Rtęć w środowisku przyrodniczym

wydany w Przegląd Komunalny – 2005-3
  DRUKUJ
Znaczenie rtęci jako substancji skażającej środowisko naturalne wynika ze specyficznej natury tego metalu, zdeterminowanej mnogością źródeł zanieczyszczenia, lotnością, ruchliwością, trwałością i dużą toksycznością jej poszczególnych form chemicznych – głównie metylortęci i rtęci pierwiastkowej.

Toksyczny wpływ na organizmy żywe
Zdolność metylortęci do bioakumulacji i biomagnifikacji w organizmach żywych (szczególnie w rybach i morskich ssakach) do poziomów tysiące razy większych niż w wodzie była przyczyną śmiertelnych zatruć stwierdzonych kilkadziesiąt lat temu w Japonii w Zatoce Minamataą.
Obecność rtęci w organizmach ludzi i zwierząt ma znaczenie toksykologiczne, gdyż nie są znane jakiekolwiek funkcje metaboliczne rtęci u organizmów wyższych. Istotą toksycznego działania rtęci na organizmy żywe jest powinowactwo jonu rtęciowego do grup sulfhydrylowych białek i enzymów, co może powodować zakłócenia w funkcjonowaniu układów enzymatycznych oraz w mechanizmie syntez. Efektem tego może być dysfunkcja aparatu genetycznego komórki, upośledzenie funkcji immunologicznych organizmu, uszkodzenie układu nerwowego (efekt neurotoksyczny) i sercowo-naczyniowego oraz zaburzenia funkcjonowania nerek i wątroby˛. Rtęć może być wchłaniana przez organizm w postaci metalicznej (pary rtęci), związków nieorganicznych oraz połączeń organicznych. Za najbardziej niebezpieczne uznaje się pary rtęci metalicznej oraz związki organiczne o krótkim łańcuchu węglowym. Pary rtęci są bardzo łatwo wchłaniane drogą oddechową. Szacuje się, że niemal 100% rtęci elementarnej wdychanej przez organizm dostaje się do krwi, gdzie w wyniku biotransformacji jest ona utleniana do Hg2+ i w tej postaci rozmieszczana i magazynowana w tkankach – głównie w mózgu i nerkach. Badania dowodzą, że 75 – 80% dawki rtęci pierwiastkowej wchłoniętej drogą oddechową jest zatrzymywane w organizmie. Z kolei inne połączenia nieorganiczne rtęci są trudno wchłaniane drogą wziewną, a łatwo drogą pokarmową. W tym przypadku są one wiązane głównie w nerkach, a ponadto w wątrobie, śledzionie, krwi czy mózgu3,4. Organiczne związki rtęci mogą być absorbowane przez organizm człowieka drogą oddechową [głównie (CH3)2Hg] i pokarmową [głównie CH3Hg+] oraz przez skórę [silne wchłanianie i bardzo duże ryzyko zatrucia śmiertelnego (CH3)2Hg]. Wydajność wchłaniania metylortęci z przewodu pokarmowego jest bardzo duża i wynosi 95-100% wielkości spożytej dawki, podczas gdy dla rtęci pierwiastkowej wynosi ona tylko 0,1%, dla nieorganicznych związków rtęci 10 – 20% i 7% dla rtęci dwuwartościowej. Toksyczne działanie związków rtęcioorganicznych, a zwłaszcza metylortęci, wiąże się z ich dobrą rozpuszczalnością w lipidach. Lipofilność metylortęci i dimetylortęci determinuje ich łatwe przenikanie z krwi do mózgu, gdzie gromadzą się głównie w postaci metylortęcioglutationu (powodując patologiczne zmiany w układzie nerwowym), a także migrują przez barierę łożyskową, wywierając działanie embriotoksyczne i teratogenne. Związki rtęci wydalane są z organizmu człowieka przede wszystkim z moczem i kałem, a także ze śliną, mlekiem i włosami oraz – przez skórę – z potem. Okres półtrwania rtęci w organizmie człowieka mieści się w granicach od 20 do 80 dni, w zależności od formy tego metalu oraz tkanki lub organu3-5.

Rtęć w regulacjach prawnych
W ostatnich latach można było zaobserwować kilka istotnych zmian w rozporządzeniach związanych z ochroną środowiska. Spowodowane były one dostosowaniem polskich normatywów do tych obowiązujących w Unii Europejskiej.

