Komerční prezentace
Registrace uživatele

Přihlašte se k odběru informací, novinek, získejte přístup do diskuzního fóra.

Vesmír č. 10
Vesmír č. 10
Toto číslo vychází
2. 10. 2017
Novinky
Zdarma jedno celé číslo Vesmíru v pdf.
• Říjnové číslo Vesmíru
reklama

Rtuť minulost a současnost tekutého kovu

Publikováno: Vesmír 93, 430, 2014/7
Obor: Chemie

Ve zpravodajství se v poslední době objevují články či reportáže o rtuti, vesměs s varovným poselstvím. Titulky jako například „Vědci varují: Pozor na jedovatou rtuť v rybách“, „Zakažte amalgámové plomby – obsahují jedovatou rtuť“, „Byl Tycho Brahe otráven rtutí?“ jistě upoutají pozornost čtenářů a posluchačů (viz také Vesmír 75, 88, 1996/2), často se ale vyjadřují jen povrchně, bez hlubší znalosti problematiky chemických, fyzikálních, toxikologických a environmentálních aspektů vlastností rtuti a jejích sloučenin. Pojďme se tedy podívat na některá aktuální témata problematiky rtuti a jejích sloučenin v životním prostředí ve větším detailu a širším kontextu, jak se na přírodovědce a techniky sluší.

První představení – rtuť (Hg)

Rtuť patří do skupiny těžkých kovů, ačkoli za pokojové teploty jako typický kov vůbec nevypadá. Za normálních podmínek vystupuje rtuť totiž jako těžká kapalina, velmi podobná roztavenému stříbru, tekoucí podobně jako voda. Proto byla také pojmenována hydrargyrum neboli kapalné stříbro. Charakteristickými vlastnostmi rtuti jsou těkavost a proměnlivost podoby a tvaru. Z nebeských znamení je patronem rtuti Merkur a byl jí přiřazen symbol znázorňující bytost s křidélky na nohou a zádech, neboť prchavosti této látky si byli vědomi i staří alchymisté.

Rtuť je dozajista krásná, fascinující látka, která doprovází lidstvo po dlouhou řadu pokolení. Téměř každý si vybaví použití rtuti v lékařském teploměru, velmi známé využití je rovněž v zubních výplních, tzv. plombách (podrobnosti viz rámeček na s. 432). V laboratořích se rtuti používá jako náplně teploměrů, tlakoměrů, vývěv, vakuových aparatur či jako kapalné elektrody.

Dlouhá historie

Nejběžnější a možná i nejkrásnější přírodní sloučeninou rtuti je krvavě červená látka zvaná rumělka čili cinabarit, sulfid rtuťnatý (HgS; obr. 3 a 6). Lidem byla od nepaměti nápadná pro svou barvu a záhy ji využili jako červený pigment v malířství, také dávala typickou červenou barvu pečetnímu vosku. Cinabarit se využíval na zdobení šperků, které jsou velmi hezké, ale jejich vliv na zdraví nositele je přinejmenším diskutabilní (obr. 1). Čistý cinabarit se však jako šperkařský materiál neosvědčil, neboť je příliš měkký, snadno se rýpe a otírá. V podobě rumělky i kovu byla rtuť bezpečně známa, odlišována i využívána už ve staré Číně (~ 2000 let př. n. l.).

V éře starého Řecka se rtuť stala předmětem teoretických úvah filosofů. Podle řeckých učenců byla rtuť podstatou všech kovů, jakousi nositelkou kovového charakteru a základní složkou, ze které povstávají všechny ostatní kovy. Status základní složky, v poněkud jiném významu ovšem, tentokrát v podobě chemického prvku, si rtuť zachovala dodnes.

Středověká alchymie v evropských zemích podstatnou roli rtuti při tvorbě kovů bezvýhradně uznávala. Alchymisté došli k názoru, že změnou množství „rtuti“ v kovu se změní i kov sám, tedy dojde k transmutaci. Řemeslníci i alchymisté rovněž věděli, že v podobě kapalného kovu rtuť rozpouští zlato na kapalný nebo houbovitý amalgám. Odpařením v ohni se původní zlato opět objeví v podobě filmu, proto začala rtuť sloužit jako pomocná látka ke zlacení předmětů tzv. technikou zlacení v ohni.

Důležitým objevem, který byl rovněž brzy využit, jsou baktericidní a fungicidní účinky rtuti. Léčebné přípravky na bázi rtuti, především rtuťová mast (šedá mast), byly popsány již v arabském světě Avicennou v díle Kánon medicíny. Nelze také opomenout využití rtuti při léčbě pohlavní choroby syfilis.

