جیوه

فیزیکی

جیوه فلزی سنگین و سفید-نقره‌ای است. نسبت به دیگر فلزها رسانایی گرمایی پایینی دارد اما رسانای خوب جریان برق است. به عنوان یک فلز بلوک دی دارای نقطهٔ ذوب بسیار پایینی است. توضیح این ویژگی به دانش مکانیک کوانتوم نیازمند است. اما کوتاه شده می‌توان چنین توضیح داد: جایگیری الکترون‌ها به دور هستهٔ جیوه از ترتیب ۱s, 2s, ۲p, 3s, ۳p, 3d, ۴s, 4p, ۴d, 4f, ۵s, 5p, ۵d, 6s پیروی می‌کند. چنین جایگیری الکترون‌ها به سختی آمادهٔ ازدست دادن الکترون می‌شود برای همین از این نظر جیوه مانند گازهای نجیب رفتار می‌کند، پس پیوندهای درونی ضعیف است و نقطهٔ ذوب پایینی دارد (به آسانی ذوب می‌شود) پایداری تراز ۶s به دلیل وجود تراز پُرشدهٔ ۴f است. نبود تراز پایین‌تر f در عنصرهایی مانند کادمیم و روی دلیل داشتن نقطهٔ ذوب بالاتر این عنصرها است. یادآوری می‌شود که هر دوی این عنصرها به آسانی ذوب می‌شوند و افزون بر این به گونهٔ نامعمولی نقطهٔ جوش پایینی دارند. فلزهایی مانند طلا نسبت به جیوه اتم‌هایی با یک الکترون کمتر در 6s دارند. چنین الکترون‌هایی آسان تر جدا می‌شوند و میان اتم‌های طلا به اشتراک گذاشته می‌شوند و پیوندهای فلزی برقرار می‌کنند.

شیمیایی

جیوه با بیشتر اسیدها واکنش نمی‌دهد، مانند اسید سولفوریک رقیق. هرچند که اسیدهای اکسیدکننده مانند اسید سولفوریک غلیظ و اسید نیتریک یاتیزاب سلطانی جیوه را حل می‌کند سولفات، نیترات و کلرید جیوه(II) را برجای می‌گذارد. مانند نقره با سولفید هیدروژن هوا واکنش می‌دهد. جیوه حتی با تکه‌های کوچک جامد گوگردی هم واکنش می‌دهد. این مواد در کیت‌های نشت جیوه برای جذب بخارهای جیوه به کار می‌رود.

ملغمه

به هر آلیاژی از جیوه، ملغمه گفته می‌شود. به عبارت دیگر ملغمه همان جیوه-فلز است که می‌تواند مایع یا جامد باشد. جیوه می‌تواند با طلا، روی و بسیاری از فلزهای دیگر ملغمه بسازد. آهن یک استثناء است برای همین به صورت سنتی برای تجارت جیوه از ظرف‌های آهنی بهره برده می‌شد. فلزهای دیگر که با جیوه ملغمه نمی‌سازند عبارتند از تانتال، تنگستن و پلاتین. ملغمهٔ سدیم یک عامل کاهندهٔ پرکاربرد در ساخت مواد آلی است. همچنین در لامپ‌های سدیمی فشاربالا هم بکار می‌آید.
هنگامی که جیوه و آلومینیم خالص در تماس با هم قرار گیرند به آسانی با هم ترکیب می‌شوند و ملغمهٔ آلومینیم-جیوه را می‌سازند. اکسید آلومینیم که پوشش محافظ آلومینیم در برابر اکسیدشدگی است در برابر این ملغمه به آسانی از میان می‌رود برای همین حتی اندازه‌های اندک جیوه هم برای آلومینیم بسیار خورنده‌است. به این دلیل در بیشتر شرایط اجازهٔ ورود جیوه به درون هواپیما داده نمی‌شود.

ایزوتوپ

جیوه هفت ایزوتوپ دارد که فراوان‌ترین آن‌ها ۲۰۲Hg است (۲۹٫۸۶٪). ۱۹۴Hg با نیمه‌عمر ۴۴۴ سال و پس از آن ۲۰۳Hg با نیمه‌عمر ۴۶٫۶۱۲ روز دارای درازترین نیمه‌عمر در میان ایزوتوپ‌های پرتوزای جیوه‌اند. غیر از این دو، بیشتر ایزوتوپ‌ها دارای نیمه‌عمری کمتر از یک روزاند. ۱۹۹Hg و ۲۰۱Hg به ترتیب با اسپین‌های ۱⁄۲ و ۳⁄۲ ایزوتوپ‌هایی اند که بیشترین پژوهش تشدید مغناطیسی هسته-هستهٔ فعال بر روی آن‌ها صورت گرفته‌است.

