Thuyết trình kim loại Thủy ngân Hg

Mục lục
I.

Tổng quan về Hg.
1. Vị trí và cấu tạo nguyên tố thủy ngân:
2. Tính chất vật lí:
3. Các trạng thái oxi hóa và các dạng tồn tại của thủy ngân trong môi

trường
4. Nguồn gốc của thủy ngân
a. Nguồn tự nhiên:
b. Nguồn nhân tạo:
II.
Chuyển hóa của Hg
1. Các quá trình chính
a. Chu trình thủy ngân toàn cầu.
b. Chu trình thủy ngân địa phương và khu vực
2. Các quá trình khí quyển
a) Phát thải Mercury
b) Quá trình vận chuyển và chuyển dạng thủy ngân
c) Quá trình lắng đọng của Mercury
d) Quá trình tái phát thải thủy ngân vào khí quyển
III. Tích lũy sinh học (Bioaccumulation) và khuếch đại sinh học
IV.

(Biomagnification).
Độc tính của thủy ngân.

1. Thủy ngân ảnh hưởng tới sức khỏe con người
2. Đào thải:
3. Những trường hợp bị nhiễm độc thủy ngân

I. Tổng quan về Hg.
5. Vị trí và cấu tạo nguyên tố thủy ngân:


-

Nhóm 2B, chu kì 6, phân lớp d.
Số hiệu nguyên tử: 80
Khối lượng phân tử: 200,59
Cấu hình electron: [Xe]4f145d106s2
Trạng thái oxy hóa: +1,+2
Độ âm điện: 2,00
6. Tính chất vật lí:
stt
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
0

Thông số
Nhiệt độ nóng chảy
Nhiệt độ sôi

Khối lượng riêng
Màu
Trạng thái
Nhiệt lượng nóng chảy
Nhiệt lượng bay hơi
Nhiệt dung
Áp suất hơi ở 200C
Thời gian bán phân hủy

Giá trị
-38,830C
356,730C
13,534 g·cm−3
Ánh bạc
Lỏng
2,29 kJ·mol−1
59,11 kJ·mol−1
27,983 J·mol−1·K−1
100 Pa
15-30 năm


Thủy ngân là kim loại nặng, có màu trắng bạc, linh động, và ở trạng thái lỏng ở
nhiệt độ thường.

.
Thủy ngân có sức căng bề mặt lớn: sử dụng nhiều trong các thết bị đo đạc: nhiệt
kế, áp kế…
- Tính nhớt: thấp và khả năng tạo những giọt có tính di động cao trên bề mặt.
Chính tính nhớt thấp làm cho những giọt thủy ngân kết hợp thành một khi

chúng va chạm với nhau. Tính linh động cao nên thủy ngân còn được gọi là
“quicksilver”.
- Sức căng bề mặt : lớn, tạo những giọt hình cầu khi chúng được giải phóng ra.
Mặc dù các giọt phân tử thủy ngân khá ổn định nhưng các phân tử trên bề mặt
giọt lại có rất không ổn định và dễ bay hơi. Dựa vào sức căng bề măt lớn, sự
dãn nở thể tích mà thủy ngân được sử dụng làm nhiệt kế, phong vũ biểu (đo khí
áp) và các thiết bị đo lường khác.
- Áp suất hơi :
Phụ thuộc rất lớn vào nhiệt độ và có thể bay hơi ở cả điều kiện thường, với áp
suất hơi bão hòa 14mg/m3, vượt mức cho phép của hàm lượng thủy ngân trong
môi trường lao động (0.05 mg/m3), phơi nhiễm liên tục trong môi trường


(0.015mg/m3), tốc độ bay hơi của thủy ngân tăng gần gâp đôi mỗi khi nhiệt độ
o
tăng lên 10 C.
Là nguyên tố có tính tích lũy, mà điển hình là thủy ngân có thể tích lũy sinh học
trong chuỗi thức ăn và khuếch đại trong môi trường.
Hợp chất của thủy ngân có tính độc hơn nguyên tố thủy ngân.
7. Các trạng thái oxi hóa và các dạng tồn tại của thủy ngân trong môi
trường
o
Hg , [Hg(0)]: Dạng hơi, dạng lỏng
Hg(I): muối vô cơ.
Hg(II): muối hữu cơ hoặc muối vô cơ.
Tùy thuộc vào liều lượng, con đường chuyển hóa và các điều kiện môi trường
khác nhau mà các dạng của thủy ngân có thể chuyển hóa cho nhau và thể hiện
tính độc khác nhau.
Một số hình ảnh về ứng dụng thủy ngân: pin, bóng đèn điện, nhiệt kế, áp kế
8. Nguồn gốc của thủy ngân

c. Nguồn tự nhiên:
Theo nghiên cứu ước tính trầm tích đại dương chứa khoảng 1017 g thủy ngân, chủ
yếu là HgS; nước biển chứa khoảng 10 13g; trầm tích đất và sông hồ khoảng 10 13g;
sinh quyển khoảng 1011g; không khí khoảng 108g nguồn nước sạch 107g.
- Khoáng vật: chủ yếu là cinnabar (H2S).
- Đá : chứa lượng nhỏ thủy ngân (nồng độ khoảng 0.2 ppm trong đá granite) và
đá thuộc vỏ trái đất (khoảng 1ppm), một phần thủy ngân này có thể đi vào
không khí và nước qua quá trình phong hóa.
- Núi lửa: giải phóng ra hơi thủy ngân vào không khí.
Ví dụ: khu vực núi lửa Mauna Loa và Kilauea ở Hawaii có nồng độ Hg trong
khoảng 10-25µ/m3, trong khi hàm lượng Hg trong không khí bình thường là
3ng/m3.
- Đất và trầm tích: do lắng động từ quá trình tự nhiên và hoạt động của con
người.