Jedovatá rtuť, proč a jakým způsobem škodí v organismu

Rtuť a její sloučeniny jsou nebezpečně jedovaté. Jedovaté jsou sloučeniny rtuti rozpustné ve vodě při pozření, ale nebezpečné je i vdechování par rtuti, těkavých sloučenin nebo prachu obsahujícího rtuť. Už alchymisté věděli, že přelévat horkou rtuť v peci není bez rizika.

V anglickém jazyce se do dnešních dob uchovalo přísloví „bláznivý jako kloboučník“ („mad as a hatter“). Kloboučníci v 19. století používali při výrobě kloboučnické plsti zvířecích chlupů impregnovaných pro lepší plstnatění chloridem rtuťnatým. Uvedený chlorid, zvaný také sublimát, v podobě prachu a výparů vdechovali a rtuť napadala jejich nervovou soustavu. Otravy se projevovaly záškuby svalů (tzv. kloboučnický třes), vypadáváním zubů, šedým lemem na dásních, nadměrným sliněním a konečně i závažnými psychickými potížemi.

Bezprostředně po nástupu antiseptických technik v chirurgii rtuť v podobě sublimujících par chloridu rtuťnatého sloužila k dezinfekci rukou chirurgů (baktericidní účinky) a způsobila mnoho otrav. Řádnou otravu rtutí utrpěl také Alfred Stock, otec vakuových linek v preparativní chemii, který používal v počátku svých prací vany naplněné rtutí. Na základě osobní zkušenosti pak Alfred Stock výslovně upozorňoval ve více než 50 publikacích na nebezpečnou jedovatost rtuti nejen v podobě kovu, ale i par.

Po vstupu do živého organismu se rtuť shromažďuje v tukových tkáních, neboť v podobě volného prvku je velmi dobře rozpustná v tucích. Ze stejného důvodu napadá i nervové buňky, které mají rovněž podstatnou tukovou (lipidovou) složku, a odsud pramení neurotoxicita rtuti.

Rtuť se mimořádně snadno váže na síru, což je patrné již z typického přírodního výskytu ve formě rumělky – HgS. I v živém organismu se rtuť váže na molekuly obsahující zbytky sirných aminokyselin (cystein, v menší míře methionin). Vazbou na atomy síry v molekulách aminokyselin a bílkovin rtuť prakticky nevratně poškozuje jejich funkci. Protože např. mnohé enzymy obsahují sirné aminokyseliny jako důležité nositele aktivity, jejich zablokováním dojde k zastavení činnosti enzymu. Rtuť se ukládá ve vlasech a nehtech, které obsahují zvýšené množství sirných aminokyselin, a běžně se analýzou vlasů či nehtů zjišťuje kontaminace daného jedince. Dokonce i s odstupem staletí lze na základě stanovení rtuti ve zbytcích vlasů vyhodnotit, zdali byl dotyčný jedinec otráven rtutí.

Rtuť v přírodě a životním prostředí, geochemie rtuti

Odkud se bere

Nejběžnější rudou rtuti je cinabarit (HgS, rumělka). Ačkoliv na světě je několik důležitých nalezišť cinabaritu, nejvýznamnějším je dodnes španělské ložisko Almadén (obr. 4), největší známá akumulace rud rtuti na světě. Odhaduje se, že před započetím těžby před dvěma tisíci lety obsahovalo toto ložisko 250 000 tun rtuti, což představuje asi třetinu známých světových zásob. Těžba v Almadénu skončila v roce 2000, kdy vzhledem ke klesajícím cenám rtuti na světových trzích byly doly uzavřeny.

Na území České republiky se nacházejí pouze světově nevýznamné akumulace cinabaritu, který byl obvykle dobýván jako vedlejší produkt těžby jiné suroviny, např. železné rudy. Historická těžba se odehrávala například na Jedové hoře u Komárova a poblíž obce Svatá ve Středočeském kraji nebo také v okolí obce Horní Luby poblíž Chebu. V mapách bývá lokalita Jedová hora příležitostně maskována názvem Dědova hora (49° 47' 33,871" sev. š. 13° 53' 14,899" vých. d.). V 18. a 19. století zde bylo doložitelně vytěženo více než 15 tun cinabaritu. Dodnes je tu zachována důlní šachta a její zalesněné okolí je lemováno četnými výsypkami hlušiny, které nezřídka obsahují zbytky rumělky. Ačkoliv jsou v okolí Jedové hory obsahy rtuti v půdách poměrně vysoké, akutní nebezpečí nehrozí, neboť většina rtuti je přítomná v podobě cinabaritu, který je v běžných přírodních podmínkách poměrně stabilní.

