الزئبق واهم استخداماته واضراره

تتألف البيئة بما فيها من أحياء حيوانية ونباتية ، من عدد محدود من العناصر الطبيعية ، والمركبات الناتجة عن الاتحاد الكيمياوي فيما بينها، والتي لبعضها أهمية بالغة في تكوين الجسم الحي أو في تنظيم عمله. هذه العناصر مرتبة في جدول يعرف بالجدول الدوري حيث اشتق هذا الاسم من التكرار في الخصائص الكيميائية مما يسهل وضعها ضمن مجاميع متشابهة . من هذه العناصر مجموعة تسمى بالمعادن الثقيلة ويعد الزئبق من أهم هذه المعادن الثقيلة فهو من العناصر غير شائعة الوجود في الطبيعة ، إذ يأتي تسلسله قبل الأخير بـستة عشر عنصراً في قائمة العناصر . وهو من أغربها في خواصه إذ إنه العنصر المعدني الوحيد ذو القوام السائل في درجة الحرارة الاعتيادية فضلاً عن قابليته للتبخر ، وهو فضي اللون متلألئ بشكل جذاب, عرفه الإنسان منذ آلاف السنين، حيث ورد ذكر هذا العنصر في مؤلفات أرسطو الذي كان يسميه الفضة السائلة. إلا أن أول وصف علمي له كان قد ورد في القرن الخامس عشر الميلادي .

وجوده في الطبيعة

يوجد الزئبق في الطبيعة على شكل خامات تدعى السينابار الأحمر وأحياناً على شكل السينابار الأسود الذي يحتوى على كبريتيد العنصر. تكثر هذه الخامات في إسبانيا وإيطاليا والولايات المتحدة وكندا والمكسيك . وفي عدد آخر من دول العالم، إلا أن أغنى خاماته هي التي تستخرج من إسبانيا، حيث تحتوى على 0.5 - 1.2% من وزنها زئبق. أما في المملكة، فيوجد في وادي ايتان بمنطقة المدينة المنورة ، كما يوصى الباحثون في مجال التعدين عن خامات الزئبق بالتنقيب عنه في الصخور البركانية الموجودة في الحرات بالمملكة.

خواص الزئبق

يعد الزئبق مذيباً جيداً لبعض الفلزات كالذهب والفضة والبلاتين والنحاس واليوارنيوم والرصاص والصوديوم والبوتاسيوم.

الخواص الفيزيائية

يتميز عنصر الزئبق باللون الفضي البراق ونظراً لانخفاض درجة انصهاره وارتفاع ضغطه البخاري فإن قوى التشابك بين ذراته تكون ضعيفة جداً. والزئبق منخفض اللزوجة على حين انه يتمتع بمقاومة كهربائية عالية. يذوب الزئبق في الماء وفي عدة مواد أخرى كالبنزين والهكسان والميثانول والرايكسان. وإذا وضع سائل الزئبق على أي سطح فإنه لا يبلله نظراً لارتفاع قيمة التوتر السطحي له، حيث تساوي ستة أضعاف قيمة التوتر السطحي للماء .

الخواص الكيميائية

يمتلك الزئبق العديد من الخواص الكيميائية منها:

● يتفاعل مع جميع الهالوجينات كالكلور عند درجة حرارة الغرفة.

● لا يتفاعل بقدر ملحوظ مع الاكسجين والهواء الجاف عند درجة حرارة الغرفة. ولكن يمكن تنشيط هذا التفاعل باستخدام الأشعة فوق البنفسجية

● يتفاعل مع غاز الأوزون بشدة ويعطي مركب اكسيد الزئبق.

● يتفاعل مباشرة بالتسخين مع الكبريت، والسيلينيوم، والتيلوريوم على حين أنه لا يقبل تفاعله مع بعض العناصر الأخرى كالنتروجين والفوسفور والكربون والسيليكون والجرمانيوم.

● لا يتفاعل مع الهيدريدات الجافة مثل كبريتيد الهيدروجين الأمونيا تحت درجة (200 م).

● لا يتفاعل مع حامض كلوريد الهيدروجين أو حامض الكبريت المخفف بينما إذا ازداد تركيز الحامض فإنه قد يتفاعل مع ملح الزئبق .

● يتفاعـل مع حامض النيتروجين، ولا يتفاعل بشكل ملحوظ مع حامض الفوسفور .

● يتفاعل بشدة مع محاليل الأمونيا في الهواء.

●مكن استخدام أملاح الزئبق كمواد محفزة، فعلى سبيل المثال تستخدم كبريتات الزئبق كمادة محفزة في عملية أكسدة النفثالين إلى حامض النفثالات وفي تسريع تحويل الأسيتلين إلى الأسيتالدهيد .

