Vita, morte e miracoli del Mercurio

mercurio

CARTA DI IDENTITA’
Il mercurio è un metallo pesante dalla tipica colorazione bianco-argentea. Allo stato solido, il mercurio è duttile e tenero, ma essendo il suo punto di fusione a -38°C circa, a temperatura ambiente è l’unico metallo che si presenta liquido. È considerato comunque un cattivo conduttore di calore ma buon conduttore di elettricità. Dal punto di vista chimico il suo simbolo è Hg, ha numero atomico 80, un peso atomico di 200,6 e numero di ossidazione tipico e più stabile +2, potendo quindi formare due legami atomici. Il punto di passaggio dallo stato liquido allo stato gassoso è a 356°C. Sia il punto di fusione che di ebollizione sono valori insolitamente bassi per un metallo, dovuti alla conformazione degli orbitali atomici.
Il mercurio interagisce con altri metalli, tipo oro e argento, per formare i cosiddetti amalgami. Quasi tutti gli altri elementi hanno scarsa reattività nei confronti del mercurio. Il ferro invece non si lega proprio e infatti fiaschi in tale materiale sono stati tradizionalmente impiegati durante l’attività estrattiva e commercio di mercurio.

DISPONIBILITA’ IN NATURA
È un elemento raro nella crosta terrestre ma essendo relativamente inerte con la maggior parte degli altri elementi chimici, soprattutto quelli più abbondanti, i suoi minerali sono particolarmente concentrati dell’elemento, rendendo il mercurio uno dei metalli meno onerosi da purificare, grazie anche alle sue proprietà chimiche uniche. Si trova raramente come metallo nativo e più spesso nel cinabro (HgS, solfuro di mercurio) dal quale viene estratto per arrostimento e successiva condensazione dei vapori. Altri minerali da cui si estrae il mercurio sono la cordierite e la livingstonite.

Dalle miniere peruviane di Huancavelica, sono state estratte oltre 100 mila tonnellate di metallo tra la metà del XVI secolo e la fine del XIX secolo. Molte delle miniere che contribuivano alla maggior parte della produzione mondiale in Italia, Slovenia, Stati Uniti e Messico sono oggi esaurite. Sembra che le ultime miniere sfruttabili di mercurio siano state scoperte in Algeria negli anni ’70; da allora la produzione mondiale annua di mercurio è scesa da 9000 tonnellate alle attuali 1600 tonnellate all’anno.

 

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Parco Nazionale Museo delle miniere – Foto di Michele Ruffaldi Santori

In Italia, le estrazioni minerarie più note erano quelle sul Monte Amiata (compreso tra le provincie di Siena e Grosseto) e in Alta Versilia (Lucca) fino agli anni cinquanta. Oggi esiste un museo ad Abbadia San Salvatore e Santa Fiora (sul Monte Amiata) che ripropone le vicende legate all’attività mineraria tra i secoli XIX e XX, fornendo ampia informazione sulle tecniche di estrazione sin dagli albori.

SCOPERTA, STORIA E CURIOSITA’
Il mercurio era già noto in tempi antichi in Cina e India; fu anche rinvenuto in tombe dell’antico Egitto risalenti al 1500 a.C.. In Cina, India e Tibet si riteneva che il mercurio prolungasse la vita, curasse le fratture e aiutasse a conservare la buona salute. Si narra che il primo imperatore della Cina, Qin Shi Huang Di, sia impazzito e quindi morto per l’ingestione di pillole di mercurio che nelle intenzioni avrebbero dovuto garantirgli vita eterna.
Gli antichi greci e romani lo usavano negli unguenti e come cosmetico. Per gli alchimisti, il mercurio era spesso visto come uno degli elementi primordiali che costituiscono la materia, considerandolo come il simbolo del tempo ciclico e rappresentato simbolicamente come un serpente che si morde la coda e che si feconda da sé stesso. Gli alchimisti ritenevano anche che cambiando il tipo e tenore di zolfo, il mercurio poteva essere trasformato in qualsiasi altro metallo, in special modo l’oro.
Nomi utilizzati anticamente per indicare il mercurio sono “argento vivo” e “idrargirio” che derivano dalla parola latina hydrargyrum, a sua volta derivata dal greco ydrargyros, (motivo per cui il simbolo chimico è Hg) parola composta dai termini corrispondenti ad “acqua” e “argento”, per via del suo aspetto liquido e metallico. L’elemento prese quindi il nome del dio romano Mercurio per via della sua scorrevolezza e mobilità. Dal termine hydrargyrum derivano idrargirismo -intossicazione cronica da mercurio-  e idrargirite, minerale più noto col nome di calomelano.