Jak se rtuť dostává do životního prostředí

Stejně jako u jiných sloučenin a prvků existují u rtuti přirozené a antropogenní zdroje emisí pro životní prostředí. Cesta kontaminantů prostředím obvykle začíná jejich vstupem do atmosféry. Podle současných odhadů přirozené globální zdroje emisí rtuti do atmosféry dosahují přibližně 5200 t za rok, zatímco antropogenní asi 2300 t za rok. Je však třeba mít na paměti, že k vyhodnocení a kvantifikaci některých přirozených emisí rtuti došlo v době zcela nedávné, a to již byly všechny přirozené rezervoáry (např. oceány, lesy) zasaženy předešlou činností člověka.

Mezi nejvýznamnější přirozené zdroje emisí rtuti patří překvapivě oceány (51 %), méně překvapivé jsou pak lesní požáry (13 %), emise ze zatravněných a zalesněných území (13 %), emise z ložisek rud (10 %) a konečně mezi ty méně podstatné patří mimo jiné např. vulkanická činnost (2 %). Nejvýznamnějším antropogenním zdrojem emisí rtuti je jednoznačně spalování fosilních paliv (36 %), těžba zlata (17 %), výroba neželezných kovů (13 %), výroba cementu (10 %), spalování odpadů (8 %), chemická výroba louhů (7 %) a další obory činnosti. Údaje o emisích jsou ve velké většině kvalifikované odhady, které mohou být zatíženy značnými chybami.

Zřetelný, i když obtížně kvantifikovatelný příspěvek k antropogenním emisím rtuti představuje zpracování amalgámů zlata získaných jako meziprodukt při zpracování rudy drobnými těžaři a zpracovateli zlatonosných rud v zemích třetího světa, tzv. „Artisanal gold mining“ (podrobnosti viz rámeček na následující straně).

Evropské antropogenní atmosférické emise poklesly v období 1980–2005 z více než 800 tun za rok na téměř 200 tun, což je velmi výrazné zlepšení. K tomuto zlepšení došlo jednak vzhledem ke změnám v požadavcích na množství elektrické energie, přechodem na nové technologie spalování fosilních paliv (fluidní kotle), ale také opouštěním zastaralých chemických technologií např. při elektrolytické výrobě alkalických louhů. V rámci světa jsou ale evropské emise nepříliš podstatné, protože atmosférické emise rtuti jen ve dvou asijských zemích – Číně a Indii – činí dohromady více než 850 tun za rok.

V České republice dle údajů z databáze EMEP (European Monitoring Evaluation Programme) došlo také k výraznému snížení emisí rtuti do atmosféry (obr. 11). Podle hlášených údajů dosahovaly v roce 1990 až 7,5 tuny, zatímco v roce 2011 již pouhých 3,3 tuny. Z celkového množství 3,3 tuny připadá 68 % na spalovací procesy pro vytápění a elektrickou energii, 21 % na spalovací procesy v průmyslových zařízeních, 10 % na účely průmyslové výroby a pouhé 1 % na spalování odpadů. Největšími provozy emitujícími rtuť do atmosféry byly podle údajů EMEP z roku 2012 Elektrárna Chvaletice (293 kg), Teplárna Přerov (199 kg), Železárny Hrádek (171 kg), Elektrárna Počerady (149 kg) a Elektrárna Prunéřov II (143 kg).

V Evropě se v poslední době objevují nové významné vstupy do geochemického cyklu rtuti, které souvisejí s nařízeným přechodem od klasických žárovek s wolframovým žhavým vláknem k úsporným světelným zdrojům, zatím hlavně k zářivkám a úsporným tělesům. Tyto nové zdroje pracují na principu generování UV záření výbojem v atmosféře plynné rtuti Hg(0), kterou je těleso naplněno. UV záření se mění na viditelné světlo ve vrstvě luminoforu nanesené na vnitřní stěně osvětlovacího tělesa. Nízká spotřeba elektrické energie a vysoká účinnost uvedených zdrojů jsou zjevné, na konci doby životnosti ovšem zdroje plněné rtuťovou atmosférou automaticky představují riziko pro životní prostředí a zdraví lidí. Je nezbytné zabránit hlavně rozbití tělesa či netěsnosti výbojové trubice a úniku plynné rtuti do atmosféry. Obsah rtuti v tělese se pohybuje přibližně v rozmezí 2 až 5 mg, toto množství je však nutno posoudit vzhledem k počtu prodaných a použitých osvětlovacích těles jako významné. Autoři nařízení o používání těchto svítidel však nedořešili důležitou věc – totiž způsob likvidace, popřípadě recyklace těchto osvětlovacích těles po ukončení jejich životnosti. Z tohoto důvodu ročně končí desítky kilogramů rtuti na skládkách. Sběrná služba, pečlivé zpracování a recyklace se záchytem rtuti jsou v případě uvedených zdrojů světla nevyhnutelné, avšak doposud spíše snem.

