ĐỘC HỌC MÔI TRƯỜNG THỦY NGÂN

THẢO LUẬN
NHÓM: 1
CHỦ ĐỀ
TÌM HIỂU HÌNH THÁI, SỰ CHUYỂN
HÓA VÀ ĐỘC HỌC CỦA THỦY NGÂN
TRONG MÔI TRƯỜNG


MỤC LỤC
Giới Thiệu Về Thủy Ngân

Con Đường Di Chuyển Trong Hệ Sinh Thái Và Cơ Thể
Sinh Vật Của Thủy Ngân

Khả Năng Tích Lũy, Chuyển Hóa Và Phân Giải Của Thủy
Ngân Trong Môi Trường Tự Nhiên Và Cơ Thể Sinh Vật
Khả Năng Tác Động Của Thủy Ngân Đến Con Người
Và Hệ Sinh Thái Ở Mỗi Trạng Thái Tồn Tại
Kết Luận Và Tài Iệu Tham Khảo


I. Giới thiệu về thủy ngân
a. Nguồn gốc phát sinh và quá trình sản xuất
 Trong tự nhiên: không có nhiều thủy ngân, đôi khi bắt gặp nó ở dạng tự sinh
dưới dạng những giọt nhỏ li ti. Khoáng vật chủ yếu của thủy ngân là thần sa
(HgS).
Thần sa là sự kết hợp bình thường của oxide và thời tiết, hòa tan tốt trong
nước
Thủy ngân có nhiều trong đất, biển do các chấn động địa chất, núi lửa và từ
khí thải tự nhiên của vỏ địa cầu. Một số vi khuẩn yếm khí cũng có thể metyl
hóa thủy ngân thành metyl thủy ngân

 Tổng trữ lượng thủy ngân ở trong vỏ trái đất là 1,6.1012 tấn.
Thủy ngân phân bố khá đều trong các đá magma như siêu bazơ (1,1–6%),
bazơ ( 6-9,1%), trung tính (6-6,1%) và acid (6-8,1%)


Từ việc đốt hay
chôn lấp chất thải
đô thị
Từ các nguồn thức
ăn thực vật, động
vật có tích tụ thủy
ngân

Công
nghiệp

Sinh
hoạt

Sử dụng trong quá trình sản
xuất, bảo quản vacxin, nha
khoa, công nghệ mỹ phẩm…
sử dụng trong nhiệt kế, áp
kế….

Nhân
tạo

Y tế

Khí thải mỏ, công nghiệp bột
giấy và thiết bị điện, các nhà
máy điện sử dụng nguyên liệu
than. Sản xuất clo, thép, vàng,
luyện kim

Nông
nghiệp

Dùng thủy ngân hữu
cơ để sản xuất lòa gặm
nhấm, diệt nấm, công
nghệ xử lý hạt chống
nấm


I. Giới thiệu về thủy ngân
b. Tính chất vật lý
 Thủy ngân (Hg) là một kim loại duy nhất ở thể lỏng trong
điều kiện nhiệt độ và áp lực bình thường. Thủy ngân rất
di động, màu trắng bạc, lóng lánh
 Nhiệt độ nóng chảy là âm 40 độ C, độ sôi là
360 độ C, tỷ trọng là 13,6 (kg/m3)
 Thủy ngân thu được chủ yếu bằng phương
pháp khử khoáng chất chu sa.
 Thủy ngân có tính dẫn nhiệt kém nhưng
dẫn điện tốt.


c. Tính chất hóa học

 Hg tác dụng với các axit tạo thành muối Hg. Với H2SO4 và HNO3 tạ
o thành Hg(NO3)2 và NO2... Với các kim loại, nó tạo thành hỗn hợp
(amalgame), do đó Hg và hơi của nó có tác dụng ăn mòn kim loại
rất mạnh.
 Hg tác dụng với oxi trong điều kiện thường tạo Hg2O trên bề mặt.
Trong điều kiện nhiệt độ cao tạo thành HgO

 Không phản ứng với H2


d. Ứng dụng
- Trong công nghiệp
• Chế tạo dụng cụ trong phòng thí
nghiệm (nhiệt kế, áp kế...).
• Trong kỹ nghệ điện Hg là hóa chất
rất quan trọng để chế tạo các đèn
hơi Hg

• Làm các biển báo phát sáng, trong
công nghiệp luyện kim
• Tách vàng và bạc khỏi quặng của
chúng bằng cách tạo ra hỗn hống
với Hg


- Trong nông nghiệp
• Các hợp chất thủy ngân được dùng
sản suất thuốc trừ nấm
• Dùng sản xuất phân bón, thuốc trừ
cỏ và thuốc trừ sâu...

