртутьорганических пестицидов, что составляет 18 % общего количества используемой страной ртути (около 2200 т/год). В Швеции годовой импорт ртути составляет 140 т, из них около 22 % используют в виде ртутьорганических соединений в бумажной промышленности и сельском хозяйстве (соответственно 25 и 5 т).

Этим обстоятельством во многом объясняется то, что почти вся ртуть, определяемая в тканях животных, идентифицируется как одно из РОС, в частности метил- ртуть.

В работе [198] опубликован перечень ртутьсодержащих соединений, используемых как в сфере народного хозяйства, так и в науке и технике, а также в лечебной практике, он насчитывает 218 наименований органических и неорганических соединений ртути. Перечислены в нем и вещества, рекомендованные в качестве консервантов. Однако возможность широкого применения их для консервации биологического материала не всегда представляется бесспорной. Так, органическое соединение ртути 2-этилмеркуриотиобензойнокислый натрий, известное под названием мертиолят, в настоящее время используется при производстве вакцин, предназначенных преимущественно для иммунизации детей. Вряд ли можно считать это оправданным. И не случайно за рубежом в аннотациях к мертиоляту можно встретить оговорки, что препарат предназначается только для лабораторной практики.

До настоящего времени некоторые ртутьорганические соединения продолжают применяться и в быту. Так, в смеси с красителями они используются для внутренней отделки помещений. Этанолмеркурхлорид был предложен в качестве составного компонента бактерицидных эмалей для покрытия медицинского оборудования и мебели. В виде препарата диоцид — смесь этанолмеркур- хлорида и цетилпиридинийхлорида (или бромида) в соотношении 1:2 — рекомендована для обработки шовного материала, аптечной посуды, рук хирургов.

Продолжается разработка антисептиков на основе органических соединений ртути, использование последних в составах необрастающих красок, что может нанести существенный вред зоопланктону, рыбам, а также иметь отдаленные вредные последствия. Соединения ртути используются как консерванты бактерийных препаратов и имплантируемых тканей, в составе красок детских игрушек и химических источников тока бытового предназначения. Ртутьорганическое соединение неогидрин, меченный l97Hg, 2oSHg, применяется в медицине в диагностике.

Предпосылки физико-химического аспекта характеризуются в основном следующим: высокой летучестью ртути и ее соединений; устойчивостью их во внешней среде; растворимостью в атмосферных осадках; способностью к сорбции почвой и к адсорбции взвешенными частицами из водной среды. В совокупности указанные выше свойства определяют постоянный круговорот ртути в природе, поддерживающий «фоновый» ее уровень как в объектах окружающей среды (воздух, почва, вода), так и в биологических объектах растительного и животного происхождения. Естественно поэтому, что поступление ртути даже в отдельные объекты (сферы) приводит к повышению «фона» ее содержания во всем окружении человека. В течение длительного времени это повышение «фона» определяется, как правило, в непосредственной близости к источникам загрязнения. Однако по мере увеличения числа таких источников возможно «слияние» небольших зон загрязнения в более крупные. Это подтверждается данными о загрязнении ртутью атмосферного воздуха городов даже при отсутствии значительных источников загрязнения промышленного характера.

Для современных городов характерно множество рассеянных по всему городу отделений контрольно-измерительных приборов заводов, лабораторий научно-исследовательских институтов, вузов и техникумов, бюро поверки КИП, лабораторий медико-биологического профиля и кабинетов лечебно-профилактических и учебно- воспитательных учреждений, которые в совокупности определяют загрязнение ртутью атмосферного воздуха городов в количествах, близких к предельно допустимому (0,0003 мг/м3). Показательно, что еще в 1964 г. было указано на более высокое содержание паров ртути в атмосфере городов США и Японии по сравнению с содержанием ртути в воздухе городов СССР и что городское население подвергается большей нагрузке ртутью, чем сельское.

Особо следует отметить способность паров ртути и ее органических соединений сорбироваться из воздуха строительными конструкциями промышленных и общественных зданий с образованием стойких вторичных источников загрязнения ртутью воздуха наружной атмосферы. Изучение этого вопроса позволило установить, что, во-первых, сорбция ртути строительными конструкциями практически не происходит, если содержание ее паров составляет 0,0003 мг/м3 и ниже, во-вторых, депонированная почвой и строениями ртуть способна служить самостоятельным источником длительного загрязнения атмосферного воздуха парами.