استعمالاته

دخل الزئبق ومركباته في العديد من الاستخدامات، حيث يستعمل في المجالات الصناعية مثل إنتاج (مواد كغاز الكلور وصناعات الورق) والكهربائية مثل إنتاج (المصابيح والبطاريات) والكيماوية مثل (صناعات الأصباغ وغيرها) والصيدلانية(مثل (صناعة بعض العقاقير) والطبية (مثل استعماله في (صنع حشوات الاسنان) والعلمية مثل (إنتاج المحاليل) وكذلك إنتــــاج مبيدات الفطريات. الطبية والعلاجية التراثية أو الشعبية. وقد ثبت اليوم عدم صحة الكثير من طرق استخداماته التقليدية وخطرها على الصحة.

أنواع الزئبق

أ ـ الزئبق الأبيض: وهو معروف للجميع ومتداول بمخازن الادوية ويدخل في تكوين جهاز قياس درجة حرارة الجسم مثل الترمومتر الطبي .

ب ـ الزئبق المشع : وله بعض الاستعمالات المهمة في المجال النووي .

ج ـ الزئبق الأحمر : وهو مادة مشعة شديد السمية لونها أحمر تتشابه في تركيبها مع الزئبق الأبيض ولكنها تختلف عنه من ناحية اللون والاستخدام .

مستوياته في البيئة

يعرف اليوم عن الزئبق وجوده كملوث بيئي بسبب كثرة استخداماته، حيث تحتوى محيطات العالم على كمية يقدر مجموعها بحوالي 50 مليون طن من هذا العنصر، بينما تقدر تراكيزه في التربة ما بين 0.01 - 0.06 جزء بالمليون، وترتفع في الصخور إلى حد 0.09 جزء بالمليون، ويبلغ تركيزه في هواء العالم ما بين 2- 5 نانو غرام /م3، علماً بأن جرعة 100 ملغ / فرد بالغ / يوم، تعتبر الجرعة التي يمكن أن تسبب عنها أعراض مرضية.

طرق إنتاجه

يتم الحصول على الزئبق من خام السنابار حيث يجهز أولاً ثم يركز بواسطة الغسل والتعويم، وعند الانتهاء من تهيئة الخام فإنه يحمص وذلك بتعريضه لتيار من الهواء عند درجة حرارة معينة، فيتأكسد وينتج الزئبق على هيئة بخار حيث يتم تكثفه. ويمكن أن يستخدم الحديد أو أكسيد الكالسيوم بدلاً من الهواء وذلك لإجراء عملية التحميص.

يخضع الزئبق المنتج بعد ذلك لعمليات تنقية بواسطة حــامض النيتروجين أو بعض الأحماض الأخرى. وأثناء تلك العمليات فإن الهواء المصاحب يخرج على هيئة فقاعات، ويمكن تنقية الزئبق باستخدام طرق أخرى كالتقطير حيث تصل نقاوته إلى 99.9% .

ويمــــكن الكشف عن الزئبق بتسخين المادة المشتبه في احتوائها على الزئبق باستعمال كربونات الصوديوم اللامائية في وعــــاء زجاجي صغير وفي حالة احتواء تلك المــــادة على الزئبق فإنه يتــــكثف على شـــكل قطرات كروية .

أخطاره وأضراره البيئية

يعرف عن الزئبق ميله الشديد إلى التراكم في الجسم ويستهدف الأنسجة الدهنية أو الأعضاء الغنية بالدهون كالدماغ نظراً لميله الشديد إلى الذوبان في الدهون فيؤدي إلى حدوث أعراض مرضية خطيرة في الجهاز العصبي تعرف بالبكاء الزئبقي تتطور إذا كانت الجرعة المتعرض لها عالية وقد تؤدي بحياة الشخص المصاب. ولقد اتضح أثر الزئبق الخطير على الأجنة بعد حادثة مدينة ميناماتا اليابانية عام 1953م، حيث كان ضحاياها عدد كبير من أجنة النساء على إثر تناول الأمهات لوجبات من الأسماك الملوثة بعنصر الزئبق، وقد حدث هذا التلوث بسبب إلقاء مصنع من مصانع البلاستيك مخلفاته التي تحتوي على عنصر الزئبق في خليج ميناماتا، حيث انتقل الزئبق من الماء إلى الأسماك ليتحول إلى مادة شديدة السمية وهي مادة الزئبق الميثيلي التي تستطيع النفاذ بسهولة من دم الأم إلى الجنين عن طريق المشيمة، ولقد أدى تسمم النساء الحوامل بهذه المادة إلى ولادة أطفال مشوهين ومتخلفين عقلياً.