Dopuszczalne stężenia rtęci w wodzie
Rozporządzenie Ministra Zdrowia z 19 listopada 2002 r. w sprawie wymagań dotyczących jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi (DzU nr 203, poz. 1718).

Wymagania fizykochemiczne, jakim powinna odpowiadać woda przeznaczona do spożycia przez ludzi
Załącznik nr 1
B. Substancje nieorganiczne [mg/l]
Dopuszczalna wartość
rtęć
0,001


Rozporządzenie Ministra Środowiska z 27 listopada 2002 r. w sprawie wymagań, jakim powinny odpowiadać wody powierzchniowe wykorzystywane do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia (DzU nr 204, poz. 1728).

Wymagania, jakim powinny odpowiadać kategorie jakości wody A1 – A3 dla rtęci [mg/l]
Wartość graniczna stężenia
A1
A2
A3
zalecana
dopuszczalna
zalecana
dopuszczalna
zalecana
dopuszczalna
0,0005
0,001
0,0005
0,001
0,0005
0,001


gdzie:
kategoria A1 – woda wymagająca prostego uzdatniania fizycznego, w szczególności filtracji oraz dezynfekcji
kategoria A2 – woda wymagająca typowego uzdatniania fizycznego i chemicznego, w szczególności utleniania wstępnego, koagulacji, flokulacji, dekantacji, filtracji i dezynfekcji (chlorowania końcowego)
kategoria A3 – woda wymagająca szczególnego uzdatniania fizycznego i chemicznego, w szczególności utleniania, koagulacji, flokulacji, dekantacji, filtracji, adsorpcji na węglu aktywnym i dezynfekcji (ozonowania i chlorowania końcowego)

Rozporządzenie Ministra Środowiska z 11 lutego 2004 r. w sprawie klasyfikacji dla prezentowania stanu wód powierzchniowych i podziemnych, sposobu prowadzenia monitoringu oraz sposobu interpretacji wyników i prezentacji stanu tych wód (DzU nr 32, poz. 284).

Wartości graniczne wskaźników jakości wody w klasach jakości wód powierzchniowych
Wskaźnik jakości wody
[mg Hg/l]
Wartości graniczne w klasach I - V
I
II
III
IV
V
rtęć
0,0005
0,001
0,001
0,005
>0,005


Wartości graniczne wskaźników jakości wody w klasach jakości wód podziemnych
Wskaźnik jakości wody
[mg Hg/l]
Wartości graniczne w klasach I - V
I
II
III
IV
V
rtęć
0,001
0,001
0,001
0,005
>0,005


Rozporządzenie Ministra Zdrowia z 16 października 2002 r. w sprawie wymagań, jakim powinna odpowiadać woda w kąpieliskach (DzU nr 183, poz. 1530).

Wskaźnik [mg/l]
Wartość graniczna
rtęć
0,005


Rozporządzenie Ministra Zdrowia z 29 kwietnia 2004 r. W sprawie naturalnych wód mineralnych, naturalnych wód źródlanych i wód stołowych (DzU nr 120, poz. 1256).
W załączniku nr 1 przedstawione są składniki naturalne występujące w naturalnej wodzie mineralnej i maksymalne limity, których przekroczenie może stanowić ryzyko dla zdrowia publicznego – dla rtęci jest to 0,001 mg/l.

Dopuszczalne zawartości rtęci w glebie
Rozporządzenie Ministra Środowiska z 9 września 2002 r. w sprawie standardów jakości gleb oraz standardów jakości ziemi (DzU nr 165, poz. 1359).

Wartości dopuszczalne stężenia rtęci w glebie lub ziemi (mg/kg suchej masy)
Metal
Grupa A
Grupa B
Grupa C
głębokość w metrach pod poziomem terenu
0 - 0,3
0,3 - 15
> 15
0 - 2
2 - 15
.
wodoprzepuszczalność gruntu [m/s]
.
do
poniżej
do
poniżej
.
do
poniżej
.
1 x 10-7m/s
1 x 10-7m/s
.
1 x 10-7m/s
rtęć
0,5
2
3
5
4
10
30
4
50