- Nguồn nước tự nhiên: do lôi cuốn Hg từ bề mặt và các nguồn tự nhiên khác.
Phần lớn nước tự nhiên chứa có nồng độ thủy ngân nhỏ hơn 1 ppb.
d. Nguồn nhân tạo:
-Khai thác mỏ: làm giải phóng thủy ngân khỏi đá.
-Thiết bị điện và chất thải các dụng cụ gia đình có chứa thủy ngân: pin, bóng
đèn, nhiệt kế, máy điều nhiệt,..
-Hóa chất: thuốc diệt nấm, chất bảo quản, thuốc trừ sâu,... và các hóa chất khác
sử dụng trong nông nghiệp, phòng thí nghiệm, nhà máy sản xuất…
-Y khoa: trám răng, dược phẩm,..
-Đốt cháy nhiên liệu: than đá, dầu, chất thải y tế, gỗ,...
Một số tác giả đã sử dụng một số kỹ thuật khác nhau để ước tính nồng độ thủy
ngân trong thời kì tiền công nghiệp trong môi trường trước con người phát thải ra
môi trường đã trở thành một phần của chu trình thủy ngân toàn cầu. Rất khó để
tách biệt nồng độ thủy ngân hiện nay dựa vào nguồn gốc (tức là, con người hoặc

thiên nhiên) vì chu trình thủy ngân vẫn luôn diễn ra một cách liên tục trong môi
trường.


Dựa vào hình ảnh trên và các kết quả tính toán mang tính dự đoán, một phần
lớn thủy ngân phát thải vào không khí do nhân tạo, đặc biệt là ở giai đoạn hiện
tại. các hoạt động khai thác, sản xuất đã gia tăng hàm lượng thủy ngân phát thải,
lắng động, tích lũy sinh học, khuếch đại sinh học và tái phát thải thủy ngân.
Theo số liệu có được, lượng thủy ngân trong giai đoạn tiền công nghịêp tương
đối thấp và ổn định. ở giai đoạn phát triển công nghiệp, hàm lượng thủy ngân
tăng cao, gấp 3-4 lần lượng thủy ngân ở giai đoạn tiền công nghiệp và không ổn
định do nhu cầu của con người ngày càng tăng và lượng thủy ngân phát thải ra
môi trường không được xử lí và kiểm soát.

Bảng so sánh lượng thủy ngân trong môi trường ở giai đoạn tiền công nghiệp và
hiện tại.


Nguồn gốc thủy ngân

Tiền công nghiệp

Thời kì công nghiệp hóa

Tự nhiên

1000

1000

Nhân tạo

0

2000

Lắng đọng trên mặt đất

1000

3000

Lắng đọng đại dương

600

2000

Không khí

1600

5000

Tái phát thải từ đại dương

600

2000

II. Chuyển hóa của Hg
3. Các quá trình chính
Gồm 2 quá trình chính
- oxidation-reduction
- methylation-demethylation

2. Chu trình của Hg
Với những hiểu biết hiện tại về chu kỳ thủy ngân thì lượng thuỷ ngân từ không khí
đến đất hoặc nước tại bất kỳ một địa điểm bao gồm sự đóng góp của:


- Chu trình tự nhiên toàn cầu.
- Chu trình toàn cầu bị tác động bởi hoạt động của con người.
- Nguồn khu vực.
- Các nguồn địa phương.
Tiến bộ gần đây cho phép một sự hiểu biết chung về chu trình thủy ngân toàn cầu
và tác động từ nguồn nhân tạo.Rất khó để xác định chính xác lưu lượng Hg trọng
phạm vi địa phương và khu vực do các quá trình phát thải và lắng đọng trong tự
nhiên.
c. Chu trình thủy ngân toàn cầu.
Như các nguyên tố trong tự nhiên, thủy ngân có mặt trong môi trường trung gian
và sinh vật. Nriagu (1979) ước tính phân phối toàn cầu của thủy ngân và kết luận
rằng đến nay nơi chứa nhiều Hg nhất là trầm tích đại dương. Nriagu ước tính rằng
các trầm tích đại dương có thể chứa khoảng 10 17 g thủy ngân, chủ yếu là HgS.
Nriagu cũng ước tính rằng nước biển chứa khoảng 10 13 gam, đất và trầm tích nước
ngọt 1013 g, sinh quyển 1011 g (chủ yếu là sinh vật trong đất), bầu khí quyển10 8 và
nước ngọt là 107 g. Một số tác giả đã sử dụng một số kỹ thuật khác nhau để ước
tính nồng độ thủy ngân trong thời kì tiền công nghiệp trong môi trường trước con
người phát thải ra môi trường đã trở thành một phần của chu trình thủy ngân toàn
cầu. Rất khó để tách biệt nồng độ thủy ngân hiện nay dựa vào nguồn gốc (tức là,

con người hoặc thiên nhiên) vì chu trình thủy ngân vẫn luôn diễn ra 1 cách liên tục
trong môi trường.
d. Chu trình thủy ngân địa phương và khu vực
So sánh các số đo hiện đại (trong vòng 15-20 năm qua) và ghi chép lịch sử chỉ ra
rằng tổng thời gian thủy ngân trong khí quyển toàn cầu đã tăng lên kể từ khi bắt
đầu thời kỳ công nghiệp hóa. Một điều tra toàn bộ thủy ngân tích lũy cho thấy sự
lắng đọng hàng năm của thủy ngân đã tăng gấp ba đến bốn từ thời kỳ tiền công
nghiệp. Mặc dù chúng ta chấp nhận rằng sức tải thủy ngân trong khí quyển đã tăng
đáng kể kể từ khi thời kỳ tiền công nghiệp, nhưng không chắc chắn cho dù hàm
lượng thủy ngân trong không khí tổng thể đang ngày càng tăng, giảm, hoặc vẫn ổn
định. Theo một ước tính, khoảng một nửa tổng lượng phát thải thủy ngân từ nguồn
nhân tạo cuối cùng đi vào chu kỳ khí quyển toàn cầu, phần còn lại được loại bỏ
thông qua chu trình địa phương hoặc khu vực. Ước tính có khoảng 5 đến 10%