Rtuť v atmosféře

Vstupem rtuti do atmosféry se otvírá další důležitá kapitola globálního geochemického cyklu rtuti. V atmosféře je rtuť od zdroje přenášena na překvapivě velké vzdálenosti po celé zeměkouli. Podařilo se prokázat výskyt rtuti antropogenního původu a dobu, kdy byla emitována, dokonce v sedimentech severských jezer, ledovcích (např. v Antarktidě či Skalistých horách) a dalších místech na hony vzdálených od průmyslových center (viz rámeček na s. 436). Zobrazení merkuriálního prvku jako postavy s křidélky znovu nalézá své opodstatnění.

Rtuť se v atmosféře vyskytuje ve třech formách: 1) jako plynná, elementární Hg(0), 2) jako reaktivní plynná forma Hg(II) v podobě sloučenin a konečně 3) jako Hg adsorbovaná na pevné částice Hg(p). Elementární forma rtuti je nejzastoupenější formou v atmosféře, kde tvoří obvykle až 90 % z celkové koncentrace. Forma Hg(0) je typická především nízkou reaktivitou. Naopak reaktivní plynná forma, kterou představuje např. HgCl2(g), tvoří do 3 % celkové plynné koncentrace rtuti v atmosféře. Rtuť vázaná na částice aerosolu je nejméně zastoupenou formou rtuti v atmosféře, protože poměrně rychle sedimentuje, vypadává z atmosféry spolu s pevnými částicemi. Ve znečištěných industrializovaných oblastech však může množství rtuti vázané na pevné částice být relativně vysoké.

Ze všech forem přítomných v atmosféře se rtuť po uplynutí jistého času usazuje, takže dochází k její depozici, proto hovoříme o depozici rtuti po uplynutí doby setrvání v atmosféře. Forma výskytu rtuti dalekosáhle ovlivňuje dobu setrvání v atmosféře, ale také mechanismus depozice. Doba setrvání plynné Hg(0) v atmosféře se vzhledem k její nízké reaktivitě pohybuje v rozmezí 1 až 2 roků. Pro srovnání, doba setrvání molekuly vody v atmosféře je 9 dní a doba setrvání molekuly oxidu siřičitého pak 2 až 8 dní. Dlouhá doba setrvání proto umožňuje, aby elementární rtuť Hg(0) byla v atmosféře transportována na velké vzdálenosti. Reaktivní formy rtuti setrvávají v atmosféře podstatně kratší dobu, v řádu dní až několika týdnů a jsou deponovány ve formě mokré i suché depozice. Rtuť vázaná na pevné částice je také deponovaná relativně rychle, zejména v blízkosti zdroje emisí.

Depozice rtuti

Depozice rtuti z atmosféry probíhá odlišně od většiny ostatních kovů. Vzhledem k nízké reaktivitě Hg(0) v atmosféře dochází k vymývání a následné depozici rtuti mokrou cestou poměrně málo. Naměřená mokrá depozice v otevřené krajině území středních Čech dosahuje v současnosti přibližně 6 μg/m2/rok, ale v době nejvyššího znečištění atmosféry v šedesátých až osmdesátých letech 20. století byla výrazně vyšší, jak víme z geochemických archivů (viz rámeček na s. 436). V lesních ekosystémech je pro rtuť typické, že se z atmosféry usazuje bez přítomnosti vody, proto hovoříme o depozici suché. Plynná rtuť se z atmosféry zachycuje na listech či jehlicích stromů, které jsou přirozeným způsobem deponovány na půdní povrch. Depozice tzv. opadem, tedy suchá depozice, dosahuje v oblasti středních Čech téměř 23 μg/m2/rok, takže depozici mokrou několikrát převyšuje.

Rtuť v půdě

Rtuť v půdě se velmi ochotně váže na organické látky, největší obsah rtuti se nachází ve složkách půdy bohatých organickou hmotou. Příkladem mohou být svrchní horizonty lesních půd. Po rozpadu organické hmoty v procesu tzv. humifikace dochází i k pozvolnému uvolnění (mobilizaci) rtuti. Stáří lesního humusu může dosahovat několika desítek, v chladných oblastech dokonce až stovky let, proto obsah rtuti v něm poskytuje zevrubnou informaci o depozici rtuti za delší období. K uvolnění rtuti ze svrchních částí půdního pokryvu mohou také přispět např. lesní požáry. Plodnice lesních hub akumulují některé toxické prvky, mezi nimi také rtuť, proto na územích s vyšším obsahem rtuti v lesní půdě může být v plodnicích zvýšen obsah rtuti.

