Свойства и распространение ртути

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

Ртуть

Содержание

ртутный интоксикация отравление лечение

Введение

1. Физико-химические свойства и распространение ртути

2. Применение ртути

3. Пути поступления и выделения ртути

4. Патогенез

5. Клиника острого отравления ртутью

6. Хроническая интоксикация ртутью

7. Диагностика отравления ртутью

8. Лечение ртутных отравлений

9. Профилактика отравления ртутью

Заключение

Список источников

Введение

Ртуть известна с древних времен. Нередко её находили в самородном виде (жидкие капли на горных породах), но чаще получали обжигом природной киновари. Древние греки и римляне использовали ртуть для очистки золота (амальгамирование), знали о токсичности самой ртути и её соединений, в частности сулемы. Много веков алхимики считали ртуть главной составной частью всех металлов и полагали, что если жидкой ртути возвратить твердость при помощи серы или мышьяка, то получится золото. Выделение ртути в чистом виде было описано шведским химиком Георгом Брандтом в 1735 г. Для представления элемента, как у алхимиков, так и в нынешнее время используется символ планеты Меркурий. Но принадлежность ртути к металлам была доказана только трудами Ломоносова и Брауна, которые в декабре 1759 года смогли заморозить ртуть и установить её металлические свойства: ковкость, электропроводность и др.

Русское название ртути происходит от праславянского rьtotь. Символ Hg заимствован от латинского алхимического названия этого элемента hydrargyrum (от древне-греческого дщс «вода» и сгхспт «серебро»).

1. Физико-химические свойства и распространение ртути

Ртуть -- относительно редкий элемент в земной коре со средней концентрацией 83 мг/т. Однако ввиду того, что ртуть слабо связывается химически с наиболее распространёнными в земной коре элементами, ртутные руды могут быть очень концентрированными по сравнению с обычными породами. Наиболее богатые ртутью руды содержат до 2,5 % ртути. Основная форма нахождения ртути в природе -- рассеянная и только 0,02 % её заключено в месторождениях. Содержание ртути в различных типах изверженных пород близки между собой (около 100 мг/т). Из осадочных пород максимальные концентрации ртути установлены в глинистых сланцах (до 200 мг/т). В водах Мирового океана содержание ртути 0,1 мкг/л. Важнейшей геохимической особенностью ртути является то, что она обладает самым высоким потенциалом ионизации. Это определяет такие свойства ртути, как способность восстанавливаться до атомарной формы (самородной ртути), значительную химическую стойкость к кислороду и кислотам.

Ртуть присутствует в большинстве сульфидных минералов. Особенно высокие её содержания (до тысячных и сотых долей процента) устанавливаются в блёклых рудах, антимонитах, сфалеритах и реальгарах. Близость ионных радиусов двухвалентной ртути и кальция, одновалентной ртути и бария определяет их изоморфизм во флюоритах и баритах. В киновари и метациннабарите сера иногда замещается селеном или теллуром; содержание селена часто составляет сотые и десятые доли процента. Известны крайне редкие селениды ртути -- тиманит (HgSe) и онофрит (смесь тиманита и сфалерита).

Ртуть является одним из наиболее чувствительных индикаторов скрытого определения не только ртутных, но и различных сульфидных месторождений, поэтому ореолы ртути обычно выявляются над всеми скрытыми сульфидными залежами и вдоль дорудных разрывных нарушений. Эта особенность, а также незначительное содержание ртути в породах, объясняются высокой упругостью паров ртути, возрастающей с увеличением температуры и определяющей высокую миграцию этого элемента в газовой фазе. В поверхностных условиях киноварь и металлическая ртуть растворимы в воде даже при отсутствии сильных окислителей, но при их наличии (Fe₂(SO₄)₃, озон, пероксид водорода) растворимость этих минералов достигает десятков мг/л. Особенно хорошо растворяется ртуть в сульфидах едких щелочей с образованием, например, комплекса HgS*nNa₂S. Ртуть легко сорбируется глинами, гидроокислами железа и марганца, глинистыми сланцами и углями.

