Сколько ртути содержится в градуснике?
Несмотря на то, что устройство медицинских термометров старого образца считается довольно простым и понятным, вопрос о том, сколько ртути содержится в градуснике и опасно ли такое ее количество при розливе, остается актуальным и на сегодняшний день. С одной стороны, столбик термометра довольно миниатюрен, и там в принципе невозможно уместить большое количество опасного металла, а с другой – ртуть относится к высокотоксичным веществам 1 класса опасности, а значит, даже минимальное ее количество может привести к непоправимым последствиям. Так сколько ртути содержится в градуснике на самом деле и так ли страшна ситуация, когда он нечаянно разбивается? Давайте проведем подсчеты!
Опасность ртути в цифрах
Существует несколько видов ртутных термометров:
- Современный ртутный градусник. В современном количество ртути уменьшено до 1 грамма, за счет использования эффекта линзы. Визуально можно отличить по тонкому носику.
- Ртутный медицинский термометр времен СССР. Видов очень много. Даже исходя из фото ниже видно различие. В среднем содержание ртути от 2 до 5 грамм.
- Лабораторные ртутные термометры. В промышленности очень часто используют лабораторные ртутные градусники. Параметры измерения достигают 500-700 градусов Цельсия. В данных градусниках содержание ртути варьируется от 10 грамм до 200 грамм.
Как правило, классический термометр советского образца содержит около 2-5 граммов ртути. В современном количество ртути уменьшено до 1 грамма. Согласитесь, такое количество может показаться совсем неопасным. Однако не стоит вздыхать с облегчением и смахивать осколки разбившегося термометра в мусорное ведро – даже этого количества может быть достаточно для серьезного острого отравления всех жильцов квартиры. Всего лишь один грамм ртути способен отравлять квартиру 35 метров в течении 2-3 лет.
Известно, что сама по себе ртуть не так опасна, как ее пары. Попав в открытое пространство комнаты, молекулы металла начинают быстро превращаться в пар, заполняя собой все помещение. Ситуация значительно усугубляется, если в это время в комнате, где случилась авария, достаточно высокая температура воздуха (выше 18 градусов) – тогда процесс парообразования ускоряется в несколько раз. При закрытых окнах в среднестатистической двухкомнатной квартире (порядка 60 кв.м.) уже спустя пару часов концентрация ртутных паров в воздухе достигнет показателя8 мг/м3. При этом безопасный уровень ПДК(предельно допустимая концентрация) ртути для жилых помещений составляет всего 0,0003 мг/м3. Поэтому на вопрос о том, сколько ртути содержится в градуснике, можно дать однозначный ответ: достаточно, чтобы ее розлив негативно отразился на здоровье всех жильцов квартиры.
Металлические термометры сопротивления
Металлические термометры сопротивления (TС) широко применяют для измерения температуры в интервале от минус 260 до плюс 750 °С, в отдельных случаях – до 1100 °С.
Принцип действия ТС основан на свойстве металлов изменять свое электрическое сопротивление с изменением температуры. Электрическое сопротивление металла увеличивается с повышением температуры в связи с возрастающим рассеянием электронов проводимости на неоднородностях кристаллической решетки, обусловленным увеличением тепловых колебаний ионов около своих положений равновесия.
В качестве материалов для изготовления ТС используют только чистые металлы, в основном платину и медь, поскольку другие металлы и сплавы обладают меньшим значением температурного коэффициента сопротивления и недостаточной воспроизводимостью термометрических свойств.
Этим требованиям в широком интервале температур удовлетворяет платина, при невысоком верхнем пределе измеряемой температуры – медь. Платиновые термометры обозначают ТСП, медные – ТСМ.
Зависимость сопротивления платинового термометра RТ от температуры Т подчиняется следующим закономерностям (рисунок 3.1, кривая 1):
· при –200°С £ Т £ 0 °С:
RT = R0[1 + АТ + ВТ 2 + С (Т – 100) Т 3 ]; (3.1)
· при 0°С £ Т £ 750 °С:
RT = R0[1 + АТ + ВТ 2 ], (3.2)
где R0 – сопротивление термометра при Т = 0 °С, Ом, зависящее от обозначения градуировки термометра;
А = 3,96847 × 10 –3 °С –1
В = –5,847 × 10 –7 °С –2 – постоянные коэффициенты.
