Rtęć w środowisku przyrodniczym

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 mózgu^3,4. 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 organu^3-5.



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

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]

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

Wartości graniczne wskaźników jakości wody w klasach jakości wód podziemnych

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

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)

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

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

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

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

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.

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

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

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

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

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

^a oznaczenie numeryczne substancji wg Chemical Abstracts Service Registry Number

^d jako suma rtęci i jej związków



Źródła

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