جیوه فلزی سنگین، نقره ای رنگ، یک ظرفیتی یا دو ظرفیتی است که هادی ضعیفی برای گرما اما هادی مناسبی برای الکتریسیته می باشد و تنها فلزی است که در دمای اتاق به حالت مایع است. جیوه به راحتی و تقریبا با تمام فلزات معمولی از جمله طلا و نقره آلیاژ می سازد. نقطه انجماد جیوه 40- درجه سلسیوس است.
• بیشترین کاربرد جیوه در ساخت مواد شیمیایی صنعتی و کاربردها برقی و الکترونیکی است. علاوه بر این از جیوه در دماسنجها (بخصوص برای حرارتهای بالا) مورد استفاده قرار می گیرد.
• از آنجایی که به آسانی با طلا تولید آمالگام می کند، برای تهیه طلا از سنگ معدن مورد استفاده قرار می گیرد.
• از جیوه علاوه بر دماسنجها در فشارسنجها، پمپهای انتشار و بسیاری از وسایل آزمایشگاهی دیگر نیز استفاده می گردد.
• از جیوه گازی در لامپهای بخار جیوه و تابلوهای تبلیغاتی استفاده می شود.
• کاربردهای متنوع جیوه: سویچهای جیوه ای، حشره کشها، آمالگامها/داروهای دندان، باتریهای جیوه ای برای تولید هیدروکسید سدیم و کلر، الکترود در برخی انواع الکترولیز، باتریها (پیلهای جیوه ای) و کاتالیزرها.
اثرات جیوه:
جیوه در هر دو حالت گازی و مایع به شدت سمی است. اگر این فلز سنگین و سمی خورده شود، منجر به ضایعات مغزی و کبدی می شود. به همین علت ، امروزه در دماسنجهایی که فقط به منظور اندازه گیری درجه حرارت آب و هوا ساخته شده اند، از الکل رنگیزه دار استفاده می شود؛ نقطه جوش الکل از هر دمای طبیعی در زمین بیشتر است.
هنوز هم در بسیاری از دماسنجهای پزشکی به علت دقت بالای جیوه از این عنصر استفاده می گردد. هنگام استفاده از این دماسنجها باید توجه زیادی نمود تا گاز گرفته نشوند.
جیوه ماده سمی بسیار خطرناکی است که به آسانی از طریق بافتهای پوستی، تنفسی و گوارشی جذب می شود. یکی از موارد مسمومیت با جیوه به حساب می آید. جیوه، سیستم عصبی مرکزی را مورد حمله قرار داده و تاثیرات بسیار بدی روی دهان، لثه و دندان می گذارد.
تماس با مقادیر زیاد جیوه و در مدت طولانی باعث آسیبهای مغزی و در نهایت منجر به مرگ خواهد شد. هوایی که در دمای اتاق با بخار جیوه اشباع شده باشد، به رغم نقطه جوش بالا بسیار سمی است(خطر در دماهای بالاتر افزایش می یابد). بنابراین با این عنصر در نهایت دقت باید رفتار شود. حرارت دادن جیوه یا ترکیبات آن همیشه باید بوسیله هواکشهای مناسب و قوی انجام شود؛ بعضی اکسیدهای آن می توانند به جیوه عنصری تجزیه شوند که سریعا تبخیر شده و ممکن است دیده نشود.
راه های وارد شدن جیوه به محیط زیست:
جیوه درنتیجه سوزاندن زغالسنگ و مازوت که دارای مقادیر کمی جیوه هستند، بصورت بخار وارد جو می شود. همچنین از خاکستر کردن ضایعات جامد مانند باتریهای مستعمل که دارای جیوه هستنددر محیط زیست رها می شود. از طرف دیگر جیوه بطور گسترده در صنایع مختلف مانند صنایع الکترونیک (سوییچ الکترونیکی و لامپهای بخار جیوه) و همچنین در استخراج فلزات قیمتی استفاده و از این طریق وارد جو می شود.
این منبع جیوه جوی، امروزه رقیب مواد خروجی از آتشفشانها است که قبلا منبع عمده جیوه معلق در هوا محسوب می شدند. جیوه در هوا اکثرا به شکل گاز است و مقدار اندکی از آن به ذره های معلق متصل است. جیوه گازی معلق در هوا است که می تواند مسافتهای زیادی را قبل از رسوب در خاک و آبراهه ها طی کند.
چرخه جیوه در طبیعت
جیوه موجود در لامپ های کم مصرف:
لامپ های فلورسنت فشرده (CFL) دارای مقادیری جیوه هستند که برای پوشش دادن داخل حباب ها مورد استفاده قرار می گیرد. متوسط مقدار جیوه موجود در هر لامپ کم مصرف 5 میلی گرم است. جهت مقایسه این مقدار لازم به ذکر است که در دماسنج های جیوه ای، مقدار جیوه موجود 500 میلی گرم است یعنی مقدار جیوه موجود در 100 لامپ کم مصرف مساوی با مقدار آن در یک دماسنج جیوه ای است.
جیوه هم اکنون یکی از اجزای اصلی لامپ های کم مصرف است که باعث ایجاد یک منبع نوری کارآمد می شود. در لامپ های سالم و همینطور در زمان استفاده آنها هیچ جیوه ای به بیرون منتشر نمی شود.
