汞是什么?
汞是一种自然存在的化学元素,存在于地壳中的岩石中,包括煤炭沉积物中。在元素周期表上,它的符号是“Hg”,原子序数是80。它以几种形式存在:
单质(金属)汞
无机汞化合物
甲基汞和其他有机化合物
元素(金属)汞
单质或金属汞是一种有光泽的银白色金属,历史上被称为水银,在室温下是液体。它被用于老式温度计、荧光灯灯泡和一些电子开关。当汞掉落时,单质汞会分解成更小的液滴,这些液滴可以穿过小裂缝,或与某些材料紧密结合。在室温下,暴露在外的单质汞会蒸发成一种看不见、无味的有毒蒸汽。如果加热,它是无色无味的气体。了解人们最常如何接触到元素汞,以及接触到元素汞可产生的不良健康影响。
单质汞是一种不与其他物质发生反应的元素。当汞与另一种物质反应时,它会形成一种化合物,如无机汞盐或甲基汞。
无机汞
汞以无机形式大量存在于环境中,主要以朱砂和朱砂的形式存在,也以杂质的形式存在于其他矿物中。汞很容易与氯、硫和其他元素结合,然后在风化作用下形成无机盐。无机盐汞可以在水中运输,并出现在土壤中。含有这些盐的灰尘可以从含有汞的矿石矿床中进入空气。元素或无机汞的排放都可能发生在燃煤发电厂、焚烧城市和医疗废物以及使用汞的工厂。无机汞还可以通过含有无机汞盐的岩石风化,以及从工厂或水处理设施释放受汞污染的水进入水或土壤。
虽然汞盐在医疗产品等消费品中的使用已经停止,但无机汞化合物仍被广泛用于皮肤美白皂和面霜中。氯化汞用于摄影,用作局部防腐剂和消毒剂、木材防腐剂和杀菌剂。在过去,氯化汞被广泛用于医药产品,包括泻药、驱虫药和出牙粉。自那以后,它已被更安全、更有效的药物所取代。硫化汞用于油漆着色,是纹身染料中使用的红色着色剂之一。
人类在职业和环境环境中都可能接触到无机汞盐。接触汞及其盐的风险较高的职业包括采矿、电气设备制造以及使用汞的化学和金属加工。在一般人群中,使用肥皂和面霜或局部防腐剂和消毒剂可通过皮肤途径接触氯化汞。普通人群接触无机汞盐的另一个来源,虽然记录较少,但是在民族宗教、魔法和仪式实践以及草药中使用。
甲基汞
当无机汞盐附着在空气中的颗粒上时。雨雪使这些颗粒沉积在陆地上。即使汞沉积在陆地上,它也经常以气体或颗粒的形式返回到大气中,然后再沉积到其他地方。
当汞在大气、陆地和水之间循环时,会经历一系列复杂的化学和物理变化,其中许多变化尚不完全清楚。微观生物可以将汞与碳结合,从而将其从无机形式转化为有机形式。甲基汞是环境中发现的最常见的有机汞化合物,具有剧毒。了解人们最常如何接触甲基汞,以及接触甲基汞可产生的不良健康影响。
汞排放到空气中
当汞从岩石中释放出来并最终进入大气和水中时,它就会成为环境问题。这些释放可以自然发生。火山和森林火灾都会向大气中释放汞。
然而,释放到环境中的大部分汞是由人类活动造成的。燃烧煤、石油和木材作为燃料会导致汞进入空气,燃烧含有汞的废物也会如此。
这些通过空气传播的汞可以以雨滴、灰尘或重力的形式落到地面(称为“空气沉积”)。某一地区的汞沉积量取决于当地、区域、国家和国际来源释放的汞量。
发电厂排放的废气
由于汞自然存在于煤和其他化石燃料中,当人们燃烧这些燃料获取能量时,汞会通过空气进入大气。在美国,燃烧煤炭发电的发电厂是最大的排放源;它们约占所有人为汞排放的44%(资料来源:2014年国家排放清单,第2版,技术支持文件(2018年7月)(414页,10 MB,约PDF;讨论开始于PDF文档的第2-23页)。
汞气体排放的其他原因
燃烧含汞的油
燃烧含有汞的木头
燃烧含汞废物,包括
制造波特兰水泥的废料
含有汞的消费产品,如电子设备、电池、灯泡和温度计,被扔进垃圾中焚烧
用特定的技术生产氯
破碎含汞产品
在电弧炉中燃烧铁矿石、焦炭和石灰石,用于炼钢
在许多工业中使用燃煤锅炉来产生各种形式的热,如蒸汽
焚烧城市和医疗废物曾是汞排放的主要来源。然而,随着州和联邦法规的实施,汞的使用减少了95%以上。
空气排放趋势
