Ртуть в гидросфере и биосфере
Шток и Кукуель6 нашли, что любая вода в природе, включая дождевую, содержит в среднем 3*10-9 вес. % ртути.
Результаты изучения миграции ртути в воде показывают, что в Европейской части СССР содержание ртути в воде колеблется от 10-5 до 10-7 вес. %. По данным Д. С. Мукимовой7 во многих горных реках Средней Азии, имеющих смешанное снежно-ледниковое питание и стремительное течение, содержание ртути не превышает, как правило, 3*10-8 вес. %. тогда как в донных осадках этих рек количество ртути колеблется ь пределах от 6*10-6 до 2,6*10-4 вес.%.
Содержание ртути в воде может достигать особенно значительных величин вблизи ртутных месторождений.
Способность ртути и ее соединений растворяться в воде и мигрировать в поверхностных и грунтовых водах начинают использовать для поисков ртутных месторождений 10. Было установлено9, что протяженность гидрохимических ареалов рассеянной ртути не превышает, как правило, 250—300 м от границы рудного поля, и только п редких случаях достигает 1,5—2 км. Это объясняется тем, что ртуть, содержащаяся в воде, быстро сорбируется глинами, речными силами и различными породами литосферы.
Ртуть в гидросфере находится частично в виде растворенных паров, а частично — в ионной форме. Количество ртути в морской соде в среднем не превышает 3*10-9 вес. %.
Если считать, что соли, содержащиеся в морской воде, попали в вес в результате выветривания первичных пород и последующего вымываниями дождями, то в воде (при условии, что соотношение элементов в гидросфере будет таким же, как в литосфере) находилось воды не менее 3,8*10-6 вес. % ртути. Такое количество ртути в морской воде, наряду с медью, свинцом, мышьяком, селеном и некоторыми ядовитыми веществами «могло бы вызвать, — по словам
Гольдшмидта11, — серьезное отравление океанов, если бы не действовали некоторые факторы, удаляющие ядовитые вещества».
Различие между фактическим содержанием ртути в морской воде и ее содержанием, которое следовало бы ожидать, если бы вся ртуть литосферы перешла в гидросферу, объясняется прежде всего, как указывалось выше, поглощением ртути высокодисперсными глинистыми осадками, железными и марганцевыми рудами, в значительно меньшей мере поглощением ее живыми и растительными организмами, а также испарением ртути в атмосферу. Однако следует отметить, что переход ртути из гидросферы в атмосферу является обратимым процессом, и, по мнению А. А. Саукова поглощение паров ртути водою из атмосферы может даже преобладать над испарением ртути из гидросферы. Это мнение подтверждается прямыми наблюдениями Штока, который нашел, что в дождевой воде содержится до 4,8*10-8 вес. % ртути, что приблизительно в 10 раз превышает концентрацию ртути в морской воде.
Растворимость металлической ртути в воде сильно зависит от наличия в ней кислорода. По данным Штока и соавторов12 ртуть плохо растворяется в воде, если из нее удалить кислород. Они нашли, что с повышением температуры от 30 до 100° С растворимость ртути увеличивалась с 0,03 мг/л до 0,6 мг/л. Но в том случае, когда через воду, покрывающую ртуть, непрерывно, в течение двух месяцев, пропускали кислород при 30° С, концентрация ртути в воде увеличивалась до 39 мг/л, что соответствовало насыщению воды ртутью.
По мнению авторов12, увеличение растворимости ртути в воде, насыщенной кислородом, связано с образованием окиси ртути HgO, которая сравнительно хорошо растворяется в воде (до 43 мг/л при 30° С). Таким образом, можно полагать, что в гидросфере находится металлическая ртуть, пары и различные соли ртути, а также окись ртути.
При комнатной температуре происходит диссоциация окиси ртути на кислород н ртуть, которая частично испаряется и переходит из гидросферы в атмосферу. Вследствие круговорота ртути в природе она должна постоянно присутствовать в почве, что и подтверждается исследованиями Штока, А. А. Саукова и др.
