Thủy ngân bay hơi ở nhiệt độ nào?

Bài viết được tham vấn chuyên môn cùng Thạc sĩ, Bác sĩ Nguyễn Tung Hoành- Khoa Hồi sức - Cấp cứu - Bệnh viện Đa khoa Quốc tế Vinmec Nha Trang.

Thủy ngân và hầu hết các hợp chất của nó đều cực kỳ độc hại đối với sức khỏe con người, vì vậy khi sử dụng các sản phẩm có thành phần thủy ngân như nhiệt kế, bóng đèn huỳnh quang,... chúng ta thường được khuyến cáo phải hết sức cẩn trọng, kể cả khi vứt chúng đi. Các sự cố rò rỉ thủy ngân đặc biệt trở nên nghiêm trọng trong trường hợp thủy ngân bị đốt cháy (vd: cháy nhà máy bóng đèn huỳnh quang,.. ) sẽ khiến thủy ngân bốc lên với nồng độ cao, kết hợp gió phát tán mạnh trên diện rộng, ảnh hưởng vô cùng lớn đến sức khỏe con người.

Tìm hiểu về các đặc tính vật lý và hóa học của thủy ngân, trong đó có nhiệt độ bay hơi của thủy ngân sẽ giúp chúng ta chủ động hơn khi ứng phó với các sự cố rò rỉ thủy ngân.

1.1 Đặc tính vật lý

Thủy ngân là kim loại lỏng ở nhiệt độ thường, nặng, màu trắng bạc. Thủy ngân rắn dễ uốn và có thể cắt bằng dao.

Thủy ngân có khối lượng riêng 13,69 g/cm3, nhiệt độ đóng băng là −38,83 °C, điểm sôi là 356,73 ° C.

Thủy ngân là kim loại có tính dẫn nhiệt kém nhưng dẫn điện tốt.

1.2 Đặc tính hóa học

Thủy ngân có ký hiệu hóa học là Hg, viết tắt của từ Hydrargyrum, trong tiếng Hy Lạp là Hydrargyros - một từ ghép có nghĩa là “nước” và “bạc”, nhằm chỉ đặc điểm của thủy ngân là lỏng như nước và có ánh kim như bạc.

Thủy ngân không phản ứng với hầu hết các axit, trừ các axit có tính oxy hóa như axit sunfuric đậm đặc, axit nitric hoặc nước cường toan. Tương tự như bạc, thủy ngân phản ứng với khí Hydro Sulfua (H2S) có trong khí quyển.

Thủy ngân có khả năng hòa tan nhiều loại kim loại để tạo thành hỗn hống, trừ sắt, chính vì vậy thủy ngân thường được bảo quản trong các bình đựng bằng sắt.

Thủy ngân là kim loại ít độc, nhưng hơi, các dạng hợp chất và muối của nó lại cực kỳ độc hại, gây tổn thương hệ thần kinh, hệ tiêu hóa, hệ hô hấp, hệ thống miễn dịch và thận cho cơ thể con người.

Ngộ độc thủy ngân có thể dẫn tới mắc một số bệnh như acrodynia (bệnh da hồng), bệnh Minamata (bệnh thần kinh do nhiễm độc thủy ngân, lấy theo tên của thảm họa môi trường do xả thải thủy ngân ở Nhật Bản), hội chứng Hunter-Russell (một hội chứng rối loạn di truyền gây khuyết tật ở trẻ, khiến trẻ có trí thông minh trung bình hoặc dưới mức trung bình, nặng hơn gây trí não chậm chạp, biến dạng xương,..).

Các triệu chứng của ngộ độc thủy ngân phụ thuộc vào loại, liều lượng, cách thức và thời gian tiếp xúc, nhưng nói chung triệu chứng thường gặp gồm yếu cơ, phối hợp kém, tê tay chân, nổi mẩn da, suy giảm cảm giác (thính giác, thị giác, ngôn ngữ), Ở những người tiếp xúc lâu dài với hơi thủy ngân (vd công nhân nhà máy,...) còn có biểu hiện run rẩy, suy giảm nhận thức và rối loạn giấc ngủ.

