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수은(원소)

Mercury (element)
수은, Hg
수성.
외모반짝반짝 빛나는 은빛 액체
표준 원자량 Ar°(Hg)
  • 200.592±0.003
  • 200.59±0.01 (abridged)[1]
주기율표의 수은
수소 헬륨
리튬 베릴륨 붕소 탄소 질소 산소 플루오린 네온
나트륨 마그네슘 알루미늄 실리콘 인 유황 염소 아르곤
칼륨 칼슘 스칸듐 티타늄 바나듐 크롬 망간 철 코발트 니켈 구리 아연 갈륨 게르마늄 비소 셀레늄 브로민 크립톤
루비듐 스트론튬 이트리움 지르코늄 니오븀 몰리브덴 테크네튬 루테늄 로듐 팔라듐 실버 카드뮴 인듐 주석 안티몬 텔루륨 요오드 제논
세슘 바륨 란타넘 세륨 프라세오디뮴 네오디뮴 프로메튬 사마륨 유로퓸 가돌리늄 테르븀 디스프로슘 홀뮴 에르븀 툴륨 이터븀 루테튬 하프늄 탄탈룸 텅스텐 레늄 오스뮴 이리듐 플래티넘 골드 수은(원소) 탈륨 이끌다 비스무트 폴로늄 아스타틴 라돈
프랑슘 라듐 악티늄 토륨 프로탁티늄 우라늄 넵투늄 플루토늄 아메리슘 큐륨 베르켈륨 칼리포르늄 아인슈타이늄 페르뮴 멘델레븀 노벨륨 로렌시움 러더포디움 두브늄 시보르기움 보륨 하시움 미트네륨 다름슈타디움 뢴트게늄 코페르니슘 니혼륨 플레로븀 모스코비움 리보모륨 테넨신 오가네손
Cd
↑
흐그
↓
씨엔
금 ← 수은 → 탈륨
원자번호 (Z)80
그룹.12조
기간6교시
블록 디블록
전자구성[Xe] 4f14 5d10 6s2
포탄당 전자2, 8, 18, 32, 18, 2
물성
단계 STP에서액체.
융점234.3210 K (−38.8290 °C, −37.8922 °F)
끓는점629.88 K (356.73 °C, 674.11 °F)
밀도 (근처)13.546g[2]/cm3
삼중점234.3156 K, 1.65×10−7 kPa
임계점1750 K, 172.00 MPa
융해열2.29kJ/mol
기화열59.11 kJ/mol
몰열용량27.983 J/(mol·K)
증기압
P (Pa) 1 10 100 1k 10k 100k
(K)에 315 350 393 449 523 629
원자적 성질
산화상태-2, +1, +2 (약간 염기성 산화물)
전기음성도폴링 눈금: 2.00
이온화 에너지
  • 1st: 1007.1 kJ/mol
  • 2nd: 1810 kJ/mol
  • 3rd: 3300 kJ/mol
원자반지름경험적: 오후 151
공유반지름오후 132±5
반데르발스 반지름오후 155시
Color lines in a spectral range
수은의 스펙트럼선
기타속성
자연발생원시의
결정구조 마름모꼴의
Rhombohedral crystal structure for mercury
음속액체: 1451.4 m/s (20 °C에서)
열팽창60.4 µm/(m⋅K) (at 25 °C)
열전도율8.30W/(m⋅K)
전기 비저항961 nΩ⋅m (at 25 °C)
자기순서반자성의[3]
몰 자기 감수성−33.44×10−6 cm3/mol (293 K)[4]
CAS 번호7439-97-6
역사
디스커버리고대 이집트인 (기원전 1500년 이전)
기호."Hg": 라틴어 이름 Hydragryrum에서, 그 자체는 그리스어 Hydragros에서, 'water-silver'.
수은 동위 원소
주동위원소[5] 썩음
흥겨운 ­춤 반감기 (t1/2) 모드 ­ 제품
194흐그 신스 444 y ε 194아우
195흐그 신스 9.9시간 ε 195아우
196흐그 0.15% 안정적인.
197흐그 신스 64.14시간 ε 197아우
198흐그 10.0% 안정적인.
199흐그 16.9% 안정적인.
200흐그 23.1% 안정적인.
201흐그 13.2% 안정적인.
202흐그 29.7% 안정적인.
203흐그 신스 46.612 d β− 203Tl
204흐그 6.82% 안정적인.
카테고리: 수은(원소)
참고 문헌

수은은 화학 원소입니다; 그것은 Hg 기호와 원자 번호 80을 가지고 있습니다. 이것은 퀵실버(quick silver)라고도 알려져 있으며 이전에는 그리스어 히도르(hydor, 물)와 아르기로스(agyros, 은)에서 하이드라르기룸(/ha dr ɑːrd ʒərd ər əm/hy-DRAR-j ər- ɪˈm)으로 명명되었습니다. 수은은 은으로 된 무거운 원소로 표준 온도와 압력에서 액체 상태라고 알려진 유일한 금속 원소이며, 이러한 조건에서 액체 상태인 유일한 원소는 할로겐 브로민이지만, 세슘, 갈륨, 루비듐과 같은 금속은 실온 바로 위에서 녹습니다.

수은은 주로 신나바(황화수은)로 전 세계에 걸쳐 퇴적물에서 발생합니다. 붉은 색소 버밀리온은 천연 시나바 또는 합성 황화수은을 분쇄하여 얻어집니다. 수은과 수은을 포함한 유기 화합물에 노출되면 사람과 다른 동물의 신경계, 면역계 및 신장에 독성이 있습니다. 수은 중독은 직접적으로 또는 생체 확대 메커니즘을 통해 수용성 형태의 수은(염화수은이나 메틸수은 등)에 노출될 수 있습니다.

수은은 온도계, 기압계, 기압계, 혈압계, 부유 밸브, 수은 스위치, 수은 릴레이, 형광등 및 기타 장치에 사용됩니다. 수은의 독성에 대한 우려로 인해 이러한 수은 함유 기기가 단계적으로 퇴출되었습니다.[7] 과학 연구 응용 분야와 일부 지역에서 치아 복원을 위한 아말감에서 사용되고 있습니다. 형광 조명에도 사용됩니다. 형광등 안에서 수은 증기를 통과한 전기는 단파장 자외선을 발생시켜 튜브 안의 형광체를 형광시켜 가시광선을 만듭니다.

특성.

물성

오래된[8] 파운드 동전(밀도 ~7.6g/cm3)은 부력과 표면장력의 결합으로 수은 위에 떠 있습니다.

수은은 무겁고 은백색의 금속으로 상온에서 액체입니다. 다른 금속에 비해 열이 부족한 전도체이지만, 전기가 통하는 공정한 전도체입니다.[9]

코페르니슘과 플로비움에 대한 예비 실험 결과 끓는점이 더 낮은 것으로 나타났지만, 어는점은 -38.83°C이고 끓는점은 356.73°[10][11][12]C로 안정적인 금속 중 가장 낮습니다.[13] 이 효과는 란타넘족 수축과 상대론적 수축이 가장 바깥쪽 전자의 반경을 감소시켜 수은의 금속 결합을 약화시키기 때문입니다.[10] 수은은 얼면 부피가 3.59% 감소하고 액체일 때는 13.69g/cm에서3 고체일 때는 14.184g/cm로3 밀도가 변합니다. 부피 팽창 계수는 0°C에서 181.59 × 10−6, 20°C에서 181.71 × 10−6, 100°C에서 182.50 × 10입니다−6(°C당). 고체 수은은 가단성과 연성이 있으며 칼로 자를 수 있습니다.[14]

액체 수은의 열 및 물리적 특성 표:[15][16]

