جيوه

کليات
 

جيوه که آن را سيماب (quicksilver)هم مي نامند، عنصري شيميايي است که در جدول تناوبي داراي نشان Hg مي باشد.اين عنصر که فلزي سنگین، نقره اي، سمي و جزء عناصر واسطه و يکي از دو عنصري است که در دماهاي معمولي اتاق حالت مايع دارند (فلز ديگر برم است)و در ساخت آينه؛ دماسنج ها، فشارسنج ها و ساير وسايل علمي کاربرد دارد.جيوه عمدتاً به وسيله کاهش از ماده معدني (cinnabar يا سولفور جيوه)بدست مي آيد.

تاريخچه
 

جيوه را چينيان وهنديهاي باستان شناخته بودند که در گورهاي متعلق به 1500 سال قبل از ميلاد يافت شده است.تا سال 500 پيش از ميلاد، از جيوه به همراه مواد ديگر براي ساخت آمالگام ها استفاده مي شد.يونانيان باستان از اين فلز سمي در پمادها و روميان از آن در لوازم آرايشي استفاده مي کردند.کيمياگران تصور مي کردند تمامي مواد از اين ماده ساخته شده اند.همچنين مي پنداشتند در صورتي که جيوه سخت شود، به طلا تبديل خواهد شد.
در سده هاي 18 و 19 با نيترات جيوه موي حيوانات را مي کندند تا از آن کلاه نمدي بسازند.اين مسئله موجب بروز آسيبهاي مغزي در بين کلاه دوزان شد که گفته مي شود عبارت:«ديوانه مثل يک کلاه دوز»و شهرت mad hatter در فيلم معروف آليس در سرزمين عجايب از آنجا آمده است.
کيمياگران نام خداي روميان؛ مرکوري (Mercury)را براي اين عنصر در نظر گرفتند.نماد جيوه (Hg)، از واژه hydrargyrum که لاتيني شده کلمه يوناني hydrargyros است، برگرفته شده که ريشه هاي يوناني اين واژه مرکب به معني آب و نقره بود.جيوه يکي از معدود عناصري است که داراي يک نماد کيمياگري است.

پيدايش
 

جيوه که عنصري کمياب در پوسته زمين است، در طبيعت يا در کاني هاي محلي کمياب و يا در سولفور جيوه؛ سنگ آهک و ديگر مواد معدني يافت مي شود.سولفور جيوه فراوان ترين سنگ معدن جيوه مي باشد.تقريبا نيمي از جيوه مورد نياز جهان از اسپانيا و ايتاليا و بيشتر از نيم ديگر از يوگسلاوي، روسيه و شمال آمريکا تامين مي شود.اين فلز را با روشن گرم کردن سولفور جيوه در جريان هوا و تغليظ بخار آن استخراج مي کنند.

خواص فيزيکي
 

عدداتمي:80
جرم اتمي:59و200
نقطه ذوب:83Cو38
نقطه جوش:73C و 365
شعاع اتمي:76 و A 1
ظرفيت:+2 و +1
رنگ:سفيد نقره اي
حالت استاندارد:مايع
چگالي:13600 kg/m3

ويژگي ها
 

جيوه، فلزي سنگين، نقره اي رنگ، يک ظرفيتي يا دو ظرفيتي است که هادي ضعيفي براي گرما اما هادي مناسبي براي الکتريسيته مي باشد و تنها فلزي است که در دماي اتاق به حالت مايع است (مايعي مات و درخشان).جيوه به راحتي و تقريبا با تمامي فلزات معمولي، از جمله طلا و نقره آلياژ مي سازد، بجز آهن که به هر کدام از اين آلياژها ملغمه (amalgam)مي گويند.
نقطه انجماد جيوه 40-درجه سلسيوس معادل40-درجه فارنهايت مي باشد.اين تنها دمايي است که در هر دو مقياس برابر مي باشد.همچنين اين عنصر داراي انبساط حرارتي حجمي ثابتي مي باشد، واکنش پذيري آن نسبت به روي و کادميم کمتر است و جايگزين هيدروژن در اسيدها نمي شود.حالتهاي عادي اکسيداسيون اين عنصر عبارتند از:mercurous يا +1 و mercuric يا 2+.نمونه هاي بسيار نادري هم از ترکيبات جيوه 3+وجود دارد.

