جیوه و نقش آن در آلودگی محیط زیست

 

ساختمان سولفید جیوه

نگاه کلی

جیوه ، تنها فلز مایع در دمای معمولی است و بخاطر این خاصیت ، کاربردهای فراوانی در صنعت ، پزشکی و صنایع روشنایی دارد. جیوه از تمام فلزات ، فرّارتر و بخار آن کاملا سمی است. جیوه از ششها به جریان خون نفوذ کرده ، سپس از سد خون و مغز گذشته و با وارد شدن به مغز ، آسیب شدیدی به سیستم اعصاب مرکزی می‌رساند.

راه‌های وارد شدن جیوه به محیط زیست

جیوه در نتیجه سوزاندن زغال سنگ و مازوت که دارای مقادیر کمی جیوه هستند، بصورت بخار وارد جَو می‌شود. همچنین از خاکستر کردن ضایعات جامد مانند باتریهای مستعمل که دارای جیوه هستند در محیط زیست رها می‌شود. از طرف دیگر ، جیوه بطور گسترده در صنایع مختلف مانند صنایع الکترونیک ( سوئیچ الکتریکی و لامپهای بخار جیوه ) و همچنین در استخراج فلزات قیمتی ، استفاده و از این طریق وارد جو می‌شود.

این منبع جیوه جوی ، امروزه رقیب مواد خروجی از آتشفشانهاست که قبلا منبع عمده جیوه معلق در هوا محسوب می‌شدند. جیوه در هوا اکثرا به شکل گاز است و مقدار اندکی از آن ، به ذره‌‌های معلق متصل است. جیوه گازی معلق در هوا است که می‌تواند مسافتهای زیادی را قبل از رسوب در خاک و آبراهه‌ها طی کند.

کاربردهای جیوه در صنعت

ملغمه جیوه

ملغمه ، آلیاژ جیوه با فلزات یا ترکیبات فلزی است. به‌عنوان مثال ، ملغمه دندان که برای پر کردن دندان بکار می‌رود، آلیاژی به نسبت برابر از جیوه مایع و مخلوط نقره و قلع است. از ملغمه جیوه از سال 1570 تا سال 1900 برای استخراج نقره استفاده می‌شد که به ازای هر گرم نقره ، یک گرم جیوه وارد جَو می‌کرد. امروزه هم در برخی کشورها برای استخراج طلا از ملغمه جیوه استفاده می‌کنند، به این ترتیب که با افزودن جیوه به خاک معدنی که حاوی مقدار کمی طلا یا نقره است، با تشکیل ملغمه آنرا استخراج کرده و سپس با گرم کردن ، جیوه را تبخیر می‌کنند.

این روش به آلودگی هوا و محیط زیست می‌انجامد و برای سلامتی کارگرانی که در معرض بخار حاصل از ملغمه قرار می‌گیرند، مضر است. احتمالا بخاطر سمّیت بخار جیوه بود که بردگانی که در معادن شنگرف (HgS) رومی‌ها کار می‌کردند، بعد از 6 ماه می‌مردند.

جیوه و فرایند کلر - قلیا

در برخی از کارخانجات کلر - قلیا که از طریق الکترولیز محلول آبی ، سدیم کلرید را به محصولات تجاری کلروهیدروکسید تبدیل می‌کنند، ملغمه‌ای از سدیم و جیوه را بکار می‌برند. سدیم وقتی در ملغمه جیوه حل می‌شود، از میزان واکنش‌پذیری آن نسبت به سدیم آزاد کاسته می‌شود، بطوریکه سدیم بسیار واکنش‌پذیر با آب ، بصورت ملغمه Hg - Na با آب واکنش نمی‌دهد. از طریق سدیم ، هیدروکسید عاری از نمک بدست می‌آورند و جیوه را بازیابی و مجددا به سلول اصلی بر می‌گردانند.

اما به هر حال ، بازیافت جیوه کامل نیست و مقداری از آن به هوا یا به رودخانه‌ای که آب مورد نیاز خنک کردن دستگاهها از آن تامین می‌شود، راه می‌یابد. امروزه در کشورهای صنعتی برای جدا کردن محلول NaCl از محلول عاری از کلرید از الکترودهای غشایی شناساگر فلزی (حساس به ) استفاده می‌شود.