온도(℃) 밀도(kg/m^3) 비열(kJ/kg K) 운동점도(m^2/s) 전도도(W/mK) 열확산율(m^2/s) 프란틀 번호 벌크 모듈러스(K^-1)
0 13628.22 0.1403 1.24E-07 8.2 4.30E-06 0.0288 0.000181
20 13579.04 0.1394 1.14E-07 8.69 4.61E-06 0.0249 0.000181
50 13505.84 0.1386 1.04E-07 9.4 5.02E-06 0.0207 0.000181
100 13384.58 0.1373 9.28E-08 10.51 5.72E-06 0.0162 0.000181
150 13264.28 0.1365 8.53E-08 11.49 6.35E-06 0.0134 0.000181
200 13144.94 0.157 8.02E-08 12.34 6.91E-06 0.0116 0.000181
250 13025.6 0.1357 7.65E-08 13.07 7.41E-06 0.0103 0.000183
315.5 12847 0.134 6.73E-08 14.02 8.15E-06 0.0083 0.000186

화학적 성질

수은은 묽은 황산 등 대부분의 산과 반응하지 않지만, 진한 황산과 질산 등의 산화성 산이나 수생은 이를 녹여 황산, 질산염, 염화물을 만듭니다. 은과 마찬가지로 수은은 대기 중의 황화수소와 반응합니다. 수은은 고체 유황 플레이크와 반응하는데, 이 유황 플레이크는 수은을 흡수하기 위해 수은 유출 키트에 사용됩니다(유출 키트는 활성탄과 분말 아연도 사용합니다).[17]

아말감스

수은 방전 스펙트럼 보정등

수은은 금과 은과 같은 많은 금속을 용해시켜 아말감을 형성합니다. 철은 예외이며 철 플라스크는 전통적으로 재료를 운반하는 데 사용되었습니다.[18] 망간, 구리 및 아연을 제외한 다른 여러 1열 전이 금속도 아말감 형성에 내성이 있습니다. 수은과 쉽게 아말감을 형성하지 않는 다른 원소로는 백금이 있습니다.[19][20] 아말감 나트륨은 유기 합성에서 일반적인 환원제이며, 고압 나트륨 램프에도 사용됩니다.

두 순수 금속이 접촉하면 수은은 알루미늄과 쉽게 결합하여 수은-알루미늄 아말감을 형성합니다. 아말감은 금속 알루미늄이 깊이 산화되지 않도록 보호하는 산화 알루미늄 층을 파괴하기 때문에 소량의 수은으로도 알루미늄을 심각하게 부식시킬 수 있습니다. 이러한 이유로 수은은 항공기에 노출된 알루미늄 부품과 아말감을 형성할 위험이 있기 때문에 대부분의 상황에서 항공기에 탑승할 수 없습니다.[21]

수은은 일부 탄화수소 저장소의 천연 성분이며 정상적인 조건에서 석유 처리 장비와 접촉하기 때문에 수은 취화는 액체 금속 취화의 가장 일반적인 유형입니다.[22]

동위 원소

주 기사: 수은 동위 원소

수은에는 7개의 안정 동위 원소가 존재하며, 수은이 가장 풍부합니다(29.86%). 가장 오래 사는 방사성 동위원소는 반감기가 444년인 Hg, 반감기가 46.612일인 Hg입니다. 현재 남아있는 방사성 동위원소는 대부분 반감기가 하루 미만입니다. 206
Hg는 U의 중간 붕괴 생성물로서 아주 작은 흔적에서 자연적으로 발생합니다. Hg와 Hg는 가장 자주 연구되는 NMR 활성 핵으로 스핀을 가지고 있습니다. 각각 1 ⁄2와 3 ⁄2.

어원

수성(☿) 행성의 상징은 고대부터 원소를 나타내기 위해 사용되어 왔습니다.

"Hg"는 수은의 현대적인 화학 기호입니다. 그것은 고대 그리스어로 수은인 ὑδράργυρος(hydragyros)의 이름을 로마자화한 형태인 hydragyrum의 줄임말입니다. 히드라기로스(Hydrgyros)는 ὕδωρ의 뿌리인 ὑδρ-(hydr-)와 ἄργυρος(argyros)의 합성어로 "은"을 의미합니다. 영어 이름 퀵실버 ("살아있는-실버")처럼, 이 이름은 수은의 액체와 반짝이는 특성 때문이었습니다.[23]

현대 영어 이름 "Mercury"는 수성이라는 행성에서 유래되었습니다. 중세 연금술에서는 7개의 알려진 금속, 즉 금, 은, 구리, 철, 납, 주석이 7개의 행성과 연관되어 있었습니다. 퀵실버는 가장 빠른 행성과 관련이 있었는데, 이 행성은 속도와 이동성과 관련이 있는 로마 신 수성의 이름을 따서 명명되었습니다. 행성에 대한 점성술적 기호는 금속에 대한 연금술적 기호 중 하나가 되었고, "Mercury"는 금속에 대한 대체 이름이 되었습니다. 수은은 화학적 행성 이름이 남아있는 유일한 금속입니다. 화학적 이름으로 "퀵 실버"를 선호한다고 결정되었기 때문입니다.[24][25]

역사

수은은 기원전 1500년부터 이집트 무덤에서 발견되었습니다.[26]

중국과 티베트에서는 수은을 사용하면 수명이 연장되고 골절이 치유되며 전반적으로 건강을 유지할 수 있다고 여겨졌지만, 현재 수은 증기에 노출되면 건강에 심각한 악영향을 미치는 것으로 알려져 있습니다.[27] 통일된 중국의 첫 번째 황제인 ǐ 황더 ì는 중국의 강을 대표하는 그가 통치했던 땅의 모형 위에 흐르는 수은 강이 담긴 무덤에 묻혔다고 알려져 있는데, 전하는 바에 따르면 중국의 강을 대표하는 진 연금술사들이 불멸의 묘약으로 만든 수은과 옥 가루를 마셔서 사망했다고 합니다. 사치와 방탕함으로 유명한 이집트의 두 번째 툴루니드 통치자 (재위 884–896)인 쿠마라웨이 이븐 아흐마드 이븐 툴룬은 전하는 바에 따르면 수은으로 가득 찬 대야를 만들었는데, 그 대야 위에 그는 공기로 가득 찬 방석 위에 누워 잠을 자기 위해 흔들렸다고 합니다.[30]

2014년 11월 멕시코의 "테오티와칸에서 세 번째로 큰 피라미드"인 "깃털 달린 뱀의 신전"으로 알려진 1800년 된 피라미드의 60피트 아래에 있는 방에서 "많은 양의 수은"이 "옥상, 재규어 유적, 조각된 조개 껍질과 고무 공으로 채워진 상자"와 함께 발견되었습니다.[31]

아리스토텔레스는 다이달로스가 내부에 빠른 은을 부어 금성의 나무 조각상을 움직였다고 이야기합니다.[32] 그리스 신화에서 다이달로스는 빠른 은을 사용하여 그의 조각상들에 목소리의 모습을 나타냈습니다. 고대 그리스인들은 연고에 황화수은을 사용했고 고대 이집트인들과 로마인들은 화장품에 황화수은을 사용했습니다. 한때 마야 문명의 주요 도시였던 라마나이에서, 수성 웅덩이가 메소아메리카의 한 야구장에서 마커 아래에서 발견되었습니다.[33][34] 기원전 500년경에 수은은 다른 금속들과 함께 아말감(중세 라틴어 아말가마, "수은의 합금")을 만드는 데 사용되었습니다.[35]

연금술사들은 수은을 모든 금속이 형성된 첫번째 물질로 생각했습니다. 그들은 수은에 포함된 황의 질과 양을 달리함으로써 다른 금속을 생산할 수 있다고 믿었습니다. 이 중 가장 순수한 것은 금이었고, 많은 연금술사들의 목표였던 염기성(또는 불순한) 금속을 금으로 바꾸려는 시도에서 수은이 요구되었습니다.[24]

알마덴(스페인), 몬테아미타(이탈리아), 이드리야(현재 슬로베니아)에 있는 광산들은 2500년 전 알마덴에서 광산이 시작된 이래 19세기 말에 새로운 매장량이 발견될 때까지 수은 생산을 지배했습니다.[36]

