Czartoryskich 8, 24-100 Puławy BIOGEOCHEMIA RTĘCI Alina Kabata-Pendias Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa – Państwowy Instytut Badawczy, Czartoryskich 8, 24-100 Puławy

Historia Hg Znana w alchemii chińskiej od ponad 2000 lat p.n.e. (wg różnych źródeł – od ponad 4000 lat p.n.e.). Nazwa „Merkury” – nawiązuje do ruchliwości planety. Eksploatowana w Europie od IV wieku p.n.e. w Almaden [241 r. p.n.e] (Hiszpania). Już zakończona. Od ponad 100 lat jest uznana za pierwiastek zanieczyszczający środowisko przyrodnicze. Udokumentowane zatrucia ludzi, w 1959 (Minamata choroba)

Właściwości Hg Jedyny metal ciekły w temp. pokojowej (temp. topnienia -38,87° C). Łatwo lotny (Hg i związki). Tworzy silne związki z S. Przeważają właściwości chalkofilne. Łatwo tworzy związki metylowe, trwałe w środowisku wodnym. Duża mobilność i łatwa bioprzyswajalność.

Występowanie Hg (µg/kg s.m.) Skorupa ziemska (CF- g/s) 70 (1.42) Skały magmowe: - magmowe zasadowe - magmowe kwaśne 4 – 10 30 – 80 Skały osadowe: - iłowce - piaskowce - wapienie 200 – 400 40 – 100 40 – 50 Gleby: - rolnicze (Polska) - wulkaniczne (Etna) 3 – 280 (śr. 60) 40 – 7450

Rtęć w glebach i nawozach (mg/kg) Rodzaje gleb: - Piaszczyste - Pylaste - Gliniaste - Węglanowe - Organiczne 0.02- 0.08 0.02 – 0.9 0.05 – 1.5 0.01 – 0.5 0.04 – 1.12 Nawozy: - NPK - P - Osady - Popiół 0.012 0.024 śc. 1.1 w. 52

Formy Hg w glebach Około 1-3% T-Hg w powierzchniowej warstwie gleby występuje w formie Me-Hg. Pozostała część tworzy różne Hg2+ kompleksy. Właściwości związków Hg, to: łatwa lotność: Hgo i (CH3)2Hg łatwa rozpuszczalność: HgCl2, Hg(OH)Cl, Hg(OH)2 mała aktywność: CH3Hg+ i CH3HgS- brak aktywności: HgS, Hg(CN)2 i Hg2+ związane z OM

Hg w glebach zanieczyszczonych (mg/kg) Lokalizacja: Kopalnie i złoża Ogrody i parki Stosowanie fungicydów Gleby użyźniane os. ściek. Przemysł Ch.-Al. Ch.-al. Kazachstan 0.2 – 54 0.6 – 15 9.4 – 11 0.2 – 24 0.1 – 5.7 < 17 000

Rtęć (T) w wodach (ng/l) Morza/oceany Bałtyk Pacyfik Nd M. Śródziemne (ca 50% w formie RMHg) Rzeki Odra USA Jeziora (Szwecja) 0.5 – 30.0 0.5 – 9.3 0.14 1.7 – 12.2 0.1 – 50 25 30 14 – 15

Rtęć w powietrzu EU (pg/m3) Hg – T Hg – gaz. Hg – fix Hg – metyl. Opady, EU Opady, Szwecja 1200 – 3700 1 – 50 1 – 20 5 – 80 (ng/l) < 2 (ng/l)

GEOS-Chem model – bilans Hgª Globalny EU E-Azja Źródła (Mg/r) Antropogeniczne Biomasa Recykling Lądy/wulkany Morza 9230 3400 650 480 1700 3000 720 380 10 60 230 40 1980 1340 70 80 290 200 Opad suchy 6300 470 750 Opad mokry 2930 90 340 ª Pirrone & Mason, UNEP Rep. 2008

Hg - produkcja, zastosowanie Główny minerał - cynabar (HgS). Produkcja globalna – ca 1.8 kt w 2000 r., ca 5.4 kt w 1990 r. Liczby kontrowersyjne. Przemysł chloro-alkaliczny (Hg elektrolizer). Eksploatacja złota. Elektronika i instrumenty. Rolnictwo (pestycydy). Farmacja, np. thimerosal w szczepionach dla dzieci - kwas etylortęciotiosalicylowy, krople do oczu - HgCl2 i Hg corrosivus).