USI INDUSTRIALI, NEL QUOTIDIANO E IN MEDICINA
L’uso più comune che conosciamo per il mercurio è nei termometri ma anche in altri strumenti di misura come i barometri, sfigmomanometri, pompe a diffusione e altri, proprio perché è un metallo liquido opaco e ad alta densità. Viene anche utilizzato in campo elettrico per la realizzazione di interruttori, elettrodi e pile. Nelle “celle a mercurio” viene utilizzato un elettrodo di mercurio liquido per la produzione di cloro gassoso e idrossido di sodio. I vapori di mercurio sono stati usati in alcune lampade a fluorescenza.

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Il Cappellaio Matto nella versione Disney

Tra la seconda metà del XVIII secolo e i primi anni del XIX secolo la produzione di cappelli di feltro passava attraverso un processo chiamato “carotatura” che consisteva nell’immergere le pelli di animali in una soluzione color arancione di nitrato mercurico, Hg(NO3)2. Questo processo separava il pelo dalla pelle. La tossicità della soluzione e dei suoi vapori causarono moltissimi casi di avvelenamento tra i fabbricanti di cappelli che si manifestarono con sintomi come tremori, instabilità emotiva, insonnia, demenza e allucinazioni. A tali casi si ispirò Lewis Carroll per il personaggio del Cappellaio Matto in Alice nel Paese delle Meraviglie.

I composti chimici del mercurio sono stati impiegati come catalizzatori, coloranti, insetticidi e addirittura molti composti sono stati usati nei secoli scorsi a scopo terapeutico e profilattico. Oggi sono molto meno diffusi, data la maggiore consapevolezza dei loro effetti tossici.

Il cloruro mercuroso (noto anche come “calomelano”) e il mersalile sono stati usati tradizionalmente  come diuretico, disinfettante locale e lassativo. Il cloruro mercurico (o “sublimato corrosivo”) era usato anch’esso come disinfettante, nonché nel trattamento della sifilide, anche se gli effetti collaterali erano tali da andare a confondersi con i sintomi della malattia stessa. Disinfettanti locali per uso esterno a base di sali di mercurio (ad esempio il “mercurocromo”) trovano ancora impiego in numerose nazioni, benché in altre siano stati messi al bando.
Il mercurio metallico è l’ingrediente principale dell’amalgama d’argento, materiale composito a matrice metallica per uso odontoiatrico. La tossicità dell’amalgama è oggetto di controversia sin dall’introduzione; in tempi recenti è sempre più spesso sostituito da materiali alternativi, principalmente resine composite.

CAUSE ED EFFETTI DELL’INQUINAMENTO AMBIENTALE
Il destino del mercurio in ambiente dipende dallo stato di ossidazione in cui viene rilasciato e disperso. Le principali fonti antropiche di mercurio in ambiente sono i processi industriali non controllati, l’uso di erbicidi e fungicidi a base di mercurio, la combustione di rifiuti solidi urbani (principalmente le batterie esauste) e nella combustione fossile come impurità del carbone. Le fonti naturali di dispersione possono essere le emissioni vulcaniche e la volatilizzazione da ambienti acquatici o geologici. Nelle zone estrattive del mercurio è facile avere suoli contaminati dal metallo ma può accadere che ciò non sia dovuto all’impatto umano, bensì per via di un fondo biogeochimico, ovvero un arricchimento naturale del metallo nel terreno. La presenza per tempi geologici nel suolo o nel fondale marino, ha dato modo alle specie animali e vegetali (nonché ai cittadini di queste zone) di vivere in sintonia con questa anomalia, sopportando livelli di contaminazione che normalmente sarebbero causa di danni e malattie in altri soggetti non abitualmente esposti.
Il mercurio allo stato liquido è il più innocuo ma essendo molto volatile può permanere in atmosfera per circa un anno ed essere trasportato anche lontano dal luogo di emissione. Allo stato ossidato, quindi reattivo, si associa a qualche elemento in atmosfera, depositandosi poi al suolo o in ambiente acquatico, dove è poco solubile. Perciò principalmente l’inquinamento da mercurio è un fenomeno normalmente di scala locale o di area vasta, ma si trasforma in fenomeno mondiale sia a causa degli enormi quantitativi rilasciati in ambiente (in forte aumento a partire dall’età industriale ad oggi) sia a causa di altri contaminanti che attivano il mercurio non reattivo (come a causa della presenza di ozono troposferico e particolato organico).
I composti organici del mercurio si formano con più probabilità rispetto ai composti inorganici a causa dell’affinità dell’elemento con i gruppi funzionali contenenti zolfo. Questo riduce la mobilità e la solubilità del mercurio disperso in ambiente. Il più pericoloso è il metil-mercurio, facilmente bioaccumulabile nella catena alimentare.