С = –4,22 × 10 –12 °C –4
Рисунок 3.1 – Статические характеристики термометров сопротивления:
1 – платинового (ТСП); 2 – медного (ТСМ); 3 – термистора
К недостаткам ТСП следует отнести отклонение от линейного закона их градуировочных характеристик 1 рисунка 3.1. Однако устойчивость чистой платины в окислительной контролируемой среде и длительное время сохранения своих градуировочных данных в достаточной степени компенсируют указанный недостаток и позволяет считать ТСП наиболее точным из числа первичных преобразователей, предназначенных для измерения температуры в той же области.
К достоинствам ТСМ следует отнести дешевизну, простоту получения тонкой проволоки в различной изоляции, возможность получения проводниковой меди высокой чистоты и линейный характер градуировочной зависимости 2.
Зависимость электрического сопротивления медного термометра. Rt от температуры Т в интервале от –50 до 180 °С описывается линейным уравнением (рисунок 1, прямая 2):
где aм = 2,26×10 –3 °С –1 – температурный коэффициент электрического сопротивления.
К числу недостатков ТСМ относятся малое удельное сопротивление меди (r = 1,7×10 –8 Ом×М) и интенсивная окисляемость ее при невысоких температурах.
Чувствительность ТС характеризуется температурным коэффициентом сопротивления и пренебрегая незначительной кривизной градуировочных характеристик ТСП (т. е. В = С = 0), может быть в общем виде выражена равенством:
где aтс – температурный коэффициент материала ТС, °С –1 , равный соответственно А или aм.
Термометры сопротивления из чистых металлов изготавливают обычно в виде обмотки из тонкой проволоки диаметром от 0,05 до 0,1 мм на специальном каркасе из изоляционного материала. Эту обмотку называют чувствительным элементом ТС. В целях предохранения от возможных механических повреждений и воздействия контролируемой среды, чувствительный элемент термометра заключают в специальную защитную гильзу.
Особенности конструкции различных ТС представлены на лабораторном стенде и учебных плакатах.
Платиновые ТС в зависимости от назначения разделяются на эталонные, образцовые, лабораторные (повышенной точности) и технические. Медные ТС — только технические.
Технические ТСП изготавливаются с номинальными значениями сопротивления при 0 °С (R0), равными 10, 50, 100 Ом, которым присвоено обозначение градуировки соответственно 10 П, 50 П и 100 П, (устаревшее обозначение гр. 20, гр. 21 и гр. 22). Предназначаются для измерения температуры от минус 200 до плюс 650 °С.
ТСП с гр. 10 П (R0= 10 Ом) целесообразно применять для измерения температуры выше 200 °С, для низких температур (ниже 0 °С) – ТСП с гр. 50 П (R0 = 50 Ом) или гр. 100 П (R0= 100 Ом).
Для медных ТС величины R0 установлены также равными 10, 50 и 100 Ом, которым присвоено обозначение градуировки соответственно 10 М, 50 М и 100 М (устаревшее обозначение гр. 50 М и 100 М – гр. 23 и гр. 24). Применяются ТСМ для измерения температуры от минус 50 до плюс 200 °С.
К числу достоинств ТС следует отнести: высокую степень точности измерения температуры; возможность выпуска измерительных приборов к ним со стандартной градуировкой шкалы; возможность централизованного контроля температуры путем присоединения нескольких взаимозаменяемых термометров сопротивления через переключатель к одному измерительному прибору; возможность использования их с информационно-вычислительными машинами.
Основными недостатками ТС являются: большие размеры, не позволяющие использовать их для измерения температуры в малых объемах, значительная инерционность (постоянная времени до нескольких минут), необходимость в постороннем источнике и учете сопротивления подводящих проводов.
«Не так страшна, как её малюют». Химик о ртути и разбитом термометре
Многие до сих пор не доверяют электронным градусникам и отдают предпочтение ртутным. Но ведь при определенных условиях они могут быть опасны для людей.
О последствиях разбитого термометра, воздействии ртути на организм и о том, как правильно избавиться от металла, рассказал доцент химического факультета ВГУ Юрий Ковыгин.