Kontaminace lesního humusu byla na území ČR podrobně zmapována. Průměrný obsah rtuti v humusu lesních půd r. 1995 dosahoval 656 μg/kg. Ovšem nejrozsáhlejší území se zvýšeným obsahem rtuti (> 950 μg/kg) v lesním humusu bylo nalezeno v oblasti středních Čech, konkrétně na území mezi Mladou Boleslaví, Českým Brodem, Prahou, Příbramí, Rokycany, Rakovníkem a Mělníkem (obr. 8). Do tohoto vymezeného území bylo akumulováno několikero druhů aktivit, které mohou způsobovat zvýšené emise a depozice rtuti, např. historická těžba a zpracování rud (Příbram), metalurgie (Plzeňsko), elektrochemická výroba hydroxidů na rtuťové katodě (Neratovice), výroba cementu (oblast Českého krasu), spalování odpadů, chemický průmysl atd. Dalším územím se zvýšeným obsahem rtuti v lesním humusu pak bylo Ostravsko, úpatí Krušných hor a Liberecko.

V zemědělských půdách je obsah rtuti obvykle poměrně nízký. Je to způsobeno zejména obhospodařováním těchto půd – orbou. Při orbě je totiž půda provzdušňována a organická hmota se poměrně rychle oxidativně rozpadá. Rtuť z rozpadající se organické hmoty je pak mobilizována spolu s rozpuštěnými sloučeninami uhlíku, nebo se může vrátit zpět do atmosféry v podobě plynné Hg(0).

Rtuť ve vodě

Rtuť deponovaná na povrch země se dříve nebo později dostane prostřednictvím koloběhu vody do vodního prostředí. Již na začátku výzkumů se ukázalo, že koncentrace rtuti ve vodách je za normálních podmínek běžně neobyčejně nízká, obvykle na úrovni několika nanogramů Hg na litr (ng/l). Ve srovnání s jinými běžnými kontaminanty, např. olovem nebo kadmiem, jsou tedy koncentrace rtuti ve vodách o 2 až 3 řády nižší. I ve vodném prostředí rtuť vyniká neobyčejným sklonem k vazbě na organickou hmotu, podobně jako v půdě. V prostředí sladké povrchové vody se rtuť vyskytuje prakticky výhradně vázaná na rozpuštěné, koloidně rozptýlené či suspendované organické látky. Teprve za podmínek, kdy je ve vodě přítomno větší množství rozpuštěných chloridů, jako např. ve vodě mořské, se vyskytuje rtuť i ve formě chlorokomplexů.

Na území ČR se o koncentracích rtuti ve vodách ví jen velmi málo. V oblastech bez znečištění se koncentrace rtuti ve vodách s nízkým obsahem rozpuštěných organických látek pohybují řádově v desítkách nanogramů na litr (přibližně 10 ng/l). Vyhláška ministerstva zdravotnictví pro pitnou vodu uvádí limitní koncentraci 0,001 mg na litr, což činí 1000 ng/l.

Bioakumulace – vzhůru potravním řetězcem

Rtuť ve vodním prostředí řeky nebo jezera, vázaná na koloidní a suspendované částice, sedimentuje postupně s těmito mikročástečkami na dno, kde bez přístupu kyslíku dochází za spolupůsobení redukčních bakterií k zavedení metylové skupiny na rtuť. Vzniká kationt CH3Hg+ procesem, který označujeme jako metylaci. Uvedený metylrtuťnatý kation označuje literatura často, avšak ne zcela správně, jako metylrtuť. Říční či jezerní sediment není však výlučným místem, na kterém dochází k metylaci rtuti. Jistá menší část rtuti může být do vodního toku již přinesena ve formě metylrtuti, neboť i některé půdní bakterie mohou za určitých podmínek metylrtuť vytvářet.

Metylrtuť vykazuje ještě větší preferenci k vazbě na organické látky nežli rtuť v jiných chemických formách. Ve vodě zůstává přítomna v mikrobiotě, která se následně stává potravou pro větší živočichy, jako např. ryby. Býložravé ryby, které přijímají rostlinnou potravu kontaminovanou metylrtutí, za svůj život nashromáždí v tukové tkáni značná množství metylrtuti. Menší ryby se pak stávají potravou ryb–predátorů, v jejichž tělech se metylrtuť dále hromadí a koncentruje (obr. 12). Uvedený proces označujeme jako bioakumulaci (shromažďování škodliviny v živém organismu) a biomagnifikaci (násobné zvětšení koncentrace škodliviny v živých organismech při průchodu potravním řetězcem). Množství pozřené metylrtuti závisí na době požívání kontaminované stravy, a tedy i na velikosti a věku ryby. U starších a vzrostlých ryb může obsah metylrtuti v těle milionkrát převýšit koncentraci metylrtuti v okolní vodě. Pomyslným vrcholem potravního řetězce, ve kterém dochází k bioakumulaci rtuti, může být třeba orel mořský, vydra nebo člověk, který požívá kontaminované maso ryb.