В природе известно около 20 минералов ртути, но главное промышленное значение имеет киноварь HgS (86,2 % Hg). В редких случаях предметом добычи является самородная ртуть, метациннабарит HgS и блёклая руда -- шватцит (до 17 % Hg). На единственном месторождении Гуитцуко (Мексика) главным рудным минералом является ливингстонит HgSb₄S₇. В зоне окисления ртутных месторождений образуются вторичные минералы ртути. К ним относятся, прежде всего, самородная ртуть, реже метациннабарит, отличающиеся от таких же первичных минералов большей чистотой состава. Относительно распространена каломель Hg₂Cl₂. На месторождении Терлингуа (Техас) распространены и другие гипергенные галоидные соединения -- терлингуаит Hg₂ClO, эглестонит Hg₄Cl.

Ртуть считается редким металлом.

Одно из крупнейших в мире ртутных месторождений находится в Испании (Альмаден). Известны месторождения ртути на Кавказе (Дагестан, Армения), в Таджикистане, Словении, Киргизии (Хайдаркан--Айдаркен) Украине (Горловка, Никитовский ртутный комбинат). В России находятся 23 месторождения ртути, промышленные запасы составляют 15,6 тыс. тонн (на 2002 год), из них крупнейшие разведаны на Чукотке -- Западно-Палянское и Тамватнейское. До индустриальной революции осаждение ртути из атмосферы составляло около 4 нанограммов на литр льда. Природные источники, такие как вулканы, составляют примерно половину всех выбросов атмосферной ртути. За оставшуюся половину ответственна деятельность человека. В ней основную долю составляют выбросы в результате сгорания угля главным образом в тепловых электростанциях -- 65 %, добыча золота -- 11 %, выплавка цветных металлов -- 6,8 %, производство цемента -- 6,4 %, утилизация мусора -- 3 %, производство соды -- 3 %, чугуна и стали -- 1,4 %, ртути (в основном для батареек) -- 1,1 %, остальное -- 2 %.

Природная ртуть состоит из смеси 7 стабильных изотопов: ¹⁹⁶Hg (распространённость 0,155 %), ¹⁹⁸Hg (10,04 %), ¹⁹⁹Hg (16,94 %), ²⁰⁰Hg (23,14 %), ²⁰¹Hg (13,17 %), ²⁰²Hg (29,74 %), ²⁰⁴Hg (6,82 %). Искусственным путём получены радиоактивные изотопы ртути с массовыми числами 171--210. Ртуть получают обжигом киновари (сульфида ртути(II)) или металлотермическим методом. Внешний вид ртути: серебристо-белая жидкость.

В твердом виде - серебристо-белые тригональные кристаллы металла. Брутто-формула (система Хилла): Hg Формула в виде текста: Hg Молекулярная масса (в а.е.м.): 200,59.

Температура плавления (в °C): -38,89. Температура кипения (в °C): 356,66. Растворимость (в г/100 г или характеристика): вода: не растворима.

Плотность:

- 13,5954 (0°C, г/см³) 13,5461 (20°C, г/см³) 14,193 (-38,9°C, г/см³).

Давление паров (в мм. рт. ст.):

- 0,001 (17,6°C) 0,01 (46,9°C) 0,1 (82°C) 1 (126,5°C) 10 (184°C) 100 (260,4°C).

Динамическая вязкость жидкостей и газов (в мПа·с):

- 1,855 (-20°C) 1,685 (0°C) 1,554 (20°C) 1,45 (40°C) 1,367 (60°C) 1,24 (100°C) 1,052 (200°C) 0,95 (300°C).

Поверхностное натяжение (в мН/м):

- 479,5 (0°C) 473,5 (25°C) 467,5 (50°C) 456 (100°C) 433 (200°C) 400 (300°C) 0,1355 (140°C).

2. Применение ртути

В связи с высокой токсичностью ртуть почти полностью вытеснена из медицинских препаратов. Её соединения (в частности, мертиолят) используются как консервант для вакцин. Сама ртуть сохраняется в медицинских термометрах (один медицинский термометр содержит до 2 г ртути).