Об отравлениях и разбитом градуснике
«АиФ-Воронеж», Дарья Вербицкая: Можно ли отравиться ртутью от одного разбитого градусника?
Юрий Ковыгин: В градуснике порядка двух граммов ртути. Этого хватит, чтобы при правильном использовании отравить около 20 человек. Но сама по себе ртуть не так страшна, как её малюют.
Ртуть – это металл, который реагирует не со всеми веществами. Если вы съедите градусник, то, скорее всего, проблемы будут не от ртути: больше неудобств доставит стекло. В желудке содержится соляная кислота, с которой ртуть не реагирует. Из-за ртути, возможно, будет сильное местное раздражение, боли в животе, которые потом пройдут.
Жидкий металл сам по себе мало опасен: ему не попасть глубоко в ткани. Плохо, если вы вдыхаете пары ртути: они поражают лёгкие. Чрезвычайно опасны соединения ртути, особенно растворимые и летучие. Ртуть активно взаимодействует с серой в составе белков и связывает многие ферменты организма, чем нарушает клеточный обмен. Попадая в организм, она ломает многие биохимические процессы.
Хроническое отравление, помимо прочего, приводит к нарушениям центральной нервной системы. Любимый кэрролловский герой – Безумный Шляпник – типичный пример: шляпники поражались соединениями ртути при изготовлении фетра.
— Забытый в квартире шарик ртути может навредить человеку?
— Температура кипения у ртути – 357 градусов, и при комнатной температуре она испаряется очень слабо.
Если вы живете в квартире, в которой просто лежит шарик ртути под шкафом, то она, конечно, постепенно будет попадать в организм. Но и выводится из организма ртуть гораздо лучше, чем, например, свинец.
В нашем организме есть некоторое количество ртути. При увеличении нормы ртуть выводится почками. Токсическая доза ртути для человека – полмиллиграмма. С объёмом ртути меньше этой дозы организм справится без серьёзных проблем. Но если в организм будет попадать большее количество этого вещества, то тело не будет успевать от него избавляться и острое отравление перерастёт в хроническое.
При комнатной температуре из большой капли ртуть испаряется медленно. Но если вы разобьёте градусник и начнете его подметать или пылесосить, то один шарик вы разделите на множество. Тогда опасность возрастёт многократно. Во-первых, испарение пойдёт активнее. А во-вторых, через некоторое время на её поверхность попадут бактерии, способные переводить этот металл в летучие соединения, такие как метилртуть. Такое соединение легче и в большем количестве попадает в организм. Оно может вызвать болезнь Минаматы (синдром, вызываемый отравлением органическими соединениями ртути– ред.). Органические соединения ртути испаряются, впитываются через кожу, попадают и в лёгкие и во все органы тела.
— Что делать, если разбился градусник?
— Если разбился градусник, ртуть собирается очень легко. Медной пластинкой или кисточкой из разлохмаченного медного провода прикасаетесь к шарикам, и они сразу в неё «втягиваются». Ртуть очень хорошо образует амальгамы (сплавы ртути с другими металлами при комнатной температуре — ред.), в частности с медью. Ещё советуют скотчем, но я не пробовал. Потом уже можно проветрить комнату. А собранные шарики ртути лучше отдать специализированным службам.
Если очень страшно, то после сбора видимых шариков, можно химически связать оставшуюся на полу ртуть марганцовкой. Но нужно иметь в виду, что раствор нужен концентрированный: образно говоря, на стакан воды – стакан марганцовки. Скорее всего, этот раствор испортит любое покрытие. На местах, куда он попадёт, останутся чёрные пятна.
Вообще, всем должны заниматься специалисты. Поэтому лучше всего вызвать команду демеркуризации из СЭС.
Переходим на электронные градусники
— Нужно ли помещать шарики ртути в воду?
— Да, до передачи собранной ртути специализированным службам, есть смысл хранить её под слоем воды. Так она будет меньше испаряться. Хотя, просто герметично заткнутый пузырёк для хранения ничуть не хуже.
— Почему нельзя выбрасывать ртуть в канализацию?
— Потому что она попадёт в водоём, где на дне содержится ещё больше бактерий, чем в вашей квартире. Бактерии, как уже сказано, переводят её в органические производные. Ртуть попадает в природные воды, в подземные, в рыбу и другие организмы.