Hg(II) sơ cấp được phát thải và lắng đọng trong vòng 100 km của điểm xả thải và
một phần lớn hơn trên một quy mô khu vực. Hg (0) được phát ra có thể được loại
bỏ trên quy mô địa phương và khu vực do bị oxy hóa để thành Hg (II). Một số
Hg(0) cũng có thể được đưa lên trực tiếp bởi các tán lá, hầu hết Hg (0) không bị
oxy hóa sẽ trải qua vận chuyển lâu dài do Hg (0) không tan trong nước. Nhìn
chung, Hg(II) sơ cấp phát thải sẽ được bị lắng đọng ở phạm vi địa phương và khu
vực đến mức độ mà quá trình lắng đọng ướt loại bỏ các Hg(II) hòa tan. Lắng đọng
khô cũng có thể giải thích cho việc loại bỏ Hg (II) trong khí quyển. Giả sử tỷ lệ
phát thải liên tục, lượng thủy ngân lắng đọng trên quy mô khu vực và địa phương
có thể thay đổi tùy theo đặc điểm nguồn (Đặc biệt là các dạng thủy ngân phát ra),
khí tượng và các thuộc tính địa hình, và yếu tố khác.
Trong khi xu hướng chung trong sức tải thủy ngân toàn cầu kể từ thời kỳ tiền công
nghiệp dường như là ngày càng tăng, có một số bằng chứng cho thấy nồng độ thủy
ngân trong môi trường tại các địa điểm nhất định đã ổn định hoặc giảm trong vài
thập kỷ qua.

4. Các quá trình khí quyển


a. Phát thải Mercury
Như đã đề cập thủy ngân được thải ra bầu khí quyển thông qua nguồn tự nhiên và
nguồn nhân tạo. Quá trình tự nhiên bao gồm bốc hơi thủy ngân trong biển và môi
trường nước, bay hơi từ thực vật, khử khí của vật liệu địa chất (ví dụ, đất) và phun
trào núi lửa. Phát thải tự nhiên được cho là chủ yếu ở dạng thủy ngân nguyên tố.
Như đã nêu, lượng khí thải tự nhiên hiện nay có thể phát sinh từ hai thành phần:
thủy ngân hiện tại như một phần của cân bằng tiền công nghiệp và thủy ngân di
động từ lắng đọng sâu trong địa chất, thêm vào chu trình toàn cầu do hoạt động của
con người.
Các nguồn nhân tạo phát thải ra thủy ngân chủ yếu là do các hoạt động công
nghiệp và các quá trình đốt cháy. Thủy ngân thải ra bao gồm cả dạng khí và dạng
hạt. Phát thải thủy ngân ở dạng khí bao gồm cả hình thức nguyên tố và các hình
thức oxi hóa, trong khi lượng phát thải thủy ngân dạng hạt được cho là được cấu
tạo chủ yếu của các hợp chất oxy hóa do áp suất hơi tương đối cao của nguyên tố
thủy ngân. Các phương pháp phân tích về sự biệt hóa thủy ngân của các khí thoát
ra và luồng khí thải đang được tinh chế, và vẫn còn nhiều tranh cãi trong lĩnh vực
này. Phản ứng hóa học cũng có thể xảy ra trong luồng phát thải. Sự biệt hóa phát
thải thủy ngân được cho là phụ thuộc vào nhiên liệu sử dụng (ví dụ như than, dầu,


rác thải đô thị), làm sạch khói và nhiệt độ hoạt động. Dòng thải cho là nằm trong
khoảng từ gần như tất cả thủy ngân hóa trị II cho gần như tất cả thủy ngân nguyên
tố. Hầu hết các thủy ngân phát ra tại miệng ống được tìm thấy trong pha khí mặc
dù dòng thoát chứa bồ hóng có thể ràng mang theo một số phần nhỏ của thủy ngân.
Các thủy ngân hóa trị II được phân chia giữa pha trung gian khí và hạt. Nhiều thủy
ngân hóa trị II này được cho là HgCl 2. Nhiều hoạt động của con người đến nay

