În antichitate, romanii şi chinezii se foloseau de minerale pentru a respinge insectele. Folosirea pesticidelor chimice, a apărut în anii ’3...

În antichitate, romanii şi chinezii se foloseau de minerale pentru a respinge insectele. Folosirea pesticidelor chimice, a apărut în anii ’30, s-a generalizat după cel de-al doilea război mondial și a atins cu rapiditate praguri periculoase pentru consumatori. După părerea experţilor, fructele şi legumele necultivate biologic prezintă în prezent un risc real pentru consumatori, din cauza reziduurilor de pesticide şi a altor produşi chimici prezenţi pe coajă. 

Unii dintre ei nu pot fi îndepărtaţi nici la spălare, pentru că au penetrat în interiorul legumelor sau fructelor. Se ştie că pesticidele perturbă funcţiile vitale ale plantelor (cum ar fi fotosinteza) şi că sunt capabile să distrugă intestinul unei omizi, trebuie să ne punem întrebări serioase asupra acţiunii insecticidelor şi a altor nitraţi asupra organismului nostru. După părerea cercetătorilor, în viitor va trebui să ne preocupăm serios şi de problema metalelor grele (cadmiu, plumb, zinc, mercur şi aluminiu) care se acumulează în organismul nostru, prin intermediul alimentelor.

Susţinătorii produselor transgenetice consideră că, oricum, în timpul digestiei, ADN-ul alimentelor este distrus; la polul opus se află numeroşi oameni de ştiinţă care se împotrivesc modificărilor genetice de orice tip argumentând că organismele modificate genetic pot provoca la om, alergii de diverse tipuri şi pot afecta sistemul imunitar. Extragerea şi întrebuinţarea mercurului au fost descrise încă din antichitate. Folosirea lui la începutul mileniului 2 î.Ch.

În Egipt a fost sugerată, dar nu autentificată, deoarece se uzitau sinonime în scrierile vechi, obscure ale anumitor scriitori, dar extragerea cinabrului – cel mai răspândit minereu al mercurului – a fost în mod cert descrisă în secolul al IV-lea î.Ch. Mercurul, prin starea lichidă, culoarea argintie strălucitoare şi prin volatilitatea care îl caracterizează, a impresionat în mod deosebit pe alchimisti, considerându-l un component al tuturor metalelor. La începutul secolului al XVII-lea, dezvoltarea ştiinţei şi tehnologiei au adus o creştere continuă a cererii mercurului, folosit la fabricarea termometrelor, a barometrelor şi alte aparate electrice. Încă de când s-a început extragerea cinabrului şi a mercurului, minerii prezentau simptome de otrăvire, dar nu se cunoştea nici cauza şi nici tratamentul bolii.

Peste optzeci de elemente din sistemul periodic sunt metale. În general, ele se aseamănă între ele mai mult decât nemetalele şi totuşi există şi unele excepţii. Toate metalele sunt solide, dure sau moi, aceasta este regula generală, dar sunt şi excepţii: o bucată de galiu sau una de cesiu se topeşte în palmă, deoarece punctul de topire al acestor metale este sub 30°C, iar mercurul este un exemplu clasic de metal lichid, cunoscut în toată lumea din cele mai vechi timpuri. 

Mercurul, de asemenea numit argint viu sau hidrargir, este un element chimic cu simbolul Hg și număr atomic 80. Metal al blocului d, mercurul este unul din cele 6 elemente care sunt lichide la o presiune și temperatură apropiată de cea a camerei. Celelalte metale sunt cesiul, franciul, galiul, rubidiul și nemetalul brom. Dintre acestea, bromul și mercurul sunt lichide la condiții standard de temperatură și presiune.

Mercurul este singurul metal lichid în condiţii normale de temperatură şi presiune (Cesiul se topeşte la ~28.5°C, Galiul la ~30°C). Mercurul are culoarea argintie-albicioasă, uşor întunecată în aer liber, îngheaţă sub forma unui solid moale, ca plumbul la aproximativ -39°C şi poate forma cu majoritatea metalelor amalgamuri. Mercurul este un metal prezent în mediul natural şi este folosit de om din vremuri străvechi. În natură se poate întâlni în formă metalică, făcând parte dintr-o sare anorganică sau dintr-un compus organic. 