— А если градусник разбить в постели – это опаснее?
— У ртути очень большое поверхностное натяжение – она не растекается, а сразу собирается в шарики, которые стремятся слиться друг с другом. Поэтому ртуть не впитывается в ткани. Собрать её так же легко, как и с гладкого покрытия. Но, если вы пропустили ртуть через мешок пылесоса, тогда она раздробится на микроскопические шарики, которые могут спрятаться в волокнах.
— Можно ли стирать вещи, которые соприкасались с ртутью?
— В воде ртуть проще раздробить. Если в вещах осталась ртуть, то при стирке она раздробится и прилипнет к барабану стиральной машинки изнутри, после чего превратится в амальгаму и останется там навсегда. Но, как уже говорилось, в ткани ртуть не впитывается, в машинку её можно засунуть разве что специально.
— Правда ли, что много ртути присутствует в рыбе и морепродуктах?
— Морские организмы накапливают этот металл, потому что естественное содержание ртути в воде довольно велико. Если превышен некоторый порог, если в рыбу попадает столько ртути, что она не может от неё избавиться, то ртуть накапливается во всех её частях.
Но все морепродукты сейчас тестируются на ртуть и другие тяжёлые металлы, особенно после истории с Японией. Если содержание опасных соединений велико, в продажу такая рыба не попадёт. Ну, разве что на «стихийный» рынок.
— На ваш взгляд, каким лучше пользоваться термометром: электронным или ртутным?
— Хорошие электронные термометры, конечно, точнее, безопаснее, менее уязвимы. Но те, которые мы покупаем в аптеке, нередко бывают плохого качества, поэтому на них столько жалоб.
В ртутном градуснике выходить из строя нечему. Разве что, столбик ртути может разорваться, если «стряхнуть» термометр неудачно. Однако, именно разбить термометр мы все боимся с детства.
И есть смысл избавить себя и от ртути в доме, и от лишнего стресса. В конце концов, на дворе 21-й век! Поэтому переход на более технологичные электронные термометры неизбежен.
Чем опасна ртуть и где она применяется
С детства нам твердят, что ртуть опасна, но при этом многие семьи до сих пор пользуются ртутными градусниками. В Европе их запретили из-за опасности для человека, но именно там ее добывают больше всего. Наравне с энергией атома именно ртуть является тем, опасность чего все понимают, но никак не могут от нее отказаться. Вот такая она противоречивая, но благодаря ее свойствам она до сих пор применяется в огромном количестве отраслей медицины и промышленности. Если вам интересно узнать, как ее получают, где применяют и чем она грозит человеку, кроме привычного ”очень опасно”, то вы зашли по адресу.
Ртуть красива, но опасна.
Что такое ртуть
Давайте сначала разберемся с тем, что вообще представляет из себя ртуть. На латыни ее название звучит, как Hydrargyrum. Она является элементом шестого периода периодической системы элементов, которую подарил нам Д. Менделеев. Атомный номер ртути в таблице — 80, а относится она к подгруппе цинка.
Ртуть не является газом, жидкостью или металлом — она является переходным металлом. При комнатной температуре она представляет собой тяжелую жидкость серебристо-белого цвета. Самой главной особенностью для простого человека является чрезвычайная опасность паров ртути, которые очень ядовиты.
Есть всего два химических элемента, которые при нормальных условиях находятся в жидком состоянии. Ртуть является одним из них наряду с бромом.
В чем опасность ртути
Несмотря на то, что ртуть выглядит как что-то целостное, она выделяет очень много паров, которые при попадании в организм приводят не только к поражению легких, но и к другим часто необратимым изменениям. Особенно опасна она на стадии внутриутробного развития.
При попадании в организм ртуть оказывает токсичное воздействие на пищеварительную, иммунную и нервную системы. Кроме этого, поражаются кожа, почки, легкие и даже глаза. Не зря же Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) относит ртуть к десятку основных веществ, которые представляют наибольшую угрозу для общественного здравоохранения.
Так лучше не делать.