- Trong y tế

• Nhiệt kế đo, bộ đo huyết áp, chất khử
trùng Thimerosal
• Trong nha khoa và trám răng
• sản xuất dược phẩm, thuốc lợi niệu
(neptal) và sát trùng da


II. Con Đường Di Chuyển Trong Môi Trường Của
Thủy Ngân

Không
khí

ĐẤT

NƯỚC


a. Trong môi trường đất và nước
Từ hoạt động của núi lửa, sự phong hoá nhiều loại đá và khoáng có chứa thủy ngân.
Thông qua quá trình xói mòn, thủy ngân được nước cuốn đi theo các dòng nước và vào
môi trường nước qua quá trình rửa trôi
Trong nước bề mặt và nước ngầm ở dạng vô cơ với nồng độ < 0,5 mg/l. Thủy ngân trong
môi trường nước có thể hấp thụ vào cơ thể thủy sinh vật, các loài động vật không xương
sống sẽ chuyển hóa thành methyl thủy ngân ( CH3Hg+) rất độc đối với với cơ thể người. Chất
này hòa tan trong mỡ, phần chất béo của các màng và trong não tủy.
Thủy ngân

trong đá và
khoáng

Phong hóa
Rửa trôi

Nước mặt và
nước ngầm

Vi sinh vật
Chuyển dạng

Thủy
ngân hữu
cơ


a. Trong môi trường không khí
Thủy ngân rất dễ bay hơi, nó dễ dàng chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái hơi ở
nhiệt độ phòng.
Thủy ngân phát tán vào không khí từ các hoạt động sản xuất công nghiệp như khí thải
của các nhà máy sử dụng than đá là nhiên liệu để đốt, hơi thủy ngân từ các hoạt động sản
xuất có sử dụng thủy ngân như các nhà máy sản xuất đèn hơi Hg, công tắc điện
Khi phát tán vào trong không khí, thuỷ ngân có thể gây độc trực tiếp cho người bị phơi
nhiễm, hoặc theo mưa xâm nhập vào môi trường đất, nước và gây hại cho con người và sinh
vật nhờ quá trình khuyếch đại sinh học


III. Khả năng tích lũy chuyển dạng và phân giải sinh học của thủy ngân
trong môi trường

1.

Khả năng tích lũy và phân giải trong môi trường tự nhiên

- Trong nước
Khi thủy ngân xâm nhập vào nước, bị các vi sinh vật metyl hóa và tạo thành
methyl thủy ngân, hợp chất này tan trong chất béo và gây độc mạnh tại
đây. Vì thế nó là một trong những dạng hợp chất thủy ngân gây độc nhất.


Trong đất

Trong không khí

Trong đất, thủy ngân tồn
tại ở dạng Hg2+. Hoạt
động của thủy ngân trong
đất phụ thuộc vào độ pH
và nồng độ Cl– . Ngoài ra,
trong đất, nhờ hoạt động
của vi khuẩn mà trạng
thái và tính chất của thủy
ngân có thể thay đổi. Các
hợp chất của Hg thường
thấy trong đất là HgCl2,
Hg(OH)2.

- Hơi Hg có thể bốc lên từ
các loại sơn có chứa hợp
chất Hg.

Lượng hơi Hg này có thể
đạt nồng độ: 300 đến
1500 ng/m3 (Beusterien
et al.,1991). ™
- Sự tồn tại của thủy ngân
trong sương là một hiểm
họa đối với hệ sinh thái.


B. Khả năng tích lũy và chuyển dạng trong cơ thể người
Thủy ngân chủ yếu vào cơ thể
qua đường hô hấp. Gần 80%
hơi Hg hít vào được giữ
lại và thấm vào cơ thể tuỳ
thuộc độ hòa tan của nó. Thủy
ngân kim loại ít bị hấp thụ qua
đường tiêu hoá. Thủy ngân
được thải loại ở người bình
thường là 10mg/24 giờ qua
nước tiểu và 10 mg/ngày qua
phân.


B. Khả năng tích lũy và chuyển dạng trong cơ thể người ( tiếp)
-Sau khi vào cơ thể, Hg kim loại bị oxi hóa thành ion, thuỷ ngân được hít vào dưới dạng hơi dưới
tác động của catalaze có trong hồng cầu, thuỷ ngân kim loại được chuyển thành ion Hg2+ lưu
thông trong máu
-Xấp xỉ 80% lượng hơi thủy ngân hít vào cơ thể được hấp thụ qua phổi. Mức độ hấp thụ phụ th
uộc vào kích cỡ và thành phần hóa học. Hấp thụ của hợp chất thủy ngân kim loại qua dạ dày và
đường ruột không đáng kể, nhưng hấp thụ thủy ngân metyl thì rất lớn

