汞(拼音:gǒng,注音:ㄍㄨㄥˇ,粤拼:hung6;英语:Mercury),俗称水银,是一种化学元素,其化学符号为Hg,原子序数为80,原子量为200.59 u。汞是密度大、银白色、室温下为液态的过渡金属,位于d区元素。常用来制作温度计。在相同条件下,除了汞之外是液体的元素只有溴。铯、镓和铷会在比室温稍高的温度下熔化。汞的熔点是−38.83 °C(−37.89 °F;234.32 K),沸点是356.73 °C(674.11 °F;629.88 K),汞是所有金属元素中液态温度范围最小的。

汞在全世界的矿产中都有产出,主要来自朱砂(硫化汞)。摄入或吸入的朱砂粉尘都是微毒的。汞中毒还能由接触可溶解于水的汞(例如氯化汞和甲基汞)引起,或是因吸入汞蒸气,食用被汞污染的海产品或吸食入汞化合物引起中毒。

汞可用于温度计、气压计、压力计、血压计、浮阀、水银开关和其他装置,但是汞的毒性导致汞温度计和血压计在医疗上正被逐步淘汰,取而代之的是使用酒精、镓铟锡合金等物质填充,或者是使用基于热电偶或压力传感器的数码温度计和血压计。汞仍被用于科学研究和补牙的汞合金材料。汞也被用于发光。荧光灯中的电流通过汞蒸气产生波长很短的紫外线,紫外线使荧光体发出荧光,从而产生可见光。

人类对水银的认知历史

在公元前1500年的古埃及墓中人们就找到了汞的存在。

在古代中国,汞被认为可以延长生命,治疗骨折和保持健康,尽管人们现在已经知道汞会导致严重的健康损害。据史记记载,秦始皇的陵墓中以汞为水,流动在他统治的土地的模型中[2]。秦始皇死于服用炼金术士配制的汞和玉石粉末的混合物,汞和玉粉导致了肝衰竭,汞中毒和脑损害,而它们本来是为了让秦始皇获得永生的。中国古代妇女还曾经采用口服少量汞的方式进行避孕。而在《证类本草》中记载,古代中国人用银膏(汞齐)来补牙齿脱落。

古希腊人曾将汞用于油膏中,古埃及人和古罗马人把它加入化妆品中,但有时这样的化妆品会导致脸部变形。在玛雅文明的大城市拉玛奈中,人们在一个中美洲球场里的记号下面发现了一池子的水银。在公元前500年左右,汞已用于制造与其他金属的合金。

18世纪和19世纪中汞用来将做毡帽的动物皮上的毛去掉,这在许多制帽工人中导致了脑损伤。在青霉素出现以前,水银也曾一度用于治疗梅毒。

炼金术士认为汞是形成其他所有金属的第一物质。他们认为不同的金属可由汞中包含的不同质量和含量的硫来生成。最纯的金属是金,而人们需要汞来实现不纯的金属(基础金属)到金的转变,这种转变也是很多炼金术士的目标,18世纪初,包括艾萨克·牛顿在内的许多著名科学家都相信水银可以被转化为黄金[3]。现代化学中,Hg是汞的符号,它来自人造的拉丁词hydrargyrum,其词根来自希腊语Ύδραργυρος(hydrargyros),这个词的两个词根分别表示“水”(Hydro)和“银”(argyros),由于汞与水一样是液体,又像银一样闪亮。在西方,人们用罗马神墨丘利来命名汞,墨丘利以他的速度和流动性著名。汞也与水星有关,天文学中水星的符号就是炼金术士给汞的符号“☿”;而英语中水星和汞的名称也相同。炼金术在梵文中叫Rasavātam,意思是“汞的方式”。汞是唯一一种炼金术士给的名字变成现在常用的名称的金属。

自从两千五百年前从西班牙的阿尔马登开始采汞矿以来,它和意大利的阿米塔山和现在的斯洛文尼亚的伊德里亚一直是主要的汞矿来源,直到19世纪末发现了新的汞矿。

毒性

纯汞有毒,其化合物和盐的毒性多数非常高,口服、吸入或接触后可以导致脑和肝损伤,故今天的温度计大多数使用酒精取代汞,但因其精确度高,一些医用温度计仍然使用汞。

在标准气温和气压下,纯汞最大的危险是它很容易氧化而产生氧化汞,氧化汞容易形成小颗粒从而加大它的表面积。

虽然纯汞比其化合物的毒性低,但它依然是一种很危险的污染物,因为它在生物体内会形成有机化合物。

最危险的汞有机化合物是二甲基汞[(CH3)2Hg],仅数微升接触在皮肤上就可以致死。

硫化汞是毒性较低的化合物。

汞可以在生物体内积累,很容易被皮肤以及呼吸道和消化道吸收。水俣病是汞中毒的一种。汞破坏中枢神经系统,对口、粘膜和牙齿有不良影响。长时间暴露在高汞环境中可以导致脑损伤和死亡。尽管汞沸点很高,但在室内温度下饱和的汞蒸气已经达到了中毒剂量的数倍。

因此在操作汞时要特别小心。盛汞的容器要特别防止它溢出或蒸发,加热汞或者受热易分解的汞化合物时,一定要在一个通风和过滤良好的罩子下进行。此外,有些汞的化合物即使不受热也会自动还原为纯汞,而纯汞则会蒸发,这往往会被忽视。

如果汞洒出来(例如一些温度计或者荧光灯里的汞),就需要特别的处理步骤来吸收洒出的汞和避免接触。常用的操作包括把小的液滴聚拢在坚硬的物体表面以便合成大的液滴,这样可以方便用滴管清除;也可以轻柔地把洒出的汞推进一次性的容器。吸尘器和扫帚不能使用,它们会造成汞的扩散。物理清除之后,可以在被汞污染的区域喷洒硫磺粉、锌粉或其他易与汞在室温下形成合金的粉末,然后再收集反应物并妥善处理。在清理过汞以后,再试图清理多孔的表面和衣服里残存的汞的效果就很差了,所以一般这些物品洒上汞以后应该扔掉。

汞可以导致急性和慢性的中毒。

在污染严重的地区,汞可能会随雨水落下。大气中大部分的汞来自东亚。

对生物的影响

鱼和贝类通常会以甲基汞的形态在体内富集汞。甲基汞是一种毒性很强的有机汞。汞和甲基汞都是脂溶性的,所以它们主要富集于内脏,尽管所有的肌肉组织中也都含有汞。处于食物链顶端的鱼类,例如鲨鱼、海豚、旗鱼、国王鲭鱼、蓝鳍金枪鱼、长鳍金枪鱼和方头鱼,体内的汞含量会高于处于食物链低端的鱼类和贝类。当体内含有汞的鱼和贝类被捕食时,汞就会在捕食者内体内累积。鱼类排出甲基汞的速度低于富集的速度,所以组织中的汞含量会逐渐升高。食物链顶端的鱼类体内汞含量可达到被食用的鱼类体内汞含量的十倍。这个过程叫做生物放大作用或者生物富集作用。日本的水俣市曾经因此发生过汞中毒的事件,现在这种由汞中毒引起的严重神经疾病被称作水俣病。