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浅谈水环境监测实验室汞危害及其防治措施

2013-08-15杨茂华

山东工业技术 2013年12期
关键词:试剂中毒实验室

瞿 红 胡 尧 杨茂华

(1.长江上游水环境检测中心 宜宾分中心,四川 宜宾644001;2.长江上游水环境检测中心 嘉陵江分中心,中国 重庆404100)

0 引言

随着我国经济发展以社会环保意识加强,以及水利部落实国家环境保护“十二五”规划,水环境监测已成为水利部开展环保工作的重要环节。水环境监测任务日趋繁重,实验室利用率增高,产生污染物越来越多,实验室加强防污治理,已不可忽视。针对基层分中心任务重、监测人员少、技术设备落后、人员素质偏低、污染危害意识薄弱等,再谈实验室汞危害及防治尤其必要。

1 汞的认识

1.1 汞的性质及作用

汞(Hg)是室温下唯一的液体金属,银白色具流动性,比重13.59,熔点-38.9℃,沸点356.6℃,蒸气比重6.9,常温下即能挥发,能溶解许多金属,溶于硝酸和热浓硫酸,但与稀硫酸、盐酸及碱不起作用。其特殊的物理化学性质被人类生产生活广泛利用。同时,其环境污染特征呈现持久性、迁移性、高毒性及生物蓄积性等四大显著特点,特别是20世纪50年代日本发生的水俣病事件之后,已成为全球广泛关注的污染物之一。

1.2 汞的危害

汞在0℃时已蒸发,气温愈高,蒸发愈快,且空气流动时加大。汞不溶于水,通过水封层蒸发到空中。汞粘度小而流动性大,很易碎成小汞珠,无孔不入地留存于工作台、地面等处的缝隙中,既难清除,又使表面面积增加而大量蒸发形成二次污染源。汞具有很强的吸附性,汞蒸气常被地面、工作台、墙壁、天花板、衣着、皮肤的表面所吸附,即使汞作业间移作它用,仍残留汞危害。

汞毒可分为三种,金属汞、无机汞和有机汞。金属汞和无机汞损伤肝脏和肾脏,但一般不在体内长时间停留,无机汞进入体内的主要途径是呼吸、皮肤吸收和口腔摄取。有机汞远大于无机汞的毒性。有机汞可被动植物吸收,并通过食物链富集放大,最终被人体吸收,在体内储留长达70d之久,在脑内的储留达180~250d。

血液中的汞最初分布于红细胞及血浆中,随后到达全身组织和器官,而以肾脏中含量较多,高达体内总汞量的70%~80%,其次肝和脑。汞可穿过血脑屏障进入脑组织及胎儿体内长期蓄积。有机汞破坏人体中枢神经系统。即使微量汞,也可累积致毒且无法通过自身的代谢排出体外。

随着城市化进程不断加快和工业化水平迅速发展,人类活动所致的汞及其化合物污染越累越多,已成为人类生存环境的一大公害。

1.3 汞中毒症状

汞蒸气中毒多为职业性中毒,汞蒸气无色无味、无刺激性,故最初吸入后,除仅感觉口中有金属味外,一般无不适。在连续吸入数小时后,即可出现全身症状。

无机汞中毒是消化道和肾脏损害为主,常见毒物为氯化汞,其致死量约为1g。

有机汞主要表现为神经系统损害,严重时遗留神经系统和心血管后遗症,常见毒物为甲基汞。

职业性汞接触者主要是慢性中毒症状,如头痛多汗、失眠健忘多梦焦虑、肌肉震颤(先见于手指眼睑和舌,渐及全身)、手足麻木、肢体无力、口腔粘膜溃疡、牙齿松动、齿龈肿胀、食欲不振、口有异味、肾功能减退、性功能减退、夜尿增多、全身浮肿等。

急性汞中毒,多见于短期内吸入大量汞蒸汽引起发热、肺炎和呼吸困难、肾功能衰竭、接触性皮炎等全身性症状。

皮肤接触汞及其化合物可引起接触性皮炎,红斑丘疹,可融合成片或形成水疱,愈后遗有色素沉着。

2 实验室汞污染来源

根据水环境监测实验室性质及开展的具体工作,实验室汞污染主要来源于四个方面。

2.1 实验室垃圾

废旧含汞电池、废旧汞灯、废旧荧光灯、破碎的水银温度计、废弃的汞安瓶,是实验室常见垃圾,却存在十分严重的汞污染。

水银温度是分析工作的必须工具,使用频率极高,一支温度计含汞约一克,被打碎后,外泄的汞全部蒸发,可使一间15m2、3m高的房间内空气汞的浓度达到22.2mg/m3。我国规定汞最大允许浓度0.01mg/m3。一般1.2~8.5mg/m3的环境中就会很快引起中毒。

