发现简史
汞在自然界中分布量极小,被认为是稀有金属,但是人们很早就发现了水银。天然的硫化汞又称为朱砂,由于具有鲜红的色泽,因而很早就被人们用作红色颜料。根据殷虚出土的甲骨文上涂有丹砂,可以证明中国在有史以前就使用了天然的硫化汞。
根据中国古文献记载:在秦始皇死以前,一些王侯在墓葬中也早已使用了灌输水银,例如齐桓公葬在今山东临淄县,其墓中倾水银为池。这就是说,中国在公元前7世纪或更早已经取得大量汞。
中国古代还把汞作为外科用药。1973年长沙马王堆汉墓出土的帛书中的《五十二药方》,抄写年代在秦汉之际,是现已发掘的中国最古医方,可能处于战国时代。其中有四个药方就应用了水银。例如用水银、雄黄混合,治疗疥疮等。
一切金属的共同性——金属性的化身。他们所认为的金属性是一种组成一切金属的“元素”。
中国古代劳动人民把丹砂(也就是硫化汞),在空气中煅烧得到汞。但是生成的汞容易挥发,不易收集,而且操作人员会发生汞中毒。中国劳动人民在实践中积累经验,改用密闭方式制汞,有的是密闭在竹筒中,有的是密闭的石榴罐中。
矿产分布
矿藏
汞是自然生成的元素,见于空气、水和土壤中。
世界汞矿资源量约70万吨,基础储量30万吨。拥有汞储量的主要国家及其基础储量有西班牙9万吨,意大利6.9万吨,中国8.14万吨,吉尔吉斯斯坦4.5万吨。世界汞矿床主要分布在特提斯—喜马拉雅构造带上。汞矿床主要类型为碳酸盐型,其次是碎屑岩型和岩浆岩型。其中碳酸盐型为最主要,占汞矿床的储量的90%。
迁移与转化
(一)汞循环是重金属在生态系统中循环的典型,汞以元素状态在水体、土壤、大气和生物圈中迁移和转化。
(二)汞迁移、转化的主要特点:
(1)汞是在生态系统中能完善循环的惟一重金属。汞排入水中后,通过食物链,受汞污染的水中的鱼体内甲基汞浓度可比水中高上万倍。
(2)汞循环显示复杂过程包括:颗粒物的迁移;干、湿物的沉降;火山挥发进入大气;入水沉积污泥中;在细菌作用下生成甲基汞;进入生物体;在生物体内累积。
(3)生物甲基化:在微生物的作用下,金属汞和二价离子汞等无机汞会转化成甲基汞和二甲基汞,这种转化称为汞的生物甲基化作用。
物理性质
是在常温、常压下唯一以液态存在的金属。熔点-38.87℃,沸点356.6℃,密度13.59克/立方厘米。内聚力很强,在空气中稳定,常温下蒸发出汞蒸气,蒸气有剧毒。天然的汞是汞的七种同位素的混合物。汞微溶于水,在有空气存在时溶解度增大。汞在自然界中普遍存在,一般动物植物中都含有微量的汞,因此我们的食物中,都有微量的汞存在,可以通过排泄、毛发等代谢。
化学性质
毒理简介
需要注意的是,微量的液体汞吞食一般是无毒的(有资料称它在生物体内会形成有机化合物),但汞蒸气和汞盐(除了一些溶解度极小的如硫化汞)都是剧毒的,口服、吸入或接触后可以导致脑和肝损伤。使用温度计一般用酒精取代汞,中华人民共和国境内(不包括港澳台地区)使用的温度计仍然在使用汞。中国计划在2015年前逐步禁止汞温度计的使用。
最危险的汞有机化合物是二甲基汞[(CH3)2Hg],仅几微升(10-9m3或10-6dm3或10-3cm3)二甲基汞接触在皮肤上就可以致死。
药用领域
水银出自《本经》。《本草图经》:水银,《经》云出于丹砂者,乃是山石中采粗次朱砂,作炉置砂于中,下承以水,上覆以盎器,外加火煅养则烟飞于上,水银溜于下,其色小白浊。至于西羌来者,彼人亦云如此烧煅。但其山中所生极多,至于一山自拆裂,人采得砂石,皆大块如升斗,碎之乃可烧煅,故西来水银极多于南方者。《本草衍义》:水银,得铅则凝,得硫黄则结,并枣肉研之则散。别法煅为腻粉、粉霜。唾研毙虱。 《纲目》:水银,若撒失在地,但以川椒末或茶末收之。 《本经逢原》:水银,阴毒重着,不可入人腹。今有误食水银,腹中重坠,用猪脂二斤,切作小块焙熟,入生蜜拌食得下,亦一法也。
药理作用
水银(汞)的化合物有消毒、泻下、利尿作用,现已不用或罕用。元素汞不引起药理作用,解离后的汞离子能与疏基结合而干扰细胞的代谢及功能。元素汞不能自肠胃道吸收,但其表面暴露于空气中时可形成氧化物或硫化物,因而吞食后有时可引起轻度泻下、利尿。吞食水银的人,大多数并无症状,水银自粪便排出,少数人可有某些症状,而极少数(敏感或其他未知原因)可引起立即死亡。