-Các muối thủy ngân hầu hết không tan và phải được oxi hóa thì mới hấp thụ được. Gần 15%
lượng muối thủy ngân vô cơ được hấp thụ qua ruột; cặn lắng thì được đào thải qua đường
phân. Sau khi hấp thụ, muối thủy ngân được phân bố khắp cơ thể và mau chóng được oxi hóa
và ở trong các mô
-Quá trình chuyển hóa của thủy ngân etyl sang dạng hữu cơ rất chậm, còn sự chuyển hóa của
thủy ngân metyl thì không hề xảy ra
-Thời gian bán phân hủy của các hợp chất thủy ngân ankyl trong cơ thể người khoảng 70 –80
ngày


Một số chuyển hóa của Hg và hợp chất Hg
Trong máu: Trong khi Hg của hợp chất vô cơ chủ yếu kết hợp với protein huyết t
hanh thì Hg của hợp chất hữu cơ lại gắn vào hồng cầu.
Trong thận: Hg tích lũy ở phần đầu xa của ống lượn gần và quai Henlé. Nó không
tích lũy trong các cuộn tiểu cầu.
Trong não: Hg khu trú nhiều trong các tế bào thần kinh của chất xám.


Thải loại
 Hg vô cơ thải loại qua kết tràng và thận. Một tỷ lệ
nhỏ được thải qua da và nước bọt
 Tuyến bài tiết chính của thủy ngân metyl là theo
đường phân thải, nhưng tốc độ bài tiết rất chậm
 Người bị bệnh thận mà nhiễm Hg thì sự thải loại Hg bị
cản trở. Yếu tố này có thể đóng vai trò quan trọng trong
những trường hợp không thấy tương quan giữa tỷ lệ
đào thải qua nước tiểu và các dấu hiệu nhiễm độc


IV. Khả năng tác động của thủy ngân đối với con người và hệ sinh thái

ở mỗi trạng thái tồn tại

Dạng thủy ngân vô cơ: dạng lỏng, hơi, ion
Trạng thái tồn tại
của thủy ngân

(1)
Dạng thủy ngân hữu cơ: khi Hg kết hợp với
một phân tử chứa cacbon, là nền tảng của
những cá thể sống.


1) Tác động lên môi trường, hệ sinh thái

 Hơi thủy ngân kim loại

 Các hợp chất vô cơ của thủy ngân

- Thủy ngân gây thoái hóa tổ chức, tạo thành

- Clorua Hg là hợp chất vô cơ của thủy ngân thường

các hợp chất protein rất dễ tan làm tê liệt

gặp, có độc tính rất cao. Theo Douris, độc tính của

chức năng của các nhóm thiol(–SH), các hệ

clorua thủy ngân qua đường miệng như sau:

thống men cơ bản và oxi hóa–khử của tế

+ Từ 1g trở lên, một lần: gây nhiễm độc siêu cấp

bào. Hít, thở không khí có nồng độ thủy

tính, tử vong nhanh.

ngân 1mg/m3 trong thời gian dài có thể bị

+ Từ 150–200mg, một lần: gây nhiễm độc cấp tí

nhiễm độc (từ 1–3mg/m3 có thể gây viêm

nh, thường tử vong.

phổi cấp).

+Từ 0,5–1,4mg, trong 24 giờ: gây nhiễm độc mã

n tính.


 Một số hợp chất thủy ngân
hữu cơ

Bảng: Dạng tồn tại và tính độc hại của thủy
ngân trong môi trường

- Gây ra các rối loạn tiêu hóa, thận

Dạng tồn tại

và thần kinh.

Hg ( kim loại)

Trơ và không độc

VD: Hg(CH3)2 được dùng trong

Hg ( hơi)

Độ bay hơi cao (rất độc đối với não)

nông nghiệp.Theo Yoshino, metyl

Hg2+ ( phổ biến là
Hg2Cl2)

Tạo hợp chất không tan với clorua, độc
tính thấp.

Hg2+

Rất độc, khó di chuyển qua màng sinh
học.

thủy ngân làm giảm sự tổng hợp
protein của tế bào thần kinh invitro

trước khi xuất hiện các triệu chứng
về thần kinh.

RHg+ ( hợp chất thủy
ngân hữu cơ)

Tính độc

Độc tính cao, đặc biệt ở dạng CH3Hg,
gây nguy hiểm cho hệ thần kinh một
chiều, nguy hiểm cho não, dễ chui qua

màng tế bào sinh học, cư trú trong mô
mỡ.


