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当心你身边的汞污染!弗林德斯大学研究人员:用橘子油制成新型汞吸附剂,便宜又环保

汞,俗称水银,化学符号Hg,原子序数80,它的密度大、呈银白色、室温下为液态,汞有剧毒,其化合物和盐的毒性多数也非常高。

我们每个人在生活中多多少少地都可能接触到汞——无论是通过我们吃的食物、呼吸的空气还是使用的化妆品。然而,吸入或摄入大量汞会严重影响我们神经系统的健康。症状包括震颤、失眠、记忆力减退、头痛、肌肉无力,在极端情况下甚至会导致死亡。

世界卫生组织 (WHO)指出,有两大群体处于极其危险的境地:未出生的婴儿,如果其母亲血液中汞含量特别高的话;以及那些经常暴露于汞超标环境中的人,例如高度依赖捕鱼维持生计的渔民。


新型汞吸附剂,便宜又环保

汞污染是一项全球性的挑战,对于贫困国家而言,解决汞污染问题既昂贵又困难。

近日,弗林德斯大学的专家们表示,他们研发出一种新型汞吸附剂,由石油、柑橘和农业生产过程中产生的低成本废弃物制成,能够在几分钟内吸收污染水源中几乎所有的汞,且可以选择性地只吸附汞,而不吸附铁、铜、镉、铅、锌和铝等其他金属污染物。此研究成果发表在Physical Chemistry Chemistry Physics上。

Chalker实验室的Max Worthington博士说:“这种新型汞吸附剂采取了一种新的化学组合,我们在二氧化硅上覆盖了硫和柠檬烯,形成一种超薄涂层,在不同的pH值和盐浓度下都进行了测试。这种吸附剂仅含有27克橙色粉末,其表面积却约等于一个足球场,可以迅速吸附大面积的汞。”

Chalker实验室的博士候选人Alfrets Tikoalu说:“由小麦、水稻农业的废弃物制成的二氧化硅也可用于该材料,使其更具有可持续性。这种技术可以成为一种全球可持续的循环经济方案。”

来源:

https://phys.org/news/2022-05-mercury-easy-toxic-environments.html


汞污染曾酿巨大悲剧

1956年,日本熊本县水俣湾发生了非常奇特的疫病,居民纷纷逃离。有个患者说:先是看到猫、狗纷纷死去,接着老年渔民病倒死亡,惨不忍睹。年轻人哭丧着逃往外地打工,但又不得不回家照顾老人、小孩。接着,自己也感到不适,四肢麻木。全村56户人家,200来人,有82人被确诊患了水俣病,其中三分之一死亡。水俣病患者主要是居住在水俣湾化工厂附近的渔民。

▲水俣病患者的痛苦惨状

原来,20世纪中叶,日本急于发展经济,工厂生产规模迅速扩大,污染物排放也随之飙升,致使近海中的水生动物体内含有大量甲基汞。渔民们食用了被污染的鱼、虾、贝、蛤,使有机汞在体内累积,造成中枢神经汞中毒,这就是水俣病。轻者四肢麻木,失去感觉,运动协调失衡,心性视野狭窄,中枢神经性听力障碍,发音含混不清,双目歪斜;重者急性死亡。此外,患者还会通过胎盘、乳汁传输有毒的汞污染物给胎儿、婴儿,造成下一代畸形病变,神经组织缺损,导致胎儿水俣病。这一可怕的疾病,像瘟疫一样,一直延续至今,持续了半个多世纪。


汞污染常见场景

以下是人类每天可能接触到汞元素的几种途径,需要谨慎对待。

◆鱼类消费

海鲜是全球超过30亿人的主要蛋白质来源。由于汞在食物链中的“生物积累”,鲨鱼、旗鱼、金枪鱼和马林鱼等大型鱼类的汞含量往往特别高。食用大量海鲜的人可能会接触到高水平的甲基汞,这是一种在鱼体内积累的有机化合物。

世界许多地区的原住民群体,尤其是居住在北极地区的人们,都曾发生过因食用海洋动物而导致汞中毒的事件。根据联合国环境规划署 (UNEP) 《2018年全球汞评估》报告,原住民群体的人均海产品消费量可能比非原住民群体高出15倍。 