کاربردها
 

بيشترين کاربرد جيوه در ساخت مواد شيميايي صنعتي و کاربردهاي برقي و الکترونيکي است.علاوه بر اين ها، جيوه در دماسنج ها و بخصوص براي حرارت هاي بالا مورد استفاده قرار مي گيرد.
چون به آساني با طلا توليد آمالگام مي کند، براي تهيه طلا از سنگ معدن مورد استفاده قرار مي گيرد.
از جيوه علاوه بر دماسنج، در فشارسنج ها، پمپ هاي انتشار و بسياري وسايل آزمايشگاهي ديگر استفاده مي گردد.
نقطه سه گانه جيوه-38/8344-درجه سانتيگراد-نقطه ثابتي است که بعنوان معيار در مقياسهاي بين المللي حرارتي (ITS-90)بکار رفته است.
از جيوه گازي در لامپ هاي بخار جيوه و تابلوهاي تبليغاتي استفاده مي شود.
کاربردهاي متنوع جيوه عبارتند از:سويچ هاي جيوه اي، حشره کشها، آمالگام ها/داروهاي دندان،باتري هاي جيوه اي براي توليد هيدروکسيد سديم و کلر، الکترود در برخي از انواع الکتروليز، باتري ها (پيل هاي جيوه اي)و کاتاليزورها.

ترکيبات
 

مهمترين نمک هاي جيوه عبارتند از:
کلريد جيوه-که بسيار خورنده، پالايش شده و به شدت سمي است.
کلريد-mercurous کالومل بوده و هنوز هم گاهي اوقات در پزشکي کاربرد دارد.
فولمينات جيوه-يک چاشني که در موارد انفجاري کاربرد وسيعي دارد.
سولفيد جيوه که از آن در ساخت شنگرف که رنگدانه مرغوبي براي رنگسازي است، استفاده مي شود.
ترکيبات آلي جيوه نيز مهم هستند.مطالعات آزمايشگاهي ثابت کرده است که تخليه الکتريکي موجب مي شود تا گازهاي نجيب نئون، آرگون، کريپتون و زنون با بخار جيوه ترکيب گردند.محصولات توليد شده از طريق اين ترکيب توسط نيروهاي واندروالسي در کنار هم قرار گرفته و نتيجه آن HgNe,Hgkr,HgAr و HgXe است.متيل جيوه ترکيب خطرناکي است که به مقدار فراوان در آبها و جريانات آبي بعنوان عامل آلوده کننده ديده مي شود.

ايزوتوپها
 

براي جيوه، هفت ايزوتوپ پايدار وجود دارد که فراوان ترين آنها Hg-202 است (فراواني طبيعي 2/86 درصد).پايدارترين ايزوتوپ هاي پرتوزاي آن Hg-194 با نيم عمر 444 سال و Hg-203 با نيمه عمر 612و 46 روز هستند.بيشتر مابقي ايزوتوپ هاي پرتوزاي، آن، نيمه عمر کمتر از يک روز دارند.

هشدارها
 

جيوه در هر دو حالت گازي و مايع به شدت سمي است.اگر اين فلز سنگين و سمي خورده شود،منجر به ضايعات مغزي و کبدي مي شود.به همين علت، امروزه در دماسنج هايي که فقط به منظور اندازه گيري درجه حرارت آب و هوا ساخته شده اند، از الکل رنگيزه دار استفاده مي شود؛ نقطه جوش الکل از هر دماي طبيعي زمان بيشتر است.
هنوز هم در بسيار از دما سنج هاي پزشکي به علت دقت بالاي جيوه، از اين عنصر استفاده مي گردد.هنگام استفاده از اين دماسنج ها بايد توج زيادي نمود تا گاز گرفته نشوند.واحد تجاري براي کار با جيوه flask است.
جيوه ماده سمي بسيار خطرناکي است که به آساني از طريق بافت هاي پوستي، تنفسي و گوارشي جذب مي شود و يکي از موارد مسموميت با جيوه به حساب مي آيد.جيوه، سيستم عصبي مرکزي را مرود تهاجم قرار داده و تاثيرات بدي روي دهان، لثه و دندان مي گذارد.
تماس با مقدار زياد جيوه در مدت طولاني باعث آسيب هاي مغزي و در نهايت منجر به مرگ خواهد شد.هوايي که در دماي اتاق با بخار جيوه اشباع شده باشد، به رغم نقطه جوش بالا بسيار سمي است (خطر در دماهاي بالاتر افزايش مي يابد)؛ بنابراين، با اين عنصر بايد در نهايت دقت رفتار شود.لازم است ظروف جيوه بصورت مطمئن پوشيده شوند تا از سررفتن يا تبخير آن جلوگيري شود.حرارت دادن جيوه يا ترکيبات آن هميشه بايد به وسيله هواکش هاي مناسب و قوي انجام شود؛ بعضي اکسيدهاي آن مي توانند به جيوه عنصري تجريه شوند که سريعا تبخير شده و ممکن است ديده نشوند.