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng phơi nhiễm cấp tính từ 4-8 giờ với liều lượng thủy ngân từ 1,1 - 44mg/m 3 sẽ dẫn đến đau ngực, khó thở, ho ra máu, suy giảm chức năng phổi biểu hiện bằng bệnh phổi kẽ.

Tiếp xúc cấp tính với hơi thủy ngân đã được chứng minh là gây các hiệu ứng ở hệ thần kinh trung ương sâu sắc, bao gồm các phản ứng tâm thần với biểu hiện đặc trưng là mê sảng, ảo giác và thường tạo cảm giác muốn tự tử ở người bệnh.

Trẻ bị nhiễm độc thủy ngân có biểu hiện má, mũi, môi đỏ hồng, rụng tóc, răng và móng, phát ban trong thời gian ngắn, yếu cơ, nhạy cảm với ánh sáng.

Thủy ngân là kim loại rất dễ bay hơi, có thể bay hơi ngay trong nhiệt độ phòng. Hơi của nó không màu không mùi, vì vậy rất khó để nhận biết có sự hiện diện của thủy ngân trong không khí.

Khi bị tràn ra ngoài vật đựng, thủy ngân tách thành những giọt nhỏ và phân tán rộng. Chúng sẽ bốc hơi nhanh hơn nếu trong điều kiện thoáng gió. Cứ mỗi 10°C tăng lên thì tốc độ bay hơi của thủy ngân cũng tăng gấp đôi, đó là lý do vì sao các vụ cháy thủy ngân thường để lại hậu quả rất nghiêm trọng do thủy ngân bốc hơi mạnh, kết hợp với gió sẽ làm phát tán thủy ngân đi rất xa, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người.

Thủy ngân sau khi bay hơi sẽ tuần hoàn trong không khí, đất và nước, tạo thành các hợp chất hóa học và biến đổi thành các dạng vật lý khác nhau của thủy ngân. Chúng có thể tích tụ trong chuỗi thức ăn và và đi vào cơ thể người khi ăn phải những thực phẩm này.

Ở Việt Nam, giới hạn thủy ngân trong không khí vùng làm việc do Bộ Y tế quy định như sau:

• Thủy ngân hữu cơ:
  • Trung bình 8 giờ (TWA) 0,01mg/m3;
  • Từng lần tối đa (STEL) 0,03mg/m3.
• Thủy ngân và hợp chất thủy ngân vô cơ:
  • Trung bình 8 giờ (TWA) 0,02mg/m3;
  • Từng lần tối đa (STEL) 0,04mg/m3.

Thủy ngân được sử dụng trong một số vật dụng như nhiệt kế, đèn huỳnh quang, dụng cụ đo khí áp, huyết áp kế, công tắc thủy ngân, rơ le thủy ngân,... Tuy nhiên do đặc tính độc của thủy ngân nên nhiều quốc gia đã kêu gọi thay thế thủy ngân bằng các nguyên vật liệu khác an toàn hơn khi sản xuất những vật dụng này. Ví dụ thay thế thủy ngân trong nhiệt kế và huyết áp kế bằng galinstan, hoặc thay thế máy đo huyết áp thủy ngân bằng đồng hồ áp suất cơ học.

Thủy ngân cũng được sử dụng để nghiên cứu khoa học và trong hỗn hống (hợp kim của thủy ngân với kim loại khác) để phục hồi răng trong nha khoa.

Mặc dù thủy ngân rất độc hại với sức khỏe con người, tuy nhiên trong điều kiện hiện nay, không phải tất cả các vật dụng chứa thủy ngân đều có thể thay thế bằng các thiết bị khác an toàn hơn, ví dụ đơn giản như nhiệt kế hay bóng đèn huỳnh quang là những đồ dùng chứa thủy ngân nhưng vẫn được sử dụng rất phổ biến hiện nay.

Do vậy, nếu không có điều kiện để tìm một phương pháp khác thay thế chúng, chúng ta nên học cách ứng phó khi các sự cố rò rỉ thủy ngân xảy ra trong cuộc sống hằng ngày, chẳng hạn vỡ nhiệt kế, áp kế hay bóng đèn,...

