De miljømessige aspektene av kvikksølv er innvirkningen på miljøet fra menneskelige aktiviteter som avgir kvikksølv , giftig i alle dens former, og deres konsekvenser for biogeokjemisk sykling av kvikksølv. I 1988 ble således naturlige utslipp estimert til 6000 t / år , mot kunstige utslipp 1100 t / år , spesielt fra forbrenning av kull , forbrenning av avfall som inneholder kvikksølv, " gullgruve ulovlig i tropiske områder og visse industrielle aktiviteter. Til tross for forbudet mot kvikksølv for et økende antall bruksområder, fortsetter nivået av kvikksølv i marin fisk - noe som indikerer forurensning - å øke og når svært bekymringsfulle nivåer i mange sjøpattedyr.
Det er nyttig å kunne differensiere og spore forskjellige kvikksølvarter fordi de raskt kan utvikle seg over tid (metylering / demetylering) og deres toksisitet er forskjellig mye, og å måle den i forskjellige deler av organismer som studeres.
Av isotopanalyser gjør det lettere å spore opprinnelsen til forurensning eller forurensning eller sesongmessige sykluser av forurensning eller biokonsentrasjon av kvikksølv på kvikksølvinngang, for eksempel i en innsjø
Målinger av svært lave doser kvikksølv i luft og meteorittisk vann eller is innebærer nøye unngåelse av utilsiktet forurensning av prøver med innsamlings- og laboratorieutstyr.
Det er nevrotoksisk , giftig , økotoksisk og spiller en hormonforstyrrende rolle .
Kvikksølv er giftig i alle former. Det er bioassimilerbart og bioakkumulerbart ; Den konsentreres lett i organismer og i hele matveven (matpyramiden), spesielt i sedimenter eller ferskvann, elvemunning eller marine farvann eller i form av metylkvikksølv (CH 3 Hg), selv om den er til stede i små spor i vann. er konsentrert opptil 10 millioner ganger i vannlevende organismer (blåskjell, østers og andre filtermatende dyr spesielt). Øverst i matpyramiden er den veldig konsentrert i hvaler (delfiner, spermhvaler osv.) Eller rovfugler.
I de fleste land er det en av forurensningene som er regulert i vann, luft, jord, kloakkslam, visse materialer (kontakt med mat), mat osv. Av helsebeskyttelse;
Det bør ikke overstige 0,5 mg / kg kroppsvekt (våtvekt), eller omtrent 2,5 mg / kg kroppsvekt (tørrvekt) i dietten;
I de fleste land er det et av de 3 eller 4 prioriterte metaller som er valgt for kjemisk overvåking, inkludert i rammedirektivet om vann i Europa (Miljøkvalitetsstandarden (EQS) er satt til 0, 05 μg / L for vann).
Emballasjematerialer som inneholder fuktige og / eller fete matvarer, må inneholde mindre enn 0,3 mg vann som kan ekstraheres per kg materiale.
Den kvikksølv er tilstede i jordskorpen, vanligvis dyp eller fanget i jorden. Noen hakker inneholder større mengder. Dette er stedene som har blitt brukt som kvikksølvgruver, noen ganger siden antikken.
En kilde til kvikksølv er gradvis avgassing av jordskorpen. Dette fenomenet er ansvarlig for utslipp av store mengder kvikksølv. På grunn av dets universalitet, på et gitt sted, spiller dette fenomenet imidlertid en mindre rolle. Mer lokalt kan vulkanske fenomener og visse geysirer også være kilden til betydelige atmosfæriske utslipp av kvikksølv. De er de viktigste naturlige kildene.
Den har delvis en naturlig opprinnelse (nær naturlige forekomster og fra visse geysirer eller visse skogbranner). Resten har menneskelige aktiviteter som opprinnelse, og går ofte en eller til og med flere ganger gjennom det atmosfæriske rommet.
Den menneskeskapte andelen av dette kvikksølv varierer sterkt fra region til region.
På sjøen kan det særlig komme fra industrielle utslipp (eller urbane renseanlegg) terrigen eller korrosjon av dumpet ammunisjon ( primere av ammunisjon kvikksølv fulminat); Rovvilt ferskvanns- og havfisk bioakkumulerer den sterkt ( tunfisk , marlin , sverdfisk, etc.).
I Sør-Amerika er gullpaning en av hovedkildene.
I USA, der kvikksølv er en av de viktigste kildene til regnforurensning, vil det hovedsakelig komme fra utslipp fra kullkraftverk , forbrenning av olje og gass (spesielt dyp gass), industri, avfallsforbrenning og kremering ;
I Kina vil det komme fra produksjon av ikke-jernholdige metaller ( spesielt smelting av sink ), forbrenning av kull med høyt kvikksølvinnhold og visse industrielle aktiviteter (produksjon av batterier , lysrør , sement er det viktigste), som bidrar ca. 45%, 38% og 17% av de totale kvikksølvutslippene basert på 1999-data.