không còn nữa, nhưng các vùng đã từng bị ô nhiễm vẫn tạo ra một lượng thủy ngân
trong nước chảy tràn bề mặt, nước ngầm và không khí.
b.Quá trình vận chuyển và chuyển dạng thủy ngân
Hg (0) có một thời gian lưu lại trong khí quyển khoảng một năm và do đó sẽ phân
bố khá đồng đều trong tầng đối lưu. Thủy ngân (Hg (II)) có thể được lắng đọng
tương đối nhanh chóng bởi các quá trình lắng đọng ướt và khô, dẫn đến thời gian
lưu chỉ còn từ vài giờ đến vài tháng, cũng có thể lâu hơn. Thời gian lưu trong khí
quyển giúp cho thủy ngân (II) kết hợp với các hạt có thể đưa về dạng Hg(0). Việc
chuyển dạng Hg(0) (khí) thành Hg (II) (lỏng) và Hg (II) (hạt) trong các đám mây
thể hiện một thể cơ chế mà theo đó các Hg(0) trong nguồn tự nhiên và nguồn nhân
tạo đi vào không khí có thể dẫn đến lắng đọng thủy ngân vào đất và nước. Lắng
đọng này có thể xảy ra xa nguồn do tốc độ hấp thu chậm của Hg trong đám mây.
Có ý kiến cho rằng cơ chế này là rất quan trọng để giảm ô nhiễm thủy ngân trên
toàn cầu, trong khi lắng đọng ướt trực tiếp của Hg (II) từ nguồn nhân tạo là cơ chế
quan trọng nhất để giảm ô nhiễm thủy ngân tại địa phương. Khí Hg (II) lắng đọng
với tốc độ nhanh hơn sau khi thải ra so với hạt Hg (II), giả định rằng hầu hết các
hạt Hg có đường kính đường kính nhỏ hơn 1 mm. Thời gian lưu trong khí quyển từ
½ - 2 năm đối với thủy ngân nguyên tố trong khi các dạng Hg(II) ít nhất là vài giờ.
Có thể quá trình lắng đọng khô của Hg(0) xảy ra qua các dạng oxi hóa của nguyên
tố thủy ngân diễn ra trên bề mặt ướt. Sự chênh lệch lớn trong thời gian lưu trong
khí quyển giữa Hg(0) và các dạng thủy ngân khác dẫn đến quy mô rất lớn hơn
nhiều của vận chuyển và lắng đọng cho Hg(0). Thông thường, khí thải của Hg(0)
từ các nguồn nhân tạo, lượng Hg(0) từ đất bị ô nhiễm và các vùng nước tự nhiên,
tất cả các đóng góp vào một hồ chứa thủy ngân trong khí quyển toàn cầu với thời
gian lưu trữ từ ½ đến 2 năm. Hệ thống lưu thông khí quyển toàn cầu có thể phát
thải Hg từ điểm ban đầu mang chúng đến mọi nơi trên thế giới trước khi quá trình
vận chuyển dạng và lắng đọng xảy ra. Sự phát thải của tất cả các dạng thủy ngân


có thể sẽ được lắng đọng vào bề mặt trái đất trước khi chúng phát tán vào bầu

không khí.
e. Quá trình lắng đọng của Mercury
Các chất hóa trị 2 được thải ra , trong pha khí hoặc pha hạt bị loại bỏ trong khí
quyển nhanh hơn nhiều so với nguyên tố thủy ngân. Thủy ngân hóa trị 2 ở dạng khí
và dạng hạt đều lắng đọng khô ( lắng đọng không có mưa ) tại một tỉ lệ đáng kể.
Tốc độ lắng đọng của các hạt thủy ngân phụ thuộc vào điều kiện khí quyển và kích
thước hạt. Hạt thủy ngân cũng được cho là bị lắng đọng ướt do đám mây và lượng
mưa mang theo. Thủy ngân hóa trị II ở dạng khí được thải ra cũng bị dễ dàng mang
theo bởi mưa. Những loại thủy ngân hóa trị hai có hằng số henry thấp hơn so với
nguyên tố thủy ngân thông thường, do đó tan nhiều trong pha nước. Lắng đọng khô
của thủy ngân hóa trị 2 ở pha khí cũng rất đáng kể do các phản ứng của nó với chất
liệu bề mặt. Nói chung, thủy ngân hóa trị 2 ở pha phí bị loại bỏ nhanh chóng và
hiệu qua hơn bởi các quá trình lắng đọng khô và ướt so với pha hạt là do phản ứng
và khả năng hòa tan trong nước của khí thủy ngân hóa trị 2. Ngược lại, hơi nguyên
tố thủy ngân được cho là không bị ảnh hưởng với bất kỳ quá trình chính của lắng
đọng trực tiếp đến bề mặt trái đất do áp suất hơi tương đối cao và tan ít trong nước.
Trên bề mặt không đồng nhất nguyên tố thủy ngân lắng đọng không đáng kể, và
mặc dù nguyên tố thủy ngân có thể được hình thành trong đất và nước do sự giảm
của dạng thủy ngân hóa trị II bằng cơ chế khác nhau, thủy ngân nguyên tố này
được cho là sẽ bay hơi vào khí quyển. Trong thực tế, việc tạo ra tại chỗ và tích tụ
của nguyên tố thủy ngân có thể cung cấp một vai trò đệm trong hệ thống nước, vì
điều này sẽ giới hạn lượng thủy ngân hóa trị II có sẵn cho methyl hóa. Nước chứa
một lượng khí nguyên tố thủy ngân hòa tan nhưng nó rất ít so với hàm lượng thuỷ
ngân dạng hạt và dạng oxy hóa hòa tan. Sự lắng đọng của nguyên tố thủy ngân còn
thông qua sự hấp thu của cây lá. Lindberg (1992) chỉ ra rằng tán cây rừng có thể
tích lũy nguyên tố hơi thủy ngân qua khí khổng tại bề mặt lá theo sau là sự đồng
hóa thủy ngân bên trong lá trong suốt thời gian cây được chiếu sáng. Quá trình này
gây ra một lượng nguyên tố thủy ngân từ không khí bị lắng đọng, kết quả là sự
lắng đọng diễn ra nhanh chóng. Bằng chứng gần đây chỉ ra rằng điều này không
xảy ra nhưng chỉ khi nồng độ trong không khí của nguyên tố thủy ngân vượt quá

mức cân bằng cho hệ sinh thái rừng địa phương. Khi nồng độ Hg trong không khí
thấp, rừng xuất hiện để hoạt động như một nguồn phát thải thủy ngân nguyên tố
vào bầu không khí, với lượng thủy ngân đo trực tiếp ở phía trên. Lưu ý rằng, điều