Hg - zastosowanie, 2005 r. (%%) Au, Ag eksploatacja Przemysł chloro-alk Hg w elektroliz.: EU-W Polska Produkcja VCM Baterie Amalgamat-dent. Aparatura pom. i kotrol. Światło 25 16 15 000 t 350 t 12 10 6 i 6 4

HgT - zmiany emisji w EU 2020 - prognoza Rok (Mg/r) 1980 1990 2000 860 627 239 2020 - prognoza wg BAU-Climate¹ wg MFTR² 106 64 1 Business As Usual, ² Maximum Feasible Technical Reduction

HgT - emisja z lądowych ekosystemów regionów klimatycznych Emisja (Mg/r) Polarny (>70°) Umiarkowany (30-17°) Obszary leśne Obszary pustynne 133 674 102 269 Tropikalny (0-30°) 836 200 239

Hg - emisja ze źródeł naturalnych w 2008 r. Źródła Emisja (Mg/r) Oceany Jeziora Lasy Tundra/prerie Pustynie Przestrzeń rolnicza Wulkany etc. 2682 96 342 448 546 875 90 Razem 5207

Hg - emisja ze źródeł antropogenicznych lata 2000-2008 Źródło Emisja (Mg/r) Spalanie węgli i ropy Produkcja: Fe-metali nie Fe-metali sody kaustycznej cementu rtęci Eksploatacja złota Inne 142 231 156 65 140 50 400 Razem 2503

Hg - toksyczność (efekty) Karcenogenność etc. Zaburzenia immunologiczne. Zmiany wieńcowe. Uszkodzenia CSNª. Zmiany DNA. Obniżenie reprodukcji. Zaburzenia rozwoju dziecka. __________ ª centralny system nerwowy

Hg w żywności Źródło Zawartość (µg/kg) Ziarno zbóż Kukurydza Sałata (szklarnia) Pomidory (szklarnia) Szpinak Marchew Ziemniaki Jabłka <0.1 – 34 1.7 – 73 38.5 22.0 68.5 16.9 13.5 6.3

Hg - w rybach Ryby Zawartość (µg/kg) Makrela: Atlantyk Pacyfik Zatoka Meks. Łosoś Śledź Dorsz Tuńczyk (kons.) Halibut Rekin 50 88 730 10 44 95 120 260 988

Wpływ odżywiania na poziom Hg w rybach (µg/kg) Grupy ryb z rzeki Amazonki Fitofagi Zoo-fito-fagi Detrytusofagi Planktonofagi Zoo/ichtio/fagi 40 160 180 480 690

Rtęć: żywe srebro – argentum vivum Popularna i poszukiwana w starożytności. Bardzo różnorodne zastosowanie. Znaczenie religijne w alchemii hinduskiej. Sziwa był bóstwem rtęci. Powszechnie stosowana w starożytnej medycynie (także w mumifikacji). Wielkie zastosowanie w kopalnictwie rud Ag i Au (Meksyk, Peru). Duże znaczenie w różnych technologiach. Przyczyna śmierci i utraty zdrowia – przy dużej ekspozycji.

DZIĘKUJĘ bardzo serdecznie za cierpliwe wysłuchanie referatu Szanownym i drogim Państwu życzę wiele optymizmu i szczęścia

Podstawowe źródła przedstawionych materiałów: Friend J. N. 1959. Człowiek i pierwiastki chemiczne. PWN. Kabata-Pendias A. 2011.Trace elements in soils and plants. CRC Press. Kabata-Pendias A., Mukherjee A. B. 2007. Trace elements from soil to human. Springer Pirrone N., Mason R. 2008. Mercury fate and transport in the global atmosphere: measurement, models and policy implications. UNEP