جیوه یونی

یون مرکوریک ( ) در پساب کارخانجات کلر - قلیا وجود دارد. مهمترین کانی جیوه عینی ، HgS ، نمک بسیار نامحلول در آب است و برای بهسازی پساب کارخانجات با افزودن نمک محلول ، یون جیوه را بصورت HgS رسوب می‌دهند. نمک نیترات در آب حل می‌شود و زمانی برای آماده‌سازی خز جهت ساختن کلاه نمدی بکار می‌رفت. در نتیجه کارگران کلاه دوزی ، اغلب دچار ناهنجاریهای عصبی مانند لرزش ماهیچه ، افسردگی ، فراموشی و . . . می‌شدند.

بخار جیوه به سیستم اعصاب مرکزی حمله می‌کند. اما هدف اصلی‌اش کلیه‌ها و کبد است. مرکوریک اسید (HgO) که در باتریهای معمولی چراغ قوه برای جلوگیری از خورده شدن الکترود روی استفاده می‌شود، بعد از سوزاندن باتریهای مصرف شده ، آزاد و وارد جو می‌شود که منبع اصلی آلودگی محیط زیست است.

نمک‌های متیل جیوه

متیل جیوه بعد از بخار جیوه خطرناکترین شکل جیوه است. متیل جیوه نسبت به نمک‌های سمّ قویتری است، زیرا در بافت چربی حیوانات ، انحلال‌پذیر است و در آنجا تجمع و بزرگ‌نمایی زیستی دارد. همچنین می‌تواند از سد خون ، مغز و از سد جفت جنین انسان عبور کند. فرایند متیل‌دار شدن جیوه در ته‌نشستهای گل‌آلود رودخانه‌ها و بویژه در شرایط ناهوازی توسط متیل کبالامین صورت می‌گیرد. بیشتر جیوه موجود در بدن انسان بصورت متیل جیوه است و بیشتر از طریق خوردن ماهی وارد بدن انسان می‌شود.

از منابع دیگر متیل جیوه می‌توان ترکیبات آلی جیوه را که بصورت قارچ‌کش‌ها در کشاورزی استفاده می‌شود، نام برد که در نتیجه تماس با خاک این ترکیبات شکسته شده و جیوه با اتصال به گروه‌های گوگرد‌دار در خاکهای رس و ماده آلی بصورت ترکیبهای نامحلول به دام می‌افتد.

استفاده از متیل جیوه به‌عنوان قارچ‌کش برای محافظت دانه‌ها سبب کاهش قابل ملاحظه پرندگانی شد که از این دانه‌ها مصرف کرده بودند و همچنین صدها مرگ در عراق و آمریکا از مصرف نانی که دانه‌های گندم آن با متیل جیوه در تماس بوده گزارش شده است.

سمّیت متیل جیوه

نیم عمر ترکیبات متیل جیوه در انسان حدود 70 روز طولانی‌تر از نمکهای است. در نتیجه متیل جیوه می‌تواند در بدن با غلظت بیشتری تجمع یابد. علائم بیماری در انسان از معلولیت سیستم اعصاب مرکزی ناشی می‌شود. این علائم شامل بی‌حسی دست و پا و تار شدن دید چشم و کوری و از دست دادن حس شنوایی و ... است. بچه‌های متولد شده از مادرانی که حتی به مقدار کم توسط جیوه مسموم شده باشند، دچار آسیبهای مغزی می‌شوند.

از مهم‌ترین عوارض جیوه می‌توان به مسمومیت هزاران نفر و مرگ صدها تن از مردم میناماتای ژاپن بخاطر استفاده از ماهی آلوده به جیوه اشاره کرد که این ماهی‌ها توسط پساب یک کارخانه شیمیایی که به خلیج میناماتای می‌ریخت ، آلوده شده بودند ( از به‌عنوان کاتالیزور جهت تولید پلی‌وینیل کلرید استفاده می‌کردند)