Výskyt rtuti v přírodě a její vliv na životní prostředí

Rtuť (Hg) je kapalný kovový prvek stříbřitě bílé barvy. Je to velmi těžká kapalina, která dobře vede elektrický proud. Rtuť se řadí mezi ušlechtilé kovy, z chemického hlediska je velmi netečná. Nereaguje ani vodou ani vzduchem. S mnohými kovy tvoří kapalné slitiny zvané amalgámy.

Přirozený výskyt a formy rtuti

Rtuť není v zemské kůře příliš hojně zastoupena, její zastoupení zhruba odpovídá stříbru. Výjimečně se v přírodě nachází rtuť ryzí. Izolace rtuti je poměrně snadná. Vychází se ze sulfidu rtuťnatého, který se zahřívá na vysokou teplotu za přístupu kyslíku. Síra se vzduchem oxiduje na oxid siřičitý a vzniklá rtuť kondenzuje na studených částech aparatury.

V přírodě se rtuť vyskytuje hlavně ve formě sulfidů. V rudách bohatých na rtuť tvoří HgS (rumělka, cynabarit) až 70 % obsahu rtuti. Mnohem vzácnější v přírodě jsou oxid, chlorid a jodid.

V půdách se rtuť vyskytuje ve třech nejdůležitějších formách:

• Jako elementární rtuť.
• Dvojmocná anorganická forma (Hg2+).
• Methylrtuť (CH3Hg).

Elementární rtuť je charakteristická svou těkavostí a nízkou rozpustností ve vodě. Dvojmocná anorganická forma se vyznačuje vysokou afinitou k organickým a anorganickým ligandům, zvlášť pokud obsahují sirné funkční skupiny. Methylrtuť představuje sloučeniny s vysokou perzistencí k prostředí.

Čtěte také: Více o výskytu rtuti

Naleziště rtuti v České republice a ve světě

V Čechách byla hojněji nacházena na Dědově hoře (u Hořovic) v malých kuličkách v dutinách cinabaritu. V Březině (u Rokycan) se vyskytla v kapkách na sideritu, vzácně na cinabaritu. Známa na žilách cinabaritu u Horních Lubů, vyskytuje se ve Svaté (u Berouna) v cinabaritu a v pyritu v železné rudě. Z příbramského uranového ložiska známa z žilného uzlu Brod (5p, ž. B20A) spolu s cinabaritem v kalcitu.

Na Slovensku jsou nálezy rtuti běžnější. Hojněji se vyskytovala v Nižné Slané na drobných žilkách na malém ložisku na svahu Rimbergu v místě zvaném Za baněmi. V Rudňanech je primární rtuť velmi vzácná. Její výskyty jsou známé již z 19.století. Vyskytovala se na žilách Droždiak a Hrubá ve formě kapiček doprovázená cinabaritem, v dutinách sideritu a jako shluky v těsné blízkosti tetraedritu až 1 cm3 velké. Rtuť se našla také roku 1953 spolu s krystaly cinabaritu v uzavřené čočce sideritu v nadloží odžilku žíly Droždiak na 10. V Gelnici se vzácně nalezla na siderit - křemen - sulfidických žilách, zjištěna jen v Cendrlinském žilníku a ve svrchních částech žíly Otokar v žilném poli Markus v asociaci s cinabaritem, tetraedritem a dolomitem. Tvoří drobonké kuličky na puklinách a plochách břidličnatosti grafitických hornin, v intergranulárách cinabaritu nebo tetraedritu. V minulosti se vyskytovaly ojediněle velké dutiny v okolních horninách vyplněné rtutí. Drobné výskyty jsou známé na ložisku Malachov (u Bánské Bystrice), v Pezinku byly zjištěny při ražení chodby ojedinělé kapičky v grafitické hornině v Rýhovej štolni. Je druhotná po neznámém minerálu, nebo jde o zbytky po amalgamaci rud v minulosti. V Červenici (u Prešova) nalezena na ložisku u osady Dubník (Hg-Sb-As-mineralizace) otevřeném štolou J. Slávik. Rtuť je sekundární, velmi vzácná, tvoří drobné kapičky v dutinách silně přeměněných hornin s výraznou impregnací cinabaritu.