По данным Штока и Кукуеля6 различные почвы содержат ртути от 3*10-6 до 8,1 *10-6 вес. %. Особенно значительные количества ртути постоянно обнаруживают в почве промышленных городов. По данным В. П- Мелехиной 18 в некоторых почвах, расположенных на расстоянии двух километров от завода, производящего ртутные приборы, находилось, примерно, в 330 раз больше ртути по сравнению с естественным содержанием ее в почве.
Такое количество ртути в почве вблизи промышленных городов и особенно вблизи промышленных предприятий объясняется тем, что в атмосферу выбрасываются загрязненный воздух из цехов, производящих ртутные приборы, отходящие газы, возникающие, например, при обжиге различных руд, содержащих ртуть или ее соединения, а также топочные газы, образующиеся при сжигании каменного угля, торфа, светильного газа и других видов топлива, содержащих ртуть.
Ртуть из почвы попадает в растения (деревья, траву), овощи и фрукты, поэтому в небольших количествах она содержится в продуктах питания растительного и животного происхождения14. 15.
Таким образом, в организме любого человека,' который даже никогда не работал со ртутью и не находился в местах ее значительного скопления, всегда имеется некоторое количество ртути.
Боринский 14 предположил, что ртуть, поступающая в организм вместе с пищей в течение суток в количестве (5—10)*10-3 мг, не только не оказывает отравляющего действия, но совершенно необходима для правильного функционирования организма. Э. X. Фриц-ман 16 считает, что ртуть способствует образованию красны! кровяных телец и оказывает действие, аналогичное действию мышьяка в малых дозах. А. А. Сауков 17 также полагает, что ртуть, поступающая в организм вместе с пищей, подобно другим микроэлементам играет важную роль в создании нормальных условий для осуществления физиологических процессов.
В связи с этим интересно отметить, что содержание ртути у отдельных водорослей и у рыб иногда в сотни и даже тысячи раз превосходит содержание ртути в морскоп или пресной воде.
Этот факт, по мнению А. А. Саукова, подчеркивает особую физиологическую роль ртути, которую она играет в организмах. Недостаток ртути в организме, равно как и ее избыток, приводит к функциональным расстройствам, но, к сожалению, прямых исследований о влиянии недостатка ртути на жизнедеятельность организма человека и животных, подтверждающих или опровергающих это мнение, до сих пор еще никто не проводил.
1. С а у к о в А. А., Геохимия, Иад. «Наука», 1966.
2. Green J., Bull. Geol. Soc. Am., 64, 1001 (1953).
3. Mason Br., Principles of Geochemistry, New York, 1958.
4. Мельников С. M., Ртуть, Металлургиздат, 1951.
5. Rank am a K., Sahama Th. G., Geochemistry, Chicago, 1950.
6. Stock A., Cucuel F., Naturwiaa., 22, 390 (1934).
7. M у к и м о в а Д. С., Гядрогеохилшчеекае методы поисков ртутных место-роященпй. Бголл. научно-технич. информ., JMs 1, 43 (1969).
8. М у к и м о в а Д. С, Гидрогеохпмические методы поисков ртутных место¬рождений, Бюлл. научно-техн. информ., Ns 1, 18 (1969).
9. Островский А. В., В а е в В. Г., Гидрогеохнмпческие методы поисков ртутных месторождений. Бюлл. паучно-техн. информ., № 1, 2В (1969).
10. Гидрогеохимические методы поисков ртутных месторождений. Под ред. Федорчуиа В. П., Голевой Г. А., № 1, 1969.
11. Гольдшмвдт В. М., Сборнпк статей по геохимии редких элементов, ГОНТИ, 1938.
12. Stock A., Gestner F., КбЫе Н.. Naturwiss., No 51, 954 (1932).
13. М е л е х и н а В. П., Гигиена и санитария, Я; 7, 71 (1960).
14. Boriaski P., Klin. Wochenschr., 10, 149 (1931).
15. П е т р у н ь Н. М., Барченко Л. И., Содержание химических ве¬ществ в тканях и жидкостях организма человека, Госмедиздат УССР, 1961,
16. Фрицы а н Э. X., ЖПХ, 8, 580 (1935).
17. С а у к о в А. А., Труды Института геологических наук АН СССР^аып. 78, 1 (1946).
18- Розенбаум С. А., Труды института теории естествознания и техники, 3, 45 (1955).