Prezenţa într-o formă sau alta depinde de diverşi factori şi mai mult, atât în mediul natural cât şi în organism, se poate transforma dintr-o stare în alta prin reacţii în care pot intervenii anumite microorganisme.

Nu toţi compuşii mercurului au aceeaşi toxicitate. Sărurile anorganice au în principiu un efect coroziv, distrugând celule epiteliale. Mercurul este unul dintre poluanţii majori ai mediului înconjurător. Mercurul şi compuşii săi anorganici şi organici se utilizează pe scară largă în industria vopselelor, a hârtiei, a produselor de acoperire, în industria chimică, în electotehnică, metrologie, stomatologie şi mai ales în agricultură.

Mercurul din sol sau apă, indiferent de forma lui, este convertit de microgranule anaerobe de pe fundul apelor curgătoare şi de microorganisme în metil – mercur care se acumulează în biosferă. Acele microorganisme anaerobe pot transforma mercurul anorganic în metil – mercur, apoi în dimetil – mercur mai volatil care trece în atmosferă. 

Metil – mercurul rămâne în hidrosferă de unde intră în lanţul alimentar clasic, este absorbit întâi de fitoplancton, apoi de diferiţi consumatori ai sistemului ecologic. Prin moartea plantelor şi animalelor, metil mercurul şi mercurul este înapoiat (redat) sedimentelor.

Pentru obţinerea mercurului cinabru se supune prăjirii. Prin aceasta sulful trece în SO2, iar oxidul de mercur ce se formează iniţial se descompune termic; vaporii de mercur din gaze, se condensează la trecerea prin vase sau tuburi din material organic. Mercurul este un metal alb, lucios ca argintul, lichid la temperatura camerei emiţând vapori chiar la această temperatură. Conductibilitatea calorică şi electrică sunt relativ mici (2% respectiv 1,6 % faţă de cele ale argintului). 

Din cauza tensiunii superficiale foarte mari, mercurul formează foarte uşor picături ce iau forma sferică. Valenţa cea mai întâlnită este +2, compuşii Hg (II) fiind mult mai numeroşi decât compuşii Hg (I). Hg (II) este capabil să formeze complecşi stabili cu câteva molecule biologic active, fiind binecunoscută, durabila legătură cu grupările thiol ale proteinelor.

Pe lângă sărurile Hg (II) se mai cunosc câţiva produşi organici ai Hg (II). Aceştia sunt insolubili în solvenţi organici. În general, la mamifere apare scindarea legăturii C-Hg, compuşii alchilmercurici cu molecula mică sunt cei mai stabili. În cazul unui conţinut total de mercur crescut, este necesară stabilirea conţinutului în compuşi organici de mercur.

Mercurul nu este esenţial pentru om. Dimpotrivă, se cunosc câteva efecte toxice reversibile şi ireversibile, în special efecte neurotoxice şi embriotoxice. Datorită afinităţii pentru grupările tiol (-SH), compuşii mercurului sunt potenţiale enzime toxice. Aici poate fi vorba de efecte sinergice şi antagonice cu alte microelemente. 

Deşi mercurul nu este considerat toxic pentru om, practic nu este absorbit gastro – industrial, tensiunea ridicată a vaporilor săi, 0,01 mm la 50°C, 0,3 mm la 100°C şi 2,8 mm la 150°C, facilitează în anumite locuri de muncă, inhalarea vaporilor de mercur care este dăunătoare. Concentrarea în mediul înconjurător a corpurilor organici ai mercurului, prezintă cel mai mare pericol al contaminării cu mercur.

Mercurul pur nu se oxidează în aer uscat, la temperatura camerei. Încălzit în prezenţa aerului, până aproape de punctul de fierbere, mercurul trece în oxid mercuric roşu, care se descompune însă la temperatură mai înaltă, trecând din nou în mercur. Dimpotrivă mercurul impur se acoperă, chiar în aer uscat la rece cu un strat de oxid. 