Z cizích nalezišť je známa z ložisek Idria, Avala v Srbsku, Moschellandsbergu v Porýnsku, San José v Kalifornii, Huancavelica v Peru. Poměrně hojná je na Hg-Sb ložiskách v jižní Ferganě, zvláště na ložisku Chajdarkan (Kirgízie), je známá z Nikitovky na Ukrajině, na Aktašském Au ložisku (Altaj, Rusko).

Zdroje kontaminace rtutí

Do životního prostředí se rtuť dostává během své výroby a zpracování, při spalování fosilních paliv (zejména uhlí), odpady i průmyslovými a zemědělskými postupy. Další významné množství rtuti se dostává do životního prostředí vypařováním z povrchu země a oceánů.

V horních sedimentačních vrstvách mořského nebo jezerního dna dochází k metylaci elementární rtuti a rtuťných iontů za vzniku methylrtuti. Vznikající methylrtuť je zachycována drobnými vodními organizmy, které jsou potravou ryb. V těle ryb se methylrtuť koncentruje. Při rozpadu odumřelých drobných vodních živočichů a ryb vznikají plyny dimethylrtuti, které unikají do vzduchu. V atmosféře může dojít opět k rozložení dimethylrtuti na methylrtuť.

Čtěte také: O ryzí rtuti

I v půdě probíhá mikrobiální přeměna rtuti na její organické sloučeniny, hlavně právě na metylrtuť. Ta se vzhledem k velké mobilitě dostává snadno z půdy do živých organizmů. Mikrobiální přeměna rtuti na metylrtuť je také závislá na ročním období, kdy k největší produkci dochází v zimě a k nejmenší na jaře a na podzim. S tím souvisí i degradace metylrtuti, která je řízená teplotou.

Vliv rtuti na rostliny

U rostlin se toxicita rtuti nejčastěji projevuje výskytem chloróz a omezením růstu kořenového systému. Dále rtuť způsobuje poruchy vnitřního uspořádání chloroplastů a nápadné je zvětšení endoplazmatického retikula a mitochondrií, také se objevuje snížený obsah chlorofylu. Průměrné obsahy rtuti v popelu rostlin se pohybují okolo 0,1 mg/kg.

Některé druhy mohou akumulovat více rtuti než jiné, které rostou na stejném místě. Jsou to např. lišejníky, houby, mrkev nebo salát. Také některé části rostlin mohou mít větší koncentrace rtuti.

Vliv dusíku a fosforu na příjem rtuti rostlinami

Vliv na rostliny nezávisí pouze na chemické formě a koncentraci, ale také na přítomnosti a působení dalších prvků. Cílem pokusu bylo sledovat obsah rtuti v pokusných rostlinách v závislosti na rozdílných hladinách obsahu rtuti v půdě a stupňovaných dávkách dusíku a fosforu. Hladiny kontaminace rtutí vycházely z Vyhlášky 13/1994 Sb. Pokus byl prováděn v plastových vegetačních nádobách.

Statistické vyhodnocení výsledků analýz nám potvrdilo, že zvyšování obsahu dusíku a fosforu v půdě mělo vliv na vyšší příjem rtuti rostlinami. Tento fakt koresponduje ze všeobecně známou schopností rostlin přijímat cizorodé prvky při vyšší hladině dusíku. U fosforu se často vyskytuje i opačný efekt, kdy jeho zvýšené množství v prostředí může mít i inhibiční charakter.

Čtěte také: Přírodní zdroje soli

V našem pokusu byla statisticky prokázána průkaznost vyššího příjmu rtuti v závislosti na vzrůstajícím množství dusíku v půdě. Stejně tak se podařilo statisticky prokázat, že i vyšší množství fosforu v půdě má vliv na vyšší příjem rtuti.