ضررهاي جيوه براي سلامتي انسان
 

جيوه جذب شده توسط ريه وارد خون مي شود و در اندام هاي مختلف مثل کليه، مغز و کبد توزيع مي شود.جيوه اثرهايي نيز بر قلب دارد و با افزايش پر اکسيد هيدروژن باعث از بين رفتن گلوتاتيون مي شود و با اثر بر روي پراکسيون ليپيد باعث عوارض قلبي مي شود.جيوه مي تواند نوزادان را هنگامي که از شير مادر تغذيه مي کنند، تحت تاثير قرار دهد.

سمي بودن جيوه و طريقه دفع سالم آن
 

در محيط اطراف ما مواد سمي و خطرناک فراواني وجود دارند که بدون شک جيوه يکي از سمي ترين و خطرناک ترين آن ها است.و موضوع تاسف انگيز اينکه افراد نسبت به ميزان خطرناک بودن و شدت سمي بودن جيوه آگاهي چنداني ندارند.
سوال اينجاست که مگر مقدار جيوه بکار رفته در دماسنج هاي پزشکي چقدر است که استفاده از اين دماسنج ها را مدتهاست که در کشورهاي پيشرفته و صنعتي ممنوع کرده اند؟
و تاسف انگيزتر اين که بخش عمده اي از فرايند الکتروليز نمک طعام و توليد گاز کلر براي تامين خوراک واحدهاي پليمري با استفاده از روش ها و فرايندهاي قديمي که مقادير زيادي جيوه دارند، صورت مي گيرد.از آن بدتر جابه جايي مقادير زيادي جيو در حد چندين ليتر است که گاه توسط افراد ناآگاه به بيرون منتقل مي شود، غافل از اينکه اين کار هم براي شخص مزبور و هم براي ساير افراد بسيار خطرناک است، بطوريکه سمي بودن جيوه به آن اندازه است که حتي مقاديرفوق العاده کم آن نيز مي تواند باعث مسموم شدن شخص و صدمه ديدن وي شود.
نکته آخر اينکه اين فلز فوق العاده سمي و خطرناک که در دماي معمولي مايع است و خيلي سريع تبخير شده و وارد هواي تنفسي مي شود، هيچگونه بو و رنگي ندارد و به اين جهت شخص احساس نمي کند که در معرض اين مواد سمي قرار گرفته است.
يکي از علل آلودگي محيط در اثر جيوه، شکسته شدن دماسنج ها است که ده درصد آلودگي در برخي مناطق به اين علت است، به همين جهت لازم است که قبل از دور انداختن ترمومترهاي کهنه و لامپ هاي فلورسنت، آنها را داخل يک پلاستيک دربسته قرار دهيد.و بر روي آنها نيز برچسب:جيوه-ماده خطرناک بزنيد و به روشي که گفته مي شود آنها را دوربيندازيد.اگر ترمومتر يا لامپ فلورسنت شکسته اي در محيط خانه شما يا همسايه تان وجود داشت بايد خانه و حيوانات را تخليه کنيد.توجه داشته باشيد که بايد هر نوع لباسي را که در تماس با جيوه بوده است،جدا کنيد و آن را داخل پلاستيک دربسته قرار دهيد وبرچسب:زباله خطرناک را بر روي آن بزنيد.و سپس درجه حرارت اتاق را سردتر کنيد.چون هرچقدر که درجه حرارت کمتر و محيط خانه سردتر باشد، امکان تبخير جيوه و رهاشدن آن به داخل هوا کمتر مي شود.بخار جيوه بدون بو و رنگ است.
اگر هواکش روشن است، آن را خاموش کنيد که آلودگي به همه ساختمان منتشر نشود، تنها بايد آن اتاقي که دچار آلودگي داراي هواکش باشد تا بخارهاي خطرناک را به خارج هدايت کند.اگر هم هواکش وجود ندارد، مي توانيد با بازکردن پنجره ها، هواي اتاق را بطور کامل تهويه کنيد و با قراردادن پنکه يا هواکش در داخل اتاق بطوريکه روي آن به سمت بيرون باشد هواي داخل اتاق را به خارج هدايت کنيد.در اين حالت لازم است که از دستکش و لباس يکبار مصرف استفاده کنيد.عينک بزنيد و هرگونه جواهر فلزي را که داريد برداريد.براي برداشتن قطرات جيوه مي توانيد از چسب هاي نواري يا قطره چکان هاي پزشکي يا سرنگ استفاده کنيد.
تمام اين جيوه ها را در داخل يک پلاستيک دربسته قرار دهيد و بر روي ان برچسب:«زباله خطرناک»را بچسبانيد.تمام چيزهايي را که در تماس با جيوه بوده است بايد در داخل محفظه پلاستيک دو جداره که درش زيپ شده باشد قرار داد و بر چسب «ماده سمي خطرناک»را بر روي آن چسباند.و سپس تمامي اين زباله هاي سمي و خطرناک را به محل دفع زباله هاي سمي ببريد.خانه را به مدت 48ساعت بصورت تخليه نگهداريد تا از مواد سمي پاک شود.اين زمان براي تخليه کامل بخارهاي جيوه لازم است.لباس هاي تان را دور بيندازيد و زود دوش بگيريد و تمام جيوه ها و مواد سمي را به مرکز دفع اينگونه مواد تحويل دهيد.
هيچگاه از جاروبرقي يا جاروي معمولي براي تميز کردن جيوه استفاده نکنيد.چون اين کار باعث پخش شدن و پراکنده شدن آلودگي مي شود.و هيچگاه نيز از مواد شوينده خانگي براي پاک کردن آن استفاده نکنيد، چون امکان دارد اين مواد شوينده با جيوه واکنش شديد نشان دهند و سبب رها شدن گازهاي سمي در هوا شوند.