Mặc dù lượng thủy ngân trong các vật dụng kể trên khá nhỏ, chỉ khoảng vài gam nhưng cũng đủ để gây hại cho sức khỏe. Thủy ngân có thể dễ dàng bốc hơi ở nhiệt độ phòng và hấp thụ qua phổi, vào máu nếu chúng ta hít phải. Hơi thủy ngân nặng hơn không khí, do vậy có thể tồn tại với nồng độ cao hơn ở gần sàn nhà, rất nguy hiểm cho trẻ nhỏ khi bò hay chơi ở những khu vực này.

Dưới đây là quy trình xử lý, dọn dẹp thủy ngân trong nhiệt kế bị vỡ cũng như các vật dụng khác bạn nên biết:

5.1 Các bước chuẩn bị

Trước khi dọn dẹp:

• Để trẻ em và vật nuôi tránh xa sự lây lan của thủy ngân;
• Nếu đã chạm vào hoặc tiếp xúc với thủy ngân, bạn nên tháo giày, quần áo cho vào hai túi nhựa kín.

Ngăn chặn thủy ngân lan rộng:

• Thủy ngân dễ bị vỡ ra thành các hạt nhỏ và lan rộng ra xung quanh, vì vậy nên đặt một thứ gì đó làm rào chắn quanh khu vực có thủy ngân, ví dụ cát hay khăn, vải.
• Sử dụng lưu huỳnh dạng bột hoặc các hỗn hợp chất nếu có: Lưu huỳnh sẽ tạo phản ứng với thủy ngân để tạo thành kết tủa (HgS) không bay hơi; còn các hỗn hợp chất sẽ tạo liên kết với thủy ngân, giúp dễ làm sạch hơn.
• Kiểm tra các lỗ thông hơi trên mặt sàng hoặc miệng cống, bịt kín các lỗ này để ngăn hơi thủy ngân lọt vào cho tới khi dọn dẹp xong.
• Cần phải giảm sự lây lan của thủy ngân trong không khí để ngăn chặn sự phơi nhiễm không cần thiết: Hãy tắt lò sưởi, thông gió và điều hòa không khí, bịt kín các lỗ thông gió. Đóng kín cửa của căn phòng xảy ra sự cố để ngăn chặn thủy ngân phát tán ra ngoài, bịt các khe cửa bằng băng keo. Mở cửa sổ bên ngoài căn phòng, có thể bật thêm quạt.

Lưu ý:

• Không đổ hoặc để cho thủy ngân chảy xuống cống;
• Không rửa các vật phẩm bị nhiễm thủy ngân trong máy giặt.

Chuẩn bị dụng cụ dọn dẹp:

Dụng cụ để thu thập thủy ngân gồm:

• Công cụ hút nhỏ giọt;
• Ống tiêm không có kim;
• Bìa hoặc thẻ cứng;
• Bột kẽm hoặc lưu huỳnh (*);
• Chổi cào bằng cao su;
• Hót rác nhựa.

(*) Kẽm và lưu huỳnh sẽ phản ứng với thủy ngân làm giảm lượng hơi. Khi tiếp xúc với thủy ngân, lưu huỳnh sẽ chuyển sang màu nâu.

Dụng cụ đựng gồm:

• Hộp nhựa có nắp;
• Khay hoặc hộp;
• Túi nhựa có khóa kéo;
• Túi rác;
• Băng keo.

Dụng cụ bảo vệ gồm:

• Tấm nhựa;
• Găng tay cao su;
• Ủng (bốt) nhựa;
• Kính bảo vệ mắt.

Lưu ý:

Tuyệt đối không sử dụng chổi hoặc máy hút bụi để làm sạch thủy ngân: Cách làm này không những không loại bỏ được hơi thủy ngân mà còn phát tán thêm thủy ngân vào không khí.

Mặc quần áo bảo vệ đúng cách:

Để hạn chế việc thủy ngân có thể nhiễm vào da và quần áo, bạn nên đeo găng tay cao su, đi ủng (bốt) nhựa hoặc bọc giày bằng túi nhựa. Ngoài ra nên đeo kính bảo hộ, nếu có.