Наиболее опасна ртуть в виде паров или раствора. При попадании в воду она приводит к гибели микроорганизмов и остается в ней навсегда в виде того самого раствора. В итоге, она может попасть в систему водоснабжения и нанести вред целому населенному пункту. Тем более, что для воздействия на человека достаточно даже минимального количества ртути.
Также разделяют два типа ртутных соединений — органические и неорганические. Первые (например, диметилртуть) являются намного более опасными, так как более эффективно взаимодействуют с системами организма.
Сколько таблиц химических элементов существует на самом деле?
Как добывают ртуть
Получение ртути производится промышленным способом. Для ее добычи приходится обрабатывать минерал под названием киноварь или красный камень. Извлечение металла производится путем окислительно-дистилляционного обжига. В результате образуются пары ртути. Они имеют высокую температуру и должны подвергнуться дополнительной обработке. Эти пары конденсируются и очищаются, давая на выходе привычную ртуть.
Крупные залежи ртути в настоящее время находятся в Испании и Словении.
Очень редко, но ртуть все же можно найти в виде месторождений в жидком виде. Впрочем, на современном уровне технологий это не так важно. В старые времена найти ртуть именно в ”готовом” виде действительно было важно.
Применение ртути в медицине
Продолжая тему опасности ртути, стоит отметить, что раньше люди об этом не знали и наоборот лечились ей в чистом виде. Вплоть до 60-х годов прошлого века люди не думали о возможных проблемах. Они ставили зубные пломбы, в которых были соединения ртути, принимали лекарства, в составе которых она была, и совершенно не переживали по поводу разбитого градусника. Более того, многие дети тогда специально разбивали градусники, чтобы играть с ртутью. Она интересно переливается, и если не знать о ее опасности, то все нормально. Скажете, что это так себе развлечение? Тогда вспомните, как все поголовно крутили спиннеры.
Они перетекают и сливаются, но еще и отравляют воздух.
Если взять более давние времена, то в средние века было нормой дать человеку выпить стакан ртути. Считалось, что тяжелая жидкость протолкнет все лишнее в организме, а заодно расправит кишки. Чем заканчивалось такое лечение, история умалчивает, но вряд ли пациенты жили долго и счастливо.
Вплоть до 1967 года в СССР и до конца 1970-х годов в США ртуть активно применялась для лечения сифилиса из-за его высокой устойчивости к другим препаратам. Правда, после такого ”лечения” у людей выпадали волосы и нарушались другие функции организма.
Можно сколько угодно приводить примеры антисептиков, диуретиков, слабительного и других препаратов, в состав которых входила ртуть. Сейчас она осталась только в градусниках (не во всех странах) и в качестве консерванта для некоторых вакцин, но в минимальных дозах.
Что делать, если разбил градусник
Разбитый градусник может показаться незначительной проблемой, но это все равно проблема. В нем будет минимум 2 грамма ртути, что уже не мало. Даже на государственных порталах, в частности на mos.ru, есть ответ на вопрос, как поступить в этом случае.
Если вы разлили небольшое количество ртути (разбитый градусник), первым делом выведите из помещения людей и животных, затем откройте окно и закройте дверь. Так же надо обязательно защитить органы дыхания маской или повязкой. После этого немедленно начинайте собирать ртуть.
Это выглядит очень безобидно, но расслабляться не стоит.
Два грамма ртути, которые содержаться в одном градуснике, в закрытом помещении объемом 20 кубических метров создают концентрацию паров, которая в тысячи раз превышает безопасный для человека уровень.
Как собрать ртуть
При сборе ртути ни в коем случае не сметайте ее веником, чтобы не спровоцировать образование мелкой ртутной пыли. Чем крупнее будут капли — тем лучше. Пылесос тоже плохой помощник, так как испарившаяся ртуть пройдет через фильтры и окажется в воздухе в еще более опасном виде.
Небольшое количество вытекшей из градусника ртути можно собрать с помощью обычной медицинской груши или листа бумаги и вязальной спицы или толстой иглы. Для сбора самых мелких капель можно использовать кусочки пластыря.
Все, что вы собрали и чем вы это собирали, положите в банку и плотно закройте крышкой. После этого тщательно вымойте место происшествия. Хорошим вариантом будет протереть это место раствором марганца или мыльно-содовым раствором. По окончании уборки обязательно тщательно вымойте руки с мылом.