này có thể được giải thích bởi sự bay hơi của nguyên tố thủy ngân từ hệ thống tán
hoặc đất, nhưng hầu hết là đất. Hanson et al. (1994) cho rằng "các bề mặt lá khô
trong cảnh quan rừng trên mặt đất không là mạng lưới tích trữ cho nguyên tố thủy
ngân trong khi quyển lắng đọng xuống, mà là một bề mặt trao đổi động lực có thể
hoạt động như một nguồn hoặc bồn chứa phụ thuộc vào nồng độ hơi thủy ngân
hiện tại, nhiệt độ lá, điều kiện bề mặt (ướt hoặc khô) và mức độ oxy hóa trong khí
quyển”. Tương tự như vậy, Mosbaek et al. (1988) cho thấy rằng hầu hết thủy ngân
trong lá là do không khí chuyển cho , nhưng chỉ trong một khoảng thời gian xác
định tại đó lượng nguyên tố thủy ngân thải ra từ plant-soil system vượt xa số thu
được từ không khí của thực vật. Giống như là nhiều hệ thống thực vật/ đất tích tụ
thủy ngân trong không khí khi nồng độ Hg trong không khí cao hơn mức trung
bình dài hạn ở từng vị trí cụ thể , và giải phóng nguyên tố thủy ngân khi nồng độ
Hg trong không khí giảm xuống dưới mức trung bình dài hạn tại nơi đó . Trên quy
mô khu vực và toàn cầu, lắng đọng khô của nguyên tố thủy ngân không được coi là
1 con đường quan trọng để loại bỏ thủy ngân trong khí quyển ,mặc dù khoảng hơn
95% thủy ngân trong khí quyển là nguyên tố thủy ngân (Fitzgerald, 1994). Đây là
chỉ là một con đường gián tiếp, nhưng nhờ nó nguyên tố hơi thủy ngân đã phát thải
vào khí quyển có thể được loại bỏ hoặc giữ lại bề mặt của trái đất. Phản ứng hóa
học xảy ra trong pha lỏng (hạt mây) làm oxy hóa thủy ngân nguyên tố thành thủy
ngân hóa trị 2 và giảm thủy ngân hóa trị 2 chuyển thành nguyên tố thủy ngân. Một
trong các phản ứng quan trọng nhất của sự giảm cân bằng oxy hóa trong nước là
quá trình oxy hóa của nguyên tố thủy ngân bởi ozon , sự giảm thủy ngân hóa trị 2
bởi ion sulfite(SO). Hoặc sự tạo phức của thủy ngân hóa trị 2 với bồ hóng để tạo
thành hạt thủy ngân hóa trị 2:
Hg0 (g) -> Hg0 (aq)

Hg0 (aq) + O3 (aq) -> Hg (II) (aq)
Hg (II) (aq) + muội / bồ hóng -> Hg (II) (p)
Hg (II) (aq) + SO32- (aq) -> Hg (aq)
(g) = phân tử dạng khí
(aq) = phân tử dạng lỏng
(p) = phân tử dạng rắn (hạt)


Hg (II) được tạo ra từ quá trình oxy hóa Hg(0) bằng ozone và có thể quay trở lại
Hg(0) bởi sulfite, tuy nhiên quá trình oxy hóa của Hg(0) bằng ozone xảy ra nhanh
hơn nhiều so với sự giảm của Hg (II) bởi sulfite. Do đó, một sự tập trung trạng
thái ổn định của Hg (II) (aq) được dựng lên trong không khí và có thể được diễn tả
bằng một hàm của nồng độ Hg (g), O3 (g) ,H+ (đại diện cho axit) và SO2 (g) . Lưu ý
rằng H+ và SO2 (g), mặc dù không rõ ràng trong các phản ứng khí quyển đã liệt kê,
nhưng chúng kiểm soát sự hình thành của sulfite.
Hg (II) (aq) sau khi tạo ra rất dễ bị khí quyển loại bỏ thông qua lắng đọng ướt
Phản ứng thứ ba, ngược lại, có thể chuyển đổi hầu hết các Hg (II) (lỏng) thành
dạng rắn , khi số lượng bồ hóng lớn hơn nhiều so với thủy ngân trong không khí.
Nồng độ bồ hóng sẽ không bị giới hạn so với nồng độ Hg (II) (lỏng), và nguyên tử
S trong chất nền bồ hóng sẽ liên kết dễ dàng với các Hg (II) (aq). Kết quả là Hg
(II) (p) sau đó có thể được loại bỏ khỏi bầu không khí bằng lắng đọng ướt (nếu hạt
vẫn còn liên kết với các hạt đám mây) hoặc lắng đọng khô (sau sự bay hơi của các
hạt mây). Lắng đọng khô của Hg0 hoàn toàn có thể xảy ra thông qua sự oxy hóa
trung gian ozon của các nguyên tố thủy ngân bám trên các bề mặt ướt (Lindberg,
1994).
Thủy ngân thải vào khí quyển từ nguồn tự nhiên hay nhân tạo được giữ lại ở dạng
chính là Hg(II), từ sự lắng đọng trực tiếp của Hg (II) thải ra , hoặc từ sự hoán vị
của Hg(0) cho đến Hg(II) được tạo ra nhờ ozon. Quá trình trên có thể dẫn đến sự
tăng cao tỉ lệ lắng đọng xung quanh vùng phát thải và trên khu vực/ toàn cầu.
Hiện vẫn còn rất nhiều sự không chắc chắn liên quan đến số lắng đọng khô của

thủy ngân. Một khi lắng đọng, thủy ngân xuất hiện sẽ liên kết chặt chẽ với các
thành phần đất nhất định. Thủy ngân(II)bị giữ lại có thể bị bay hơi lại thông qua sự
thải lại khí quyển ở dạng Hg(0). Thủy ngân(II) trong đất cũng có thể bị methyl hóa
để tạo thành metyl thuỷ ngân; 2 dạng này có thể sẽ được lưu giữ trong đất hoặc
chuyển đi từ lưu vực sông đến các nguồn nước thông qua dòng chảy và rò rỉ. Thủy
ngân đi vào nguồn nước thông qua lắng đọng trực tiếp trên các lưu vực , thủy ngân
trong nguồn nước có thể đo được trong cột nước và trầm tích. Hg (II) trong nguồn
nước cũng có thể methyl hóa để tạo thành metyl thuỷ ngân, cả Hg(II) và metyl thuỷ
ngân đều có thể chuyển về dạng Hg(0) và được đưa trở lại bầu khí quyển.