К геохимическим предпосылкам, обусловливающим опасность ртути и ее соединений как факторов загрязнения биосферы, относится чрезвычайно низкий кларк ртути — всего 7 • 10~в %. Столь низкое среднее естественное содержание ртути в земной коре создает условия для резкого и значительного его превышения при загрязнении почвы, воздуха и воды ртутью и ее соединениями в результате производственной деятельности человека, что обусловливает нарушение привычных биохимических соотношений со всеми вытекающими отсюда последствиями.

Ртуть и железо (среди металлов) представляют собой примеры крайностей чрезвычайно низкого и чрезвычайно высокого естественного содержания в почве. В этом плане следует указать, что условия, складывающиеся в ртутных биогеохимических провинциях, несут в себе двойную опасность. Являясь зонами залегания ртутной руды, имеющими промышленное значение, они характеризуются не только повышенным естественным содержанием ртути в воздухе, воде, продуктах растительного и животного происхождения, но и наличием загрязнения внешней среды в результате процессов добычи, транспортировки и переработки ртутной руды с получением металлической ртути. Если в этих районах расположены также предприятия, потребляющие добываемую здесь же металлическую ртуть и ее соединения, то положение приобретает особую остроту.

Предпосылки агрохимического и гидрохимического характера связаны, с одной стороны, с особенностями использования ртутьорганических соединений, с другой — с превращениями, которые претерпевают соединения ртути в окружающей среде. Во-первых, применяемые для обеззараживания семян многих сельскохозяйственных культур соединения ртути вносятся в почву вместе с посевным материалом. Во-вторых, в некоторых крупных капиталистических странах (США, Япония) соединения ртути использовали и продолжают использовать не только для обработки зерна, но и для дезинфекции почвы. Распыление же с воздуха пестицидов является наиболее опасным способом их применения, поскольку при этом загрязняются воздух, почва, растительный и животный мир как непосредственно в зоне применения пестицидов, так и в районе их рассеивания (разносятся потоками воздуха, течением рек), размеры которого при таком способе применения весьма велики. В-третьих, неорганические и органические соединения ртути продолжают использовать для защиты морских судов от обрастания [32]. Высокая раствориуіость оксидных соединений ртути не только создает в слое воды, непосредственно соприкасающемся с защищаемой поверхностью, летальную концентрацию яда для большинства живых организмов обрастания, но в то же время служит фактором сокращения срока защиты судов и загрязнения веды. Однако и малорастворимые соли ртути (I) и ее органические соединения (преимущественно фенилпроизводные) со временем переходят в воду.

В-четвертых, неорганические соединения ртути, как и ряда других металлов, во внешней среде превращаются в органические, большинство из которых являются более токсичными.

В 1968 г. было показано, что ил аквариума может метилировать ртуть. Этим исследованием впервые было установлено, что источником алкилирования ртути могут быть бактерии и что анаэробные экосистемы могут способствовать протеканию этой реакции. В том же году были получены данные, что в присутствии ионов ртути Hg2+ реакция образования метана экстрактами метаногенных организмов из метилкобаламина сопровождается образованием метил- и диметилртути и что диметил- ртуть является конечным продуктом реакции. В основе этой реакции может лежать как энзиматический, так и неэнзиматический процесс и в анаэробных условиях ее можно усилить путем увеличения количества метаногенных организмов.

На процесс метилирования ртути существенное влияние оказывает pH среды. Так, в кислой среде процесс останавливается на стадии образования монометилрту- ти, что обусловливает увеличение концентрации этого вещества в воде и водных экосистемах. Напротив, в щелочной среде монометилртутные соединения трансформируются в диметилртуть, которая в силу высокой летучести «покидает» воду и уносится в атмосферу. Последующее поступление диметилртути в почву из атмосферы (например, с осадками) замыкает круг миграции ртути, причем образовавшиеся в окружающей среде соединения органических производных ртути оказываются более токсичными, чем поступавшие (неорганические производные) в эту среду ранее.

