5.5: Міф, реальність та історія токсичності ртуті
- Page ID
- 17943
Меркурій має репутацію небезпечного елемента, але чи заслужена його репутація? З огляду на масштабне використання ртуті сьогодні важливо розуміти ризики та проблеми, пов'язані з впливом ртуті. Ніде це зараз не важливо, ніж з використанням ртуті для невеликих низькоенергетичних люмінесцентних ламп, які виступають всі, від електроенергетичних компаній до Greenpeace.
При розгляді питання токсичності ртуті важливо відокремити вплив ртутного металу (як рідини або пари) від сполук ртуті.
Меркурій метал
Це було виявлено дуже рано на тому, що люди, які працювали з ртуттю, в видобутку, наприклад, мали дуже погане здоров'я. Іншими робочими місцями, які піддавали впливу ртуті людей, були виробники дзеркал та капелюшників (люди, які виготовляли капелюхи). Проблеми в цьому останньому занятті назавжди будуть жити з одним із центральних персонажів у «Пригодах Аліси в країні чудес» Льюїса Керролла; Божевільний Капелюшник.
Шапки виготовлялися з фетру, який представляє собою нетканий текстиль з шерсті тварин. Шерсть зчіплюється природним шляхом за рахунок текстури поверхні окремих волосків, але кролика і бобра доводиться штучно шорсткою. Цей процес зазвичай здійснювався за допомогою азотної кислоти (HNO 3). Було встановлено, що якщо в азотну кислоту додавати ртуть, то виходить краща якість повсті. На жаль, при висиханні фетру утворилася дрібна пил, що містить ртуть. Виявлено, що капелюшники, які формували повсть, вдихали велику кількість цього пилу, страждають від надмірного слиновиділення, еретизму (представляючи надмірну сором'язливість, боязкість та соціальну фобію) та тремтіння кінцівок, яке стало відомим як тряска капелюшника. Спостерігалося безумство - це виведення фрази «божевільний як капелюшник».
Примітка
Цікаво, що в той час як Божевільний Капелюшник Керролла божевільний, він не проявляє класичних симптомів отруєння ртуттю. Зокрема, його ні в якому разі не можна охарактеризувати як сором'язливий!
Капелюшники були не єдиними людьми, для яких ртуть викликала проблему. Хіміки, які проводили дослідження з використанням великої кількості ртуті, також постраждали. Їх давали при сильних головних болів, тремтіння рук, «соціально клопіткому запаленні сечового міхура», втраті пам'яті, уповільнення психічних процесів. У 1926 році Альфред Шток (рис.) та його дослідницька група страждали від симптомів. Однак, коли лабораторія була очищена від ртуті, симптоми зникли.
Багато інших відомих вчених також постраждали від отруєння ртуттю. Постраждали Фарадей (рис.), Паскаль (рис.) і, швидше за все, сер Ісаак Ньютон (рис.). В рамках своїх дослідницьких досліджень Ньютон кип'ятив кілька фунтів ртуті на день безпосередньо перед періодом божевілля між 1692 і 1693 роками. Цілком ймовірно, що пари ртуті стали причиною його недуги. Однак в кожному випадку симптоми (і божевілля) стихали, як тільки джерело ртуті було видалено.
Примітка
Важливо пам'ятати, що у всіх описаних вище випадках саме вдихання парів ртуті стало причиною неприємності. Тверді сплави ртуті, такі як ті, що знаходяться в зубних пломбах ніколи не було показано, щоб викликати будь-які медичні проблеми безпосередньо. Незважаючи на це, США заборонили використовувати зубні амальгами Cu/Hg до 1850! Зовсім недавно було висловлено припущення, що стоматологи піддаються впливу на більш високих рівнях під час розміщення і видалення пломб. Стоматологи як група мають більш високий рівень ртуті, ніж ті, що пов'язані з людьми з відновленням амальгами, але не відчувають збільшення рівня захворювань або смертності, і насправді, як правило, здоровіші, ніж населення в цілому.
Хоча елементарна ртуть була явно токсичною, це не припиняло її використання в аптеці протягом сотень років. У 1500-х роках ртуть використовувалася при лікуванні (нехай і неефективного) сифілісу. Сифіліс був новою хворобою в Європі; він був привезений з Америки моряками Колумба, і був швидко поширився по Європі французькою армією, серед інших! Сифіліс був набагато смертельнішим і мав більш драматичні симптоми, ніж сьогодні.