Dnes již víme, že rtuť zejména v chemické formě metylrtuti je obsažena v nezanedbatelnem množství v mořských i sladokovovodních rybách i jiných živočiších (viz rámeček na s. 431). Značný obsah metylované rtuti byl nalezen zejména v mořských predátorech, jako jsou mečouni, plachetníci, žraloci, ale také například tuňáci. Ze sladkovodních ryb byly jako druhy s vyššími obsahy metylrtuti hlášeny štiky či candáti.

Toxikologie

Novodobý zájem o toxikologické prozkoumání rtuti a jejích sloučenin vyvstal po tragických událostech v poměrně nevýznamných rybářských vesnicích Minamata a Niigata v Japonsku (viz Vesmír 79, 135, 2000/3). V šedesátých letech bylo z těchto míst hlášeno přes 1000 úmrtí v souvislosti s otravou rtutí. V obou případech byla rtuť, užívaná jako katalyzátor v chemické továrně, vypouštěna spolu s dalším odpadem volně do mořského zálivu, ve kterém rybáři lovili ryby a další mořské živočichy, běžnou to součást jejich jídelníčku. Rtuť se způsobem popsaným výše zařadila do potravního řetězce a ohrozila zdraví i životy místních obyvatel.

Další známou událostí, kdy sloučeniny rtuti bezprostředně a viditelně ohrozily zdraví lidí, byly opakované tragédie v Iráku v padesátých a sedmdesátých letech 20. století. Do Iráku byla dovážena pšenice, která byla ošetřena fungicidy s obsahem sloučenin rtuti, aby vzhledem k dlouhotrvající zaoceánské dopravě nepodlehla zkáze. Nakonec vzhledem k místní politické situaci a nepokojům nebyla použita jako osivo, ale bylo rozhodnuto, že bude zkonzumována. Nezávadnost byla testována na domácích zvířatech a starých lidech bez negativních projevů. Toxikologické riziko sloučenin rtuti se však projevilo až se značným zpožděním a zdravotnická zařízení se plnila nemocnými. Zpočátku nevysvětlitelnou epidemii odhalila až malá skupina zahraničních výzkumníků. Rozsah této události byl značný, neboť kontaminovaným osivem byl krmen i dobytek, a tak byly mimo zjevně kontaminovanou pšenici kontaminovány také produkty živočišné výroby, jako jsou mléko, sýry, jogurty a maso. Konečná bilance činila 40 000 hospitalizovaných a 460 mrtvých, avšak neoficiální zdroje hovořily o daleko vyšších počtech.

Závěr

Rtuť a její sloučeniny jsou technologicky významné, avšak jedovaté a environmentálně rizikové látky, se kterými je nutné zodpovědně nakládat. S vědomím mimořádné mobility rtuti v atmosféře, snadným pronikáním různými složkami životního prostředí a neobyčejné schopnosti se koncentrovat v živých organismech, je snižování emisí rtuti potřebným počinem. Čím méně rtuti vstoupí do globálního geochemického cyklu rtuti, tím méně se jí dostane do potravního řetězce.

Není důvod si příležitostně nedopřát maso mořské ryby nebo propadat panice po vsazení běžné plomby. Některé druhy ryb z vyšších pater potravního řetězce je však vhodné konzumovat s mírou, a to platí zejména u dětí. Těhotné či kojící ženy by podle některých doporučení neměly ryby konzumovat vůbec.

Pečlivé shromažďování a odevzdávání starých zářivek a úsporných osvětlovacích těles bez poškození osvětlovací trubice obsahující rtuť, může být výzvou pro každého z nás.

Údaje o rtuti v lesních ekosystémech a v depozici na území ČR byly získány výzkumem za finanční podpory Grantové agentury ČR, projekt č. 210-11-1369.

Mr. Rich Gelfond a jeho příběh

Pro plachetníky, mečouny nebo žraloky a další predátory na vrcholu potravní pyramidy, jejichž maso patří k pochoutkám, jsou typické vysoké obsahy rtuti v mase, na úrovni přibližně 1 mg/kg (obr. 12). Výjimkami nejsou jedinci s obsahem 3,5 mg/kg. Z celkového obsahu rtuti v rybím mase je obvykle více než 98 % velmi toxická metylovaná forma rtuti. Maso z tuňáka se dokonce používá jako velmi bohatý standard pro laboratorní analýzu metylrtuti. V USA, Kanadě i v Evropě vyhlásily státní agentury zabývající se problematikou výživy jako hlavní zdroj příjmu metylrtuti konzumaci ryb.