گذشته

گذشتهٔ جیوه به سال ۱۵۰۰ پیش از میلاد باز می‌گردد. دیرینه‌ترین نشانه از این عنصر در آرامگاه‌های مصر باستان بوده‌است.
مردم در چین و تبت گمان می‌کردند که جیوه باعث درازی عمر، درمان آسیب‌ها و درمجموع، سلامتی بهتر افراد می‌شود. تا آنجا که در افسانه‌ها گفته شده یکی از شاهان چین به نام چین شی هوان در آرمگاهی از سرزمینش به خاک سپرده شده که رودهایی از جیوه را دربرداشته به عنوان نمادی از رودهای چین. این پادشاه خود در اثر نوشیدن آمیخته‌ای از جیوه و گَرد یشم سبز که کیمیاگران دربار دودمان چه‌این آن را درست کرده بودند، کشته شده بود. او گمان می‌کرد با نوشیدن این معجون، جاودان خواهد شد. او با نوشیدن این معجون دچار نارسایی کبد، مسمومیت جیوه و در پایان مرگ مغزی شده بود.
در یونان باستان جیوه به عنوان یک مرهم یا روغن کاربرد داشت. مصریان و رومیان باستان هم از آن به عنوان ابزار آرایشی که گاهی باعث دگرگونی چهره می‌شود، بهره می‌بردند. در لامانه، یکی از شهرهای اصلی تمدن مایا یک استخر جیوه پیدا شده بود که در زیر یک زمین بازی (با توپ) در آمریکای میانه جای داشت. تا سال ۵۰۰ پیش از میلاد، جیوه در ساخت ملغمه، آلیاژی با دیگر فلزات به کار برده می‌شد.
کیمیاگران گمان می‌کردند جیوه نخستین مادهٔ جهان بوده و دیگر فلزها از آن پدید آمده‌اند. آن‌ها بر این باور بودند که می‌توان با تغییر کیفیت و کمیت گوگرد افزوده شده به جیوه، فلزهای گوناگون را پدید آورد. همچنین این باور وجود داشت که خالص‌ترین فلزها، طلا است برای همین در تلاش شان در دگرگونی فلزهای ناخالص به طلا از جیوه بهره می‌بردند. به انجام رسانیدن چنین واکنشی، آرزوی دیرینهٔ بسیاری از کیمیاگران بود.
آلمادن در اسپانیا، مونته آمیاتا در ایتالیا و ایدریا در اسلونی امروزی معدن‌های اصلی جیوه بوده‌اند. نزدیک به ۲۵۰۰ سال از عمر معدن آلمادن می‌گذرد.