De débrousaillages av brann, skogbranner og andre branner biomasse er også en kilde sendinger .
Hele planeten er påvirket av nedfallet fra utslipp fra store industriland (inkludert Kina, som har blitt en av hovedkildene), inkludert polarområdene som til og med er hardt rammet, selv om de nesten er blottet for menneskelige bosetninger .
Denne forurensningen er bærekraftig (for eksempel viste en kinesisk studie at 20 år etter stengingen av en forurensende eddiksyrefabrikk i Songyuan ( Jilin- provinsen ), inneholdt 16,7% av innbyggernes hår fremdeles et nivå av kvikksølv som overstiger 1 mg / kg (EPA referanseverdi)): kvikksølv er ikke biologisk nedbrytbart (og det samme molekylet kan syklisk bli metylert og forurense næringskjeden).
Kvikksølv er det eneste metallet som er flyktig ved omgivelsestemperatur og trykk, inkludert fra vann eller forurenset jord), noe som gjør det til det mest spontant mobile metallforurensende stoffet i miljøet ("global pollutant") og som kompliserer studien av dets biogeokjemiske syklus .
Tre faktorer er av stor økotoksikologisk betydning i denne sammenhengen , som forskere prøver å modellere ; Dette er:
Naturlig lufttransportert kvikksølv kommer hovedsakelig fra vulkaner og i mindre grad fra havet (sjø → atmosfære og jordoverføring).
En økende og betydelig mengde såkalt menneskeskapt kvikksølv kommer fra varme- og kraftverk som brenner kull , fyringsolje, bluss for visse gasser, forbrenningsanlegg , visse gruver og metallurgiske fabrikker (inkludert stålverk ), sementfabrikker fordi spesielt fossilt drivstoff kan inneholde betydelig Planter og lik av levende organismer inneholdt i sedimentære forekomster som dannet torv, kull og petroleum inneholdt kvikksølv i forskjellige konsentrasjoner. Sistnevnte frigjøres ved forbrenning av disse fossile ressursene .
Noen klor- og blekeproduksjonsanlegg som bruker kvikksølvkatodeprosessen, avgir også betydelige mengder.
"Oppholdstid" for kvikksølv i luft ser ut til å være ganske kort (11 dager i gjennomsnitt). Dette atmosfæriske kvikksølvet er faktisk nesten helt vasket bort av regn (og nesten all nedbør analysert i USA inneholdt kvikksølv i nivåer (ofte mye) som overstiger det som er tillatt i drikkevann.
En del av kvikksølvet som føres ned til bakken av regn eller meteorisk vann (snø, etc.) kan deretter fordampes tilbake til atmosfæren, fra ferskvann (innsjøer osv.), Brak ( elvemunninger ) eller saltvann . (Med strømmer som påvirkes spesielt av sol-UV-stråler og hastigheten på oppløst organisk materiale), eller fra jorda, med deretter forskjeller observert avhengig av økosystemet eller agrosystemet som er observert (inkludert mellom to typer gressletter per eksempel).
Fra meteorittisk farvann passerer kvikksølv fra luft til vann. Den finnes i bekker og innsjøer (inkludert i arktiske områder der det påvirker menneskers helse), hvorfra den deretter har en tendens til å konsentrere seg og sedimentere alluviale områder og dreneringsbassenger . Det finnes også i kystnære farvann der terrengholdige tilførsler tilsettes kvikksølv oppløst i sjøvann fra atmosfæren.
En del av kvikksølvet (av naturlig opprinnelse eller ikke) blir kontinuerlig introdusert i vannet via erosjon av bassenget, så vel som atmosfærisk nedfall (damp, forurenset atmosfærisk støv). Forsuring av hav og ferskvann ( hovedsakelig med CO 2 ) letter desorpsjonen av kvikksølv og sirkulasjonen i økosystemer ved å forverre effekten og bioakkumuleringen (spesielt i fisk, inkludert i fisk som konsumeres rikelig av mennesker som ørret , fisk eller til og med hos fisk som ligger "lavere" i den trofiske pyramiden, slik som abbor, ved å påvirke deres reproduktive helse
Kvikksølv som slippes ut i miljøet (med markante sesongmessige effekter, spesielt på grunn av meteorologi som påvirker avleiringer (snø, regn) eller gjenfordampning (varme). I kalde eller høye områder forklarer fenomener som snøsmelting også plutselige og sykliske variasjoner i kvikksølvinntak). Sesongsykluser blir observert (i polarsonen spesielt etter solhøyden i horisonten) for avleiringer og utslipp, men også døgn- / nattlig under snøsmeltingen i solen, for eksempel, med effekter på spesifikasjonen av kvikksølv. Dette kvikksølv kan deretter sirkulere mellom de store rommene i miljøet (vann / luft / jord) ved å vandre i dets ioniske former (og sjeldnere metallisk) og ved å bli transportert av levende organismer ( bioturbasjon ).