발생

참고 항목: 범주:수은 광물 및 범주:수은 광산

수성은 지구의 지각에 존재하는 매우 희귀한 원소로, 질량에 의한 평균 지각의 존재비는 백만분의 0.08 정도에 불과합니다.[37] 지각 덩어리의 대부분을 차지하는 원소들과 지구화학적으로 섞이지 않기 때문에 수은 광석은 일반 암석에 존재하는 원소들을 고려할 때 매우 높은 농도를 보일 수 있습니다. 가장 풍부한 수은 광석은 질량 기준으로 최대 2.5%의 수은을 함유하고 있으며, 가장 희박한 농축 퇴적물도 최소 0.1%의 수은(평균 지각 존재비 12,000배)입니다. 천연 금속(희귀한 것) 또는 신나바, 메타치나바, 스페랄라이트, 코데로이트, 살아있는 스토나이트 및 기타 광물에서 발견되며, 신나바(HgS)가 가장 흔한 광석입니다.[38][39] 수은 광석은 종종 온천이나 다른 화산 지역에서 발생합니다.[40]

1558년부터 수은을 이용해 광석에서 은을 추출하는 파티오 공정이 발명되면서 수은은 스페인과 미국 식민지의 경제에 필수적인 자원이 되었습니다. 수은은 뉴 스페인과 페루의 수익성이 좋은 광산에서 은을 추출하는데 사용되었습니다. 처음에는 스페인 남부 알마덴에 있는 스페인 왕가의 광산에서 식민지에 필요한 모든 수은을 공급했습니다.[41] 신대륙에서 수은 매장량이 발견되었고, 1563년 페루의 후안카벨리카 지역에서 3세기에 걸쳐 10만 톤 이상의 수은이 채굴되었습니다. 파티오 공정과 후에 범합 공정은 19세기 후반까지 은광석을 처리하기 위한 수은에 대한 큰 수요를 계속 창출했습니다.[42]

캘리포니아 소노마 카운티 소크라테스 광산의 신나바가 있는 토종 수은. 시나바르는 가끔 수은 퇴적물의 산화된 영역에서 천연 수은으로 바뀝니다.

한때 세계 공급량의 많은 부분을 생산했던 이탈리아, 미국, 멕시코의 이전 광산들은 현재 완전히 채굴되었거나 슬로베니아(이드리야)와 스페인(알마덴)의 경우 수은 가격 하락으로 인해 폐쇄되었습니다. 미국의 마지막 수은 광산인 네바다의 맥더밋 광산은 1992년에 문을 닫았습니다. 수은의 가격은 수년간 변동성이 컸고 2006년에는 76파운드(34.46kg) 플라스크당 650달러였습니다.[43]

수은은 공기의 흐름 속에서 시나바를 가열하고 증기를 응축함으로써 추출됩니다. 이 추출의 방정식은 다음과 같습니다.

HgS + O2 → Hg + SO2
수은 가격(미국)과 생산(전 세계)의 진화

2020년 중국은 세계 생산량의 88%(2500톤 중 2200톤)를 제공하는 수은 생산국 1위였으며 타지키스탄(178톤), 러시아(50톤), 멕시코(32톤)가 그 뒤를 이었습니다.[44]

수은의 높은 독성 때문에, 신나바의 채굴과 수은을 위한 정제는 모두 수은 중독의 위험하고 역사적인 원인입니다.[45] 중국에서 감옥 노동은 1950년대까지만 해도 민간 광산 회사에 의해 새로운 신나바 광산을 개발하는 데 사용되었습니다. 수천 명의 죄수들이 뤄시 광산 회사에 의해 새로운 터널을 건설하는 데 사용되었습니다.[46] 제 기능을 하는 광산의 작업자 건강은 위험이 높습니다.

한 신문은 에너지 효율이 높은 전구를 2012년까지 의무적으로 만들 것을 요구하는 미확인 유럽연합의 지침이 중국이 CFL 전구 제조에 필요한 수은을 얻기 위해 시나바르 광산을 다시 열도록 부추겼다고 주장했습니다. 환경 위험은 특히 남부 도시인 포산과 광저우와 남서부 구이저우성에서 우려가 되어 왔습니다.[46]

폐수은 광산 처리장에는 종종 매우 위험한 폐기물 더미의 구운 시나바 석회질이 포함되어 있습니다. 이러한 장소에서 유출되는 물은 생태학적 피해의 공인된 원천입니다. 이전의 수은 광산들은 건설적인 재사용에 적합할 수 있습니다. 예를 들어, 1976년 캘리포니아 산타 클라라 카운티는 역사적인 알마덴 퀵실버 광산을 구입하여 그 부지에 카운티 공원을 조성한 후 광범위한 안전 및 환경 분석을 실시했습니다.[47]

화학

참고 항목: 범주:수은화합물

알려진 모든 수은 화합물은 두 가지 양의 산화 상태 중 하나를 나타냅니다. I, II. 실험은 더 높은 산화 상태를 명확하게 입증하지 못했습니다. 불안정한 Hg(III) 종의 1976년 전기합성과 2007년4 HgF의 극저온 분리는 모두 해석에 논란이 있으며 번식하기가 여전히 어렵습니다([48]불가능하지는 않지만).

수은의 화합물(I)

가벼운 이웃인 카드뮴과 아연과 달리 수은은 보통 금속-금속 결합으로 단순 안정적인 화합물을 형성합니다. 대부분의 수은(I) 화합물은 반자성이고 이량체 양이온인 Hg를2+
2 특징으로 합니다. 안정적인 유도체로는 염화물과 질산염이 있습니다. 황화물, 시안화물 등과 같은 강한 리간드와의 Hg(I) 화합물 복합체의 처리는 Hg2+
 및 원소 수은과의 불균형을 유도합니다.[49] 무색 고체인 염화 수은(I)은 칼로멜이라고도 하며, Cl-Hg-Hg-Cl이라는 결합성을 가진 HgCl이라는22 화학식을 가진 화합물입니다. 염소와 반응하여 염화수은을 생성하고, 이는 더 이상의 산화에 저항합니다. 무색의 기체인 수은 수소화물은 Hg-Hg 결합이 없는 HgH라는 수식을 가지고 있지만, 이 기체는 분리된 분자로만 관찰된 적이 있습니다.[50]

스스로 결합하는 경향을 나타내는 수은은 양전하로 덮인 수은 중심의 선형 사슬로 구성된 수은 폴리 양이온을 형성합니다. 한 예로 Hg2+
3(AsF−
6)가 있습니다.
2[51]

수은의 화합물(II)

수은()II)는 가장 일반적인 산화 상태이며 자연에서도 주요한 산화 상태입니다. 수은이 다른 리간드와 함께 사면체 분자기하학을 형성하는 경향이 있음에도 불구하고, 네 가지 할로겐화 수은은 모두 선형배위기하학을 형성하는 것으로 알려져 있으며 입증되었습니다. 이+ 행동은 Agion과 비슷합니다. 가장 잘 알려진 할로겐화 수은은 수은입니다.II) 쉽게 승화되는 흰색 고체인 염화물.[52]

수은()II) 수은의 주 산화물인 산화물은 금속이 고온에서 공기에 장기간 노출될 때 발생합니다. 순수한 산소의 초기 합성에서 Joseph Priestley에 의해 입증된 바와 같이 400°C 근처에서 가열하면 원소로 되돌아갑니다.[17] 수은의 수산화물은 수은의 분리 연구가 시도된 바와 같이 특성이 좋지 않습니다.II) 수산화물은 대신 산화수은을 생성했습니다.[53]