Grupy rodzaju gruntu:
Grupa A
- nieruchomości gruntowe wchodzące w skład obszaru poddanego ochronie na podstawie przepisów ustawy Prawo wodne
- obszary poddane ochronie na podstawie przepisów o ochronie przyrody; jeżeli utrzymanie aktualnego poziomu zanieczyszczenia gruntów nie stwarza zagrożenia dla zdrowia ludzi lub środowiska – dla obszarów tych stężenia zachowują standardy wynikające ze stanu faktycznego (z zastrzeżeniem DzU z 2001 r. nr 38, poz. 452 i DzU z 2002 r. nr 37, poz. 344)
Grupa B
- grunty zaliczone do użytków rolnych z wyłączeniem gruntów pod stawami i rowami, grunty leśne oraz zadrzewione i zakrzewione, nieużytki, grunty zabudowane i zurbanizowane z wyłączeniem terenów przemysłowych, użytków kopalnych oraz terenów komunikacyjnych
Grupa C
- tereny przemysłowe, użytki kopalne, tereny komunikacyjne

Rozporządzenie Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z 21 marca 2002 r. w sprawie dopuszczalnych stężeń metali ciężkich zanieczyszczających glebę (DzU nr 37, poz. 344).

Dopuszczalne stężenia metali ciężkich zanieczyszczających glebę
Składnik zanieczyszczający
Stężenia w danym rodzaju gleby [mg/kg s.m.]
lekka1
średniociężka2
ciężka3
rtęć
0,5
1
2

1 gleba zawierająca do 20% frakcji spławialnej
2 gleba zawierająca od 20 do 35% frakcji spławialnej
3 gleba zawierająca powyżej 35% frakcji splawialnej

Według Rozporządzenia Ministra Środowiska z 8 lipca 2004 r. w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego (DzU nr 168, poz. 1763) gleby, na których przewiduje się rolnicze wykorzystanie ścieków, nie powinny zawierać rtęci w ilościach większych niż przedstawione w załączniku nr 7.

Załącznik nr 7
Dopuszczalna zawartość metali ciężkich w glebach
Pierwiastek [mg/kg s.m.]
Zawartość w glebach [mg/kg s.m.]
lekkich
średnich
ciężkich
rtęć
0,8
1,2
1,5


Dopuszczalne zawartości rtęci w osadach ściekowych i dennych
Rozporządzenie Ministra Środowiska z 1 sierpnia 2002 r. w sprawie komunalnych osadów ściekowych (DzU nr 134, poz. 1140).
Ilości metali ciężkich, które mogą być wprowadzone z komunalnym osadem ściekowym w ciągu roku do gleby, średnio w okresie 10 lat nie mogą przekroczyć dla rtęci 10 g/ha/rok.

Załącznik nr 1
Ilość metali ciężkich w stosowanych komunalnych osadach ściekowych
Metal
Ilość metali ciężkich [mg/kg m.o.] nie większa niż:
przy stosowaniu osadów ściekowych:
w rolnictwie oraz do rekultywacji gruntów na cele rolne
do rekultywacji terenów na cele nierolne
przy dostosowaniu gruntów do określonych potrzeb wynikających z planów gospodarki odpadami, planów zagospodarowania przestrzennego lub decyzji o warunkach zabudowy i zagospodarowania terenu, do uprawy roślin przeznaczonych do produkcji kompostu, do uprawy roślin nieprzeznaczonych do spożycia i produkcji pasz
rtęć
5
10
25


Załącznik 2
Ilość metali ciężkich w wierzchniej (0 – 25 cm) warstwie gruntu przy stosowaniu komunalnych osadów ściekowych w rolnictwie oraz do rekultywacji gruntów na cele rolne
Metal
Ilość metali ciężkich [mg/kg s.m. gruntu] nie większa niż
przy gruntach:
lekkich
średnich
ciężkich
rtęć
0,8
1,2
1,5


Załącznik 3
Ilość metali ciężkich w wierzchniej (0 – 25 cm) warstwie gruntu przy stosowaniu komunalnych osadów ściekowych do rekultywacji terenów na cele nierolne, do uprawy roślin przeznaczonych do produkcji kompostu, do uprawy roślin nieprzeznaczonych do spożycia i produkcji pasz oraz przy dostosowywaniu gruntów do określonych potrzeb wynikających z planów gospodarki odpadami, planów zagospodarowania przestrzennego lub decyzji o warunkach zabudowy i zagospodarowania terenu.
Metal
Ilość metali ciężkich [mg/kg s.m. gruntu] nie większa niż
przy gruntach:
lekkich
średnich
ciężkich
rtęć
1,0
1,5
2,0