Når pH i surt vann er mellom fem og syv (surhet), øker kvikksølvkonsentrasjonen i vannet på grunn av økt mobilisering av kvikksølv fra jord eller sediment. Sedimentene akkumuleres og frigjør til slutt den historiske kvikksølvforurensningen i det hydrografiske nettverket, våtmarkene og de mest sårbare vanntabellene. Hvis sedimentet er helt anoksisk, blir kvikksølv midlertidig fanget i form av kvikksølvsulfid HgS, og bevart fra metylering (Stein et al., 1996). Andre steder kan forskjellige arter av toverdig kvikksølv reduseres til Hg 0 og overføres tilbake til det vandige systemet og involveres på lang sikt i syklusene av metylering - demetylering / bioturbasjon / forurensning.
Passasjen fra ett rom til et annet måles ved hjelp av spesielle "kamre", anordnet in situ og tillater at kvikksølvstrømmen måles fra ett medium til et annet.
Av synergier er giftige mulig mellom hydrokarboner eller molekyler fra den syntetiske organiske kjemien (plantevernmidler, f.eks. Klorpyrifos eller dieldrin ) og andre forurensninger som er tilstede i jord eller sediment , inkludert med kvikksølv. Jo mer vann kommer ned fra fjell og er i nærheten av elvemunninger, desto mer er det lastet med en kompleks cocktail av forurensende stoffer som kan samhandle med hverandre og med levende organismer.
Menneskelige aktiviteter (inkludert påføring av gjødsel og kloakkslam eller utslipp av kvikksølvdamp og / eller avløpsvann som er forurenset av industrien, bidrar til å forverre utslipp av kvikksølv direkte i luft, jord og vann.
Vann, våtmark og skog er de første områdene som berøres av akkumulering av kvikksølv og metylkviksølv.
Bukter og elvemunninger er også mottakere av urbane forurensninger og havforurensninger, så vel som terrenginntak (fra vannskill) som overføres av elver og noen ganger av grunnvann.
Av mikroorganismer (sulfatreduserende bakterier hovedsakelig i anoksiske sedimenter) transformerer Hg kvikksølv metyl kvikksølv CH 3 Hg + mye mer giftig , bioakkumulerende enn rent kvikksølv, og kan også forurense vann og luft. Biotransformasjon foretrekkes av høy pH . I et surt miljø er det mer reduksjon av kvikksølv i form av Hg 2+ ioner .
Under visse miljøforhold eksisterer det også ekstra abiotisk metylering .
De plantene absorberer; I følge Grigal (2003) kommer nesten alt kvikksølv som finnes i luftens deler av planter fra atmosfæriske innganger. 90-95% av kvikksølv målt i bladene, og 30% til 60% av det som finnes i røttene er av atmosfærisk opprinnelse (Mosbæket al., 1988) i polare, ørken og marine områder er kvikksølvsyklusen annerledes ( tørre og våte avleiringer, med gjenfordampning eller utvasking).
De planter ( moser og lavarter inkludert) samler inn og / eller absorbere kvikksølv når den er våt, men kan også tillates å lufttørke.
De sopp , som planter, kan også konsentrere kvikksølv i jord eller noen sediment.
De akvatiske mat nett bidrar til bioakkumulering av kvikksølv, som er funnet i mengder er desto viktigere som fisk eller sjøpattedyr er store og gamle, og plassert på toppen av nærings pyramide.
Enkelte mikroorganismer (bakterier, spesielt anaerobe miljøer ) kan forvandle kvikksølv som når overflatevann til "metylkviksølv", og de fleste biologiske organismer absorberer raskt dette stoffet. Metylkviksølv er også kjent for sin nevrologiske toksisitet. Fisk er blant organismer som tar opp metylkvikksølv fra vann i store mengder. Som et resultat akkumuleres metylkvikksølv i fisken og kommer lett inn i næringskjeden, særlig fordi det er konsentrert i kjøttet og ikke - som rent kvikksølv - i leveren og nyre, som lite forbrukes av mannen. Blant de skadelige effektene av kvikksølv som konsumeres av fiskedyr er reproduksjonsforstyrrelser (kvikksølv er en hormonforstyrrende ), tarmskader, gastrisk perforering, DNA-skade og nyreskade.
Kvikksølv konsentrerer seg når det beveger seg opp i næringskjeden. Vi snakker om bioakkumulering . Dette fenomenet har ført til mange store forgiftninger: vi kan for eksempel sitere Minamata- tragedien og forurensning av visse indianerpopulasjoner utsatt for kvikksølv fra gullgravere, inkludert Guyana .