水银为一种原生质毒,能和病原微生物呼吸酶中的硫氢基结合而抑制其生活力,最后使其窒息而致死。
汞剂排泄主要由肾,其次是大肠。
药(毒)理学
汞剂对消化道有腐蚀作用,对肾脏,毛细血管均有损害作用。急性中毒多半由误服升汞引起,有消化道腐蚀所致的症状,吸收后产生肾脏损害而致尿闭和毛细血管损害而引起血浆损失,甚至发生休克。早期应用二巯基丙醇及其他对症措施,多数有效。慢性中毒一般见于工业中毒,发生口腔炎和中毒性脑病,后者表现为忧郁、畏缩等精神症状和肌肉震颤。
常用选方
治疥癣疮,经年不差:水银一两,白矾一两,蛇床子一两,雄黄一两,闾茹末一两。上药,入炼了猪脂半斤,都研侯水银星尽,便用敷之,日三两上。(《圣惠方》水银膏)
治燥癣:水银、胡粉。研令调以涂之。(《肘后方》)
治热疮疥癣,痒痛不可忍者:水银、芜荑。酥和涂之。(《近效方》)
治杨梅毒疮:水银、黑铅各一钱(结砂),黄丹一钱,乳香、没药各五分。为末,以纸卷作小拈,染油点灯,日照(熏)疮三次。(《纲目》)
治痔,谷道中虫痒不止:水银、枣膏各二两。同研相和,拈如枣形状,薄绵片裹,纳下部。若痛者,加粉三大分作丸。(《梅师集验方》)
治白癜风:水银拭之令热即消,数拭之,差乃止。(《千金方》)
治腋下狐臭:水银,胡粉。上二味,以面脂研和涂之。
用药禁忌
大毒之品,不宜内服,孕妇尤忌。
外用亦不可过量或久用,以免中毒。
《本草拾遗》:人患疮疥,多以水银涂之,性滑重,直入肉,宜慎之。
《本草经疏》:头疮切不可用,恐入筋络,必缓筋骨,惟宜外敷,不宜内服。
应用领域
汞最常用的应用是造工业用化学药物以及在电子或电器产品中获得应用。汞还用于温度计,尤其是在测量高温的温度计。越来越多的气态汞仍用于制造日光灯,而很多的其他应用都因影响健康和安全的问题而被逐渐淘汰,取而代之的是毒性弱但贵很多的Galinstan合金。除此之外汞之用途还有:
可将金从其矿物中分解出来,因此经常用于金矿。
气压计和扩散泵等仪器。
三相点是-38.8344 °C,它是一个温度的标准点。
气态汞用于汞蒸气灯。
用于制造液体镜面望远镜。利用旋转使液体形成抛物面形状,以此作为主镜进行天文观测的望远镜,价格为普通望远镜的三分之一。
其他用途:水银开关、杀虫剂、生产氯和氢氧化钾的过程中、防腐剂、在一些电解设备中充当电极、电池和催化剂。
牙医学
汞齐牙齿填补物
汞和它的化合物一直被用于药物,不过不如以前那么常见了,因为汞和它的化合物的毒性已经被更广泛地知晓。汞是一种制成牙齿填补物的重要元素。硫柳汞是一种用于疫苗中的有机物防腐剂,尽管它的使用已被禁止。另一种汞化合物,汞溴红,是一种局部外用的消毒剂,用于微小切口和表面创伤;在某些国家它仍被使用。
化妆品
制备方法
注意事项
检测方法
总汞测定
原子荧光光谱分析法:
原理:试样经酸加热消解后,在酸性介质中,试样中汞被硼氢化钾(KBH4)或硼氢化钠(NaBH4)还原成原子态汞,由载气(氩气)带人原子化器中,在特制汞空心阴极灯照射下,基态汞原子被激发至高能态,在去活化回到基态时,发射出特征波长的荧光,其荧光强度与汞含量成正比,与标准系列比较定量。
冷原子吸收光谱法:
原理:汞蒸气对波长253.7nm的共振线具有强烈的吸收作用。试样经过酸消解或催化酸消解使汞转为离子状态,在强酸性介质中以氯化亚锡还原成元素汞,以氮气或干燥空气作为载体,将元素汞吹人汞测定仪,进行冷原子吸收测定,在一定浓度范围其吸收值与汞含量成正比,与标准系列比较定量。
二硫腙比色法:
原理:试样经消化后,汞离子在酸性溶液中可与二硫腙生成橙红色络合物,溶于三氯甲烷,与标准系列比较定量。
甲基汞测定
气相色谱法:
原理:试样中的甲基汞,用氯化钠研磨后加入含有铜离子的盐酸(1+11),完全萃取后,经离心或过滤,将上清液调试至一定的酸度,用巯基棉吸附,再用盐酸(1+5)洗脱,最后以苯萃取甲基汞,用带电子捕获鉴定器的气相色谱仪分析。
冷原子吸收法:
泄露的处理