علت مايع بودن جيوه در دماي معمولي
 

جيوه از بسياري جهات داراي خصوصيات غيرعادي نسبت به ديگر عناصر گروه است.همان طور که مي دانيد از جمله اين خواص غير عادي مايع بودن در شرايط STP است.
اين عنصر الکترون هاي والانس، S6، خود را خيلي محکم نگه داشته است.پيوند جيوه، جيوه خيلي ضعيف است، زيرا الکترون هاي والانس جيوه به راحتي به اشتراک گذاشته نمي شوند.
گرما به راحتي بر نيروهاي ضعيف بين اتم هاي جيوه غلبه مي کند، بنابراين اين عنصر نسبت به فلزات ديگر در دماهاي پايين تري ذوب شده و مي جوشد.

حال ببينيم که دليل بي اثر بودن زوج الکترون S6 چيست؟
 

الکترون هاي S قادرند به هسته خيلي نزديک شوند.آن ها در اطراف يک هسته سنگين با سرعتي که قابل قياس با سرعت نور است حرکت مي کنند.وقتي که شيئي با چنين سرعتي حرکت کند اثرات نسبيتي رخ خواهد داد.
پس الکترون هاي S چنان رفتار خواهند کرد که گويي داراي جرمي بيش از الکترون هاي با سرعت هاي پايين تر هستند و اين جرم افزوده موجب مي شود که زمان بيشتري را نزديک هسته سپري کنند.اين اثرات موجب پايين آمدن سطح انرژي آن مي شود و در نتيجه الکترون هاي آن تمايل کمتري براي به اشتراک گذاشتن خواهند داشت.

جيوه در ماهي ها
 

ماهي به دليل داشتن پروتئين هاي با کيفيت بالا و اسيدهاي چرب امگا3، جزء مهمي از يک رژيم غذايي سالم محسوب مي شود و نقش مهمي در پيشگيري از بيماري هاي قلبي-عروقي دارد.پس ، کليه افراد جامعه، به ويژه زنان و کودکان بايستي ماهي را به خاطر فوايد متعدد تغذيه اي آن در رژيم غذايي خود جاي دهند.در بين ماهي ها کوسه ماهي و شمشير ماهي و تعدادي از ماهي هاي بزرگ ديگر که طول عمر بيشتري دارند، ممکن است حاوي متيل جيوه بيشتر از مقادير حد مجاز(1pm)باشند.البته متخصصان، مصرف کم و به ندرت (حداکثر يک بار در هفته)اين دسته از ماهي را درغالب يک رژيم غذايي متعادل بي خطر مي دانند.بايد دانست که تقريباً در تمام ماهي ها مقدار بسيار کمي جيوه وجود دارد، ولي براي بيشتر افراد جامعه، در رابطه با مصرف ماهي و دريافت جيوه، مشکلي وجود ندارد.طبق توصيه FDA، حداکثر مقدار مجاز متيل جيوه در ماهي ها 1ppm است و اين مقدار بسيار کمتر از ميزاني است که بتواند در انسان ايجاد بيماري کند.
ارائه اطلاعات در اين زمينه نبايستي موجب دوري مردم از اين ماده غذايي ارزشمند شود، بلکه هدف، آگاه کردن مردم در زمينه انتخاب صحيح انواع ماهي و مصرف درست آن است.
به طور کلي در تمامي موجودات زنده، آلودگي ها از طريق مختلف نفوذ و تجمع پيدا مي کند.اين موضوع مختص آبزيان و حتي حيوانات نيست و در مورد گياهان هم صدق مي کند.
بررسي هاي علمي نشان مي دهد ميزان فلزات سنگين در بافت موجوداتي که در نواحي اطراف صنايع خاصي نظير کارخانجات توليد باتري و يا کاغذ سازي ها حضور دارند، بيشتر است.از يک سو مساله قرار گرفتن آبزيان در معرض مواد مطرح است و از سوي ديگر حد و ميزان مجاز اين مواد.
با توجه به موارد مذکور و بررسي هاي انجام شده، در حال حاضر خطر وجود فلزات سنگين،آبزيان کشور ما را تهديد نمي کند و يا حداقل در بررسي هاي انجام شده تاکنون، اين موضوع به اثبات نرسيده است.