Mercurul reacţionează cu clorul, chiar la temperatură scăzută. De asemenea, se combină cu sulful când este frecat împreună cu acesta în mojar. Mercurul se utilizează mult în aparate de măsură ca şi electrod. De asemenea, mai este utilizat şi la extracţia aurului. Toxicitatea ridicată a compuşilor mercurului şi acţiunea lor disimulată constituie o ameninţare extrem de serioasă pentru fauna terestră şi acvatică şi un permanent pericol pentru om.

Unde se găsește mercurul?

Mercurul se găseşte în scoarţa terestră în medie cam 0.08g/tonă de piatră. Mercurul nativ apare în picături izolate şi ocazional în mase fluide mai mari, de obicei cu cinabru, în apropierea vulcanilor sau a izvoarelor termale. Metalul liber a fost găsit în Spania (Almaden), în Slovenia (Idrija), în Germania (Moschellandsberg) şi în SUA (Terlingua – Texas, Almaden – California). 

Mercurul este extras prin arderea cinabrului în aer urmat de condensarea vaporilor de mercur. Mercurul este foarte toxic, otrăvirea  poate  rezulta din inhalarea vaporilor de mercur, din înghiţirea unor compuşi ai lui sau din absorbţa lui prin piele.

Mercurul natural se găseşte sub forma a şapte izotopi stabili: Hg (0.15%), Hg (10.02%), Hg (16.84), Hg (23.13), Hg (13.22), Hg (29.80%) si Hg (6.85%). Pentru experimente de mare precizie este folosit mercurul pur (Hg-198) din punct de vedere izotopic, obţinut prin bombardarea cu neutroni a aurului pur (Au-197). Cinabrul se recunoaşte uşor după culoarea roşie strălucitoare, greutate specifică mare (~8g/cm3) şi duritate mică (2-2,5 pe scara Mohs).  Principalele zăcăminte de cinabru se găsesc în Spania (Almaden), Italia, SUA (California), Mexic, Canada, Peru, Chile, Argentina, China, Japonia. În ţara noastră se găsesc minerale de mercur în Munţii Apuseni.

Există mai mult de 25 minereuri cunoscute care conţin mercur, dar principalul minereu este cinabrul, de culoare roşu spre maron roşcat. Unele depozite de cinabru pot să conţină, de asemeni mercur elementar. Mineralul a fost găsit pe toate continentele, cu excepţia Antarcticii. Se întâlneşte în toate tipurile de rocă, de orice vârstă, de obicei singur, dar, uneori şi în asociaţie cu antimoniu, aur, fier şi zinc. Depozitele de mercur sunt mici şi neregulate, cel mai adesea sub forma de filoane. 

Cea mai obişnuită metodă de descoperire a zăcământului este săparea subterană, cu freze convenţionale şi dinamitare, urmate de încărcare mecanică în vagoane speciale pentru transportul minereurilor. Deoarece cinabrul conţine mai puţin de 1 % mercur, diverse metode de prelucrare a mineralului, precum sitarea, flotarea, decantarea, au fost practicate pentru obţinerea minereului de mercur. Mercurul se găseşte în cantităţi mici şi în atmosferă, unde pătrunde mai ales sub formă de vapori, în toate cazurile când mercurul lichid nativ sau preparat artificial, se găseşte în contact direct cu atmosfera.

Mercurul mai pătrunde în atmosfera şi prin erupţiile vulcanice, prin izvoarele fierbinţi, din emanaţiile gazoase, prin arderea cărbunelui de pământ, a lemnelor şi a diferiţilor combustibili, deoarece el este totdeauna prezent în substanţele organice. Cantităţi mari de mercur pătrund în atmosfera şi prin prelucrarea metalurgică a minereurilor.