 Môi trường nước
Thông qua chuỗi TA, lưới TA, Hg
vào nước, dưới tác dụng của VSV
metyl hóa -> CH3Hg+ (metyl thủy
ngân): tan trong chất béo và gây
độc mạnh.
+ Ở một số loài: Cá Kiếm, cá ngừ,
cá bơn, hải cẩu...
ví dụ: cá kiếm Hg trung bình ở con:
23kg= 0,55 ppm,
23 -45kg= 0,86 ppm,
> 45kg là 1,1ppm (Amstrong, 1979)
Lượng thủy ngân gây chết đối với các

loại cá là 20mg/kg
-


2) Tác động lên con người:


Hơi thủy ngân kim loại: Người tiếp xúc lâu
dài với C= 0,1mg/m3 có nguy cơ nhiễm độc
với triệu chứng cổ điển như run...
- Theo nghiên cứu cho thấy:
+ C=0,06–0,1mg/m3: mất ngủ, ăn kém ngon
+ Tiếp xúc 8 giờ/ngày trong 225 ngày lao
động/năm với nồng độ từ 0,1–0,2mg/m3, run
+C=0,05 mg/m3 chưa gây ra ảnh hưởng đáng
kể.
- Ngoài ra khi hít phải hơi thủy ngân có thể:
bệnh phổi nặng cấp tính(ho, khó thở, đau tức
ngực và có cảm giác đau rát ở phổi), mất trí n
hớ, viêm miệng, lơ mơ, co giật, nôn ói và viê
m ruột.
- Trong một số trường hợp, có thể gây ra ngộ
độc cấp tính, suy hô hấp, thậm chí tử vong nế
u tiếp xúc lượng thủy ngân lớn

Bệnh Minamata ( nguồn: internet)


Thủy ngân vô cơ:
- Trong xà phòng và kem làm trắng da là tổn thương thận, phát ban, mất màu da và sẹo, làm giảm sức đề kháng

của da với vi khuẩn và nấm. Các tác dụng khác bao gồm gây lo âu, trầm cảm hoặc rối loạn tâm thần và bệnh
thần kinh ngoại biên.
Thủy ngân clorua:
+ Thông qua đường hô hấp, tiêu hóa hoặc hấp thụ qua da.
+Ảnh Hưởng Đến Sức Khỏe:
Các Ion của Hg + men hữu cơ thuộc nhóm thiol gây mất hoạt tính và rối loạn chức năng, có thể kết hợp với
acid amin và acid thuộc các nhóm carboxyl và hiđrôxyl và tế bào thứ hai trong phosphat có thể dẫn đến các tình
trạng ngộ độc khác nhau.
+ Biểu hiện:
– Ngộ Độc Cấp Tính: Nhức đầu, chóng mặt, mệt mỏi, mất ngủ, hôn mê, viêm miệng, sốt nóng toàn thân, buồn n
ôn, đau bụng và tiêu chảy. Một số bệnh nhân xuất hiện các nốt mụn màu đỏ trên da. Nếu bị nhiễm độc nặng có t
hể dẫn đến viêm phổi và suy thận. Nếu nuốt phải ăn mòn răng, viêm dạ dày và thành ruột, nghiêm trọng có thể
bị hôn mê, sốc và hoại tử thậm chí suy thận cấp tính gây ra bởi bệnh thận.
– Ngộ Độc Mãn Tính: Xuất hiện hội chứng rối loạn thần kinh, tâm thần không ổn định chẳng hạn như sợ hãi,
xấu hổ, tức giận, khóc, miệng có đờm. Một vài trường hợp bị tổn thương gan và thận.


Nhiễm độc cấp tính: viêm da

Nhiễm độc mãn tính: triệu chứng ở mắt

Nhiễm độc bán cấp tính: Loét ở trong miệng

(nguồn: internet)


Phòng tránh và xử lý nhiễm độc ở người
Biện pháp kỹ thuật:
- Chống Hg bay hơi và bụi Hg bằng thông gió hợp lý.
-Làm việc với Hg ở nơi có bàn, nền, tường phải thật nhẵn, có thể rửa nước để giữ Hg không bốc hơi và thu hồi

Hg.
Biện pháp phòng hộ cá nhân:
- Tạo thói quen làm việc với ý thức phòng chống nhiễm độc Hg và hợp chất Hg.
- Vệ sinh cá nhân tốt: không mặc quần áo ô nhiễm, tắm sau lao động, không ăn uống, hút thuốc ở nơi làm việc,
rửa tay kỹ trước khi ăn uống...
Công nghệ xử lý hơi thủy ngân:
- Xử lý hơi thủy ngân bằng manganat hoặc pecmanganat kali
- Xử lý hơi thủy ngân bằng chất hấp thụ piroluzit ( phương pháp khô và ướt phối hợp)
Sử dụng nguyên liệu tự nhiên để tách thủy ngân khỏi nước thải:
+ Tảo nâu: hấp thụ lên đến 92% thủy ngân trong nước ở mọi giá trị pH
+ Rong biển: hấp thụ lên đến 98% thủy ngân trong nước thải ở giá trị pH thấp