DANNI SU VEGETALI E ANIMALI
I vapori di mercurio danneggiano la produzione della fotosintesi non solo delle piante ma anche della parte vegetale dei licheni, ottimi bioindicatori della qualità dell’aria. A basse concentrazioni le piante sono comunque in grado di assorbirlo e subito dopo riemetterlo in ambiente; a concentrazioni elevate lo concentrano ma apparentemente da studi eseguiti fin ora senza subirne troppe conseguenze.
Di diverso tipo invece è l’intossicazione animale causata dai composti organici del mercurio. Negli organismi acquatici il metil-mercurio viene facilmente bioaccumulato nei tessuti animali, subendo poi il fenomeno della biomagnificazione, ovvero una concentrazione maggiore del contaminante che risale la catena alimentare.

DANNI E MALATTIE PER L’UOMO
L’avvelenamento da mercurio negli esseri umani può avvenire tramite la respirazione dei vapori di mercurio, oppure con la dieta, soprattutto di pesci alla cima della catena alimentare come il tonno e il pesce spada, che biomagnificano il metil-mercurio. Questo composto rende incapace l’organismo di provvedere alla disintossicazione dei metalli pesanti, che così vanno ad accumularsi nell’organismo con grave effetto neurotissico o inibendo l’attività enzimatica di alcune proteine, portando a scompensi metabolici ed effetti quali atassia (progressiva perdita della coordinazione muscolare), insonnia, parestesia (formicolio e alterazione della sensibilità degli arti), restringimento del campo visivo, disartria (disturbo del linguaggio), ipoacusia (riduzione dell’udito).

IL PEGGIOR DISASTRO NELLA STORIA
Nella storia recente si ricorda il disastro ambientale nella baia di Minamata provocato da intossicazione acuta di mercurio organico, che causa una malattia che oggi porta il nome della località. In casi estremi, i sintomi includono oltre a quelli riportati sopra, disordine mentale, paralisi, coma e morte nel giro di alcune settimane dai primi sintomi. Una forma congenita della malattia può essere trasmessa anche al feto durante la gravidanza.

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Il bagno di Tomoko, di W. Eugene Smith, 1971 – Una delle foto più note del disastro di Minamata: una madre fa il bagno al figlio, disabile a causa dell’avvelenamento da mercurio

Minamata è un villaggio giapponese nella prefettura di Kumamoto, dove era locata l’industria chimica Chisso Corporation che utilizzava celle a mercurio nel processo di produzione del cloro-soda e che ha scaricato le acque reflue direttamente nella baia per oltre 30 anni (dal 1932 al 1968). Il mercurio si accumulò in pesci, molluschi e crostacei che erano alla base dell’alimentazione degli abitanti di Minamata, villaggio di pescatori. Nonostante i decessi non solo degli esseri umani ma anche di cani, gatti e maiali, il governo e l’industria chimica fecero ben poco per evitare il disastro. Al marzo 2001, sono state ufficialmente riconosciute più di 2200 vittime, delle quali quasi 1800 sono morte, e più di 10.000 persone hanno ricevuto risarcimenti dalla Chisso. Le cause e le richieste di risarcimento continuano tuttora.

RIMEDI, DECONTAMINAZIONE E SOSTITUZIONE
Il grave problema della tossicità ambientale del mercurio ha portato ad una serie di iniziative da parte di organismi nazionali ed internazionali che si occupano di tutela dell’ambiente e salute pubblica, impegnati per una sua progressiva eliminazione dai cicli produttivi in ogni sua forma. Nel 2013 questi sforzi si sono concretizzati nella Convenzione di Minamata, un accordo internazionale firmato da più di cento Paesi in cui si prevede l’introduzione progressiva di una serie di misure di contenimento, per arrivare nel 2020 alla messa al bando totale di alcuni dispositivi, tra cui batterie, lampade a fluorescenza e cosmetici.
L’Unione Europea è a sua volta impegnata sullo stesso obiettivo, avendo nel 2005 fissato un programma in più punti (EU mercury strategy) in cui si indicavano una serie di misure volte alla diminuzione progressiva dell’uso del mercurio in ogni sua forma. A partire dal 3 aprile 2009 il termomentro a mercurio è stato bandito dal mercato italiano, secondo quanto previsto dalla direttiva dell’Unione Europea; come alternativa si sono quindi diffusi i termometri digitali, o termometri a liquido contenenti galinstano.

Massimo

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