수은은 부드러운 금속이기 때문에 더 무거운 칼코겐과 함께 매우 안정적인 유도체를 형성합니다. 수은(Mercury)이 눈에 띕니다.II) 황화물, HgS는 자연계에서 광석으로 발생하며 화려한 색소 버밀리온입니다. HgS는 ZnS와 마찬가지로 붉은 큐빅 형태와 검은색 아연 블렌드 형태의 두 가지 형태로 결정화됩니다.[9] 후자는 때때로 metacinnabar로서 자연스럽게 발생합니다.[39] 수은()II) 셀레나이드(HgSe) 및 수은(II) 텔루라이드(HgTe) 또한 알려져 있으며, 이들뿐만 아니라 다양한 유도체(예: 수은 카드뮴 텔루라이드 및 수은 아연 텔루라이드는 적외선 검출 물질로서 유용한 반도체)입니다.[54]

수은()II) 염은 암모니아와 함께 다양한 복합 유도체를 형성합니다. Millon's base2+ (HgN), 1차원 중합체+
2 (HgNH의 염),
n 그리고 "융착성 백색 침전물" 또는 [Hg(NH3)]2Cl이2 이에 해당합니다. Millon's base의 짙은 색의 요오드화염을 형성하는 경향이 있기 때문에, 네슬러 시약으로 알려진 Potraiodomercurate (II)(HgI2−
4)는 여전히 암모니아를 검사하기 위해 종종 사용됩니다.[55]

수은 풀민산염은 폭발물에 널리 사용되는 뇌관입니다.[9]

유기수은화합물

주 기사: 유기수은화합물

유기 수은 화합물은 역사적으로 중요하지만 서구 세계에서는 산업적 가치가 거의 없습니다. 수은()II) 염은 방향족 고리와 직접 반응하는 단순한 금속 복합체의 드문 예입니다. 유기수은 화합물은 항상 2가이며 일반적으로 2좌표와 선형 기하학입니다. 유기카드뮴이나 유기아연화합물과 달리 유기수은화합물은 물과 반응하지 않습니다. 그들은 보통 휘발성인 HgR2 또는 고체인 HgRX라는 공식을 갖는데, 여기서 R은 아릴 또는 알킬이고 X는 일반적으로 할로겐화물 또는 아세테이트입니다. 메틸수은은 화학식이3 CHHgX인 화합물의 총칭으로 오염된 물에서 종종 발견되는 위험한 화합물 계열입니다.[56] 그들은 생물학적 메틸화라고 알려진 과정에 의해 발생합니다.

적용들

수은-유리 온도계의 전구

수은은 주로 산업용 화학 물질 제조 또는 전기 및 전자 응용에 사용됩니다. 일부 유리 액체 온도계, 특히 고온 측정에 사용되는 온도계에 사용됩니다. 형광등에는 여전히 증가하는 양이 가스 수은으로 사용되고 있으며, 다른 대부분의 응용은 건강 및 안전 규정으로 인해 서서히 단계적으로 중단되고 있습니다. 일부 응용 분야에서는 수은을 독성은 덜하지만 훨씬 더 비싼 Galinstan 합금으로 대체합니다.[57]

약

참고 항목: 아말감(치과)
아말감 충전재

역사와 민속

수은과 그 화합물은 오늘날 한때보다 훨씬 덜 일반적이지만 수은과 그 화합물의 독성 효과가 더 널리 알려져 있기 때문에 의학에서 사용되어 왔습니다. 수은의 초기 치료적 응용의 예는 1787년 James Lind에 의해 발표되었습니다.[58]

머크 매뉴얼의 초판(1899)에는 염화암모늄, 황색 아이오다이드 수은, 칼로멜 및 염화수은과 같은 당시 의학적으로 관련된 수은 화합물이 많이 포함되어 있습니다.[59]

일반 광석 중 하나인 신나바 형태의 수은은 다양한 전통 의약품, 특히 중국 전통 의약품에 사용됩니다. 그 안전성을 검토한 결과, 시나바는 가열, 과량 섭취, 또는 장기간 복용 시 심각한 수은 중독을 유발할 수 있으며, 치료 용량의 효과는 일반적으로 가역적이지만 치료 용량에서 부작용을 일으킬 수 있습니다. 이러한 형태의 수은은 다른 형태에 비해 독성이 덜한 것으로 보이지만, 시나바의 사용에 대한 치료적 근거가 명확하지 않기 때문에 전통적인 중국 의학에서의 사용은 아직 정당화되지 않았습니다.[60]

염화수은(Calomel 또는 mercuric chloride라고도 함)은 전통적인 의학에서 이뇨제, 국소 소독제 및 완하제로 사용되어 왔습니다. 수은()II) 염화물(염화수은 또는 부식성 승화물이라고도 함)은 한때 매독(다른 수은 화합물과 함께)을 치료하는 데 사용되었지만, 독성이 너무 강해서 때때로 그 독성의 증상이 치료하는 것으로 생각되는 매독의 증상과 혼동되기도 했습니다.[61] 소독제로도 사용됩니다. 수은이 주성분인 알약이나 시럽인 블루 매스는 19세기 내내 변비, 우울증, 가임, 치아통증 등 수많은 질환에 대해 처방되었습니다.[62] 20세기 초에 수은은 설사약과 탈지제로 매년 아이들에게 투여되었고, 그것은 유아용 치아 가루에 사용되었습니다. 수은을 함유한 유기할라이드 메르브로민(Mercurochrome으로 판매되기도 함)은 여전히 널리 사용되고 있지만 미국과 같은 일부 국가에서는 금지되었습니다.[63]

컨템포러리

수은은 치과용 아말감의 성분입니다.[64]

티오머살(미국에서는 티메로살(Thimerosal)이라고 함)은 백신의 방부제로 사용되는 유기 화합물이지만, 이 사용은 감소하고 있습니다.[65] 수은을 기반으로 한 이 방부제가 어린이들에게 자폐증을 유발하거나 유발할 수 있다는 것이 널리 추측되었지만, 어떤 증거도 그러한 연관성을 뒷받침하지 않습니다.[66] 그럼에도 불구하고, 티오머살은 비활성화된 인플루엔자 백신을 제외하고 6세 이하 어린이에게 권장되는 모든 미국 백신에서 제거되거나 미량으로 감소되었습니다.[65] 또 다른 수은 화합물인 메르브로민(Merbromin, Mercurochrome)은 일부 국가에서 경미한 절단 및 긁힘에 사용되는 국소 소독제입니다. 오늘날 의학에서 수은의 사용은 특히 선진국에서 모든 면에서 크게 감소했습니다.[67]

수은은 일부 이뇨제에 여전히 사용되고 있지만, 현재 대부분의 치료 용도에 티아자이드와 같은 대체물이 존재합니다.[68] 2003년, 수은 화합물은 국소 소독제, 흥분제 완하제, 기저귀 발진 연고, 안약, 그리고 코 스프레이를 포함한 일부 일반의약품에서 발견되었습니다. FDA는 이들 제품에 포함된 수은 성분의 안전성과 효과에 대한 일반적인 인식을 확립하기에 불충분한 데이터를 가지고 있습니다.[69]

염소 및 가성소다의 생산

염소는 전기 분해를 통해 염소 가스에서 금속 나트륨을 분리하는 염화나트륨(일반 소금, NaCl)에서 생성됩니다. 보통 소금을 물에 녹여 소금물을 만듭니다. 이러한 클로르알칼리 과정의 부산물은 수소(H2)와 수산화나트륨(NaOH)으로 흔히 가성소다 또는 잿물이라고 합니다. 20세기 후반에[70][71] 수은이 가장 많이 사용된 것은 수은으로 만든 음극에서 금속 나트륨이 아말감으로 형성되는 수은 전지 공정(캐스트너-켈너 공정이라고도 함)이었습니다. 그리고 나서 이 나트륨을 물과 반응시켜 수산화나트륨을 생성합니다.[72] 비록 현대의 식물들이 이 점에서 안전하다고 주장하지만, 20세기의 산업 수은 방출의 많은 부분은 이 과정에서 비롯되었습니다.[71] 미국에서 생산되는 염소의 11%가 2005년 기준으로 여전히 수은전지 방식으로 생산되고 있지만, 1960년대 이후 대부분의 산업 공장은 수은전지 공정에서 벗어나 다이어프램전지 기술로 전환하여 염소를 생산하고 있습니다.[73]