در لامپ های فلورسنت قديم مقدار کمی جیوه بکار برده می شود که دفن ویا سوزاندن آنها در دستگاه های زباله سوز می تواند این ماده خطرناک را در هوا منتشر کرده ویا وارد آب کند.
میزان جیوه موجود در چند محصول و مقایسه آن با لامپ کم مصرف
این ماده آنقدر مضر است که اگر در خانه لامپ فلورسنت شکسته شود باید فورا” پنجره را باز کرده و سپس با دقت خرده های آن را با دستکش جمع وداخل کیسه نایلونی ریخته شود و از محل زندگی دورگردد و در این مواقع نباید حتی از جاروی برقی استفاده کرد. انجمن کارخانجات الکتریسیته (NEMA) کمیته ای را برای محدود کردن مقدار جیوه بکار رفته در لامپهای فلورسنت قديم ایجاد کرده است. تحت نظارت این کمیته از تاریخ 15 آوریل 2007، اعضای آن ( NEMA ) میزان جیوه مصرفی در لامپهای فلورست کمتر از 25 وات را به 5 میلی گرم در واحد کاهش داده است . کل جیوه مصرفی در لامپهای 25 تا 40 وات به 6 میلی گرم در واحد محدود شده است.
در واقع، مقدار جیوه در CFL طبق پیش بینی های بعمل آمده از پایان سال 2007 درنتیجه استفاده از تکنولوژیهای پیشرفته و همینطور تعهدات اعضا انجمن تولیدکنندگان ملی لوازم برقی، رو به کاهش خواهد داشت.
نیروگاه برق کانادا با سوخت زغال سنگ بزرگترین منبع صنعتی غیر قابل کنترل تشعشع جیوه است . بر طبق تحقیقات سازمان حفاظت از محیط زیست (EPA) و همانطور که در شکل مشاهده می شود نیروگاه با سوخت زغال سنگ 10 میلی گرم جیوه در هوا منتشر می کند برای روشنایی لامپ حبابي(در مدت 5 سال ) در صورتیکه لامپ فلورسنت 4/2 میلی گرم جیوه در همان مدت زمان مصرف دارد.
میزان انتشار جیوه بوسیله منابع روشنایی
عموما مردم تصور می کنند که لامپ های فلورسنت بعلت داشتن جیوه خطرناک هستند. درصورتیکه نیروگاه های زغال سنگ سوز، مقدار قابل توجهی جیوه در محیط منتشر می نمایند. این در حالی است که مقدار جیوه موجود در لامپ های کم مصرف بسیار اندک بوده و تا زمانیکه این نوع لامپ ها دچار آسیب و یا شکستگی نشوند، جیوه موجود در آنها منتشر نخواهد شد.
برای نمونه نیروگاه تولید برق Sunbury در کشور آمریکا، سالانه Twh7/1 (1700 میلیون کیلووات ساعت) برق تولید می کند. سوخت مصرفی این نیروگاه زغالسنگ بوده و در اثر احتراق زغالسنگ در این نیروگاه، سالانه 135 کیلوگرم جیوه در محیط منتشر می شود که ضریب انتشار آن برابر mg/kwh 079/0 خواهد بود.
این نیروگاه یکی از نیروگاه های موجود در آمریکا است که دارای مقدار انتشار جیوه بالایی است. لازم به ذکر است که بیشترین ضریب انتشار جیوه در ایالات متحده مربوط به نیروگاه Shawville با ضریب انتشار 126/0 میلی گرم جیوه به ازای هر کیلووات ساعت برق تولیدی است.
اگر فرض کنیم که یک لامپ کم مصرف 26 وات با 4000 ساعت کارکرد معادل کارکرد 6 لامپ 100 واتی رشته ای است. این لامپ های رشته ای در مدت زمان 4000 ساعت، 400 کیلووات ساعت مصرف برق خواهند داشت. درصورتیکه میزان برق مصرفی برای لامپ CFL معادل 104 کیلووات ساعت خواهد بود. یعنی مقدار صرفه جویی انرژی حاصل از جایگزین نمودن یک لامپ CFL بجای لامپ رشته ای برابر 296 کیلووات ساعت می باشد.
برای 4000 ساعت کارکرد لامپ رشته ای، میزان انتشار جیوه (از نیروگاه زغالسنگ سوز) 6/31 میلی گرم در محیط است. ولی در همین مدت کارکرد برای لامپ CFL میزان انتشار جیوه از نیروگاه حرارتی Sunbury 2/8 میلیگرم خواهد بود.
حتی اگر در اثر شکسته شدن لامپ کم مصرف، جیوه موجود در آن وارد محیط شود (5 میلی گرم در هر لامپ) مقدار کل جیوه تولید شده کمتر از 14 میلیگرم خواهد بود که تقریبا نصف حالت مشابه برای لامپ رشته ای است. از سوی دیگر علاوه بر کاهش انتشار جیوه، انتشار آلاینده هایی مانند NOx,SO2 و CO2 نیز از نیروگاه های حرارتی بمراتب کاهش خواهد یافت.
لازم به ذکر است که جیوه تنها در سوخت زغالسنگ نبوده و سایر سوختهای فسیلی بالاخص نفت کوره (مازوت) دارای جیوه می باشد، که احتراق سوخت های مایع نیز در نیروگاه های حرارتی باعث انتشار جیوه در محیط زیست می گردد.