f. Quá trình tái phát thải thủy ngân vào khí quyển
Tái phát thải của thủy ngân đã lắng đọng đáng kể nhất từ việc giải phóng của
nguyên tố thủy ngân từ các đại dương. Trong quá trình này, thủy ngân phát ra thứ
các nguồn nhân tạo được lắng đọng tới các đại dương ở dạng Hg(II), sau đó
chuyển thành Hg(0) và bay hơi trở lại vào khí quyển.
III.

Tích lũy sinh học (Bioaccumulation) và khuếch đại sinh học
(Biomagnification).

Con đường thủy ngân đi vào chuỗi thức ăn có sự góp mặt rất quan trọng của vi
khuẩn, đặc biệt là vi khuẩn lưu hùynh. Thủy ngân vô cơ được vi khuẩn chuyển hóa
thành methymercury nhờ quá trình biến đổi chất trong cơ thể chúng. Sau đó, những


con vi khuẩn này sẽ thải ra methymercury hoặc tham gia trực tiếp và chuỗi thức ăn.
Do cơ thể sinh vật tích lũy thủy ngân với tốc độ nhanh hơn là chúng thải ra. Chính
Dạng
thủy

ngân

Hgo, [Hg(0)]

Hg2+2 (thường là
hợp chất vô cơ)

Hg+2 (thường là hợp chất
hữu cơ)

Là dạng thủy ngân dễ hấp
Dạng hơi: được hấp
thu nhất, có khả năng tan
thu nhanh qua đường
trong chất béo nên nó được
hô hấp(gây ra bệnh phế
con người đưa vào cơ thể
quản cấp tính, phế
bằng ba con đường: hô hấp,
Là chất ăn mòn,
nang),vào máu và đi
da và tiêu hóa.
nên gây tổn
đến thận, gan, lá lách,
thương lên niêm
và hệ thần kinh trung
Gây ra các tác động đến hệ
mạc,da khi tiếp
ương.Nếu bị phơi
Dạng

thần kinh (khi bị phơi
Vận
lỏng: nhiễm trong thời gian xúc trực tiếp, kém
nhiễm) và khả năng sinh
chuyển
đường dài, thủy ngân sẽ được tan trong chất béo sản của con người (ở nồng
và
nhưng nếu được
vận chuyển đến vỏ não
tiêu
độ cao).
chuyển
tích lũy trong một
và não.
hóa
hóa
thời gian dài sẽ
hấp
Khi được tích lũy trong não
trong cơ
Tại đây, thủy ngân
gây
hậu
quả
thu rất
một thời gian lâu, MeHg sẽ
thể
nguyên tố có thể được nghiêm trọng lên
ít
được chuyển hóa về dạng

chuyển hóa thành ion,
não.
thủy ngân vô cơ .
kết hợp với gốc
Liều gây chết : 1 – Độc tính của thủy ngân hữu
sulfydryl và protein
của tế bào, cản trở các 4g cho người lớn. cơ tăng theo chiều giảm của
enzym và chức năng
dãy Ankyl.(MeHg là dạng
vận chuyển của tế bào.
độc nhất)

Triệu
chứng

Ít độc

Run rẩy, phình tuyến
giáp, tim đập nhanh,
nổi mề đay, sưng lợi.

Hg2Cl2:ít độc,
nhưng gây đau
đầu, giãn mạch
dưới da, tăng sừng
Nếu tiếp xúc với không hóa, tăng tiết mồ
khí chứa 0.1 – 0.2
hôi.
mgHg/m3: run rẩy,
viêm lợi, chảy nước

HgCl2: do có tính

MeHg: liệt nhẹ, vận động
khó khăn, suy nhược thần
kinh, mất khả năng nghe và
nói, co cứng và rui rẩy, hôn
mê và chết.
Có thể truyền qua thai nhi
và gây ra dị tật.


bọt, và có thể dẫn đến
co giật mãn tính.

ăn mòn cao, làm
co cứng cơ bụng,
chảy máu khi đại
tịên, viêm loét dạ
dày, làm giảm
chức năng thận.

Nơi tích
Thủy ngân được tích tụ trong gan, thận, máu, tóc, não,..
tụ
vì thế mà dù rằng lượng thủy ngân lắng đọng từ khí quyển rất ít nhưng nhờ quá
trình khuếch đại sinh học mà những động vật tiêu thụ bậc cao nhất trong chuỗi
thức ăn dưới nước có thể bị ngộ độc thủy ngân.
Đầu tiên, thủy ngân được các loài nhuyễn thể hấp thụ và đi vào chuỗi thức ăn từ
các loài cá nhỏ như cá pollack, sò hàu, cá hồi,.. đến các loài cá lớn hơn cá ngừ, cá
hồi lớn,... rồi đến cá mập, cá bơn, cá ngừ đại dương,... sau mỗi mắc xích thức ăn thì

hàm lượng thủy ngân tích lũy càng cao.
IV.

Độc tính của thủy ngân.