◆化妆品

汞也存在于美容产品中,尤其是美白霜,以及眼妆和眼部清洁产品。虽然许多国家已经颁布法律,禁止在化妆品中添加汞,但还有一些国家尚未出台相关法律和禁令。另外,一些主要在线零售商提供的产品曾出现过被汞污染的案例。要想避免接触有毒汞元素,消费者应该从可靠的供应商处购买产品,并确保产品密封良好、标签规范。世界卫生组织能够提供有关这一话题的更多信息。

◆小规模采矿

手工和小型金矿开采者经常使用汞对黄金进行分离和提纯,而其中大部分汞最终留在了环境中。根据《全球汞评估》报告,2015年,手工和小规模采矿向空气中排放了约800吨汞,约占全球排放总量的38%,并向土地和水体释放了约1200吨汞。汞中毒对全球1200-1500万矿工构成严重和直接的健康威胁。减少采矿业的汞排放和汞释放是《水俣公约》的一个关键目标,该公约要求拥有个体和小规模金矿开采的国家制定国家行动计划,以减少或消除该行业中的汞。 

◆燃煤

燃煤不仅导致空气污染和气候危机,也是人为汞排放的主要来源。《2018年全球汞评估》发现,燃煤和其他形式的化石燃料及生物质燃烧造成了约24%的全球汞排放。虽然煤只含有少量的汞,但禁不住人们总是大量地燃烧煤炭。随着全球经济的增长,燃煤发电的规模也在不断壮大。好消息是,通过改善煤炭和电厂性能,以及改善其他污染物的控制系统,我们可以减少高达95%的电厂汞排放。

◆牙科汞合金

100多年来,汞一直是牙科汞合金的主要成分之一,牙医用这种混合物填充患者牙齿的蛀牙。尽管汞合金对患者健康造成的威胁或许可忽略不计 ,但汞合金中的汞也会导致有毒元素在我们的环境中逐渐积累。为了应对这一挑战,《水俣公约》提出了九项具体措施,以在全球范围内“逐步减少牙科汞合金的使用”。相关步骤包括制定国家目标以减少汞合金的使用、推广使用无汞替代品以及支持管理汞废物的最佳做法。 


应对汞污染的行动措施

(1)全球行动。《关于汞的水俣公约》(The Minamata Convention on Mercury)是解决汞污染的全球性方案。该公约于2013年10月签署,2017年8月生效。公约规定:限制汞贸易并禁止原生汞矿的开采;限制金矿开采中的汞使用,并逐步淘汰工业过程中的汞使用;进行汞废物的安全管理,制定减少排放的战略;识别污染场地和采取补救方案,通过提高认识和教育,减少人类暴露;提供无汞替代品、汞的环境影响和健康影响等信息;量化汞来源的国家排放。然而,即使立即采取全球行动,环境中的汞也需要很长时间才能下降到工业化前的水平。

(2)欧洲行动。欧洲关于汞的立法已比《关于汞的水俣公约》的要求更加严格。欧洲为减少汞排放采取的行动包括:①禁止许多产品中含汞,如温度计、电池、开关和血压计;②要求对受汞污染的场地进行管理和修复;③限制电灯泡中的汞含量;④要求牙医安装高效过滤器,以防止汞的释放;⑤限制在牙科中使用含汞的填料,并评估未来完全禁止的可行性;⑥禁止所有工业过程中使用汞,并规定有关其他环境排放的排放限值(例如来自发电厂的燃煤)。

(3)公众行动。国家当局有责任提高公众对汞暴露风险的认识,并强调公众应采取行动尽量减少汞的释放和对汞的暴露。公众可以采取的行动包括:①管理个人对汞的暴露。例如,通过遵守有关鱼的食品安全建议,减少对汞的暴露水平;②防止向环境中的释放汞。例如,人们应注意妥善处理含有汞的材料,如灯泡和电池等,并考虑采用固体燃料燃烧的替代方案进行加热。

本文作者:材料委天津院

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