Спочатку ртуть використовувалася як мазь, але хворим часто ставало гірше. Потім була ванна, яка представляла собою ванну з парів ртуті, і навіть використовувався каломель (Hg 2 Cl 2), але з невеликим ефектом. Ці методи лікування використовувалися протягом чотирьох століть, але жоден не забезпечив лікування, незважаючи на претензії в той час. Наприклад, Джон Хантер, лікар, який помилково дав собі сифіліс (!) стверджував, що його вилікували, але він фактично помер від серцевого нападу під час суперечки, тому навряд чи ртуть спрацювала. Незважаючи на це стало відомо, що «ніч з Венерою призводить до життя з Меркурієм».
Причини того, що ртуть вважали помилково вилікувати сифіліс, двоякі:
- До 1906 року діагностувати сифіліс було важко. Його часто плутали з гонореєю, і тому цілком ймовірно, що у деяких людей не було набагато більш смертоносного сифілісу.
- Сифіліс протікає в три фази, кожна з яких має ремісію між фазами. Період ремісії між вторинною та третинною фазами може становити два-три роки, і тому може здатися, що лікування знайдено. Тим більше, що пацієнти (наприклад, Джон Хантер) померли від інших смертей під час цієї фази ремісії.
Поширене використання ртуті та її присутність у багатьох кадаврах змусили деяких лікарів припустити, що ртуть є природною частиною тіла. Ртуттю лікували не тільки людей, також лікували велику рогату худобу, а один аптекар продав 25 тонн ртуті одному фермеру за один рік!
Щільність ртуті і її рідкий стан при кімнатній температурі призвели до ще одного незвичайного застосування, яке виявилося дещо більш успішним, хоча і не менш небезпечним: запор. У медичних текстах того часу було відзначено, що «ртуть дається при хворобі під назвою Miserere, до двох-трьох фунтів, і знову анулюється облогою до тієї ж ваги; краще взяти багато чого, що трохи, тому що невелика кількість може бути схильна зупинитися в обведеннях кишки, і якщо деякі кислотні гумори повинні приєднатися до нього, буде зроблений сублімат корозійний; але коли велика його кількість береться, немає необхідності боятися цієї аварії, тому що вона проходить через власну вагу».
Цікаво, що згадка про корозійний сублімат; це насправді ртуть (II) дихлорид (HgCl 2), який на відміну від хлориду ртуті (I) (Hg 2 Cl 2), є дуже сильною отрутою. Смерть викликана нирковою недостатністю. Тож, хоча немає доказів того, що сама елементарна ртуть спричиняє летальні випадки, її сполуки - це інша справа, яку слід враховувати.
Ртутні органічні сполуки
У 1953 році було відзначено, що в рибальському селі Мінамата в Японії виникла епідемія, при якій загинула велика кількість людей. Початкові думки або про інфекційне захворювання, або недоїдання були скинуті; тоді було встановлено, що риба, яку їдять жителі села, сильно забруднена ртуттю.
Було встановлено, що ртуть надходила з хімічного заводу Chisso Corporation, який виготовляв ацетальдегід з ацетилену за допомогою ртутного каталізатора. Завод втрачав 1 кг ртутного металу на кожну тонну виробленого ацетальдегіду. Як наслідок спочатку передбачалося, що отруєння села сталося через неорганічної ртуті. Виходячи з попередніх інцидентів, очевидною відповіддю була заборона споживання всієї риби та молюсків. Як наслідок, ніяких нових випадків не повідомлялося, проте люди, які вже здійснені, продовжували вмирати. Це було на відміну від будь-якого попереднього отруєння ртуттю.
Подальший аналіз показав, що мала кількість розчинної у воді метилртуті (MeHg +) була присутня і секвестрована молюсками, щоб дати MeHGsME. Поки були відомі летальні ефекти ртуторганічних сполук, джерело метилртуті було загадкою. Група шведських дослідників показала, що бактеріальна дія в річкових осадах або гниючих рибах перетворювала неорганічну ртуть або в летючу Me 2 Hg, або водорозчинну MeHg +. З цим відкриттям було зрозуміло, як анаеробна грязь лиману біля Мінамати може виконувати це метилювання.
Звичайно, Мінамата не був першим звітом або ртутноорганічною сполукою, але вперше було показано, що метал ртуті може бути перетворений у високотоксичне органометалічне похідне у навколишньому середовищі. Небезпечна природа органо-ртутних речовин була виявлена майже відразу, як повідомлялося про перші сполуки!
Працюючи в дослідницькій групі Бунсена в Марбурзі, Едвард Франклін виявив синтез цинкового аналога реагенту Гріньяра. Згодом, у 1851 році Франклін переїхав до Оуенс-коледжу в Манчестері, де він поширив свою роботу до Меркурія. У своїй публікації він зазначив, що ці ртутноорганічні сполуки мали «нудотний смак», але не усвідомлював, що вони токсичні.
\[\mathrm{Zn}+\mathrm{Mel} \rightarrow \mathrm{MeZnl}\]
\[\mathrm{Hg}+\mathrm{RX} \rightarrow \mathrm{RHgX}\]
У 1858 році Джордж Бактон, який працював у тодішньому Королівському хімічному коледжі (нині Імператорський коледж), повідомив про синтез диметилртуті як летючої рідини.