Техника:

Ртуть используется как рабочее тело в ртутных термометрах (особенно высокоточных), так как обладает довольно широким диапазоном, в котором находится в жидком состоянии; её коэффициент термического расширения почти не зависит от температуры; ртуть обладает сравнительно малой теплоёмкостью. Сплав ртути с таллием используется для низкотемпературных термометров. Парами ртути заполняют люминесцентные лампы, поскольку пары светятся в тлеющем разряде. В спектре испускания паров ртути много ультрафиолетового света и чтобы преобразовать его в видимый, стекло люминесцентных ламп изнутри покрывают люминофором. Без люминофора ртутные лампы являются источником жесткого ультрафиолета (254 нм), в каковом качестве и используются. Такие лампы делают из кварцевого стекла, пропускающего ультрафиолет, поэтому они называются кварцевыми.

Ртутные электрические вентили (игнитроны) в мощных выпрямительных устройствах, электроприводах, электросварочных устройствах, тяговых и выпрямительных подстанциях и т. п. со средней силой тока в сотни ампер и выпрямленным напряжением до 5 кВ. Ртуть, и сплавы на её основе используются в герметичных выключателях, включающихся при определённом положении. Ртуть используется в датчиках положения.

Ртуть также иногда применяется в качестве рабочего тела в тяжелонагруженных гидродинамических подшипниках. Ртуть ранее входила в состав некоторых биоцидных красок для предотвращения обрастания корпуса судов в морской воде. Сейчас запрещается использовать такого типа покрытия. Иодид ртути(I) используется как полупроводниковый детекторрадиоактивного излучения. Бромид ртути(I) применяется при термохимическом разложении воды на водород и кислород (атомно-водородная энергетика). Перспективно использование ртути в сплавах с цезием в качестве высокоэффективного рабочего тела в ионных двигателях. Металлическая ртуть применяется для получения целого ряда важнейших сплавов. Металлическая ртуть служит катодом для электролитического получения ряда активных металлов, хлора и щелочей. Ртуть используется для переработки вторичного алюминия. Ртуть хорошо смачивает золото, поэтому ей обрабатывают золотоносные глины для выделения из них этого металла. Эта технология распространена, в частности, в Амазонии.

Высокотоксичные соединения ртути -- каломель, сулему, мертиолят и другие -- используют для протравливания семенного зерна и в качестве пестицидов. Концентрации ртути в помещении зависят от поверхности испарения, температуры помещения, вентиляции. Попадая в щели, на пол, оседая на стенах, ртуть засоряет помещение, причем создаются большие концентрации в производственных помещениях. Пары ртути легко распространяются в воздухе и проникают в пористые тела - бумагу, дерево, ткани, штукатурку.

Опасность ртутных отравлений возникает при добыче ртути на рудниках, выплавке ее из руд, на электростанциях, при приготовлении радиовакуум-аппаратов, производстве термометров, барометров и других измерительных аппаратов, рентгеновских трубок, ртутных насосов, градуированной химической посуды, при изготовлении точных приборов и пользовании ими и т. д.

3. Пути поступления и выделения ртути

В промышленных условиях наиболее важное значение имеют пары металлической ртути, которые попадают в организм главным образом через дыхательные пути. Желудочно-кишечный тракт как путь проникновения ртути имеет меньшее значение, поскольку заглатывание металлической ртути не приводит к интоксикации. Соединения ртути обладают способностью всасываться через кожу. Выделяется ртуть через почки, кишечник, слюнные и грудные железы. Она может быть обнаружена в моче, желудочном и дуоденальном содержимом, в поту, менструальной крови, а также в спинномозговой жидкости. По данным, количество ртути в моче у больных с ртутной интоксикацией колеблется от 0,2 до 2 мг/л.

Не вся проникшая в организм ртуть выводится полностью, некоторая часть задерживается в организме и откладывается в различных паренхиматозных органах - почках, печени, селезенке, костном мозгу, легких, головном мозгу, образуя стойкие депо. В эксперименте доказано, что депонированная ртуть находится в подвижном состоянии и может под влиянием различных неблагоприятных факторов, ведущих к ослаблению организма, поступать из депо в кровь и поддерживать или обострять интоксикацию.

4. Патогенез

Как известно, действие паров металлической ртути (чем в основном может быть обусловлено развитие профессиональной интоксикации ртутью) значительно отличается от действия ее солей. При отравлении солями ртути (сулема, каломель и др.) в клинической картине обычно наиболее выраженными являются изменения выделительных органов - почек, печени. При тяжелом отравлении в процесс вовлекается и центральная нервная система. Пары металлической ртути при воздействии на организм вызывают преимущественные изменения центральной нервной системы, которые могут быть отнесены к астеническому, астеновегетативному или астеноневротическому синдрому. При прогрессировании процесса или при воздействии высоких концентраций ртути изменения со стороны центральной нервной системы приобретают стойкий характер с переходом в стадию ртутной энцефалопатии.