U variant s hladinou 3,2 mg Hg/kg půdy a s přídavkem dusíku byl obsah Hg v průměru 1,3x větší než u kontrolní varianty s přídavkem dusíku (nárůst z 0,511 na 0,668 mg Hg/kg sušiny). Salát rostoucí na půdě s dávkou fosforu a 3,2 mg Hg/kg zeminy obsahoval průměrně téměř dvojnásobné množství rtuti než varianty s 0,8 mg Hg/kg zeminy (zvýšení z 0,773 na 1,255 mg Hg/kg sušiny) a téměř trojnásobné množství rtuti než u kontrolních variant s přídavkem fosforu (nárůst z 0,446 na 1,255 mg Hg/kg sušiny).

U hlíz kedluben se prokázal statisticky významný vliv zvýšeného množství dusíku a fosforu v půdě. Například při porovnání varianty, kde bylo v půdě 3,2 mg Hg/kg a 40 mg N/kg zeminy došlo k téměř trojnásobnému nárůstu obsahu rtuti v hlízách oproti variantě se stejným obsahem rtuti v půdě, ale přídavkem dusíku jen 20 mg/kg zeminy (zvýšení z 0,166 na 0,487 mg Hg/kg sušiny). Při porovnání průměrných hodnot naměřených u kontrolních variant s fosforem s variantami, kde byl obsah 3,2 mg Hg/kg zeminy a byl přidáván fosfor, byl zjištěn dvojnásobně vyšší rozdíl v obsahu rtuti v hlízách.

Statistickým testováním se potvrdilo, že zvýšené množství fosforu v půdě má významný vliv na přijatelnost rtuti listy kedlubny. Průkazné rozdíly nastaly u variant se stejným obsahem rtuti v půdě, ale rozdílným obsahem fosforu. Například u varianty s hladinou 0,8 mg Hg/kg a 100 mg P/mg zeminy bylo v listech kedlubnu naměřeno 0,487 mg Hg/kg sušiny a u varianty se stejným množstvím rtuti, ale 200 mg P/kg zeminy byl obsah rtuti v listech 1,464 mg/kg sušiny. U této varianty tedy došlo přidáním dvojnásobného množství fosforu do půdy k trojnásobnému přírůstku obsahu rtuti. Rozdíly mezi variantami s odlišným obsahem dusíku v půdě nebyly statisticky významné.

Celkový pohled na analýzu ukázal, že listy kedlubnu se obsaženým množstvím rtuti statisticky významně nelišily od listů salátu u variant kontrolních a variant s 0,8 mg Hg/kg zeminy. Ze získaných výsledků je patrné, že hlízy kedlubnu přijímaly menší množství rtuti než listy salátu a kedlubnu.

U kontrolních variant byl v průměru u hlíz kedlubnu obsah rtuti přibližně 3x menší než u listů kedlubnu i salátu. U varianty s 3,2 mg Hg/kg zeminy bylo množství rtuti v průměru téměř dvojnásobné v kedlubnových listech (0,638 mg/kg sušiny) oproti hlízám (0,362 mg/kg sušiny). U variant s nejvyšší hladinou rtuti a přídavkem dusíku bylo množství rtuti v listech kedlubnu i salátu 2x větší než v hlízách kedlubnu. Fakt, že se v hlízách kedlubnu kumuluje výrazně méně rtuti oproti listům je potěšitelný zejména z toho pohledu, že hlízy jsou konzumním orgánem.

Jelikož salát snadno kumuluje nadnormativní obsahy cizorodých prvků, je často řazen mezi tzv. indikační zeleniny. Tato skutečnost je využívána v praxi zejména u kadmia. Výsledky analýz nám potvrdily, že listy salátu přijali více rtuti než rostliny kedlubnu. U variant s 3,2 mg Hg/kg a přídavkem fosforu to bylo dokonce 3x více než u hlíz kedlubnu.

Statisticky se potvrdilo, že také vyšší obsah rtuti v půdě má vliv na vyšší obsah rtuti v orgánech rostlin. Zejména se tato skutečnost projevila u listů salátu a hlíz kedlubnu. Pěstování salátu může být problematické v prostředí s vyšším obsahem cizorodých látek, a to zejména z pohledu spotřebitelského.