كما وقعت حادثة مماثلة في العراق بين عامي 1971 و 1972م وذلك بسبب تلوث شحنة قمح، صدرت من المكسيك إلى العراق بعنصر الزئبق، حيث أضيف إلى القمح مادة مبيدة للفطريات. ولقد استخدم دقيق القمح الملوث في صنع الخبز وأصناف من الحلويات التي تناول منها عدد كبير من النساء الحوامل مما أدى الى التسمم بعنصر الزئبق، ولقد توفي على إثر هذه الحادثة عدد من النساء والأجنة والأطفال.

طرق التعرض للزئبق

يتم التعرض للزئبق عن طريق تناول بعض الوجبات التي تحتوي على الزئبق حتى وإن كانت كمية الزئبق الموجودة بها ضئيلة كالأطعمة التي تنمو في ظروف طبيعية. فاللحوم المستهلكة على سبيل المثال تحتوى على معدل أقل من 0.01 جزء من مليون من الزئبق. أما الأسماك فتحتوى على ضعف النسبة أي ما يعادل 0.002 جزء من مليون والخضروات على 0.005 جزء من مليون، وتحتوى بعض الطحالب على أكثر من مائة ضعف ما يحتويه ماء البحر من الزئبق, فعندما تتغذى الأسماك على تلك الطحالب فإنها تقوم بتركيز الزئبق في أجسامها بشكل أكبر، ومن ثم تصل إلى الإنسان عن طريق تناول الأسماك الملوثة بالزئبق فيتم تركيز الزئبق في جسم الإنسان مسببة أعراض التسمم. كما يتم تعرض الإنسان للزئبق عن طريق الهواء الجوي، وذلك عند حرق بعض المواد المستخدمة لأغراض الوقود كالفحم والنفط التي تحتوي على نسب كبيرة من الزئبق، بالإضافة إلى أن مركبات الزئبق العضوية تستخدم بشكل واسع كمبيدات للفطريات والحشرات في مجال الزراعة. والجدير ذكره أن الزئبق في حالته العضوية يعد الملوث الأكثر بين مركبات الزئبق الأخرى وبذلك يشكل خطورة كبيرة على صحة الإنسان نظراً لشدة تطايره، كما أن مركبات الزئبق غير العضوية عند اختلاطها بالماء تتحول إلى مركبات زئبقية ضوية. يتم انتقال الزئبق إلى الهواء الجوي عن طريق الملوثات الصناعية، كما أن التربة وما تحتويه من ملوثات ومخلفات صناعية تفرغ ما تحتويه في المياه السطحية أو الجوفية، حيث تتحلل مركبات الزئبق إلى عناصر أو أيونات الزئبقيك أو أيونات الزئبقوز. يتم تخزين مركبات الزئبق عن طريق التصاقها بالرسوبيات، حيث تتحرر كميات قليلة جداً من أحادي وثنائي ميثيل الزئبق إلى الماء بواسطـة الميكروبات , ومن ثم تمتص من قبل الأسماك وتتركز حتى مستويات عالية.

يبلغ الحد الأقصى المسموح به لمركبات الزئبق العضوية 0.01 ملجم/م3في الهواء. عندما يتم استنشاق تلك المواد أو امتصاصها عبر الجلد فإنها تؤدي إلى عدم انتظام أداء الجهاز العصبي وحدوث رعشة بالإضافة إلى صعوبة في النطق وضيق في مجال الرؤيا أو ما يسمى بالرؤيا النفقية.

يمكن أن يمتص جسم الإنسان الزئبق من خلال عدة قنوات كالجلد والرئة وبعد الامتصاص ينتقل مع الدم من خلال الدورة الدموية ثم تقوم بعض الأعضاء كالكبد والكلى والعظام بتخزينة، وعند التعرض لأبخرة الزئبق فإنه يحدث جفاف في الحلق والفم، وقد يؤدي إلى التهاب في الفم واللثة وسقوط الأسنان والرعشة، كما يحتمل حدوث اضطرابات عقلية. وتشكـــل مشتقات الزئبق القاعدية خطورة من نوع خاص حيث إن هذه المواد لديها القابلية للتراكم في المخ مما قد يحدث أضراراً بالغة بخلايا الدماغ. أما مركبات الزئبق الأخرى فانها تسبب اضطرابات خطيرة للجهاز الهضمي والبولي والقلب عند التعرض إلى تركيز أعلى من 0.5 جم.