5.2 Quy trình dọn dẹp

Nhặt những hạt thủy ngân nhìn thấy được:

Sử dụng thiết bị có nguồn sáng tốt để phát hiện tất cả các giọt thủy ngân nào ở mọi vị trí. Bạn dùng thẻ nhựa nhẹ nhàng đẩy các giọt thủy ngân trên mặt sàn và hướng về các giọt khác để kết hợp chúng thành các giọt lớn hơn, sau đó để thủy ngân trượt vào thẻ nhựa và đổ chúng vào thùng rác đã chuẩn bị sẵn.

Lưu ý không sử dụng chổi cào để quét các hạt thủy ngân bởi chúng có thể làm vỡ và phân tán thêm.

Đặt thủy ngân vào hộp nhựa:

Nếu cần, bạn có thể sử dụng dụng cụ hút nhỏ giọt hoặc ống tiêm để thu thập các giọt thủy ngân. Các hạt thủy ngân nhỏ sẽ được loại bỏ bằng băng dính. Đặt thủy ngân vào trong lọ nhựa hoặc túi nhựa có khóa kéo, không dùng hộp đựng bằng thủy tinh vì nếu để chúng vỡ sẽ rất nguy hiểm.

Vặn chặt nắp hộp nhựa để ngăn chặn chất lỏng và hơi thủy ngân có thể thoát ra bên ngoài, sau đó đặt hộp nhựa vào bên trong túi nhựa để đảm bảo an toàn.

Rắc bột lưu huỳnh hoặc kẽm:

Bột lưu huỳnh hoặc kẽm sẽ phản ứng với số thủy ngân còn sót lại trên sàn. Sử dụng 2 loại bột này cho các khu vực khó tiếp cận như các vết nứt và kẽ hở để giảm thiểu việc hơi thủy ngân phát tán. Sau khi sử dụng để thu thập thủy ngân, bột phải được xử lý đúng cách.

Các loại bột này có trong bộ dụng cụ dọn dẹp thủy ngân đang được bán trên thị trường.

5.3 Sau khi dọn dẹp

Tiếp tục lưu thông không khí ra bên ngoài:

Thông khí càng nhiều càng tốt để đưa không khí trong căn phòng xảy ra sự cố hoàn toàn thoát ra không khí bên ngoài.

Đóng gói và ghi chú mọi vật dụng nghi ngờ nhiễm thủy ngân:

Vật liệu đóng gói phải an toàn và được dán nhãn “Đã nhiễm thủy ngân”. Các yêu cầu về ghi nhãn và xử lý có thể khác nhau tùy thuộc sự cố rò rỉ thủy ngân xảy ra trong hộ gia đình hay doanh nghiệp.

Lưu ý:

• Không để những người dẫm phải thủy ngân mang giày ra khỏi khu vực thủy ngân bị rò rỉ;
• Không bỏ thủy ngân vào thùng rác;
• Không để thủy ngân hoặc vật phẩm chứa thủy ngân trong thùng đốt hoặc nơi có nhiệt cao.

Xem xét loại bỏ các vật dụng cần thiết:

Thảm trải sàn và các vật dụng mềm khác nơi thủy ngân bị tràn vẫn có thể bị ô nhiễm kể cả sau khi đã dọn dẹp. Không dùng máy hút bụi với các đồ dùng này vì việc hút bụi sẽ đưa thủy ngân vào không khí và việc hít phải thủy ngân còn nguy hiểm hơn là chạm vào nó. Nếu lượng thủy ngân thu được ít hơn lượng thủy ngân bị đổ ra, bạn nên xem xét loại bỏ hoàn toàn thảm, đặc biệt khi trong phòng có phụ nữ mang thai hoặc trẻ nhỏ.

Tuyệt đối không đốt hoặc phơi các vật phẩm nhiễm thủy ngân dưới nguồn nhiệt vì có thể làm phát tán thủy ngân ra không khí.

Nguồn tham khảo: dhs.wisconsin.gov