-Thủy ngân gây thoái hóa tổ chức, tạo thành các hợp chất protein rất dễ tan làm tê
liệt chức năng của các nhóm thiol (–SH), các hệ thống men cơ bản và oxi hóa–khử
của tế bào.
-Thủy ngân ở dạng kim loại nguyên chất không độc nhưng dạng hơi và ion lại rất
độc




a) Thủy ngân ảnh hưởng tới sức khỏe con người
Người lao động tiếp xúc với hơi thủy ngân có thể phát sinh bệnh viêm phế quản
cấp tính và bệnh phế nang. Hiệu ứng chủ yếu của nhiễm độc hơi thủy ngân mãn
tính là tác động lên hệ thần kinh với biểu hiện lâm sàng sau: run rẩy, phình tuyến
giáp, tim đập nhanh, nổi mề đay, sưng lợi, những thay đổi về gan, tăng bài tiết thủy
ngân trong nước tiểu. Khi nhiễm nhiều hơn và lâu hơn thì các triệu chứng trở nên
điển hình hơn. Bắt đầu từ sự rung chuyển bên trong các cơ thực hiện các chức năng
điều khiển tinh tế như các ngón tay, mí mắt và môi, sau đó tiến triển thành rung
động của toàn cơ thể và sự co giật mãn tính của các đầu chi. Đặc tính điển hình
khác của nhiễm độc tính thủy ngân là sự chảy nước bọt và viêm lợi nghiêm trọng.

Các hiện tượng xuất hiện khi ăn phải một nồng độ muối thủy ngân lớn hơn 10%.
Sau khi ăn phải, nó gây co cứng cơ bụng và đi ngoài ra máu, cùng với sự viêm loét,
chảy máu và hoại tử dạ dày- ruột thường kèm với trướng bụng. Các hiệu ứng này

tiếp tục tác động đến thận, chủ yếu là làm hoại tử và làm tắc đường ống, tiểu ít,
thiếu máu và tăng urê huyết. Thận cũng có thể bị tấn công, có lẽ do hậu quả của
việc rối loạn chức năng miễn dịch. Có thể gây nên giãn mạch da, chứng tăng sừng
hóa và sự tăng tiết của các tuyến mồ hôi.

Methy thủy ngân được chuyển hóa từ thủy ngân vô cơ dưới tác động của vi khuẩn.
Chất này nhiễm vào thủy sản và gây độc cho thần kinh ở người lớn. Methyl thủy
ngân gây độc lên thai nhi ở những bà mẹ bị nhiễm độc trong thời kỳ mang thai.
Methyl thủy ngân đi qua được nhau thai nên có khả năng gây quái thai hoặc gây ra
những dị tật ở trẻ sơ sinh. Ở những vùng dân cư bị nhiễm độc methyl thủy ngân,
các nghiên cứu cho thấy có các tác dụng độc đến các nhiễm sắc thể và có thể di
truyền hiệu ứng gây độc cho đời sau
Con đường nghiễm độc:
-

Đường hô hấp do hít phải nguyên tố thủy ngân có trong nhiệt kế, huyết
áp kế bị vỡ…

-

Đường tiêu hóa do ăn thức ăn hải sản, đặc biệt là cá biển có tích tụ lượng
lớn muối thủy ngân/ methyl thủy ngân.

-

Đường qua da do dùng thuốc, trám răng, mỹ phẩm, các chế phẩm trong
thành phần có chứa muối thủy ngân. Ngoài ra, trẻ sơ sinh cũng có thể mắc
bệnh do mẹ bị ngộ độc lúc mang thai.

Thủy ngân có tác dụng ngăn các sắc tố phát triển, làm cho da trắng sáng hơn nên

được sử dụng trong mỹ phẩm làm trắng da. FDA đã nêu rõ tên và hình ảnh của mỹ
phẩm có chứa thủy ngân. Ở Việt Nam, hiện nay mặc dù chưa có báo cáo nào cho
thấy có sản phẩm làm trắng da chứa thủy ngân, nhưng trước thực trạng các sản
phẩm làm đẹp da được bày bán tràn lan trên thị trường mà chưa được kiểm soát
chất lượng chặt chẽ. Người tiêu dùng nên cẩn trọng khi sử dụng các sản phẩm này.
b) Đào thải:
Thời gian bán hủy của thủy ngân ở người lớn là 40 -50 ngày, đào thải chủ yếu qua
phân ( 90%) nước tiểu và một phần nhỏ qua da và nước bọt. Người bị bệnh thận
mà nhiễm độc thủy ngân thì sự thải loại thủy ngân bị cản trở.
Nhiễm vào chuỗi thực phẩm


Thủy ngân có khả năng được vận chuyển từ đất vào cây qua bộ rễ, song khả năng
này rất thấp. Ngoài ra thủy ngân có thể nhiễm từ không khí vào lá cây. Các ngũ cốc
và sản phẩm từ ngũ cốc có hàm lượng thủy ngân rất thấp, thường thấp hơn giới hạn
phát hiện của các phương pháp. Nhưng với nấm lại là một ngoại lệ, mức độ nhiễm
thủy ngân trong nấm rất khác nhau tùy theo mức độ ô nhiễm thủy ngân trong môi
trường.
Trong thực phẩm thủy ngân rất thấp khoảng 5-20ug/kg, còn ở cá, lượng thủy ngân
cao hơn nhiều, có thể tới 200- 1.000ug/kg ở cá kiếm và cá ngừ. Các loại cá này
thường sống ở tầng sâu dưới biển, có trọng lượng rất lớn, chuyên ăn các loại cá
nhỏ, vì vậy theo thời gian lượng thủy ngân tích lũy càng nhiều. Các bà mẹ đang
mang thai, không nên ăn các loại cá này. Ngoài ra, mọi người không nên ăn các
loại cá được câu từ ao, hồ xung quanh khu công nghiệp có thải ra chất thải độc hại.

c) Những trường hợp bị nhiễm độc thủy ngân
Vịnh Minamata (1956 ), Nhật Bản
Nguyên nhân: nhiễm độc Methyl thủy ngân khi ăn phải cá và các loại hải sản
đựơc đánh bắt trong vịnh
Nguồn thải MeHg: công ty hóa chất Chisso (thủy ngân hữu cơ đựơc dùng làm

chất xúc tác sản xuất acetaldehyde, acid acetic và các chất dẻo), MeHg được đổ
trực tiếp xuống biển mà không qua xư lý.


