Dzīvsudrabs

Dzīvsudrabs ir smags, sudraboti balts šķidrums, kas karsējot pārvēršas par bezkrāsainu gāzi. Izlīstot uz virsmas, tas sašķīst sīkās lodītēs un viegli iekļūst grīdas spraugās vai pazūd smiltīs. Dzīvsudraba toksiskums bija zināms jau sen. Liela vērība šim elementam tiek pievērsta, ņemot vērā tā piesārņojuma bīstamību. Dzīvsudrabs pieskaitāms pie zemes garozā mazizplatītiem elementiem (0,1 ´ 10-4 %), tomēr to ir samērā viegli iegūt, jo dzīvsudrabs atrodams visai koncentrētu rūdu veidā (cinobrs HgS), no kurām dzīvsudrabu var viegli iegūt, apdedzinot rūdu gaisā un kondensējot izveidojušos dzīvsudraba tvaikus.

Visā pasaulē gadā iegūst ap 25000 tonnu dzīvsudraba, no kurām vēlāk ap 5000 nonāk dažādu ūdenskrātuvju un okeānu ūdeņos. Arī vulkāniskās darbības rezultātā lieli dzīvsudraba daudzumi nokļūst atmosfērā. ASV zinātnieki lēš, ka dzīvsudraba daudzums, kas nonāk apkārtējā vidē, pēdējo 100 gadu laikā ir simtkāršojies. Pašreizējais dzīvsudraba fona līmenis, piemēram, lietus ūdenī Zviedrijā ir 300 nanogrami (10-9g) litrā, upju ūdeņos VFR – 0,11 mg/l, bet ievērojami mazāk piesārņotajā Kanādā – 0,001-0,75 mg/l. Latvijas ūdeņos dzīvsudraba koncentrācija ir 0,1-1 mg/l.

Dzīvsudrabu saturoši savienojumi gan pie mums, gan ārzemēs tika plaši izmantoti kā kodnes (metildzīvsudrabs, fenildzīvsudrabs) un herbicīdi. Sākotnēji šie savienojumi tika izmantoti augu un sēklu apstrādei, un atbilstoši tam cieta savvaļas dzīvnieki un putni (irbes, zaķi), kas izmantoja pārtikā graudaugus vai arī dzīvoja cilvēka kultivētās platībās. Taču īpaši dramatiski dzīvsudraba savienojumu toksiskā iedarbība izpaudās barības ķēdes nākošajos locekļos – plēsīgajos putnos un dzīvniekos.

Taču dzīvsudrabu lieto arī pašlaik – termometros un manometros, elektrotehnikā (luminiscences spuldzēs, slēdžos, relejos u. c.), cēlmetālu metalurģijā, elektroķīmiskā hlora, nātrija sārma u. c. vielu iegūšanā, organiskajā sintēzē (kā katalizatoru), polarogrāfijā, kodoltehnikā. Dzīvsudraba savienojumus joprojām izmanto zobārstniecībā (plombes) un medicīnā (ziedes, krēmi). Tomēr viens no būtiskākajiem un bīstamākajiem ceļiem, kā dzīvsudrabs nokļūst cilvēku un dzīvnieku organismos, ir metālorganisko pesticīdu izmantošana lauksaimniecībā. Cilvēks var ciest no dzīvsudraba iedarbības, ieelpojot gaisu, kas piesārņots ar dzīvsudrabu vai tā savienojumiem (ja neatbilstoši normatīvo aktu prasībām tiek apsaimniekotas izgāztuves un dedzināšanas iekārtas, kurās sadedzina dzīvsudrabu saturošus atkritumus vai kurināmo), dzerot saindētu ūdeni, ēdot saindētu pārtiku, zobārstniecības vai ārstnieciskās procedūrās, darba vietās, kur izmanto dzīvsudrabu vai tā savienojumus.