Rozporządzenie Ministra Środowiska z 16 kwietnia 2002 r. w sprawie rodzajów oraz stężeń substancji, które powodują, że urobek jest zanieczyszczony (DzU nr 55, poz. 498).
Rtęć w stężeniu równym lub wyższym od 1 mg/kg suchej masy powoduje, że urobek pochodzący z pogłębiania akwenów morskich w związku z utrzymaniem infrastruktury zapewniającej dostęp do portów, a także z pogłębiania zbiorników wodnych, stawów, cieków naturalnych, kanałów i rowów w związku z utrzymaniem i regulacją wód jest zanieczyszczony.

Dopuszczalne stężenia rtęci w ściekach
Rozporządzenie Ministra Środowiska z 8 lipca 2004 r. w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego (DzU nr 168, poz. 1763).
W rozporządzeniu tym rtęć zaliczono do substancji szczególnie szkodliwych powodujących zanieczyszczenie wód, które należy eliminować.

Załącznik nr 3
Najwyższe dopuszczalne wartości zanieczyszczeń dla oczyszczonych ścieków przemysłowych
Tabela 1
Najwyższe dopuszczalne wartości wskaźników zanieczyszczeń dla niektórych substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego
Rodzaj substancji
Rodzaj produkcji
Najwyższa dopuszczalna wartość1,2 [mg Hg/l ścieków]
średnia dobowa
średnia miesięczna
rtęć
elektroliza chlorków metali alkalicznych za pomocą elektrolizerów rtęciowych3
0,2
0,05
zakłady przemysłu rtęciowego stosujące katalizatory rtęciowe:
  1. w produkcji chlorku winylu
  2. w innych procesach



0,1
0,1



0,05
0,05
produkcja katalizatorów rtęciowych stosowanych w produkcji chlorku winylu
0,1
0,05
produkcja organicznych i nieorganicznych związków rtęci, z wyjątkiem katalizatorów rtęciowych stosowanych w produkcji chlorku winylu
0,1
0,05
produkcja baterii galwanicznych zawierających rtęć
0,1
0,05
przemysł metali nieżelaznych
  1. zakłady odzysku rtęci
  2. wydobycie i rafinacja metali nieżelaznych


0,1
0,1


0,05
0,05
zakłady oczyszczania toksycznych odpadów zawierających rtęć
0,1
0,05
inne zakłady
0,06
0,03

1 najwyższe dopuszczalne wartości obowiązują do 31.12.2007
2 najwyższe dopuszczalne wartości obowiązują od 01.01.2008
3 wartości dopuszczalne stosują się do całkowitej ilości rtęci obecnej we wszystkich zawierających rtęć składnikach odprowadzanych z terenu zakładu

Załącznik nr 5
Najwyższe dopuszczalne wartości wskaźników zanieczyszczeń dla ścieków z oczyszczania gazów odlotowych i z procesu termicznego przekształcania odpadów1
Nazwa wskaźnika [mg/kg]
Najwyższa dopuszczalna wartość2
rtęć i jej związki w przeliczeniu na rtęć (Hg)
0,03

1 najwyższe dopuszczalne wartości wskaźników zanieczyszczeń dla ścieków pochodzących z oczyszczalni gazów odlotowych z procesów termicznego przekształcania odpadów stosuje się od 28.12.2005
2 analizę wykonuje się z próbek niefiltrowanych

Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z 20 lipca 2002 r. w sprawie sposobu realizacji obowiązków dostawców ścieków przemysłowych oraz warunków wprowadzania ścieków do urządzeń kanalizacyjnych (DzU nr 129, poz. 1108).

Dopuszczalne warunki wskaźników zanieczyszczenia w ściekach przemysłowych wprowadzanych do urządzeń kanalizacyjnych

Wskaźnik zanieczyszczenia [mg Hg/l]

Ten artykuł jest dostępny dla wszystkich.

Wartość

Zalecane metody badań próbek ścieków

rtęć

0,1

bezpłomieniowa absorpcyjna spektrometria atomowa



Rozporządzenie Ministra Środowiska z 27 lipca 2004 r. w sprawie dopuszczalnych mas substancji, które mogą być odprowadzane w ściekach przemysłowych (DzU nr 180, poz. 1867).