실험실 용도

온도계

수은을 함유한 온도계는 다니엘 가브리엘 화씨에 의해 18세기 초에 발명되었지만, 빠른 은으로 채워진 온도 측정기를 만드는 초기의 시도는 1650년대에 설명되었습니다.[74]: 23 화씨의 수은 온도계는 수은이 아니라 알코올을 사용한 초기 디자인에 기반을 두고 있었고, 수은 온도계는 알코올을 사용한 온도계보다 훨씬 정확했습니다.[75] 21세기 초부터 수은 온도계의 사용이 감소하고 있으며, 1998년 중금속에 관한 의정서 이후 많은 국가에서 수은을 함유한 기구의 사용이 금지되었습니다.[76][77] 수은 온도계의 현대적인 대안으로는 저항 온도계, 열전대 및 디지털 디스플레이로 출력되는 서미스터 센서가 있습니다.[78]

거울

일부 통과 망원경은 수은 대야를 사용하여 평평하고 절대적으로 수평인 거울을 형성하여 절대적인 수직 또는 수직 기준을 결정하는 데 유용합니다. 오목한 수평 포물면 거울은 디스크에서 액체 수은을 회전시킴으로써 형성될 수 있으며, 이와 같이 형성된 액체의 포물면 형태는 입사광을 반사하고 초점을 맞출 수 있습니다. 이러한 액체 거울 망원경은 기존의 대형 거울 망원경보다 최대 100배까지 저렴하지만 거울을 기울일 수 없고 항상 똑바로 위로 향합니다.[79][80][81]

전기화학

액체 수은은 표준 수소 전극의 대안으로 전기화학에서 인기 있는 이차 기준 전극(칼로멜 전극이라고 함)의 일부입니다. 칼로멜 전극은 하프 셀의 전극 전위를 계산하는 데 사용됩니다.[82] 수은의 삼중점인 -38.8344 °C는 국제 온도 척도(ITS-90)의 온도 표준으로 사용되는 고정점입니다.[9]

폴라로그래피와 결정학

극지에서는 낙하 수은 전극과[83] 매달린 수은 낙하 전극[84] 모두 원소 수은을 사용합니다. 이를 사용하면 각 측정 또는 새 실험마다 오염되지 않은 새 전극을 사용할 수 있습니다.

수은 함유 화합물은 구조 생물학 분야에서도 사용됩니다. 수은과 같은 수은 화합물(II) 염화물 또는 칼륨 테트라아이오도머큐레이트()II) X선 결정학에서 상 문제를 해결하기 위해 동형 치환 또는 변칙적 산란 방법을 통해 사용될 수 있는 중원자 유도체를 단백질 결정에 추가할 수 있습니다.[85]

틈새 용도

기체 수은은 수은 증기 램프와 일부 "네온 사인" 형태의 광고 표지판 및 형광등에 사용됩니다. 이러한 저압 램프는 스펙트럼 위치 보정을 위한 광학 분광학에서 전통적으로 사용되는 매우 스펙트럼이 좁은 선을 방출합니다. 상업용 교정 램프는 이를 위해 판매되고 있습니다. 형광 천장 조명을 분광계에 반사시키는 것은 일반적인 교정 방법입니다.[86] 기체 수은은 또한 이그니트론, 사이라트론 및 수은 아크 정류기를 포함한 일부 전자관에서 발견됩니다.[87] 피부 태닝 및 소독을 위한 전문 의료용 램프에도 사용됩니다.[88] 차가운 음극 아르곤 충전 램프에 가스 수은을 첨가하여 이온화 및 전기 전도성을 높입니다. 수은이 없는 아르곤 충전 램프는 칙칙한 점이 있어 올바르게 켜지지 않습니다. 수은이 포함된 조명은 한 번만 폭격/오븐 펌핑할 수 있습니다. 네온으로 채워진 튜브에 추가하면 초기 연소 과정이 완료될 때까지 발광에서 일관되지 않은 빨간색과 파란색 반점이 생성되며, 최종적으로는 칙칙한 오프 블루 색상이 지속적으로 켜집니다.[89]

  • The deep violet glow of a mercury vapor discharge in a germicidal lamp, whose spectrum is rich in invisible ultraviolet radiation.
    눈에 보이지 않는 자외선 복사가 풍부한 살균 램프에서 수은 증기 방전의 짙은 보라색 빛.
  • Skin tanner containing a low-pressure mercury vapor lamp and two infrared lamps, which act both as light source and electrical ballast
    광원과 전기 밸러스트 역할을 하는 저압 수은 증기 램프와 두 개의 적외선 램프를 포함하는 스킨 태너
  • Assorted types of fluorescent lamps.
    다양한 종류의 형광등.
  • The miniaturized Deep Space Atomic Clock is a linear ion-trap-based mercury ion clock, designed for precise and real-time radio navigation in deep space.
    소형화된 딥 스페이스 아톰 클럭은 선형 이온 트랩 기반의 수은 이온 클럭으로, 딥 스페이스에서 정밀하고 실시간으로 무선 항해를 할 수 있도록 설계되었습니다.

제트추진연구소가 개발 중인 심우주원자시계(DSAC)는 선형 이온 트랩 기반 시계에 수은을 사용합니다. 수은의 새로운 사용은 우주 탐사선과 화성 임무에 이상적인 에너지 요구량이 적은 소형 원자 시계를 만들 수 있게 해줍니다.[90]

피부미백

수은은 피부를 탈색하는 데 사용되는 피부 미백 화합물의 유효 성분으로 효과적입니다.[91] 수은에 관한 미나마타 협약은 이러한 미백제의 수은 농도를 백만분의 1로 제한하고 있습니다. 그러나 2022년 현재 상업적으로 판매되는 많은 화이트너 제품들이 그 한도를 계속 초과하고 있으며, 독성이 있는 것으로 간주되고 있습니다.[92]

화기

수은(II) 풀민산염은 1차 폭발물로, 19세기와 20세기에 걸쳐 화기에 카트리지의 프라이머로 주로 사용되었습니다.[93]

역사적 용도

SPST(Single-pole, 단일 스로우) 수은 스위치
압력 측정을 위한 수은 압력계

많은 역사적인 응용은 수은의 독특한 물리적 특성, 특히 밀도가 높은 액체와 액체 금속을 사용했습니다.