Příznaky otravy z vysoké konzumace metylovaných forem Hg popsal ve svém příběhu Rich Gelfond, držitel filmového Oskara za technologii IMAX. Rich Gelfond je ředitelem IMAX Corporation, je mu 57 let a jeho roční příjmy se pohybují od 3 do 5 milionů dolarů. Jeho osud se spojil s geochemií a toxikologií rtuti skrze snahu dodržovat zásady zdravé výživy a zdravý životní styl. Každodenní oblíbenou stravou pro něj bylo „sushi“ čili syrové maso mořských ryb. Ke zdravému životnímu stylu patří také pohyb, takže provozoval oblíbený jogging. Při každodenním běhu začal poněkud ztrácet stabilitu, ale nevěnoval tomu velkou pozornost a přikládal to vysokému stresu a pracovnímu tempu. Po čase raději zkusil místo běhu hrát tenis a ve chvíli, kdy při podání neudržel rovnováhu a přepadl naznak, si řekl, že je čas navštívit lékaře. Ke ztrátě rovnováhy se přidal třes rukou a lékař se obával nejhoršího – mozkového tumoru. Provedené testy vycházely negativní, ale problematické symptomy se množily, k třesu se přidalo brnění v prstech na nohou i rukou, ochrnutí obličejového nervu, postupně také levé ruky a nohy. Po neúspěšných diagnózách skončil pacient na invalidním vozíku, neboť nebyl schopen chůze. Mezitím musel mimo jiné jako domnělé důvody pro objevující se symptomy vyslechnout také domněnky, že jde o projevy nadměrné konzumace drog a alkoholu – z čehož byl v šoku, protože jim nikdy neholdoval.

Čas ubíhal a po jisté době lékař pana Gelfonda kontaktoval s jedinou otázkou: „Jíte hodně ryb?“ Najednou bylo jasno… Koncentrace rtuti v krvi pana Gelfonda překračovala horní limit, při kterém by se negativní důsledky neměly projevovat, celkem třináctkrát. Další problém nastal, protože lékař neurolog netušil, jakou léčbu nasadit, a dokonce upozornil pacienta, že ještě nedávno se tradovalo, že dospělí jsou proti otravě rtutí v podstatě imunní. Nicméně jako velmi zásadní opatření se jevil okamžitý konec konzumace ryb, po kterém začaly symptomy ustupovat. Za rok začal pan Gelfond opět ovládat obě končetiny a mohl znovu chodit, po roce a půl se dokonce vrátil k tenisu. Nyní v rozhovorech říká, že je víceméně v pořádku, ale některé symptomy se mu vracejí při dlouhodobé námaze. Protože rtuť změnila jeho život od základu, založil fond na výzkum a vzdělávání v tomto oboru – Gelfond Fund for Mercury Research and Education. Gelfondův vzdělávací fond má zejména působit v oblasti vzdělávání lékařů, aby byli schopni včas a správně odhalit intoxikaci rtutí z potravy.

Zubní amalgám

Ačkoliv první použití amalgámu v Evropě za účelem zubní výplně („plomby“) proběhlo pravděpodobně již v 16. století, jeho stabilní použití v záchovné stomatologii se datuje do první poloviny 19. století. Standardní složení amalgámu je 40–50 % rtuti, zatímco zbylou část tvoří zejména stříbro, měd, zinek a cín.

Postupně bylo prokázáno, že amalgámové výplně podléhají korozi a uvolňují Hg. Po prokázání škodlivých účinků velmi malých množství rtuti bylo použití amalgámových výplní ve třech evropských zemích, Norsku, Švédsku a Dánsku, v roce 2008 zakázáno. Přesto se v Evropské unii ročně spotřebuje 55 až 95 tun rtuti na zubní výplně, z toho asi 3,6 tuny v ČR. Zubařské ordinace jsou dnes vybaveny přístroji na odlučování rtuti a zbytků amalgámů z odpadní vody.

Ve slinách člověka, kterému byla vsazena běžná amalgámová výplň, lze v časovém horizontu přibližně 4 hodin od vsazení běžné amalgámové výplně naměřit koncentrace rtuti řádově zvýšené oproti normálním. Jedná se nejméně o stovky ng/l, normální koncentrace je v jednotkách ng/l. Zvýšené koncentrace rtuti lze sledovat u pacientů s amalgámovými výplněmi i v krvi a moči. Závislost mezi koncentrací rtuti ve slinách a počtem amalgámových výplní se nepodařilo prokázat, avšak byla prokázána v krevním séru. U starších amalgámových výplní s relativně dobře vyleštěným povrchem dochází ke stabilizaci uvolňování rtuti, ovšem ke zvýšení uvolňování dochází při žvýkaní. Bylo tedy prokázáno, že amalgámové výplně jsou trvalým a nezanedbatelným zdrojem rtuti pro organismus. Proto je třeba zvažovat rizika aplikace amalgámových výplní zejména u osob s nervovým nemocněním, osob s onemocněním ledvin a u těhotných žen. Vyleštění amalgámové plomby minimalizuje riziko koroze výplně v ústech.