Dopuszczalne masy niektórych substancji szczególnie szkodliwych, które mogą być odprowadzane w oczyszczonych ściekach przemysłowych, w jednym lub więcej okresach, przypadające na jednostkę masy wykorzystywanego surowca, materiału, paliwa lub powstającego produktu
Rodzaj produkcji
Jednostka miary
Najwyższe dopuszczalne wartości w jednym lub więcej okresach3,4
średnia dobowa
średnia miesięczna
elektroliza chlorków metali alkalicznych za pomocą elektrolizerów rtęciowychg Hg/t zainstalowanej zdolności produkcyjnej chlorku przy zastosowaniu
a) solanki obiegowej - 1
4
1
- 2
2
0,5
b) solanki traconej - 1
20
5
zakłady przemysłu chemicznego stosujące katalizatory rtęciowe
a) w produkcji chlorku winylu
b) w innych procesach

g Hg/t zdolności produkcyjnej chlorku winylu
g Hg/kg przetworzonej rtęci


0,2
10


0,1
5
produkcja katalizatorów rtęciowych stosowanych przy produkcji chlorku winylug Hg/kg przetworzonej rtęci
1,4
0,7
produkcja organicznych i nieorganicznych związków rtęci, z wyjątkiem katalizatorów rtęciowych stosowanych przy produkcji chlorku winylu
g Hg/kg przetworzonej rtęci

0,1

0,05
produkcja baterii galwanicznych zawierających rtęćg Hg/kg przetworzonej rtęci
0,06
0,03

¹ wartości dopuszczalne stosuje się do całkowitej ilości rtęci obecnej we wszystkich zawierających rtęć ściekach odprowadzanych z terenu zakładu
² wartości dopuszczalne stosuje się do rtęci obecnej w ściekach z instalacji produkującej chlor
³ najwyższe dopuszczalne wartości w jednym lub więcej okresach – obowiązują do 31.12.2007
4 najwyższe dopuszczalne wartości w jednym lub więcej okresach – obowiązują od 01.01.2008

Dopuszczalne ilości rtęci w powietrzu
Rozporządzenie Ministra Środowiska z 5 grudnia 2002 r. w sprawie wartości odniesienia dla niektórych substancji w powietrzu (DzU nr 1, poz. 12).

Wartości odniesienia dla rtęci w powietrzu dla terenu kraju, oznaczenie numeryczne oraz okres, dla których uśrednione są wartości odniesienia, z wyłączeniem parków narodowych i obszarów ochrony uzdrowiskowej
Nazwa substancji
Oznaczenia numeryczne substancji (numer CAS)a
Wartości odniesienia w µg/m³ uśrednione dla okresu
jednej godziny
roku kalendarzowego
Rtęćd
7439-97-6
0,7
0,04

a oznaczenie numeryczne substancji wg Chemical Abstracts Service Registry Number
d jako suma rtęci i jej związków

Źródła
  1. Kurland L.T., Faro S.M., Seidler H.: Minamata disease. The outbreak of neurological disorder in Minamata, Japan and its relationship to the ingestion of sea food contaminated by mercuric compounds. “World Neurology” 1/1960.
  2. Ratcliffe H.E., Swanson G.M., Fisher L.J.: Human exposure to mercury: a critical assessment of the evidence of adverse effects. “J. Toxicol. Environ. Health” 49/1996.
  3. Seńczuk W.: Toksykologia, PZWL, Warszawa 1994.
  4. Stein E.D., Cohen Y., Winer A.M.: Environmental distribution and transformation of mercury compounds, “Critical Review in Environ. Sci. Technol.” 26/1996.
  5. Dutkiewicz T.: Chemia toksykologiczna. PZWL. Warszawa 1974.



Artur Kowalski
dr Przemysław Niedzielski
prof. zw. dr hab. Jerzy Siepak
Zakład Analizy Wody i Gruntów, Wydział Chemii
Uniwersytet im. A. Mickiewicza, Poznań
dr Leonard Boszke
Ochrona Środowiska, Collegium Polonicum
Uniwersytet im. A. Mickiewicza, Słubice

Tytuł i śródtytuły od redakcji




Ten artykuł jest dostępny dla wszystkich

Z prenumeratą cyfrową lub papierową uzyskasz
bezpłatny dostęp do wszystkich treści.

Sprawdź ofertę prenumeraty

Zaloguj się  |  Prenumerujesz? – otrzymaj dostęp

comments powered by Disqus