  • 90에서 600 그램 (3.2에서 21.2 온스)의 액체 수은의 양이 마야의 정예 무덤 (서기 100–700)[31]이나 여섯 곳의 의식용 캐시에서 회수되었습니다. 이 수은은 그릇에 점잖은 용도로 거울로 사용되었을 수 있습니다. 이 중 5개는 마야 문명의 고전기(c. 250–900)까지 거슬러 올라가지만, 한 예는 이것보다 앞서 있습니다.[94]
  • 이슬람 스페인에서는 장식용 풀장을 채우는 데 사용되었습니다. 그 후, 미국인 예술가 알렉산더 칼더는 1937년 파리 세계 전시회에서 스페인관을 위한 수은분수를 만들었습니다. 이 분수는 현재 바르셀로나의 Fundació Joan Miró에 전시되어 있습니다.[95]
  • 오래된 등대의 프레넬 렌즈는 베어링과 같은 역할을 하는 수은 욕조에서 떠다니며 회전하곤 했습니다.[96]
  • 수은의 혈압계, 기압계, 확산 펌프, 쿨로미터 및 기타 많은 실험 기구는 수은의 특성을 이용하여 거의 선형적인 열 팽창을 가진 매우 밀도가 높고 불투명한 액체를 만들었습니다.[97]
  • 전기 전도성 액체로서 수은 스위치(1970년 이전에 설치된 가정용 수은등 스위치 포함), 오래된 화재 감지기에 사용되는 틸트 스위치 및 일부 가정용 온도 조절기에 사용되었습니다.[98]
  • 수은은 음향 특성 때문에 SEAC 컴퓨터와 같은 20세기 중반 초기 디지털 컴퓨터에 사용된 지연선 메모리 장치에서 전파 매체로 사용되었습니다.[99]
  • 1911년 하이케 카멜링 온네스는 액체 헬륨을 발견하고 생성한 직후 수은을 4켈빈 이하로 냉각시켜 초전도성을 발견했습니다.[100] 그것의 초전도 특성은 나중에 더 인기 있는 니오븀 합금과 같이 나중에 발견된 다른 초전도체에 비해 특이한 것으로 밝혀졌습니다.[101][102]
  • 화석연료 발전소의 효율을 높이기 위해 실험용 수은 증기터빈을 설치하였습니다.[103] CT주 하트포드에 있는 사우스 메도우 발전소는 1920년대 후반부터 수년간 수은을 작동 유체로 사용했습니다. 이는 발전소의 효율성을 향상시키기 위한 노력으로 2차 수회로 구성된 2차 수회로 구성된 것입니다. 1950년에 가동된 NH 포츠머스의 쉴러 스테이션을 포함한 몇몇 다른 공장들이 지어졌습니다. 이 아이디어는 수은의 무게와 독성뿐만 아니라 후년에 초임계 증기 공장이 등장했기 때문에 산업 전반에 걸쳐 인기를 끌지 못했습니다.[104][105]
  • 마찬가지로 액체 수은은 일부 원자로의 냉각제로 사용되었습니다. 그러나 액체 금속으로 냉각된 원자로의 경우 수은의 밀도가 높기 때문에 냉각제로 순환하는 데 훨씬 더 많은 에너지가 필요하기 때문에 나트륨이 제안됩니다.[106]
  • 수은은 전기 우주 추진 시스템에서 초기 이온 엔진의 추진제였습니다. 장점은 수은의 높은 분자량, 낮은 이온화 에너지, 낮은 이중 이온화 에너지, 높은 액체 밀도 및 상온에서의 액체 저장성이었습니다. 단점은 지상 시험과 관련된 환경적 영향에 대한 우려와 장기간의 작업에서 추진체의 일부가 궁극적으로 냉각 및 응축되는 것에 대한 우려였습니다. 전기 추진력을 사용한 최초의 우주 비행은 나사 글렌 리서치 센터에서 개발된 수은 연료를 사용하는 이온 추진기로 1964년 나사가 월롭스 비행 시설에서 발사한 우주 전기 로켓 테스트 "SERT-1" 우주선을 타고 비행했습니다. SERT-1 비행은 1970년 SERT-2 비행에 이어 시작되었습니다. 휴즈 연구소가 제논 가스가 적합한 대체물이라는 연구를 수행하기 전까지 수은과 세슘은 이온 엔진에 선호되는 추진제였습니다. 제논은 현재 분자량이 높고, 비활성 기체 특성으로 인해 반응성이 거의 또는 전혀 없으며, 온화한 극저온 저장 하에서 액체 밀도가 높기 때문에 이온 엔진에 선호되는 추진제입니다.[107][108]

수은의 화학적 성질을 이용한 다른 용도들은 다음과 같습니다.

  • 수은 전지는 충전이 불가능한 전기화학 전지로, 20세기 중반에 일반적으로 사용되었습니다. 매우 다양한 응용 분야에서 사용되었으며 다양한 크기, 특히 버튼 크기로 제공되었습니다. 일정한 전압 출력과 긴 저장 수명으로 카메라 조명 측정기와 보청기에 틈새 시장으로 사용되었습니다. 수은 전지는 1990년대에 매립지를 오염시키는 수은에 대한 우려 때문에 대부분의 국가에서 사실상 금지되었습니다.[109]
  • 수은은 목재 보존, 다게레오타입 개발, 은거울,[110] 방오 페인트,[111] 제초제,[112] 내장 라텍스 페인트, 핸드헬드 미로 게임, 청소 및 자동차의 도로 레벨링 장치에 사용되었습니다. 수은 화합물은 방부제, 설사제, 항우울제 및 항독증에 사용되었습니다.[62] 수은은 이러한 용도의 전부는 아닐지라도 대부분 더 안전한 화합물로 대체되었습니다.
  • 이것은 연합 스파이들에 의해 루프트바페 비행기를 방해하기 위해 사용된 것으로 알려졌습니다. 수은 페이스트가 맨 알루미늄에 도포되어 금속이 빠르게 부식되어 구조적인 고장을 일으킬 수 있었습니다.[113]
  • 수은은 한때 총통 구멍 청소기로 사용되었습니다.[114][115]
  • 18세기 중반부터 19세기 중반까지 펠트 모자를 만드는 데 "카로팅"이라고 불리는 과정이 사용되었습니다. 동물의 가죽을 수은 화합물인 질산수은, Hg(NO3)·22의 오렌지 용액에 헹구었습니다.HO2.[116] 이 과정을 통해 펠트에서 모피를 분리하여 매트를 깔았습니다. 이 용액과 생성된 증기는 매우 독성이 강했습니다. 미국 공중 보건국은 1941년 12월 펠트 산업에서 수은의 사용을 금지했습니다. 수은 중독과 관련된 심리적 증상은 "미친 사람"이라는 말에 영감을 주었습니다. 루이스 캐럴이 자신의 저서 '이상한 나라의 앨리스'에서 쓴 '미친 모자(Mad Hatter)'는 오래된 문구를 바탕으로 한 말장난이었지만 캐릭터 자신은 수은 중독 증세를 보이지 않습니다.[117]
  • 역사적으로 수은은 흐르는 물과 자갈의 혼합물을 통해 금이 가라앉는 것을 돕기 위해 수압 금 채굴에 광범위하게 사용되었습니다. 얇은 금 입자는 수은-금 아말감을 형성하여 금 회수율을 높일 수 있습니다.[9] 수은의 대규모 사용은 1960년대에 중단되었습니다. 그러나 수은은 여전히 소규모, 종종 비밀스러운 금 탐사에 사용됩니다. 캘리포니아에서 트레이서 채굴에 사용되는 수은 45,000톤이 회수되지 않은 것으로 추정됩니다.[118] 수은은 또한 은 채굴에 사용되어 파티오 공정을 통해 광석에서 금속을 추출했습니다.[119]

독성 및 안전성

참고 항목: 수은 중독과 수은 순환
수성.
유해성
GHS 라벨링:
GHS06: ToxicGHS08: Health hazardGHS09: Environmental hazard
위험
H330, H360D, H372, H410
P201, P233, P260, P273, P280, P304, P308, P310, P313, P340, P391, P403[120]
NFPA704(파이어다이아몬드)
NFPA 704 four-colored diamondHealth 2: Intense or continued but not chronic exposure could cause temporary incapacitation or possible residual injury. E.g. chloroformFlammability 0: Will not burn. E.g. waterInstability 0: Normally stable, even under fire exposure conditions, and is not reactive with water. E.g. liquid nitrogenSpecial hazards (white): no code
2
0
0
시리즈의 일부
오염
공장에서 나오는 대기오염
항공사
생물학적
디지털.
전자기학
자연의
노이즈
방사능
흙
고형폐기물
공간
써멀
시각.
전쟁
물.
토픽
미스크

목록

분류

피부와 점막을 통해 수은을 흡수하고 수은 증기를 흡입할 수 있어 수은 용기를 안전하게 밀폐하여 유출과 증발을 방지합니다. 수은의 가열 또는 가열 시 분해될 수 있는 수은의 화합물의 가열은 수은 증기에 노출되는 것을 최소화하기 위해 적절한 환기를 통해 수행되어야 합니다. 수은의 가장 독성이 강한 형태는 디메틸수은 및 메틸수은과 같은 유기 화합물입니다. 수은은 만성 중독과 급성 중독을 동시에 일으킬 수 있습니다.[121][122]