Основную роль в механизме действия ртути придают рефлекторному действию ее на центральные отделы нервной системы. Клинико-физиологическими исследованиями было установлено, что при хронической ртутной интоксикации раньше всего поражаются высшие отделы центральной нервной системы, изменения в которых сводятся к нарушению уравновешенности основных корковых процессов. Это приводит к ослаблению регулирующего влияния коры на вегетативные отделы, а также к нарушению регулирующих трофических влияний (выпадение волос, ломкость ногтей, кровоточивость десен).

5. Клиника острого отравления ртутью

Острые отравления ртутью в производственных условиях наблюдаются чрезвычайно редко - вследствие аварии, неисправности аппаратуры и т. д. Симптомы отравления ртутью: металлический вкус во рту, тошнота, рвота, боли в подложечной области, запах изо рта, гиперсаливация, болезненность, покраснение, набухание и кровоточивость десен, язвенный стоматит, явления энтероколита, раздражение почек (в моче эритроциты, белок, ртуть), нарушение диуреза.

В крови - лейкоцитоз, ускоренная СОЭ.

Температура повышена.

Со стороны нервной системы - головная боль, слабость, стойкий красный дермографизм, оживление сухожильных рефлексов. В тяжелых случаях могут наблюдаться явления ртутной энцефалопатии.

6. Хроническая интоксикация ртутью

Основное значение в производственных условиях имеют хронические интоксикации ртутью. Начальные явления интоксикации выражаются в жалобах на головную боль, повышенную утомляемость, сонливость днем, тревожный сон ночью, повышенную раздражительность, смущаемость. Объективно определяется повышение сухожильных рефлексов, легкий тремор век, языка, пальцев вытянутых рук, усиливающийся при волнении и исчезающий в покое; выраженный стойкий красный дермографизм, повышенная потливость, склонность к тахикардии. Иногда наблюдается нарушение функции эндокринных желез: главным образом увеличение щитовидной железы, дисфункция половых желез. В моче обнаруживается ртуть (от 0,02 до 0,1 мг/л).

В тяжелых случаях хронических интоксикаций более резко выражены головная боль, снижение памяти, расстройство сна, изменчивое настроение. Наступает состояние раздражительной слабости - эретизма, который характеризуется сознанием своей неполноценности. Появляется чувство беспокойства, робости в присутствии посторонних, тремор пальцев вытянутых рук, век, резко выраженная вегетативная лабильность. Более выражены и изменения со стороны эндокринной системы, главным образом щитовидной железы. У больных с интоксикацией ртутью наблюдается ее гиперфункция. Чаще наблюдаются также и трофические нарушения в виде гингивитов, стоматитов, ломкости ногтей, выпадения волос. При выраженных формах интоксикации наблюдаются некоторые нарушения функций внутренних органов.

Изменения со стороны желудочно-кишечного тракта характеризуются частотой диспепсических жалоб, наличием гастритов, колитов. Желудочная секреция обычно снижена. Наблюдаются также и некоторые изменения со стороны печени - увеличение и болезненность ее, нарушение функциональной способности. Изменения со стороны сердечнососудистой системы характеризуются приглушением тонов, тахикардией, изменением зубца Р, снижением комплекса S-Т на электрокардиограмме. При прогрессировании процесса возникают явления энцефалопатии. Появляется ряд органических симптомов - тремор крупный, размашистый, интенционный, генерализованный, нистагм, атаксия, дизартрия, страхи, слуховые и зрительные галлюцинации. Содержание ртути в моче колеблется в пределах от 0,02 до 0,9 мг/л.

7. Диагностика отравления ртутью

Следует учесть, что лабораторным данным нельзя придавать абсолютного значения; наличие ртути в моче при отсутствии соответствующих клинических данных не является основанием для диагностирования ртутной интоксикации. Диагноз строится главным образом на анализе клинических данных и профессионального анамнеза. В свою очередь отсутствие ртути в моче при наличии характерной клинической симптоматики ртутной интоксикации не служит основанием для отрицания интоксикации.

