​​Ртутная "физкультминутка"

В качестве лирического отступления я решил вспомнить школу и заняться расчетами. Расчетами поведения паров ртути, которые могут образоваться в бытовых условиях в случае повреждения термометра или люминесцентной лампы (ну или _вписать_нужное_ с необходимыми поправками). Считал я все на ходу, на обрывке бумажки с помощью кусочка химического карандаша, так что если вдруг где-то закралась ошибка - поправляйте, буду пересчитывать.

Случай первый - термометр.

Итак, будем считать, что в квартире у нас есть ртутный градусник (который содержит максимум 2,5 г ртути внутри). Предположим мы его нечаянно разбили. Пускай у нас образуются шарики диаметром 0,1 мм. Объем такого шарика - 0.0005 мм3, площадь 0.03 мм2. Объем ртути = массу ртути/плотность ртути=2,5 г/13,6 г/см3=0,184 см3. Считаем количество шариков: 0,184 см3/5e-7 см3=368 000 шариков. Площадь поверхности всех шариков = 368 000*0,03 мм2=11040 мм2=110,4 см2. Считаем сколько ртути испарится за час с такой поверхности: 110,4*0,002=2,208 мг ртути. Скорость испарения ртути со свежей поверхности в неподвижном воздухе при 20 °С составляет 0,002 мг/(см2-ч)

Допустим термометр мы разбили в однокомнатной хрущевке (в "зале") без вентиляции и с постоянной температурой воздуха в 20°С. Высота такой комнаты 2,5 м, ширина пусть будет 4 метра, длина 6 м. Считаем объем и получаем 60 м3. Делим количество ртути на объем комнаты (2,208 мг/60 м3) и получаем содержание 0,0368 мг/м3. Напомню, прошел час после повреждения термометра. ПДК для паров ртути в воздухе = 0,0003 мг/м3, т.е. у нас 0,0368 мг/0,0003 мг = превышение в 123 раза. Допустим мы легли спать и ничего не делали, за 8 часов, пока мы отдыхали, испарилось 2,208*8=17,6 миллиграмма ртути. Содержание в воздухе хрущевки станет уже 0,3 мг/м3, что выше ПДК в 981 раз. Отмечу, что по мере окисления поверхности ртути скорость испарения уменьшается и через 14 дней составляет 20— 40% от скорости испарения со свежей поверхности. Можете сами рассчитать когда в таких идеальных условиях умственного эксперимента все шарики с пола перейдут в воздух.

Случай второй - люминесцентная лампа

Предположим что в квартире у нас есть трубчатая лампа дневного света, которую мы никак не могли заменить на светодиоды. Стояла она стояла, а потом нечаянно во время ремонта упала да разбилась. Будем считать что в колбе лампы содержится 2,5 мг (0,0025 г) ртути и вся эта ртуть (уже будучи в виде мелкодисперсных капель) выскочила наружу и образовала еще более мелкие шарики диаметром 0,05 мм. 2,5 мг - это объем примерно равный 1.84e-4 см3. Объем шарика диаметром 0,05 мм равен 0.00052 мм3 (0.0000005 см3), площадь такого шарика равна 0.007 мм2 (0.00007 см2). Количество шариков = 1.84e-4 см3/0.0000005 см3=368 штук. Площадь поверхности всех шариков = 368*0.00007 см2 =0.02576 см2. Считаем сколько ртути испарится за час с такой поверхности: 1.15552*0,002= 0.000052 мг ртути. Это пока меньше ПДК в 5,76 раза. После 8-и часового выжидания, в воздухе будет 0.000052*8 = 0.000416 мг ртути, что уже превышает ПДК в 1,4 раза. Но! Но если шарики будут диаметром не 0,05 мм, а 0,01 (всего в 5 раз меньше) то ПДК (1 час) ↑ 7,7 раз, ПДК (8 часов) ↑ 61 раз

Еще одна величина - равновесная концентрация паров, при 20 °С она ~ 14,3 мг/м3. Т.е. в замкнутом помещении без вентиляции, с открытой поверхность. ртути, с временем концентрация паров достигнет значения, в 47667 раз превышающего ПДК (0,0003 мг/м3). Реальная концентрация паров в помещении за счет вентиляции всегда ниже равновесной и зависит от площади испарения, скорости движения воздуха над поверхностью ртути, состояния ее поверхности, температуры воздуха и других факторов.

Материалы для чтения выходного дня:
⏷Источники металлической ртути. Явные и скрытые
⏷С красно-белым флагом на борту. Про "парортутные" СИЗОД
⏷FAQ. Собираем ртуть правильно
⏷Пары ртути. Изготовление индикаторов (осторожно! химия 80lvl)