灯光加工过程中需要注入汞,汞在灯光内作为气体放电介子存在。一只管径36mm的荧光灯含汞25~45mg,一只管径10mm的节能灯泡含汞10~15mg,破碎的灯管立即向周围散发汞蒸气,瞬间可使周围空气中的汞浓度达到10~20mg。

实验用后的汞安瓶吸附有不同浓度的汞液。含汞电池的环境危害更是从所周知。

2.2 药品与试剂

硫酸:汞和硫伴生与原矿中,制造硫酸过程中汞蒸气会被硫酸吸收最后残留于硫酸产品里(这也是为何在分析汞项目时,要选用优级纯硫酸的原因),当实验中使用硫酸消解时汞蒸气就会随酸雾散发出来。

碘化汞HgI2:剧毒危险试剂,吸入、口服或经皮肤吸收可致死。对眼睛、呼吸道粘膜和皮肤有强烈刺激性。

二氯化汞:剧毒危险试剂,在常温下也会微量挥发。暴露于空气中易分解,可疑致癌物,剧毒,人的致死量为0.2~0.4克。

纳氏试剂:配制100ml需2.5g的HgCl2,相当于含汞量18.46g/L,每个样品需消耗1mL,累积100个样品相当于含汞量1.846g,此试剂作为样品显色剂,易被工作人员皮肤接触。

2.3 样品与标准物质

含汞的水样和土壤,在消解过程中汞受热逸出污染空气。汞标准物质通常使用购买的安瓶储备液,一般浓度为1000μg/L,一旦打开使用,实验室环境污染在所难免。

2.4 汞废液及过期的含汞药品

一次分析结束,必然存在加标样品、标准溶液废液、失效试剂的存在,而化学试剂尽管有效期很长,但也存在过期问题,含汞量较大的废液及失效试剂,一旦处理不好,不但成为实验室的二次污染源,还会给周围环境带来威胁。

3 防治措施

3.1 做好规划设计,规范实验操作

按照实验室计量认证目标及设备技术要求,对实验室进行整体布局协调规划,配制完整的安全设施,如空调、抽风罩、抽风柜、排风扇、防毒面具等,对于测汞实验室要独立设置,做好房间的上下通风及空气对流,地面墙壁采用光滑无缝隙和基本不吸附汞的材料,并敷以过氯乙烯涂料,以防止汞的渗透和吸附。操作人员规范操作,加强技能提升,是减少污染危害的重要环节。

3.2 加强安全管理,严格“三废”制度

安全管理和“三废”制度是实验室安全运行的保障。剧毒品必须储存在保险柜内双人保管,严格出入登记。汞的废液瓶贴有标识,不应同其它废水混合,以免处理复杂化。常用处理方法有硫化物共沉淀法:先将含汞盐的废液的pH值调至8-10,然后加入过量的Na2S,使其生成HgS沉淀。再加入FeS04(共沉淀剂),与过量的S2-生成FeS沉淀,将悬浮在水中难以沉淀的HgS微粒吸附共沉淀.然后静置、分离,再经离心、过滤,滤液的含汞量可降至0.05mg/L以下(最高容许排放浓度为0.05mg/L)。也可用还原法:用铜屑、铁屑、锌粒、硼氢化钠等作还原剂,直接回收金属汞。

水银温度发生破碎,立即用纸片将汞珠迅速装入小瓶密封,残留处用硫磺粉7g直接撒到被汞污染的地面或地缝中,使其产生化学反应形成硫化汞,放置3~4h后清扫。并及时通风。汞污染严重的实验室,开启抽风设备,通风一段时间,以免导致微量汞测定干扰。

3.3 提高认识,做好个人防范措施

检测人员要加强汞污染危害的学习,高度重视,严加防范。注意个人防护,当发现汞泄漏时,不要用手直接接触汞,要戴橡胶手套。进行汞处置时要戴两层口罩,外层口罩要经2.5%碘处理。剧毒试剂配制在抽风柜里操作,并且应佩戴自吸过滤式防尘口罩和戴化学防护眼镜,戴橡胶手套,完毕,淋浴更衣,单独存放被毒物污染的衣服,用含氯消毒液清洗工作服和双手。在实际工作中,严格遵守实验室管理制度,不在实验室内进水饮食,工作服不得带出实验室,工作前佩戴手套,工作后应清洗双手。实验室废弃垃圾分类存放,分类收集,统一回收,自觉购买绿色无汞产品,减少对环境的负面影响。同时应加强对身体保健,多摄入富含蛋白质的食品,使受损肝脏、肾脏得以修补,其食物中较高的甲硫氨酸可以减轻中毒症状。含果胶较多的胡萝卜,也能加速汞排出。调配日常膳食时,应选择含维生素E较多的绿色蔬菜、鱼、芝麻、花生,含硒较多的海产品、玉米、硒粮等,对汞中毒有明显防护作用。只要我们掌握了科学有效的预防方法,就能使实验室汞污染降低到最低限度,保障自身的安全与健康。

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