Nạn nhân: Sơ cấp và thứ cấp
 Sơ cấp: là những người bị phơi nhiễm thủy ngân và có bệnh và triệu chứng
như: chân tay run lẩy bẩy hoặc bị tê liệt, giảm khả năng nghe và nhìn, di
truyền lại cho trẻ sơ sinh gây ra dị tật, chết, …
 Thứ cấp: là bị phân biệt đối xử, kinh tế gặp khó khăn,..
Số liệu:
12890 người mắc bệnh và được chính phủ Nhật Bản công nhận (trong đó 1484
ngườ đã chết tính tới 31/1/2003) và hơn nhiều người khác mắc bệnh nhưng chưa
được công nhận vì lí do nào đó.
Khắc phục:
Nồng độ thủy ngân trong nứơc biển của Vịnh : >= 25 ppm (tiêu chuẩn quốc gia
Nhật Bản lúc bấy giờ là 0.4 ppm, trong khi theo WHO thì lượng thủy ngân cho
phép trong khu vực gần bờ biển là 2-15 ng/L).
Nạo vét lòng vịnh trong 14 năm với chi phí 48.5 tỉ yên (359 triệu dollar Mỹ), thu
hồi và đánh bắt, tiêu hủy hầu như tòan bộ số cá trong vịnh.
Bồi thường thiệt hai cho dân chúng.
Qua gần 40 năm sau, chính phủ Nhật tuyên bố người dân đã có thể trở lại vịnh để
sinh sống
(Nguồn: />%87nh-minamata-di%E1%BB%81u-ng%C6%B0%E1%BB%9Di-nh%E1%BA
%ADt-khong-th%E1%BB%83-nao-quen/)
Barsa, Iraq
Cuối những năm 60 và đầu 70, do kết quả của các vụ thu họach không được tốt,
nên chính phủ Iran đã quyết định nhập khẩu từ Mexico một loại hạt có tên gọi là
“wonder wheat”. Do quãng đường vận chuyển xa, lo sợ độ ẩm trong không khí sẽ
làm các hạt này hư hại, các thương lái đã phun thuốc diệt nấm có thành phần chính
là MeHg, vốn đựơc biết là có công hiệu tốt trong việc lọai trừ nấm và rẻ. MeHg đã

bị cấm ở Scandina và nhiều bang khác của Mỹ do hiểm họa đối với môi trường và
do độc tính của nó cho nên giá thành bị hạ xuống.


Các bao hạt này đựơc gửi đến Barsa, miền nam Iraq. Tuy nhiên, do được gửi đến
trễ, và mùa gieo hạt đã qua, và do ảnh hưởng từ vụ thu họach trước, nông dân
không có đủ lương thực nên họ đã sử dụng hạt này để ăn. Mặc dù trên bao bì đã
ghi rõ rằng hạt này chỉ được trồng không được ăn. Lúc đầu, để cho an tòan , họ đã
cho gia súc và vật nuôi ăn thử trong nhiều tuần vầ thấy không có điều gì xảy ra.
Nghĩ là an tòan, họ đã dùng nó để làm bánh, trẻ em rất thích bánh này vì nó có màu
hồng.
Tuy nhiên chỉ vài tháng sau đó, nhiều người phải nhập viện với các triệu chứng về
thần kinh. Ban đầu người ta không xác định rõ nguyên nhân. Nhưng nhanh chóng
sau đó, người ta khẳng định MeHg trong các bao hạt là thủ phạm. Ngay lập tức,
chính phủ Iraq đã ra lệnh thu hồn các bao hạt còn lại trong hai tuần, và đưa ra án tử
hình cho những ai cố tình lưu trữ nó.
Không may thay, một số nông dân không được tiếp cận với thông tin truyền thông
như đài, ti vi, internet,.. nên họ đã không biết đến lệnh thu hồi cho tới khi quân đội
tiến hành lục soát và thực hiện lệnh tử hình. Nhiều người vì lo sợ đã mang những
bao hạt này đổ xuống kênh rạch, hai bên đường, sông. Và kết quả là, cá ở nơi đó bị
nhiễm thủy ngân, các loài chim di cư ăn cá cũng tích tụ thủy ngân trong cơ thể.
Lúc đó, một số gia đình có ngừơi nhiễm bệnh, họ không có gì để ăn và cho rằng
chim di cư là thực phẩm an tòan. Thế là họ bắt những chú chim cũng đã bị nhiễm
thủy ngân là thực phẩm. Đối với nhữn bệnh nhân đã nhiễm thủy ngân, các bác sĩ
nói rằng họ không có cách nào để chữa trị.
Do phong tục của ngừơi Iraq là ngừơi bệnh nên chết ở trong chính ngôi nhà của
mình, nên khi nghe tin rằng bác sĩ không thể chữa lành bệnh cho người thân của
họ. họ đã giữ những ngừơi đó tại nhà. Chính vì thế mà con số 6500 người thiệt
mạng là chỉ tính ở bệnh viện, còn con số thực ngừơi ta vẫn chưa thể ước lượng
được.Hơn nữa, qua thảm họa này các bác sỹ đã hiểu được “hội chứng không khóc

ở trẻ em”, đó có thể là do tác động của MeHg lên trẻ sơ sinh, do người mẹ truyền
qua cho con trong quá trình mang thai.
(nguồn: />Những thảm họa khác:
Pakistan (1969)
Guatemala (1963)


Japan (1964)
Ghana (1967)