Proprietățile mercurului

Deşi fierbe la 356,9°C, mercurul emite vapori chiar şi la -40°C. Din aceasta cauză atmosfera atelierelor care lucrează cu acest metal este întotdeauna saturată cu vapori de mercur. Viteza de evaporare a mercurului este mai mare decât viteza de formare, aşa se explică volatilitatea lui ridicată. Mercurul are proprietatea de a forma amalgame. Unele amalgame se formează la rece, prin contactul direct dintre metalul compact şi mercur. Altele se obţin numai prin acţiunea mercurului asupra metalului fin divizat şi eventual încălzit.

Deosebit de uşor formează mercurul amalgame cu Na, K, Au, Ag, suficient de uşor cu Pb, Sn, Zn, Cd şi mai greu cu Cu. Mercurul nu se aliază cu Mn, Co, Fe şi Ni. Mercurul nu se volatilizează la temperatură obişnuită în aer uscat. În aer umed se acoperă cu o peliculă cenuşie de oxid de mercur. Încălzit în aer sau în oxigen, până aproape de punctul de fierbere, se oxidează uşor, trecând în acid roşu de mercur care, încălzit mai departe, se redescompune în elemente. Halogenii atacă mercurul la rece formând halogenuri, iar sulful se combină cu mercurul, prin simpla mojarare, trecând în HgS (cinabru). Se dizolvă numai în acizii oxidanţi.

Reactivitatea mercurului este explicată prin potenţialul sau de ionizare care este mai mare decât al aurului şi al argintului. În această privinţă mercurul este “mai nobil”decât aceste metale. Dacă în natură, procesele de formare a mercurului nativ nu ar avea loc concomitent cu evaporarea lui, atunci desigur că starea nativă ar fi fost pentru mercur mai frecventă chiar decât pentru aur şi argint. Potenţialul de ionizare mare al mercurului determină multe dintre particularităţile lui chimice, cum este de exemplu, inerţia faţă de o serie de reactivi chimici din natură (oxigen, acizi).

Contaminarea produselor alimentare cu mercur

Mercurul este un poluant prezentat în mediul ambiant (apă, aer, sol) sub formă de reziduuri de pesticide organo-mercurice utilizate în tratarea seminţelor înainte de semănare. Are capacitatea de bioacumulare în lanţul trofic. Se pot obţine produse zaharoase contaminate de la păsări şi mamifere care au consumat seminţe tratate. În apă şi sol convertirea mercurului în compuşi organici poate fi influenţată de microorganisme. Poluarea mediului înconjurător cu mercur capătă importanţă majoră datorită contaminării produselor agroalimentare şi dintre acestea a zahărului şi a produselor zaharoase, care reprezintă o mare importanţă din alimentaţia omului şi în special a copiilor.

Sursele de contaminare cu mercur sunt naturale şi artificiale. Principala sursă naturală o constituie sulfura mercurică care conţine 86,5 % mercur. Concentraţia mercurului în scoarţa pământului este de 0,5 mg/kg. Alte surse importante de contaminare a atmosferei cu mercur o reprezintă arderea combustibililor fosili, transportul terestru datorită numărului mare de mijloace de transport, aglomerările urbane. Ţinând seama de conţinutul mercur în apa mărilor şi oceanelor, principalul risc ecologic declanşat de mercur îl reprezintă deversarea apelor industriale de la fabricarea electrolitică a clorurii şi hidroxilului de sodiu.

Toxicitatea ridicată a compuşilor mercurului şi acţiunea lor disimulată constituie o ameninţare extrem de serioasă pentru hrana omului. În general doza letală se cuprinde în limitele 10-15 mg/kg greutate corporală la om. Organomercuricele devin şi mai toxice când sunt inhalate pe cale pulmonară sub formă de pulberi sau vapori de mercur. Riscul de poluare a solului şi plantelor depinde de structura şi caractericticile solului şi combinaţiile metalelor grele în sol. Contaminarea cu mercur poate avea loc din utilaje şi metale de ambalaj care nu corespund cerinţelor sanitare. Pătrunderea în organism a mercurului se face sub formă de pulbere fină, soluţie, vapori pe mai multe căi :

• cale digestivă, odată cu consumul de alimente;
• cale pulmonare (prin inhalarea vaporilor şi pulberilor);
• cale tegumentară.