تأثیر جیوه بر سلامتی

خطرات استفاده از جیوه توسط مصریان باستان که از بردگان جهت کار در معادن جیوه استفاده می‌کردند، کشف شده بود. احتمالاً به خاطر سمّی بودن ملغمهٔ جیوه در استخراج طلا، بردگانی که در معادن شنگرف (HgS) رومی‌ها کار می‌کردند، بعد از ۶ ماه می‌مردند. از اوایل سدهٔ هجدهم میلادی توجه دانشمندان به احتمال روبرویی شغلی و تماس افراد عادی با جیوه جلب شد. انواع ترکیبات جیوه، سمیّت متفاوتی دارند، ترکیباتی مانند فنیل مرکور و الکوکسی الکیل، کمترین میزان آسیب، و ترکیبات الکیل جیوه بیش‌ترین آسیب را می‌رسانند.
جیوه از راه تنفس، گوارش و نیز از طریق پوست قابل جذب می‌باشد، بخار جیوه به دستگاه اعصاب مرکزی تمایل دارد، اما هدف اصلی Hg+۲ کلیه‌ها و کبد است. تاکنون مدارک محدودی در ارتباط با سرطانزا بودن جیوه ارائه شده‌است.
مطالعات جهانی نشان می‌دهند که در نتیجهٔ تماس مستقیم یا استنشاق بخارات جیوه، اختلالات مختلفی به وجود می‌آید که برخی از آن‌ها عبارتند از: اختلال دستگاه خود-ایمنی، اختلال در عملکرد کلیه، ناباروری، تأثیرات منفی روی جنین، مشکلات رفتاری– عصبی، ناکارآمدی قلبی، آلزایمر، تأثیرات مخرب بر دستگاه عصبی مرکزی و محیطی، تأثیرات چشمی، مشکلات دهانی، نارسایی حاد تنفسی، درماتیت، دمانس، تهوع، استفراغ، اسهال، درد شکم، همانوری، کونژکتیویت، برونشیت، پنومونی، ورم ریه، تب بخار فلزی و اختلالات نوروسایکوتیک، اثر بر روی غده تیروئید، تولید مثل و سمیت ژنی.
استنشاق ۱ mg/m۳ بخار جیوه به ریه‌ها، کلیه‌ها و دستگاه عصبی آسیب زده و باعث تحریک‌پذیری شدید، بی‌ثباتی احساس، لرزش، کاهش وزن، ورم لثه، سردرد، کاهش رشد، التهاب ریه و آماس پوست می‌شود. این عوارض ممکن است در جمعیت‌های عمومی در مواجهه با ۱/۰ mg/m۳ نیز مشاهده گردد.
پس از بخار جیوه، متیل جیوه خطرناک‌ترین شکل جیوه‌است. استفاده از متیل جیوه به عنوان قارچ‌کش برای محافظت دانه‌ها سبب کاهش قابل ملاحظه پرندگانی شد که از این دانه‌ها مصرف کرده بودند و همچنین صدها مرگ در عراق و آمریکا از مصرف نانی که دانه‌های گندم آن با متیل جیوه در تماس بوده گزارش شده‌است. ورود سمی‌ترین شکل جیوه یعنی متیل جیوه به بدن انسان، بیماری میناماتا ایجاد می‌کند. این بیماری نخستین بار در دههٔ ۱۹۵۰ در خلیج میناماتای ژاپن مشاهده شد. بروز این بیماری در انسان با عوارض گوناگون عصبی از جمله اختلال در حواس پنج‌گانه، بروز آلزایمر در سنین پیری و در موارد حاد با مرگ بیمار، همراه‌است. متیل جیوه نسبت به نمک‌های Hg+۲ سمّ قوی تری است، زیرا علاوه بر انحلال‌پذیری در بافت چربی، قابلیت تجمع و بزرگ‌نمایی زیستی دارد. همچنین می‌تواند از سد خونی- مغزی و جفت جنین عبور کند.
فرایند متیل‌دار شدن جیوه در ته‌نشست‌های گل‌آلود رودخانه‌ها و به ویژه در شرایط ناهوازی توسط متیل کوبالامین صورت می‌گیرد. بیشتر جیوهٔ موجود در بدن انسان به صورت متیل جیوه بوده و اغلب از طریق خوردن ماهی وارد بدن انسان می‌شود. متیل جیوه از راه دستگاه گوارش به ویژه در دستگاه عصبی مرکزی و کلیه‌ها توزیع شده و به صورت اختلالات عصبی تأخیری تظاهر می‌کند. برخی از این اختلالات عبارتند از: آتاکسی، پاراستزی، لرزش، کاهش بینایی، شنوایی، بویایی و چشایی، از دست دادن حافظه، دمانس پیش رونده، نکروز کانونی، تخریب سلول‌های گلیال، اختلالات حرکتی و مرگ.
دستگاه عصبی احتمالاً حساس‌ترین ارگان در برابر تماس با بخارات جیوه‌است. طیف وسیعی از اختلالات تنفسی، روانی، قلبی عروقی، معده‌ای روده‌ای، تولید مثلی، کبدی، کلیوی، خونی، پوستی، اسکلتی- عضلانی ایمونولوژیکی، حسی و ادراکی و ژنوتوکسیک از اثرات جیوه می‌تواند باشد.

درمان

قطع فوری تماس، درمان‌های حمایتی و درمان با ترکیبات کلیتور (شلاتور)، راه‌های اصلی درمان مسمومیت با جیوه می‌باشند. جیوه فلزی با کلیتورها واکنش نمی‌دهد، مع‌ذلک حدود ۸۰٪ جیوه فلزی در بدن به Hg+۲ اکسید شده و به کلیتورها جواب می‌دهد. در مقایسه با سایر فلزات سنگین، استفاده از EDTA در درمان مسمومیت با جیوه، نسبت به ترکیبات دارای گروه سولفیدریل از اهمیت زیادی برخوردار نیست. ترکیبات منو تیول مانند گلوتاتیون، سیستئین، پنی سیلامین و مشتق N-استیله آن‌ها قادر به حذف جیوه از پروتئین‌ها و مولکول‌های زیستی می‌باشند. ترکیبات دی تیول مانند BAL (I,II دی مرکاپتوپروپانول) یا DMSA (دی مرکاپتوسوکسینیک اسید) با ایجاد یک ساختار ۵ ضلعی محکم، به عنوان کلیتورهای مؤثر در درمان مسمومیت با جیوه کاربرد دارند.
با توجه به این که این فلز خطرناک ممکن است از طریق مغازه‌ها، وسائلی مانند فشارسنج و ترمومتر به صورت ناخواسته در دسترس اطفال قرار گیرد، لذا لازم است اطلاع‌رسانی مناسب در زمینه خطرات و رعایت اصول کار با جیوه و ترکیبات آن مورد توجه بیشتری قرار گیرد.