\ [2\ mathrm {MeHGL} +2\ mathrm {KCN}\ стрілка вправо\ математика {Me} _ {2}\ mathrm {Hg} +\ mathrm {Hg} +2\ mathrm {I} + (\ mathrm {NC}) _ {2}]
Коли Франкленд переніс свої дослідження в лікарню Святого Варфоломія («Бартс») Лондон, він почав вивчати хімію R 2 Hg з помічником під назвою Білл Одлінг у співпраці з доктором Карлом Ульріхом.
Ульріх помер у 1865 році внаслідок впливу на Мене 2 Hg. У власній заяві він вдихнув велику кількість летючої сполуки, не вживши належних запобіжних заходів. Наступного дня «його обличчя досягло тупого, тривожного та заплутаного вираження», і він був прийнятий до лікарні у слабкому стані 3 лютого. 9-го він став галасливим і його довелося поставити під механічне обмеження. Наступного дня його дихання і тіло почали образливо пахнути, і він був у комі. Він би періодично піднімався з коми, щоб вимовляти незв'язні виття. Він помер 14 лютого.
Технік з тієї ж дослідницької групи (який ідентифікований лише як 'T. ') також був прийнятий до лікарні 28 березня того ж року. Його симптоми спочатку були більш м'якими, ніж у Ульріха, але незабаром розвинулися. До того літа він був повністю божевільний, без контролю над його функціями організму. Він пробув в цій державі багато місяців, лише помираючи 7 квітня 1866 року. Записи свідчать про те, що захворів і третій помічник, але подальшої згадки про нього не було, тому невідомо, чи помер він.
Короткий зміст і «зелене» майбутнє
Металева ртуть викликає важкі симптоми, але всі записи показують, що якщо пацієнта видалити з джерела, вони одужують. Таким чином, короткочасне вплив металевої ртуті, хоча і небезпечний, не є смертельним, якщо вжити належних запобіжних заходів. На відміну від цього, сполуки ртуті пропонують різні ризики. Як правило, неорганічні сполуки ртуті (I) набагато менш токсичні, ніж їх ртутні (II) аналоги, однак до всіх слід ставитися обережно.
Там, де сполуки ртуті пропонують найбільший ризик летальності - це їх металоорганічні похідні. Не існує відомих ліків від впливу навіть скромних доз ртуторганічних сполук. Крім того, здатність елементарної ртуті перетворюватися у водорозчинні ртутні органо-сполуки, такі як MeHg +, створює майбутню загрозу здоров'ю населення.
Нове покоління лампочок з низьким енергоспоживанням містять пари ртуті. Хоча вони тривають довше, ніж традиційна вольфрамова лампочка розжарювання (рис.), Вони мають термін служби. Наявність ртуті означає, що їх слід утилізувати окремо від побутових відходів, щоб гарантувати, що при розбиванні скла ртуть не виділяється; однак це малоймовірно. Більшість буде утилізовано разом з побутовими відходами, які згодом можуть бути заповнені землею. Урок від Мінамата повинен полягати в тому, що бактеріальна дія в анаеробному стані дозволяє утворювати водорозчинний MeHg +, який може дифузіювати в грунті води. Хоча кількість ртуті в кожній цибулині дуже мала, високосмертельну природу (низький LD 50) ртутних органорганічних сполук слід враховувати, намагаючись зберегти енергію за рахунок використання лампочок з низькою енергією. При самому мінімумі повинні бути встановлені протоколи їх ефективної утилізації та утилізації.
Бібліографія
- С.Йенсен та А.Єрнелов, Природа, 1969, 223, 753.
- Дж. Кліфтон II, Педіатр. Клін. Північ Ам. , 2007, 54, 237.
- Уолдрон Г.А., Br. Мед. Дж., 1983, 287, 24:
- Налевей, Р.Сакагучі, Е. Мітчелл, Т. Мюллер, W. Ayer, і Дж. Джефферрен, Дж. Вм'ятина. доц. , 1985, 111, 37.
- Маккомб, Дж. Кан. Вм'ятина. доц. , 1997, 63, 372.
- Дуплінський1 та Д.В. Чіккетті, Інт. Дж. Статистика. Мед. Рез., 2012, 1, 1.
- М. Аукотт, М. Маклінден, і М. Вінка, Дж. Управління відходами. доц. , 2003, 53, 143.