환경 내 릴리스

지난 270년간 와이오밍주 어퍼 프레몬트 빙하에 퇴적된 대기 수은의 양

대기 중 수은의 산업 전 퇴적 속도는 퇴적된 얼음 1 L당 약 4 ng일 수 있습니다. 화산 폭발과 관련 천연자원은 대기 중 수은 배출량의 약 절반을 차지합니다.[123]

21세기 초 실외 도시 공기 중 대기 수은 오염도는 0.01~0.02μg/m로3 측정되었습니다. 2001년 연구에서는 뉴욕 지역의 건물 유형, 위치 및 연령의 단면을 나타내는 것으로 선택된 12개의 실내 장소에서 수은 수준을 측정했습니다. 이 연구는 0.0065 – 0.523 μg/m3 범위에서 실외 농도에 비해 수은 농도가 크게 상승하는 것을 발견했습니다. 평균은 0.069μg/m이었습니다3.[124]

수은 배출량의 절반은 인류의 몫입니다. 소스는 다음과 같이 추정된 백분율로 나눌 수 있습니다.[125]

  • 고정 연소로 인한 65%, 그 중 석탄 화력 발전소가 가장 큰 골재 공급원(1999년 미국 수은 배출량의 40%)입니다. 여기에는 수은이 제거되지 않은 가스로 연료를 공급하는 발전소가 포함됩니다. 국가에 따라 석탄 연소로 인한 배출량은 석유 연소로 인한 배출량보다 10배에서 2배 정도 더 높습니다.[125]
  • 금 생산에서 11%. 미국에서 수은 배출의 3대 포인트 원천은 3대 금광입니다. 금광 광미에서 수은의 수소 지구화학적 방출은 캐나다 동부에서 대기 수은의 중요한 공급원으로 설명되어 왔습니다.[126]
  • 일반적으로 제련소인 비철 금속 생산에서 6.8%를 차지합니다.
  • 시멘트 생산에서 6.4%.
  • 도시 및 유해 폐기물, 화장장, 하수 슬러지 소각 등 폐기물 처리에 따른 3.0%.
  • 가성소다 생산에서 3.0%.
  • 돼지 철 및 철강 생산에서 1.4%.
  • 1.1%는 주로 배터리용 수은 생산입니다.
  • 다른 출처에서 2.0%.

위의 백분율은 일부 지역의 중요한 공급원인 바이오매스 연소를 제외한 2000년 전 세계 인간에 의한 수은 배출량을 추정한 것입니다.[125]

심각한 산업 재해는 1932년에서 1968년 사이에 일본의 미나마타 만에 폐수은 화합물을 버리는 것이었습니다. 미나마타병으로 알려진 것으로 인해 3천여 명이 다양한 기형이나 심각한 수은 중독 증상을 겪거나 사망한 것으로 추정됩니다.[127][128]

중국은 수은 배출량의 50%를 생산하는 것으로 추정되는데, 대부분 염화비닐 생산에서 비롯됩니다.[129]

아시아에서 흔히 행해지는 전통인 길거리에서 태우는 종이, 2023년 홍콩

수은은 또한 수은 함유 제품의 부적절한 폐기를 통해 환경으로 들어갑니다.[130] 건강상의 문제(아래 참조)로 인해 독성물질 사용 감소 노력이 그러한 제품의 수은을 줄이거나 제거하고 있습니다. 예를 들어, 미국의 온도 조절기에서 판매되는 수은의 양은 2004년 14.5톤에서 2007년 3.9톤으로 감소했습니다.[131]

담배 식물은 주변 토양에서 수은과 같은 중금속을 잎에 쉽게 흡수하고 축적합니다. 이들은 이후 담배를 피우는 동안 흡입됩니다.[132] 수은이 담배 연기의 구성 요소이지만,[133] 연구는 직업적 노출, 생선 섭취 및 아말감 치아 충전과 같은 출처에 비해 흡연과 인간의 수은 흡수 사이의 유의한 상관 관계를 발견하는 데 대체로 실패했습니다.[134]

덜 알려진 수은의 원천은 종이를 [136]태우는 것인데, 이것은 중국, 베트남, 홍콩, 태국, 대만 그리고 말레이시아를 포함한 아시아에서 행해지는 일반적인 전통입니다.[135][137]

유출 정화

수은 유출은 물질을 취급하는 사람들에게 즉각적인 위협이 될 뿐만 아니라 물질이 적절하게 포함되지 않을 경우 환경적인 위험이 될 수 있습니다. 금속에 대한 특이한 외관과 행동이 정보가 없는 사람들에게 매력적인 골칫거리가 되기 때문에 이것은 눈에 보이는 수은, 즉 액체 상태의 수은에 특히 우려됩니다.[138] 수은 유출을 포함하는 절차와 유출 조건에 따른 적절한 대응에 대한 권장 사항이 개발되었습니다.[139][140] 액체 수은을 유출 지점에서 멀리 추적하는 것은 액체 수은 유출의 주요 관심사입니다. 규정은 첫 번째 조치로 눈에 보이는 수은을 억제하고 수은 증기를 모니터링하고 증기를 정화하는 것을 강조합니다. 금속염부터 고분자, 제올라이트에 이르기까지 수은 유출 흡착제로 여러 제품이 판매되고 있습니다.[141]

퇴적물 오염

대규모 도시-산업 하구의 퇴적물은 지점 공급원의 중요한 싱크 역할을 하고 유역 내 수은 오염을 확산시킵니다.[142] 템즈강 하구의 해안 퇴적물에 대한 2015년 연구에서는 총 수은을 0.01~12.07mg/kg으로 측정했으며 평균은 2.10mg/kg, 중앙값은 0.85mg/kg(n=351)이었습니다. 가장 높은 수은 농도는 미세한 곡물 진흙과 높은 총 유기 탄소 함량과 관련하여 런던시와 그 주변에서 발생하는 것으로 나타났습니다.[142] 탄소가 풍부한 퇴적물에 대한 수은의 강한 친화력은 머시 강의 염습지 퇴적물에서도 관찰되었으며, 평균 농도는 2mg/kg, 최대 5mg/kg입니다.[143] 이러한 농도는 약 0.2 mg/kg의 낮은 수은 농도를 나타내는 뉴저지의 염습지 강 개울 퇴적물과 중국 남부의 맹그로브의 농도보다 훨씬 높습니다.[144][145]

직업노출

환경보호청 직원들이 2004년 주택용 수은 유출사고를 정화하고 있습니다.

수은 노출의 건강 영향으로 인해 많은 국가에서 산업 및 상업적 사용이 규제되고 있습니다. 세계보건기구,[146] OSHA 및 NIOSH는 모두 수은을 직업상 위험으로 취급하고 있습니다. OSHA와 NIOSH는 다른 규제 기관 중에서도 액체 및 증기 형태의 원소 및 유도체 화합물에 대한 특정 직업상 노출 한도를 설정했습니다.[147][148] 미국에서는 주로 미국 환경보호국에 의해 환경 방출과 수은 폐기가 규제되고 있습니다.

물고기.