每年工业和商业设施都必须通过EPA的有毒物质排放清单(TRI)计划报告其化学物质的排放情况。您可以查看一个图表,显示2007年至2017年美国各地设施向空气中排放的汞和汞化合物的年排放量。2014年国家排放清单,第二版,技术支持文件(2018年7月)(414页,10 MB,约PDF)还在表2-14(见PDF文件第2-28 -2 -29页)和图2-4(见PDF文件第2-30页)中描述了自1990年以来的汞排放趋势。
全球汞排放
汞排放后会发生什么取决于几个因素:
汞的释放形式
发射源的位置
汞在地面上被释放的高度(例如,发电厂烟囱的高度)
周边地形
天气
根据这些因素,大气中的汞在沉积在土壤或水中之前,可以在距离源头几英尺到半个地球的任何地方运输。在空气中停留很长一段时间并穿越大陆的汞被称为“全球循环”。
美国以外的一个主要汞排放来源是在许多国家进行的小规模金矿开采。
常见的汞暴露
人们接触汞的主要方式是食用组织中甲基汞含量高的鱼类和贝类,甲基汞是汞的一种剧毒形式。人们接触汞的另一种不太常见的方式是呼吸汞蒸汽。当汞从容器中或从破损的产品或设备中释放出来时,就会发生这种情况。如果不立即控制或清理汞,它就会蒸发,变成一种看不见的、无味的有毒蒸汽。
与汞接触相关的健康影响
高浓度的汞暴露会损害所有年龄段的人的大脑、心脏、肾脏、肺和免疫系统。在子宫内发育的婴儿和幼儿的血液中甲基汞含量高,可能会损害他们正在发育的神经系统,影响他们思考和学习的能力。
汞暴露的生态效应
吃鱼的鸟类和哺乳动物比水生态系统中的其他动物接触到更多的甲基汞。捕食这些鸟类和哺乳动物的掠食者也处于危险之中。在鹰、水獭和濒临灭绝的佛罗里达黑豹体内发现了甲基汞。在高水平接触下,甲基汞对这些动物的有害影响包括:
死亡
减少繁殖
增长和发展放缓
异常行为
人们如何接触到汞
汞以多种形式存在,人们以不同的方式接触到每种形式。在美国,人们接触汞的最常见方式是食用含有甲基汞的鱼类。使用或打碎含汞产品也可能导致其他接触。
如果你担心自己或家人的健康会因为潜在的汞接触而受到影响,请与你的医生或其他卫生保健提供者联系。他们将能够告诉你汞暴露的程度是否值得关注,以及如何应对。
甲基汞暴露
甲基汞是一种剧毒有机化合物,是美国人最常接触到的汞。世界上几乎所有人的体内都至少有微量的甲基汞,这反映了它在环境中的普遍存在。然而,大多数人体内的汞含量低于可能对健康造成影响的水平。
在美国,几乎所有的甲基汞暴露都是通过食用含有较高水平甲基汞的鱼类和贝类而发生的。
甲基汞如何进入鱼类和贝类?
汞进入空气的来源有很多。一旦进入空气,汞最终会沉淀在湖泊和溪流等水体中,或沉积在陆地上,在那里它会被冲入水中。水体中的微生物可以将其转化为甲基汞,并在鱼类和贝类中积累。鱼类和贝类中甲基汞的含量取决于:
他们吃什么
他们能活多久
它们在食物链中的位置有多高
在一个特定的水体中,甲基汞的最高浓度通常存在于以其他鱼类为食的大型鱼类中。鱼是人们饮食中有益的一部分,我们鼓励人们吃甲基汞含量低的鱼。
对甲基汞暴露特别敏感的人群
一些社区吃的鱼明显多于一般人群。因此,他们可能比一般人群暴露在更大的汞污染中。
在过去爆发的甲基汞中毒中,没有神经系统损伤症状的母亲生下了严重残疾的婴儿。这表明,发育中的婴儿的神经系统可能比成人的神经系统更容易受到甲基汞暴露的影响。接触甲基汞和母乳喂养的母亲也可能通过乳汁接触婴儿。
食用含汞鱼类的指南
要享受吃鱼的好处,同时尽量减少接触汞,你应该:
主要食用含汞量低的鱼类;而且
限制汞含量通常较高的鱼类的食用。
鱼在健康饮食中很重要。它们是一种精瘦、低热量的蛋白质来源。然而,一些鱼类可能含有汞或其他有害化学物质,含量高到令人担忧的程度。
联邦、州和地方政府在食用鱼类不安全时发布鱼类消费建议。这些建议可能建议人们避免食用特定种类或特定数量的鱼。
一些建议适用于特定的水类型(如特定的湖泊)。
有些可能侧重于特别敏感的人群(例如育龄妇女)。
一些警告包括“不限制”的通知,告诉我们某些鱼类是安全的。
接触汞的程度取决于所吃鱼的数量和类型。如果你担心自己或家人的健康,因为可能会接触到汞,请与你的医疗保健提供者联系。她会告诉你汞暴露的程度是否值得关注,以及如何应对。
暴露于元素(金属)汞