Toxicita rtuti a její vliv na lidské zdraví

Rtuť patří do skupiny cizorodých prvků vyznačujících se vysokou toxicitou pro živé organizmy. Její kumulace v lidském těle vyvolává těžké poruchy zdraví, a to i ve zcela nepatrných dávkách. Těká již při obyčejné laboratorní teplotě. Přitom 80 % vdechnutých par se dostane do plicních sklípků a pak do krevního oběhu, kde se váže na krevní bílkoviny a barvivo.

Rtuť je velmi toxická látka, jejímž vlivem dochází ke zničení či porušení struktury bílkovin v buňkách. Organické sloučeniny rtuti mají mimořádně velkou schopnost hromadit se v organismech a přenášet se dále potravním řetězcem.

Do lidského těla se rtuť dostává vdechováním, zažívacím traktem a difúzí pokožkou. Z těla se vylučuje až několik let. Byla nalezena například i v mléce kojících žen, které byly v kontaktu s tímto kovem. Biologický poločas rozpadu u člověka je pro elementární rtuť 58 dní, u anorganických sloučenin 30 - 60 dní a u dimethylrtuti 70 - 74 dní. Játra rychle kumulují rtuť a vylučují ji žlučí do střev. Dimethylrtuť je z 1/3 vyloučena z organismu a ze 2/3 vstřebána zpět do krve; v játrech se z dimethylrtuti částečně uvolňuje rtuť, která je opět žlučí vylučována do střev a je vázána na bílkovinný nosič.

Příznaky otravy rtutí

Páry dráždí dýchací cesty, kovová chuť v ústech, pálení na prsou v břiše, střevní problémy (kolika, průjem), poruchy centrální nervové soustavy, poruchy rovnovážného ústrojí a zraku, podrážděnost, bolesti hlavy, zapomnětlivost, únava, třes rukou, očních víček, jazyka, vypadávání zubů a šedý lem kolem zubních krčků, nechutenství, horečka, kašel, dušnost, poruchy ledvin a jater, slinění a zduření slinných žláz, vředy na rtech a v nejhorším případě smrt.

Chronické účinky na zdraví jsou dobře známy z japonské zátoky Minamata, kde byla v 50. letech rtuť volně vypouštěna do moře a prostřednictvím potravního řetězce se dostala do ryb konzumovaných místními obyvateli. V Iráku se pak v 50. - 70. letech opakovaně stalo, že organickou rtutí ošetřené obilí (určené pro setbu) bylo použito do potravin. V obou případech to způsobilo například poruchy až ochrnutí mozku či mentální retardaci u nově narozených dětí.

Legislativa a limity rtuti

Podle Vyhlášky Ministerstva zdravotnictví 53/2002 Sb. je nejvyšší přípustné množství rtuti (tj. takové při jehož překročení je potravina vyloučena z oběhu) v sušině zeleniny 0,2 mg/kg.

Obsah cizorodých prvků v půdě, i když je nižší než uváděná limitní hodnota nezaručuje, že rostliny rostoucí na takovéto půdě, budou vždy obsahovat podlimitní obsah cizorodých prvků, který je dán hygienickou normou. Toto se potvrdilo i v našem pokusu, kde konzumní orgány, tj. listy salátu a hlízy kedlubnu obsahovaly vyšší množství rtuti než je dáno vyhláškou, a to dokonce i u kontrolních variant.

NEK-NPK: norma environmentální kvality vyjádřená jako nejvyšší přípustná hodnota je nepřekročitelná. V případě kadmia, olova, rtuti a niklu se hodnoty NEK pro vodu vztahují ke koncentraci rozpuštěných látek, tj. měsíční průměr 0,01 mg/l b) denní průměr 0,02 mg/l b)1.2.12 Ostatní průmyslová odvětví, výroby a neprůmyslové zdroje, neuvedené v tab. Přípustné hodnoty denních a měsíčních průměrů jsou nepřekročitelné hodnoty. Denní průměry se stanovují podle § 12 odst. 2. Měsíční průměry se stanoví na základě denních hodnot.