Другой путь метилирования обязан Neurospora cras- sa, в метаболизме которого кобаламины не участвуют. Добавление дитиолов к среде не стимулировало, а введение а-метионина даже подавляло синтез метилртути в этом случае П71]. Установлена зависимость продуцирования метилртути от устойчивости мутантов Neurospora crassa к ионам двухвалентной ртути, что, по мнению ряда авторов, может иметь важное прикладное значение. Исследователи сегодня еще не располагают убедительными данными о различной токсичности химически и биологически синтезированных органических веществ вообще и ртути в частности. В эксперименте показано, что токсичность солей метилртути, полученных химически, аналогична токсичности солей, полученных при их «природном» накоплении в организме рыб. При этом необходимо учесть, что «природное» накопление в организме рыб метилртути обусловлено и тем, что в тканях некоторых видов рыб происходит процесс метилирования неорганических соединений ртути [168]. Имеются данные о том, что метилртуть, поступающая с рыбой, загрязненной «природной» ртутью, оказывает более выраженный токсический эффект, чем то же количество химической метилртути, добавленной к пище (чистой рыбе).

Метилирование неорганической ртути в водных экосистемах протекает довольно быстро; это проявляется в частности, в том, что отношение количества органических соединений ртути к количеству общей ртути в мышечной ткани рыб повышается по мере удаления от мест попадания неорганических соединений ртути в водоем. Удельный вес метилртути относительно общего количества ртути в теле рыб достигает 78—93 % [170]. В условиях значительного загрязнения водной среды неорганическими соединениями ртути, встречающегося в ряде мест Средиземноморья, наблюдается нарастание содержания метилртути в цепи донные отложения (максимум ртути в метиловой форме составляет 1,37 %) — мидии (максимум 26,9 %) — рыбы (почти 100 %). Отмеченная отрицательная корреляция между концентрацией ртути в органической и неорганической форме в теле мидий связана с тем, что медленно идущий процесс метилирования неорганических соединений ртути в теле мидий не может компенсировать нарастания содержания неорганической ртути при ее относительно высокой концентрации в воде, обусловленной значительным поступлением со сточными водами. Высокое же содержание метилртути в теле рыб обязано быстрому усвоению метилированной ртути с пищей и медленному выведению ее из организма.

Загрязнение гидросферы неорганическими соединениями ртути приводит к увеличению массовой доли органических соединений ртути в наземных экосистемах. В целом, если массовая доля метилртути в почве, донных отложениях, ряде высших растений составляет

<< | >>
Источник: Коллектив авторов. Ртуть и ее соединения в окружающей среде (гигиенические и экологические аспекты) / И. М. Трахтенберг, М. Н. Коршун; Под общ. ред. И. М. Трахтенберга.— К. : Выща шк.,1990.— 232 с.. 1990
Помощь с написанием учебных работ

Еще по теме Ртуть и ее соединенияс позиций экологии и геогигиены:

  1. Г лава 4. НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ МЕДИЦИНСКОЙ ЭКОЛОГИИ
  2. Приложение 4 Классификация видов спорта с позиции зарубежных специалистов
  3. Национальное и международное законодательство в области экологии
  4. Приложение 3 Противопоказания к занятиям соревновательными видами спорта с позиции зарубежных специалистов
  5. Коллектив авторов. Ртуть и ее соединения в окружающей среде (гигиенические и экологические аспекты) / И. М. Трахтенберг, М. Н. Коршун; Под общ. ред. И. М. Трахтенберга.— К. : Выща шк.,1990.— 232 с., 1990
  6. Коллектив авторов. Гигиена и экология человека: Учебник для студ. сред. проф. Г46 учеб, заведений / Н. А. Матвеева, А. В. Леонов, М.П.Грачева и др.; Под ред. Н. А. Матвеевой. — М.: Издательский центр «Академия»,2005. — 304 с., 2005
  7. Эхокардиография
  8. Колесников С.И.. Общая биология : учебное пособие / С.И. Колесников. — 5-е изд., стер. — М.: КНОРУС,2015. — 288 с. — (Среднее профессиональное об­разование), 2015
  9. Мамонтов С .Г.. Общая биология учебник /С. Г. Мамонтов, В Б. Захаров — 11-е над , стер. — М.: КНОРУС.2015. — 328 с. — (Среднее профессиональное об­разование)., 2015
  10. Мамонтов С .Г.. Общая биология учебник /С. Г. Мамонтов, В Б. Захаров — 11-е над , стер. — М.: КНОРУС.2015. — 328 с. — (Среднее профессиональное об­разование)., 2015
  11. Молекулярные характеристики