Ūdenī un augsnē ir mikroorganismi, kas bioķīmiskās reakcijās pārveido dzīvsudrabu tādos savienojumos, kurus spēj izmantot augi un dzīvnieki. Cilvēka organismā dzīvsudrabs visbiežāk nokļūst ar uzturā lietotajām zivīm. Zivīm nāvējoša dzīvsudraba deva ir 2000 mg/kg. Dabiskais (fona) dzīvsudraba saturs zivīs ir 5-200 mg/kg. Vispasaules Veselības Aizsardzības Organizācija par galēji pieļaujamo dzīvsudraba koncentrāciju zivīs uzskata 1000 mg/kg. Tomēr šī rekomendētā piesārņojuma robeža pasargā tikai no akūtas saindēšanās, tāpēc, piemēram, Somijā tiek ieteikts Baltijas jūrā zvejotas zivis ēst ne vairāk kā 1-2 reizes nedēļā, bet grūtniecēm vispār atteikties no zivīm. Tāpat Skandināvijas valstīs visai viennozīmīgi tiek izteikta prasība pazemināt dzīvsudraba koncentrācijas limitu līdz 200-500 mg/kg. Latvijas zinātnieku pētījumi rāda, ka Rīgas jūras līcī esošajās zivīs dzīvsudraba daudzums svārstās no 13-560 mg/kg. Iekšējos ūdeņos dzīvojošās zivīs dzīvsudraba saturs ir no 8 līdz 65 mg/kg.

To, kādas var būt sekas piesārņojumam ar dzīvsudrabu, rāda saindēšanās Japānā – Minamatas līcī. ķīmiskais kombināts, kas atrodas pie Minamatas upes, izmantoja dzīvsudraba savienojumus kā katalizatorus polivinilhlorīda ražošanā; un pēc tehnoloģiskā cikla viss dzīvsudrabs tika ar notekūdeņiem izvadīts upē. No upes dzīvsudrabs nokļuva jūras līcī, pie kura atrodas Minamatas pilsēta, un izsauca zivju saindēšanos. Sakarā ar dzīvsudraba augsto koncentrāciju ūdenī zivis saturēja 5-20 mg/kg dzīvsudraba. Šādu zivju izlietošana pārtikā (bet zivis ir viens no galvenajiem japāņu uztura komponentiem) radīja plašu iedzīvotāju saindēšanos, bet tikai pēc apmēram 200 cilvēku saindēšanās un nāves tika noteikts tā saucamās Minamatas slimības cēlonis – akūta saindēšanās ar dzīvsudrabu. Cits visai būtisks dzīvsudraba piesārņojuma avots ir akmeņogļu un naftas sadedzināšana siltuma ieguvei. Brūnogles satur (1-25) ´ 10-7% dzīvsudraba, dažu atradņu antracīts (1,1-2,7) ´ 10-4%, bet jēlnafta (1,9-21)x10-4% dzīvsudraba, līdz ar to arī dzīvsudraba ciklā antropogēnie faktori sāk dominēt.

Pēc dzīvsudraba un tā savienojumu piemēra ir izpētīti un aprakstīti smago metālu savienojumu transformācijas procesi apkārtējā vidē. Dzīvsudraba organiskie un neorganiskie savienojumi nokļūst dabas vidē un ir pakļauti zināmiem transformācijas procesiem. Dzīvsudraba un tā savienojumu toksiskums, faktiskā iedarbība vidē un liktenis vidē ļoti lielā mērā ir atkarīgs no tā, kādā atrašanās formā šis metāls atrodas vidē. Vidē dzīvsudrabs var atrasties elementāra metāla veidā (tvaiku veidā atmosfērā) kā dzīvsudraba (I), dzīvsudraba(II) savienojumi (joni vai ūdenī mazšķīstošas vielas), vai arī metālorganisku savienojumu vai jonu veidā. Piemēram, ir pierādīts, ka metil- un dimetildzīvsudrabs veidojas no Hg+2 ūdens vidē esošo baktēriju darbības rezultātā. Šis pats process var noritēt arī augstāku ūdens organismu aknās un citos orgānos. Tiek uzskatīts, ka metilēšanas procesā iesaistās metilkobolamīns (L5Co-CH3 – vitamīns B12), kas satur reaģētspējīgu metilgrupu.