Vyhláška 153/2016 Sb. stanoví v zemědělské půdě tzv. preventivní limity rizikových látek a prvků. Vyhl. č. 221/2004 Sb. v příloze č. 2 stanovuje „Seznam nebezpečných látek a přípravků, jejichž uvádění na trh, do oběhu nebo používání je omezeno“ a pod bodem 19. uvádí omezení použití sloučenin rtuti následujícím způsobem:

1. Tyto látky nebo přípravky, které takové látky obsahují, se nesmějí používat:
   • k zabránění znečišťování povrchů způsobeného mikroorganismy, rostlinami nebo živočichy na:
     • trupech lodí,
     • koších, plovácích, sítích a jiném zařízení používaném k chovu ryb a měkkýšů,
     • jakémkoliv částečně nebo zcela ponořeném zařízení;
   • při ošetření dřeva;
   • při impregnaci silně namáhaných průmyslových textilií a přízí určených pro jejich výrobu;
   • při úpravě průmyslových vod bez ohledu na jejich použití.
2. Na trh nebo do oběhu se nesmí uvádět baterie a akumulátory, které obsahují více než 0,0005 % hmot. rtuti.
3. Ustanovení bodu 2 se nevztahuje na knoflíkové články a na baterie složené z těchto článků, které obsahují méně než 2 % hmot.

Protokol o těžkých kovech k LRTAP konvenci, který vstoupil v platnost 29. prosince 2003. S 7 - Uchovávejte obal těsně uzavřený, S 45 - V případě nehody, nebo necítíte-li se dobře, okamžitě vyhledejte lékařskou pomoc (je-li možno, ukažte toto označení), S 60 - Tento materiál a jeho obal musí být zneškodněny jako nebezpečný odpad, S 61 - Zabraňte uvolnění do životního prostředí.

Využití rtuti

Vzhledem k jedovatosti rtuti se od jejího použití dnes snaží ustupovat. U rtuti se využívá hlavně toho, že je to kapalina. Rtuť se využívala v teploměrech a různých elektrosoučástkách reagujících na pohyb. Velké množství rtuti se využívá na extrakci drahých kovů amalgamací, rtuť se také používá jako elektroda při výrobě chloru a NaOH.

Kovová rtuť se používá jako náplň do řady měřících a laboratorních přístrojů a pro výrobu výbojek a spínačů. Technicky významné je využití rtuti ve formě amalgámů. Rtuť se používá jako katoda v řadě elektrolytických výrob, např. Sloučeniny rtuti nacházejí značné využití ve farmacii a jako laboratorní činidla v řadě analytických metod.

Rtuťnatá sůl kyseliny fulminové, fulminát rtuťnatý Hg(CNO)2, má silně explozivní vlastnosti a používá se k výrobě rozbušek, podobné využití ma také azid rtuťný HgN3. Tetrajodurtuťnatan draselný K2[HgI4] (Nesslerovo činidlo) je používán k důkazu amoniaku, tetrajodortuťnatan měďný Cu2[HgI4] (Mayerovo činidlo) slouží k důkazu některých alkaloidů, roztok dusičnanu rtuťného Hg2(NO3)2 v kyselině dusičné (Millonovo činidlo) se používá k důkazu bílkovin. Kyanid rtuťnatý Hg(CN)2 se používá jako desinfekční prostředek, síran rtuťnatý HgSO4 jako žlutý pigment a katalyzátor některých organických reakcí (výroba acetaldehydu hydratací acetylenu), sulfid rtuťnatý HgS (čínská červeň) se používá jako červený pigment, jodid rtuťnatý HgI2 a chlorid-amid rtuťnatý HgCl(NH2) (bílý precipitát) se používají v kožním lékařství.

tags: #rtuť #výskyt #v #přírodě

Oblíbené příspěvky:

• Sběr bioodpadu v Červeném Hrádku
• Modré jarní květiny
• Pojem "Od Přírody Podřadné"
• Využití recyklovaného hnoje
• Výzvy a cíle v oblasti emisí CO2