جيوه در همه جا پراکنده است
 

جيوه به طور طبيعي در محيط وجود دارد.بر طبق آمار FDA(اداره غذا و دارو)سالانه و به طور طبيعي تقريباً 6000-2700 تن جيوه از سطح زمين و اقيانوس ها به اتمسفر آزاد مي شود.علاوه بر آن، در نتيجه فعاليت هاي انسان و اساساً ضايعات خانگي و صنعتي و به خصوص سوخت هاي فسيلي مانند ذغال سنگ، در سال حدود 3000-2000 تن ديگر جيوه به اتمسفر اضافه مي شود.

خطرات تجمع بيش از اندازه جيوه در بدن
 

تجمع بيش از اندازه جيوه در بدن در سيستم عصبي اختلال ايجاد مي کند ودر نهايت منجر به بي حسي و خارش انگشتان دست، پا و لب ها مي شود.همچنين سبب مي شود تا کودکان ديرتر از موعد مقرر، شروع به صحبت کردن و راه رفتن کنند.از ديگر عوارض آن مي توان به دردهاي مفصلي و ماهيچه هاي و افزايش خطرات حملات قلبي اشاره کرد.
در طول دوران جنيني، جنين به علت رشد سريع سيستم عصبي در برابراثرات سمي مقادير بالاي متيل جيوه آسيب پذيرتر است.متيل جيوه به راحتي از جفت عبور مي کند و غلظت جيوه در گلبول هاي قرمز خون جنين 30 درصد بيشتر از مقدار خون مادر است.متيل جيوه تأثيرات مخربي بر رشد جنين دارد که 5 تا 10 برابر تأثيرات مخرب آن بر انسان بالغ است.
بهترين شاخص براي ارزيابي ميزان متيل جيوه، بررسي غلظت جيوه در مو و خون است.در افراد سالم، محدوده طبيعي جيوه حدود 08 0/0ppm در خون و 2ppm در مو مي باشد.کمترين مقدار جيوه در بزرگسالان که باعث بروز علائم ناشي از مسموميت مي شود، مقادير 2000ppb يعني 2ppm در خون و مو است.
از ديد صاحب نظران و افراد متخصص محيط زيست،آلاينده هاي حاصل از سوخت بنزين اتومبيل ها و ساير سوختهاي وسايل نقليه پنهان نيست.جيوه يکي از آلاينده هاي سمي است که کمتر در مورد آن مطالبي در روزنامه ها و همايش ها ارايه شده است.جيوه به راحتي از طريق هوا، خاک و آب به صورت يون جيوه يا بخار جيوه جابه جا مي شود.خطرات زيست محيطي جيوه حاصل از سوخت اتومبيل ها (بنزين)در هوا از مجموع کليه آلاينده هاي ديگر که از اتومبيلها و صنايع يک شهر حاصل مي شود، بيشتر است زيرا غلظت مجاز جيوه در آب شرب طبق استاندارد محيط زيست آمريکا (EPA)يک ميليگرم در متر مکعب (1ppb)و در هوا 0/1 ميليگرم در متر مکعب مي باشد.يکي از دلايل عدم توجه به اهميت آلايندگي جيوه احتمالا به علت عدم توانايي دستگاه هاي موجود در اندازه گيري مقدار جيوه با دقت 1ppb در آزمايشگاه هاي تحقيقاتي و بيمارستانها مي باشد.بهترين اقدام در اين زمينه گازسوز گردن اتومبيلها براي کاهش جيوه هوا، مونيتورينگ دائمي و آزمايش روزانه مقدار جيوه گازي در هواي شهر تهران و نيز جيوه در آب آشاميدني و نشانه هاي حضور جيوه در بدن انسان (با اندازه گيري جيوه خون و ادرار)است.
منبع:اطلاعات علمي شماره11