8. Лечение ртутных отравлений

Лечение ртутных отравлений направлено на обезвреживание ртути и ускорение выведения ее из организма. Промыть желудок через зонд с введением 5 % раствора унитиола до и после промывания желудка (50 и 100 мл). Необходимы активная инфузиониая терапия и форсированный диурез, ранний гемодиализ. При наличии болевого синдрома - наркотические препараты (промедол, морфий), глюкозо-новокаиновая смесь (500 мл 10 % раствора глюкозы с 40 мл 2 % раствора новокаина внутривенно капельно). При шоке назначают полиглюкин с мезатоном, допамин или добутрекс на физиологическом растворе внутривенно капельно. Антидотом является унитиол, который вводят внутривенно капельно (до 200 мл 5 % раствора) с последующим снижением дозы по мере выведения яда из организма. Также рекомендуется внутривенно капельно тиосульфат натрия (30-60 мл 30 % раствора в 500 мл 5 % глюкозы). Для предупреждения гемолиза показано введение 500 мл 4 % раствора гидрокарбоната натрия. При кровотечении проводят гемостатическую терапию. При токсической гепато и нефропатии - защита печени и почек, лечение ОПН. При повышенной кровоточивости - аскорбиновая кислота, рутин, глюкокортикоды. При повышенной возбудимости ЦНС - транквилизаторы.

При хронической интоксикации внутрь назначают D-пеницилламин. Рекомендуется систематический осмотр и обработка ротовой полости 0,02% раствором фурацилина. При неврологических симптомах - тиамина гидробромид, цианокобаламин, прозерин. При анемии - цианокобаламин, пи- ридоксин, витамин Е, аскорбиновая кислота. При поражении парами ртути дыхательных путей - мероприятия для предупреждения и лечения отека легких. Для профилактики инфекционного процесса - антибиотики и другие противомикробные средства.

9. Профилактика отравления ртутью

Наиболее радикальный путь борьбы с отравлениями -- замена ртути там, где она применяется, менее вредными веществами. В некоторых производствах это уже достигнуто (в производстве фетровых шляп и фетровых валенок). Поверхность столов, на которых производится работа с ртутью, должна быть гладкой и иметь уклон для стекания ртути в сосуд с водой. Шкафы и лабораторные столы необходимо устанавливать так, чтобы они находились на достаточной высоте от пола (для возможности уборки пролившихся капель ртути) или плотно прилегали к полу, чтобы предотвратить возможность проникания под них ртути. Полы должны быть непроницаемы для ртути; в производствах, где это возможно по условиям технологии, полы лучше всего покрывать линолеумом. Переход от поверхности пола к стене должен иметь закругление -- так, чтобы края линолеума были несколько приподняты во избежание попадания ртути в щели. Стены окрашивают масляной или нитроэмалевой краской. Очистка и перегонка ртути допускаются только в специально отведенных для этого изолированных помещениях. Лица, работающие со ртутью, должны быть обеспечены спецодеждой, мылом и полотенцами для мытья рук. Необходим также тщательный уход за полостью рта и зубов. Поступающие на работу должны подвергаться предварительному и периодическим медицинским осмотрам.

Заключение

Таким образом, опираясь на вышеперечисленны факты, можно сделать выводы:

1) о высокой опасности и токсигенности ртути и ее соединений, тяжелом течении отравлений ртутью;

2) необходимости комплексного подхода к диагностике и лечению ртутных отравлений;

3) соблюдению мер безопасности при работе с объектами, содержащих в своем составе ртуть;

4) необходимо производство продукции с минимальным использованием ртути и ее соединений, поиск веществ, заменяющих ртуть;

5) просвещение населения об опасности ртути должно быть обязательной мерой.

Список источников

1. Маркова И.В. Клиническая токсикология детей и подростков / И.В. Маркова, В.В. Афанасьев, Э.К. Цыбулькин. - СПб.: Интермедика, 1999.-400 с.

2. Лудевиг Р., Лос К. Острые отравления: Пер. с нем. - М.: Медицина, 1983.-560 с.

3. Лужников Е.А., Суходолова Г.Н. Острые отравления у взрослых и детей. - М.: ЭКСМО, 2009.-556 с.

Размещено на Allbest.ru