L5Co-CH3 + Hg+2 ® L5Co+ + CH3Hg+

Vidē jons CH3Hg+ pārsvarā saistās vai nu ar neorganisku vai organisku jonu, veidojot elektroneitrālu daļiņu, piemēram, metildzīvudraba hlorīdu CH3HgCl, vai arī tiek metilēts tālāk, veidojot gāzveida vielu dimetildzīvsudrabu (CH3)2Hg. Antropogēnā piesārņojuma rezultātā vidē var nokļūt arī dzīvsudraba organiskie savienojumi. Dzīvsudraba organisko savienojumu iedarbība principiāli atšķiras no dzīvsudraba neorganisko savienojumu iedarbības, jo šīs vielas ir hidrofobas, tas ir tās, vispirms akumulējas un iedarbojas ar lipīdiem bagātos organisma audos, kā arī to toksiskums ir ievērojami augstāks nekā dzīsudraba neorganiskajiem savienojumiem. No otras puses, dzīvsudraborganiskie savienojumi, nokļūstot apkārtējā vidē, var reaģēt ar reaģētspējīgām vielām, veidojot vai nu mazšķīstošus (HgS) vai gaistošus savienojumus.

H2S + Hg2+ ® HgS

Visos šajos procesos apkārtējā vidē nokļuvušie dzīvsudraba savienojumi tiek pakļauti zināmai transformācijas procesu ķēdei, un ekosistēmās nokļuvušie savienojumi tiek pārvērsti termodinamiski, bioloģiski un ķīmiski stabilākā formā, kura tad arī vai nu deponējas, vai tiek asimilēta.

Par īpaši bīstamiem jāuzskata vides piesārņojuma ar dzīvsudrabu fiziotoksikoloģiskie efekti, no kuriem vispirms jāatzīmē dzīvsudraba savienojumu mutagēnā iedarbība. Šūnas līmenī dzīvsudraba mutagēnums ir pierādīts gan in vitro, gan in vivo pētījumos. Tā, alkil- un arildzīvsudraba atvasinājumi ietekmē šūnu dalīšanās procesu, bloķē to metafāzes stadijā. Citos pētījumos pierādīta hromosomālu mutāciju klātbūtne cilvēku šūnās saindēšanās gadījumā ar dzīvsudrabu. Šīs mutācijas raksturo hromosomu fragmentu veidošanās, ekstra fragmentu un hromosomu, kurām nav centrālās daļas parādīšanās. Šādi efekti pierādīti ne tikai akūtas intoksikācijas gadījumos (Minamata), bet arī gadījumos, kad barībā patērēti lielāki piesārņotu zivju daudzumi (Zviedrijā).

Akūtas intoksikācijas gadījumā vispirms tiek ietekmēta aknu un smadzeņu darbība, bet dzīvsudraba akumulācija vispirms notiek nierēs un aknās. Nervu darbības traucējumi vispirms izpaužas kā dzirdes traucējumi, redzes lauka sašaurināšanās, motoriskās darbības traucējumi, muskuļu paralīze, psihiskās darbības traucējumi. Pierādīts arī, ka subletālās devās dzīvsudrabs ietekmē reproduktīvās funkcijas.

Ļoti jutīga pret visām dzīvsudraba formām, bet it īpaši dzīvsudraba vai tā savienojumu tvaikiem ir nervu sistēma, it sevišķi bērniem. Pastiprināta uzbudināmība, pastiprināts kautrīgums vai baiļu sajūta, redzes un dzirdes traucējumi, atmiņas problēmas – tādas ir biežāk novērotās sekas smadzeņu darbības traucējumu dēļ. Bez tam no dzīvsudraba iedarbības cieš arī nieres, bet īpaši smagi tas ietekmē embrija attīstību. Prenatālajā periodā iegūtie galvas smadzeņu bojājumi bērnam var nozīmēt palēninātu garīgo attīstību, koordinācijas traucējumus, aklumu, nervu lēkmes, valodas traucējumus līdz pat pilnai nespējai runāt.

Ekspozīcijas limits darba vidē (aroda ekspozīcijas robežvērtība, mg/m3 vai ppm): 0,1 mg/ m3.

lvLV
en_USEN lvLV