Тщательно мойте руки после уборки ртути.
Как выкинуть разбитый градусник и ртуть из него
Ни в коем случае не выбрасывайте собранную ртуть в мусоропровод или канализацию. Это может привести к дальнейшему риску бесконтрольного заражения. Поставьте банку с собранными отходами на балкон или в гараж и при первой возможности передайте ее в демеркуризационный центр для утилизации.
Как понять, что отравился ртутью
Симптомы отравления ртутью проявляются примерно через 8-24 часа. К основным симптомам относятся общая слабость, боль при глотании, головная боль и повышение температуры. Спустя некоторое время начинают болеть десны и живот, а также проявляются желудочные расстройства и даже воспаления легких. Известны даже случаи смертельного исхода.
Крем для кожи может стать причиной отравления. Как этого избежать?
Какой градусник точнее? Электронный или ртутный?
Специалистам часто приходится отвечать на этот вопрос. Обычно они говорят, что точнее будет именно ртутный градусник, но дома надо иметь и электронный. Объясняют они это тем, что оба прибора могут иметь погрешности и их показания надо перепроверять.
При обычных условиях ртуть всегда жидкая.
Погрешность ртутного градусника составляет примерно 0,1 градуса. Для электронного отклонения, как правило, находятся в диапазоне от 0,2 до 0,4 градуса. Самая большая погрешность у бесконтактных градусников — до 0,5 градуса. Если датчик бесконтактного градусника не протереть, то отклонения могут и вовсе составить 1,5-2 градуса.
Надо помнить, что особенностью ртутного градусника является то, что он показывает максимальную за время измерения температуру, в то время, как электронный обычно дает средние показания, а бесконтактный и вовсе сиюминутные. Температура тела может за 5 минут меняться в пределах одного градуса. Это тоже надо иметь в виду.
Применение бесконтактного термометра наиболее целесообразно для измерения температуры посетителей общественных мест или пассажиров самолетов, а также детей. В этих случаях не получится задержать человека на 5 минут для более точного измерения температуры
Ртуть в промышленности
В промышленности ртуть применяется куда чаще, чем в медицине. В том числе нашла она применение и в высокоточных термометрах благодаря широкому диапазону рабочих температур (тех, при которых она остается в жидком состоянии).
Ртуть надо не только производить, но и утилизировать.
Парами ртути до сих пор заполняются люминесцентные лампы. Ее пары светятся в тлеющем разряде, а в спектре испускания много ультрафиолетового света. Чтобы свет стал видимым, изнутри лампу покрывают люминофором. Без такого покрытия лампа будет источником жесткого ультрафилетового излучения. В таком виде их используют для обеззараживания поверхностей и помещений. Например, в вагонах метро (в депо) или при обработке поручней эскалатора, когда они находятся внизу.
Так ультрафиолетом обрабатывают вагоны метро.
Алхимики прошлого верили, что ртуть является основой любого вещества, и если вернуть ей твердое состояние при помощи серы или мышьяка, то она станет золотом, но у них естественно ничего не получилось
Ртуть применяется в некоторых частях электросхем с высокой средней силой тока (сотни ампер), в датчиках положения, в некоторых химических источниках тока, в полупроводниковых детекторах радиоактивного излучения и даже в качестве рабочего тела некоторых гидродинамических подшипников, работающих под большой нагрузкой.
Раньше ртуть также применялась при производстве краски, покрывающей подводную часть кораблей, чтобы избежать ее обрастания. До середины XX века ртуть активно применялась в манометрах, барометрах и других погодных приборах. Отсюда и пошла традиция измерять давление в миллиметрах ртутного столба.
Принцип работы ртутного столба.
Нашла ртуть свое применение и в модной индустрии. Например, раньше ее использовали в шляпном производстве для выделки фетра и для амальгамирования поверхностей при производстве зеркал.
Если не знаете, где читать самые интересные новости из мира науки, то заходите в наш новостной Telegram-канал. Там очень много крутых статей!
Сейчас ртути стараются находить аналоги, чтобы снизить зависимость от этого опасного элемента, но пока до конца это сделать не получилось. Нам же остается только относиться к ней с осторожностью и не пренебрегать нормами безопасности.