Este recomandat să se facă determinări de mercur din plantele comestibile din zonele vulcanice când în materia primă sau în procesul tehnologic este prezent mercurul. Organismul uman primeşte mercur din aer, apă şi din alimente. Nivelele mercurului în alimente sunt relativ scăzute, depinzând în principal de cantitatea de mercur ce trece prin sol prin plante în rădăcini. 

Industria chimică este răspunzătoare de o poluare intensă în special a atmosferei, datorită noxelor gazoase rezultate în timpul proceselor tehnologice. Unele rapoarte recente asupra nivelului în care mercurul se găseşte în peştii prădători de talie mare au determinat anumite autorităţi europene să emită avertismente – „aceşti peşti nu trebuie consumaţi de copii şi femei însărcinate sau care alăptează.

Ingerarea ocazională de către alte grupe de consumatori nu ridică o problemă, totuşi, ingerarea trebuie limitată la o singură dată de săptămână”. Industria piscicolă a răspuns acestor riscuri prin pescuirea peştilor de apă adânca, de talie mai mică, aceştia fiind mai puţin suspecţi de a fi contaminaţi cu metale grele.

Intoxicația cu mercur

Mercurul este atât de periculos încât chiar şi un singur atom de mercur în organism poate declanşa o serie de dereglări. Intoxicaţia acută cu mercur apare în urma ingestiei de produse contaminate. Mercurul este toxic doar în formă solubilă şi se găseşte în compoziţia unor medicamente – soluţii nazale, auriculare sau substanţe antiseptice. Intoxicaţiile se mai pot produce şi în medii industriale – la fabricarea termometrelor sau manometrelor. Mercurul pătrunde în organism pe cale digestivă, respiratorie sau prin piele. După ce este absorbit, formează complexe stabile în organism (cu cisteina) ce se vor elimina foarte greu.

Simptomele intoxicaţiei apar la locul de eliminare al mercurului – rinichi, colon sau salivă. Se produce stomatită şi căderea dinţilor sau apar leziuni renale şi insuficienţa renală. Cel intoxicat are un gust de metal în gură, prezintă tremor, gingivită, boli de stomac şi de asemenea stări de iritabilitate, apatie şi depresie. Intoxicaţia cronică cu mercur afectează sistemul nervos central (apar tulburări psihice), sistemul endocrin, renal sau cardio-vascular. 

Expunerea prelungită la vapori de mercur produce distrugeri ireversibile la nivelul sistemului nervos central şi decesul pacientului. Mercurul este cunoscut şi ca o substanţă teratogenă – determină apariţia malformaţiilor la făt în timpul sarcinii. Antidotul folosit în intoxicaţia cu mercur este Dimecaprol, iar în intoxicaţia cu vapori de mercur este D-Penicilamina.

Limite maxime de mercur admise în produsele alimentare

Dozele săptămânale sunt de 0.15 mg mercur total pe  kilogram corp persoană. Mercurul este uşor absorbit în plămâni unde rămâne până la 7 ore, înainte de a fi oxidat de către oxigen şi trece sub forma ionică în sânge. Ţinându-se seama de concentraţia mercurului în creier, distribuţia acestuia în organism şi de viteza de excreţie, s-a considerat ca fiind mai adecvat un nivel de 0.05 mg/kg corp. 

În Brazilia, Danemarca, Suedia, limita maximă admisibilă de mercur în produsele agroalimentare este de 0.05 mg/kg. FAO recomandă un nivel maxim de 0.05 mg/kg de mercur pentru toate produsele alimentare inclusiv cele zaharoase. Limite maxime de mercur din produsele zaharoase sunt:

• marmeladă, dulceţuri, gemuri: 0.05mg/kg produs;
• produse de caramelaj, dropsuri, bomboane: 0 mg/kg produs;
• drajeuri simple, jeleuri, şerbeturi: 0 mg/kg produs;
• ciocolată, produse de ciocolaterie: 0 mg/kg produs;
• prăjituri, produse de patiserie: 0 mg/kg produs;
• halva: 0 mg/kg produs;
• zahăr: 0.05 mg/kg produs.