Store fiskearter, som tunfisk eller sverdfisk, blir vanligvis mer berørt enn mindre arter, siden kvikksølv akkumuleres øverst i næringskjeden. I USA anbefaler Food and Drug Administration (FDA) at kvinner i fertil alder og barn helt utelukker sverdfisk, hai og makrell fra kostholdet og begrenser forbruket av krabbe og tunfisk til 6 gram (0,187 kg ) eller mindre per uke . Det er imidlertid ingen bevis for at moderat forbruk av fisk i USA har en betydelig helserisiko. En nylig Harvard Medical School-studie av mødre og små barn antyder at diettfordelene ved å spise fisk oppveier de potensielle ulempene med metylkviksølv. I studien var hver ekstra ukentlig servering av fisk som ble konsumert av moren under graviditet, forbundet med en parallell økning i barnets kognitive nivå.
På grunn av volatiliteten er det vanskelig å inertere (med mindre det er sammenslått , noe som kan forårsake andre problemer). Imidlertid øker kvikksølvlagrene på grunn av uttaket av markedet for mange produkter som inneholder det, og utvinning av kvikksølv fra forskjellige typer avfall.
Kjemikere leter fremdeles etter løsninger som gjør det mulig å stivne og / eller inerte det bedre og mer holdbart .
Selv om mye har blitt lært om det, er den biogeokjemiske syklusen av kvikksølv fortsatt ufullstendig forstått.
Forskere prøver å produsere og bruke matematiske modeller og datamodeller for å forklare luftbåren overføring av kvikksølv, forutsi utviklingen av forurensning av individer eller økosystemer, eller risikoen for transformasjon av metallisk kvikksølv til mer giftige kjemiske arter, avhengig av biotiske og abiotiske parametere i miljøet. (inkludert temperatur og forsuring som allerede har begynt å utvikle seg som følge av klimaforstyrrelser eller kunstig utvikling av vassdrag).
På samme måte prøver vi å produsere risikoanalysesystemer ( ofte i vannskille ), risikostyring og redusering, og å bedre forstå rollen til naturlige antikoydanter som visse planter eller dyr syntetiserer eller bioakkumulerer.
Disse modellene er også nødvendige for potensielle analyser , for eksempel for å prøve å vurdere potensialet for globale utslipp av kvikksølv innen 2050 fra trendene på 2000-tallet og i henhold til forskjellige scenarier ( IPCC ) og hypoteser om utvikling. Sosioøkonomisk og teknologisk eller regulatorisk.
I henhold til modeller og trender tilgjengelig i 2005, ser det ut til å være sannsynlig at kvikksølvutslipp vil forverres fra 2005 til 2050. Innen 2050 forventes det at globale kvikksølvutslipp vil falle fra 2480 Mg i 2006 til utslipp innen 2390 Mg til 4860 Mg (dvs. en økning fra 4% til + 96% avhengig av valgte scenarier).
Den viktigste drivkraften i spørsmålet vil i prinsippet utvidelse av kull gruvedrift og kullkraftverk i fremvoksende land og såkalte utvikling , spesielt i Asia , som siden slutten av XX th århundre er det landet der kullforbruk økte mest.
Ved begynnelsen av XXI th århundre , er evnen av produsentene for å stanse eller redusere veksten av utslipp av kvikksølv i luften fremdeles begrenset av den relativt lave effektive teknologier for å fange en rimelig kostnad nummer kvikksølv som avgis fra forbrenningsanlegg, forbrenning og særlig kull -fyrte kraftstasjoner. Sammenlignet med avfallsforbrenninger har kullkraftverk forbedret ytelsen minst; deres kvikksølvutslipp per tonn brent kull reduserte med bare 10% i USA i 15 nsas (fra 1990 til 2005), mens medisinsk avfallsforbrenning reduserte dem med 98% og avfallsforbrenningsanlegg fra 96% i samme periode
Utbredt røykgassavsvovling og storskala utplassering av teknologier basert på kvikksølvabsorpsjon eller adsorpsjon (for eksempel injeksjon av aktivt karbon ) vil være nødvendig for å redusere utslipp innen 2050, men teknologier for demercurization av store mengder gass har ennå ikke blitt markedsført; Takket være dem kan andelen av elementært kvikksølv i totale svovelutslipp reduseres (fra ~ 65% i dag til ~ 50 - 55% i 2050), mens andelen av toverdig kvikksølv vil øke, noe som vil medføre endringer i langtransport av luftbåret elementært kvikksølv, og i lokale kvikksølvforråd. I verste fall kan utslippene av begge artene øke.
Styret for FNs miljøprogram (UNEP) av20. februar 2009 vedtok prinsippet om en bindende traktat innen fire år for å begrense forurensning fra dette giftige metallet.