环境中汞的含量
汞在自然界中普遍存在,一般动物植物中都含有微量的汞,因此我们的食物中,都有微量的汞存在,可以通过排泄、毛发等代谢,不影响健康。
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汞是环境中一种生物毒性极强的重金属污染物,它进入生物体后很难被排出,严重威胁人类健康。在过去的十几年间,世界范围内环境中汞的浓度持续上升,已经引起各国政府和环保组织的极大关注,成为继气候变化问题后的又一个全球环境问题。据估算,全球人为汞排放的45%来自燃煤,火电行业已经成为汞污染控制的重点。根据《重点区域大气污染防治“十二五”规划》安排,我国将在“十二五”的后3年深入开展大气汞排放控制试点工作,积极推进汞排放协同控制;实施有色金属行业烟尘气除技术示范工作;编制燃煤、有色金属、水泥等重点行业大气汞排放清单,研究制定控制对策。[2]
同时,伴随着工业的发展,汞的用途越来越广,生产量急剧增加,从而使大量的汞随着人类活动而进入环境。主要包括:施用含汞农药和含汞污泥肥料;汞矿的开采、冶炼;含汞废水灌溉;城市垃圾、废物焚烧等等。人类活动造成水体汞污染,主要来自氯碱、塑料、电池、电子等工业排放的废水。而排向大气和土壤的也将随着水循环回归入水体。据第一财经日报综合报道,专家介绍,汞被联合国环境规划署列为全球性污染物,是除了温室气体外唯一一种对全球范围产生影响的化学物质。
自然界汞含量
随着自然的演化,环境的各个因素中都可能含有汞,形成汞的天然本底。汞的本底对判断环境中的汞污染程度很有意义。地壳中汞的平均丰度为0.08ppm,土壤中为0.03~0.3ppm,大气中为0.1~1.0ppt。汞在大气中呈蒸汽态,因而雨水中也有汞,平均浓度为0.2ppb(1ppb为1ppm的千分之一)。水中汞的本底浓度,内陆地下水为0.1ppb,海水为0.03一2ppb,泉水可达80ppb以上,湖水、河水一般不超过0.1ppb。
植物中汞含量
不同植物对汞的吸收累积不同,如美国大多数植物含汞量为0.01—0.20mg/kg,广州市几种植物含汞量为0.034-0.188mg/kg,不同植物差异很大。通常,谷物作物的土壤汞绝大部分(大于95%)积累于根,少部分(小于5%)进入茎与叶,进入籽粒则更少;蔬菜作物,特别是叶菜类,大约有17%在叶中,约8%贮存于茎部,约75%存在于根中。因此,土壤汞通过谷物向人体输送的汞甚微,但通过蔬菜向人体输送的汞可达植物总汞的25%以上。其中,粮食作物中含汞量为稻谷>高梁>玉米>小麦,蔬菜作物则为根菜>叶菜>果菜。可见,同种植物不同品种之间也有差异。
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常温下呈液态原因
原子中,电子在核的一旁飞快地运动。在核电荷数很大的原子即重原子中,强大的核电荷役使内层电子运动速度快到堪与光速相比,相对论效应影响随即而生。不过,由于原子、分子的化学性质主要由价电子决定,以致直到1970 年之前人们还普遍认为相对论纯属于物理界的事,同化学没什么关系。
70 年代末,出现了超级计算机,含相对论效应的量子化学计算方法顿作劲疾发展。从此相对论同化学之间的直接联系得以洞识,人们的看法也为之一改。本文所介绍的一些研究结果旨在表明:相对论效应对重原子以及含重原子的分子、原子簇的化学、光谱性质具有实质影响。
相对论效应源自重原子内层电子的运动速度。当内层s 电子的运动速度达到堪与光速相比的程度时,根据Einstein 相对论公式,电子的质量会相应增加并引起内层电子轨道收缩。
例如:金的1s 电子的运动速度达到了光速的65%。相对论效应造成1s 轨道的收缩同时致使外层的6s 轨道也发生收缩并趋于稳定。正是由于6s 轨道的收缩及稳定化使得金的5d 同6s 之间的能带间隙变狭到仅为214eV ,而银的4d 同5s 的能带间隙却高达315eV。于是,金在可见光范围内吸收蓝光,闪烁出黄灿灿的金色。这迥异于一般金属的金黄色正是相对论效应造成6s 轨道收缩从而对金的颜色起了重要影响的反映。
表现出相对论效应影响的另一例子是汞的状态。作为金属的汞在常温下却离奇地以液态存在。
上述的相对论收缩效应理论能为这一不寻常的现象提供解释。与金相仿,汞的6s 轨道在收缩的同时并趋于稳定化导致了一种称之为“惰性对”效应:汞的6s2 壳层在成键过程中呈现惰性。可以看到汞的6s26p激发能远远超过镉和锌的相应激发能。按照一般周期规律 能量间隔(n s2) 1S- (n s1np 1) 1P 应随主量子数增加而减小。