Ртуть

Hg (Hydrargyrum) – элемент ΙΙ группы периодической системы Менделеева, ат. номер 80, ат. масса 200,6. Название происходит от греческих слов «жидкий» и «серебро»; плотность 13,5 г/см³, t_пл = –40 ˚С. Основным источником поступления в окружающую среду является естественный процесс миграции из земной коры, осуществляемый воздушным (испарение) или водным путём. В поверхностные воды она попадает при разрушении пород, разложении растительности и водных организмов, накапливающих ртуть. Ртутные месторождения довольно чётко локализованы и по мере удаления от них содержание ртути в окружающей среде, как правило, резко падает. Мировое производство ртути оценивается на уровне 10 тысяч тонн в год (некоторые источники приводят значение 100 тысяч тонн). Наиболее крупными потребителями являются производство щелочей и электротехническая промышленность.

В последнее время некоторые виды хозяйственной деятельности человека (даже не связанные непосредственно с ртутью) приводят к поступлению значительных её количеств в окружающую среду, сопоставимых с естественным поступлением за счет эрозии горных пород. В первую очередь, это сжигание ископаемого топлива, производство стали, цемента и фосфатов, а также выплавка металлов из сернистых руд. По разным оценкам, поток ртути из антропогенных источников составляет от 5000 до 20000 тонн в год. Человеческая деятельность может существенно нарушать естественный кругооборот ртути в природной среде, приводя к значительным отклонениям ее содержания в различных компонентах среды от фоновых значений. Ниже приводятся типичные значения содержания ртути в окружающей среде.

Коренные породы. Среднее содержание ртути для разных типов пород земной коры находится в пределах 0,03–0,09 мг/кг. Интерес для добычи представляют породы с содержанием не менее 100 мг/кг.

Почвы. Фоновое содержание ртути в почвах составляет 0,01–0,3 мг/кг. Для почв азиатской части российской Федерации, не подверженных значительному техногенному влиянию, характерны значения на уровне сотых долей мг/кг. Предельно допустимая концентрация на использование почв в сельскохозяйственных целях равна 2,1 мг/кг. Над рудными телами или вблизи мощных антропогенных источников отмечаются концентрации до десятков мг/кг.

Воздух. Средняя концентрация ртути в атмосфере составляет примерно 3–20 нг/м³. Максимальные концентрации наблюдаются в цехах предприятий горнодобывающей промышленности и щелочного производства – до 5·10⁶ нг/м³, то есть примерно в миллион раз выше фона. Высокие содержания характерны для районов ртутных месторождений – десятки и сотни тысяч нг ртути в м³ воздуха. Классические признаки отравления парами ртути на производстве могут появляться после хронического воздействия концентраций, превышающих 10⁵ нг/м³. Для производственных помещений установлен норматив ПДК существенно ниже – 300 нг/м³.

Вода. В незагрязнённых поверхностных водах ртуть присутствует в чрезвычайно низких концентрациях Типичные значения – 0,02–0,1 мкг/л. По мнению многих специалистов, наиболее характерное значение » 0,1 мкг/л. Водоисточники вблизи залежей ртутной руды могут отличаться высоким содержанием – до 80 мкг/л. Повышенные концентрации отмечаются в реках, подверженных значительной антропогенной нагрузке: Рейн – в среднем 0,3 мкг/л, Дунай – 0,9 мкг/л. Всемирная организация здравоохранения рекомендует в качестве предельного уровня содержания ртути в питьевой воде значение 1 мкг/л, действующая в Российской Федерации аналогичная величина ПДК составляет 0,5 мкг/л. Для водоемов, используемых в рыбохозяйственных целях, принятый еще в СССР норматив ПДК равен 1 мкг/л.

Донные отложения. По оценкам западных экспертов, современное среднее содержание ртути в верхнем слое донных отложений пресноводных во доемов находится на уровне 0,1–0,3 мг/кг (сухой вес). Высокие концентрации характерны для донных отложений водоёмов в местах сброса промышленных отходов или локализованных вблизи ртутных месторождений. Для них типичны значения порядка 10–100 мг/кг, а в отдельных местах – до 10³ мг/кг. Донные отложения рек в промышленно развитых регионах также характеризуются повышенным содержанием ртути: р. Рейн – до 10 мг/кг, р. Дунай – 0,2–2,7 мг/кг. Отравленный ртутными отходами океан отомстил в 60-е годы. В заливе Минамата (Япония) ртуть, сброшенная заводами по переработке руд, была превращена бактериями в диметилртуть. Последняя накапливалась в рыбе, а люди, питающиеся рыбой, получали сильнейшие отравления (погибло более 50 человек). Рыбный промысел в заливе до сих пор запрещён: на дне моря лежит около 600 тонн различных соединений ртути.

Растения. Растения поглощают ртуть либо из почв (с питающим раствором через корневую систему), либо непосредственно из воздуха. Фоновые уровни ртути в овощах и фруктах колеблются в пределах 2,6–8,6 мкг/кг сухой массы или 0,6–70 мкг/кг влажной массы. В качестве ПДК предлагалось значение 50 мкг/кг влажной массы, однако в действительности необходимо всегда рассчитывать на основе допустимого суточного поглощения ртути для конкретной группы населения (не более 0,04 мг). Действующий в РФ норматив ПДК равен: зерно (в т. ч. хлеб) и фрукты – 10 мкг/кг, овощи – 20 мкг/кг.

Рыба. В незагрязнённых водоёмах рыба характеризуется содержанием ртути на уровне 0,2–0,4 мг/кг сырого веса. При этом видовые и возрастные отличия могут быть достаточно велики – даже при отсутствии источников ртутного загрязнения наиболее крупные экземпляры хищных видов накапливают значительное количество ртути – до 1–2 мг/кг. В загрязнённых водоёмах рыба, как правило, содержит ртуть в пределах 0,2–5,0 мг/кг, при сильном загрязнении – до 20 мг/кг. Нормативные значения ПДК в разных странах несколько различаются и находятся на уровне 0,5–1,0 мг/кг сырого веса. В РФ ПДК равен 0,5 мг/кг, (с учетом реального суточного потребления рыбы отдельными группами населения).

Волосы и биожидкости человека. Содержание ртути в волосах и биожидкостях отдельных индивидуумов существенно зависит от среды обитания. Основным источником ртути для контингентов населения, подвергающихся их воздействию вне производственных условий, является пища (главным образом, рыба). В настоящее время принято считать, что фоновое содержание ртути в человеческом организме определяется следующими величинами: волосы – 2 мг/кг, кровь – 10 мкг/л, моча – менее 20 мкг/л. Первые признаки воздействия ртути на взрослого человека обнаруживаются при уровнях содержания ртути в волосах – 20–50 мг/кг, в крови – 80 мкг/л, в моче – 150 мкг/л. В настоящее время ВОЗ установило предел допустимого потребления ртути с пищей 0,3 мг в неделю (примерно 0,04 мг/день).