Artisanal gold mining – řemeslná těžba zlata

„Artisanal gold mining“ je termín označující těžbu zlata za primitivních řemeslných podmínek. Ručně dobývané, jemně nadrcené zlatonosné horniny nebo sedimenty se obohatí o zrna těžkých minerálů a zlata technikou sedimentace, rýžování ap. Z horninového koncentrátu se zlato oddělí tak, že po přídavku kovové rtuti vytvoří amalgám (roztok zlata ve rtuti), který se snadno oddělí vymačkáním směsi přes jelenicovou kůži. Proteklé kapky amalgámu zlata se zachytí v železném rendlíku a rtuť se na volném ohni odpaří (vskutku polní podmínky). Kovová rtuť unikne do atmosféry, na dně zbyde surové zlato. Všichni lidé poblíž jsou vystaveni vysokým koncentracím plynné rtuti. Pravidelná expozice parám rtuti vede k těžkým otravám.

Odhaduje se, že pro tyto účely se na světě ročně použije 1000 tun rtuti. Z uvedeného množství unikne do atmosféry až 350 tun za rok, zbývající část, asi 650 tun, končí v půdách a vodách v okolí místa těžby a zpracování. Nejvyšší průměrné roční emise rtuti související s produkcí zlata řemeslným způsobem vykazují Čína (445 t), Kolumbie (180 t), Indonésie (175 t), Bolívie (120 t), Peru, Ghana a Filipíny (všechny po 70 t). Popsaná produkce zlata probíhá přibližně v 70 zemích světa, podílí se na ní 13 až 20 milionů lidí, nezřídka dětí. Ročně poskytne asi 330 t zlata (12 % světové roční produkce). V současnosti probíhá řada osvětových projektů, které financují vyspělé státy či rozvojové agentury, s cílem snížit míru negativních účinků na dotčenou populaci.

Geochemické archivy

Údaje o míře znečištění se v některých složkách přírodního prostředí za určitých speciálních podmínek zachovávají jako v archivech. Studiem takových geochemických archivů můžeme rekonstruovat, jak se měnila s časem kontaminace prostředí v daném místě. Nejčastěji zkoumanými geochemickými archivy jsou např. jezerní sedimenty, rašelinné profily, letokruhy stromů nebo profily v ledovcích. Ze studia geochemických archivů víme, že koncentrace rtuti v atmosféře je v dnešní době několikrát (asi 3krát) vyšší, nežli tomu bylo před počátkem industrializace.

Příkladem geochemického archivu je 160 metrů dlouhé vrtné jádro získané z vrtu v ledovci Upper Freemont Glacier, který se nachází ve Skalistých horách v americkém Coloradu. Získané výsledky umožnily srovnání depozice rtuti na daném území za posledních 270 let. Mimo identifikované periody zvýšených emisí a depozic, které souvisely s činností člověka, se také podařilo identifikovat tři události, které souvisely s významnými sopečnými erupcemi (viz obr. 9). To je příkladem toho, že i přírodní procesy mohou ovlivnit „čistotu“ atmosféry, avšak z časového hlediska jsou tyto události v porovnání s těmi souvisejícími s lidskou činností spíše krátkodobé.

Na území ČR se ledovce v současné době nenacházejí, a proto byly informace o změnách v depozici rtuti získány z lokálně dostupných archivů – rašelin. Například profil rašelinou z Brd ve středních Čechách naznačil, že obdobím nejvyšší depozice rtuti bylo období šedesátých až osmdesátých let 20. století. Toto období totiž souviselo s nejvyššími emisemi z místních pecí zpracovávajících olověné rudy, jejichž exhalace nebyly v té době upravovány tak, jak je tomu dnes. Naopak rašelinné jádro odebrané v Jizerských horách obsahovalo nejvyšší koncentrace rtuti v části, která odpovídá sedmdesátým letům 20. století, tedy období spojeného s nejvyššími emisemi sloučenin síry a dusíku z tepelných elektráren spalujících hnědé uhlí.

Soubory

článek ve formátu pdf: V201407_430-437.pdf (1 MB)

Diskuse

Žádné příspěvky