주 기사: 생선의 수은

어패류는 수은의 독성이 강한 유기 화합물인 메틸수은의 형태로 체내에 수은을 농축시키는 자연적인 경향을 가지고 있습니다. 상어, 황새치, 왕고등어, 참다랑어, 알바코어참치, 타일피쉬 등 먹이사슬에 많이 붙어있는 어종들은 다른 어종들보다 수은을 많이 함유하고 있습니다. 수은과 메틸수은은 지용성이기 때문에 주로 내장에 축적되지만 근육 조직에서도 발견됩니다.[149] 물고기 근육의 수은 존재는 치명적이지 않은 근육 생검을 사용하여 연구할 수 있습니다.[150] 먹이 물고기에 존재하는 수은은 먹이 물고기를 잡아먹는 포식자에게 축적됩니다. 어류는 메틸수은을 축적하는 것보다 탈수에 덜 효율적이기 때문에 시간이 지날수록 어류 조직의 메틸수은 농도가 증가합니다. 따라서 먹이 사슬에서 높은 종들은 그들이 섭취하는 종들보다 10배나 더 높은 수은의 신체 부담을 가지고 있습니다. 이 과정을 생체 확대라고 합니다. 수은 중독은 지금의 미나마타병으로 불리는 일본 미나마타에서 이런 식으로 발생했습니다.[127][128]

화장품

일부 얼굴 크림에는 위험한 수준의 수은이 포함되어 있습니다. 대부분은 비교적 독성이 없는 무기수은을 함유하고 있지만, 독성이 강한 유기수은을 함유한 제품들을 접한 적이 있습니다.[151][152] 뉴욕시 주민들은 피부 관리 제품 사용을 통해 상당한 수준의 무기 수은 화합물에 노출되는 것으로 밝혀졌습니다.[153]

수은 중독의 영향과 증상

주 기사: 수은중독

독성 영향에는 뇌, 신장 및 폐의 손상이 포함됩니다. 수은 중독은 아크로디니아(핑크병), 헌터러셀 증후군, 미나마타병 등 여러 질병을 유발할 수 있습니다. 증상은 일반적으로 감각 장애(시각, 청각, 언어), 감각 장애 및 조정력 부족을 포함합니다. 증상의 종류와 정도는 각각의 독소, 용량, 노출 방법과 기간에 따라 달라집니다. 사례-대조군 연구는 0.7-42μg/m3 범위의 낮은 농도에서도 수은 증기에 만성적으로 노출되는 작업자의 떨림, 인지 능력 저하, 수면 장애 등의 효과를 보여주었습니다.[154][155]

1.1 ~ 44 mg/m의3 계산된 원소 수은 수준에 급성으로 노출되면(4 ~ 8시간) 흉통, 호흡 곤란, 기침, 객혈, 폐 기능 장애 및 간질성 폐렴의 증거가 나타난다는 연구 결과가 있습니다.[121] 수은 증기에 급성으로 노출되면 정신착란, 환각, 자살 성향을 특징으로 하는 정신병적 반응을 포함한 중추신경계에 심각한 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. 직업적 노출은 이단, 과민성, 흥분성, 과도한 수줍음 및 불면증을 포함한 광범위한 기능 장애를 초래했습니다. 계속 노출되면 미세한 떨림이 발생하고 격렬한 근육 경련으로 이어질 수 있습니다. 떨림은 처음에는 손을 포함하고 나중에는 눈꺼풀, 입술, 혀로 퍼집니다. 장기간, 낮은 수준의 노출은 피로, 과민성, 기억 상실, 생생한 꿈, 우울증을 포함한 더 미묘한 이상증 증상과 관련이 있습니다.[122][156]

치료

수은 중독 치료에 대한 연구는 제한적입니다. 현재 급성 수은 중독에 사용 가능한 약물은 킬레이트제 N-아세틸-D, L-페니실라민(NAP), 브리티시 안티-루사이트(BAL), 2,3-디머캅토-1-프로판술폰산(DMPS) 및 디머캅토숙신산(DMSA)을 포함합니다. 원소 수은에 노출된 11명의 건설 노동자를 포함한 한 소규모 연구에서 환자들은 DMSA와 NAP로 치료를 받았습니다.[157] 두 약물을 사용한 킬레이트 요법은 총 추정 신체 수은의 작은 부분을 동원하는 결과를 가져왔습니다. DMSA는 NAP보다 수은의 배설량을 더 크게 증가시킬 수 있었습니다.[157]

규정

국제

140개국이 유엔환경계획(UNEP)의 '수은 미나마타 협약'에서 수은 증기 배출을 막기로 합의했습니다.[158] 이 협약은 2013년 10월 10일에 체결되었습니다.[159]

미국

미국에서는 환경보호청이 수은 오염을 규제하고 관리하는 업무를 맡고 있습니다. 청정대기법, 청정수법, 자원보전 및 회수법, 안전한 식수법 등 여러 법률에서 EPA에 이 권한을 부여하고 있습니다. 또한 1996년에 제정된 수은함유 및 충전식 배터리 관리법은 배터리 내 수은 사용을 단계적으로 중단하고 다양한 종류의 사용된 배터리를 효율적이고 비용 효율적으로 처리할 수 있도록 규정하고 있습니다.[160] 북미는 1995년 전 세계 총 수은 배출량의 약 11%를 기여했습니다.[161]

1990년에 통과된 미국 청정 대기법은 수은을 가능한 한 최대로 통제해야 하는 독성 오염 물질 목록에 올렸습니다. 따라서 고농도의 수은을 환경에 방출하는 산업체들은 최대 달성 가능한 제어 기술(MACT)을 설치하기로 합의했습니다. 2005년 3월 EPA는 통제해야 할 공급원 목록에 발전소를 추가하는 규정을[162] 공포하고 국가 상한 및 무역 시스템을 도입했습니다. 각 주는 2006년 11월까지 더 엄격한 통제를 하도록 주어졌지만, 여러 주의 법적 이의 제기 끝에 2008년 2월 8일 연방 항소 법원에 의해 규정이 폐지되었습니다. 이 규칙은 1998년 EPA의 의회 연구 보고서에 기록된 부정적인 영향을 고려할 때 석탄 화력 발전소 근처에 사는 사람들의 건강을 보호하기에 충분하지 않다고 여겨졌습니다.[163] 그러나 2015년에 발표된 새로운 데이터에 따르면 더 엄격한 통제가 도입된 후 수은이 급격히 감소하여 청정 공기법이 의도한 영향을 미쳤음을 나타냅니다.[164]

EPA는 2011년 12월 22일 석탄 화력 발전소에 대한 새로운 규칙을 발표했습니다.[165] 유해 폐기물을 연소하는 시멘트 가마는 미국의 표준 유해 폐기물 소각장보다 느슨한 기준을 유지하고 있으며, 그 결과 수은 오염의 불균형한 원인이 되고 있습니다.[166]

유럽 연합

유럽연합에서는 전기 및 전자기기의 특정 유해물질 사용제한 지침(RoHS 참조)에서 특정 전기 및 전자제품의 수은을 금지하고, 다른 제품의 수은의 양을 1000ppm 이하로 제한하고 있습니다.[167] 포장의 수은 농도(수은, 납, 6가 크롬 및 카드뮴의 합은 100ppm 제한)와 배터리(5ppm 제한)에 대한 제한이 있습니다.[168] 2007년 7월, 유럽 연합은 또한 온도계와 기압계와 같은 비 전기 측정 장치의 수은을 금지했습니다. 이 금지는 새로운 기기에만 적용되며, 의료 분야에 대한 면제와 기압계 제조업체에 대한 2년 유예가 포함되어 있습니다.[169]

스칸디나비아

노르웨이는 2008년 1월 1일부터 수은 제품의 제조 및 수출입에 수은 사용을 전면 금지했습니다.[170] 2002년, 노르웨이의 몇몇 호수들은 침전물에 1㎍/g의 수은이 과다하게 함유되어 수은 오염 상태가 좋지 않은 것으로 밝혀졌습니다.[171] 2008년, 노르웨이의 환경 개발부 장관 에릭 솔하임은 "수은은 가장 위험한 환경 독소 중 하나입니다. 수은 제품에 대한 만족스러운 대안들이 이용 가능하므로 금지를 유도하는 것이 적합합니다."[172] 수은을 포함한 제품들은 스웨덴에서 2009년에 금지되었고,[173][174] 원소 수은은 2008년부터 덴마크에서 일부 용도(특정 에너지 절약 광원 및 아말감 치과 충전재 등)를 제외한 모든 용도에서 제조 및 사용이 금지되어 왔습니다.[175]

참고 항목

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