常见接触:当大多数金属汞接触发生时,是因为汞从容器中或从破损的产品或设备中释放出来。如果不立即控制或清理汞,它就会蒸发,变成一种看不见的、无味的有毒蒸汽。当人们吸入这种蒸汽并将其吸入肺部时,就可能发生接触。在空气中汞蒸汽的情况下,通风不良、温暖的室内空间尤其令人担忧。请注意,金属汞一般包含在玻璃或金属中,除非产品损坏或破碎并释放出汞蒸汽,否则不会构成风险。
在其他情况下,金属汞被意外吞下。
金属汞的常见潜在接触来源说明如下。
热温度计:孩子们把体温计在嘴里弄碎是很常见的。当含有汞的温度计在孩子嘴里破裂时,孩子可能吞下了一些汞,要注意,与吸入汞蒸汽相比,汞的风险较低。学习一下如果水银体温计在家里或学校(在别人的嘴里)坏了该怎么办。
新奇珠宝:一些从墨西哥进口的项链含有含有水银的玻璃吊坠。含汞吊坠可以有各种形状,如心形、瓶子、球、剑齿和辣椒。如果破裂,它们会向环境中释放金属汞。
其他消费品:金属汞经常在学校的实验室里被发现。它也用于一些温度计、气压计、开关、恒温器和电气开关。查看含有汞的产品列表。
牙科填充物:汞在牙科中用于牙科汞合金,也称为“银填充物”。牙科汞合金是一种用于修复牙齿的直接填充材料。它由大约40-50%的汞,25%的银和25-35%的铜,锌和锡的混合物组成。汞合金的使用正在下降,因为蛀牙的发生率正在下降,而且因为有性能良好的替代材料可用于修复牙齿。了解更多关于牙齿填充物中的汞。
黄金开采:在美国以外的地方,金属汞有时被用于手工和小规模金矿开采。汞与含金材料混合,形成汞金汞合金。然后加热汞合金,使水银蒸发,留下黄金。这一过程非常危险,可能导致大量汞暴露。在以前使用汞的地区开采尾矿的矿工也可能无意中接触到这些矿床中的残留汞。了解更多手工和小规模金矿开采造成的汞污染。
不太常见的接触:在极少数情况下,人们暴露于非常高水平的汞蒸汽后,会遭受严重的健康后果,特别是如果长期接触。两个高剂量接触并对健康造成严重影响的例子:
1989年,一个成年人在他家地下室的铸造炉里熔化牙科用汞合金,试图从汞合金中提取银。在行动中释放的汞烟雾显然进入了地下室的通风管道,并在整个房子里循环。他和该院的其他居民遭受了严重的健康后果。
同样是在1989年,几磅液态水银洒在一个孩子的卧室里。水银没有彻底清理干净。他和他的两个姐妹长期暴露在高水平的蒸发汞中,他们遭受了严重的健康后果。
接触其他汞化合物
其他汞化合物,如醋酸苯汞和乙基汞,通常被用作杀菌剂、防腐剂、防腐剂(例如,红水银,防腐剂的商品名称)或消毒剂。它们也被用于各种各样的产品。大多数使用已经停止。
一些药物使用少量的这些化合物作为防腐剂。了解硫柳汞(一种含汞的防腐剂)在疫苗中的使用。
此外,汞还被用于皮肤美白和抗衰老产品。这些产品在国外生产,在美国非法销售。查看美国食品和药物管理局关于与护肤品相关的汞中毒的页面。
误用或过度使用含汞产品可导致过量接触汞化合物。这种情况尤其会发生在含有更多汞的过时产品上。
汞的用途已在一千种以上,其主要用途有:
提取有色金属。用混汞法提取金和从炼铅的烟尘中提取铊。最近又研究成功用于提取金属铝。
在电器和仪器工业上,汞用来制造汞弧整流器、水银灯、反光镜、紫外线灯、自动电开关、交通信号的自动控制器、汞盐干电池、蓄电池、汞槽、真空管、血压计、温度计、气压计、水银真空泵、水平仪及其他物理仪器。
在化学工业上,用汞作电极电解食盐,生产氯气和烧碱、醋酸、丙酮、氯气等的电解设备。用水银的化合物可以制皮革和植物的防霉剂、木材防腐剂以及防腐油漆(船舰水下部分的涂漆)。
红色硫化汞是一种高贵颜料,广泛用于绘画、化妆制品,石印术等方面。
医药上,被广泛用于消毒、利尿,治疗胃病、皮肤病等。用氧化汞可制镇定剂、收敛剂。
汞和铋、铅、锡、镉可以合成低熔点合金,汞铟合金为重要的牙科材料。
在军事工业上用汞生产雷汞和化学武器。雷汞在干燥状态下极易爆炸,用来作重要的起爆剂,用来生产雷管和引火冒。
在动力技术上用汞的高压蒸汽开动涡轮机,汞的蒸汽冷凝后重新回到锅炉,这样可以节约燃料消耗约一半。
汞的新用途不断出现,如用于精密铸件的铸模,钚原子反应堆的冷却剂,镉基轴承合金等。
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