Kvicksilver (Hg)

Details

Last Updated: Saturday, 22 April 2023 15:01

Published: Thursday, 26 March 2020 15:05

Inledning
Egenskaper
Verksamheter
Spridningsvägar
Risker
Undersökningar
Åtgärdsmetoder att beakta
Referenser

Inledning

Kvicksilver är mycket giftigt och klassas som ett av de allra farligaste miljögifterna (naturvardsverket.se). I Sverige är användningen av kvicksilver förbjuden sedan år 2009 och idag kommer det mesta av kvicksilvret från atmosfäriskt nedfall från långväga lufttransport. Bakgrundshalten av kvicksilver i mark och vatten varierar regionalt. Halter över detektionsgräns uppmätts oftast i ytlig och antropogent påverkad jord från t.ex. utsläpp och förbränning av fossila bränslen.

Kvicksilver finns även naturligt i miljön och frigörs via vittring och vulkanutbrott. I svenska grundvatten förekommer kvicksilver naturligt i låga halter men uppmätta halter kan också bero på mänsklig påverkan. Långvarig deposition via luften har lett till att kvicksilver ackumulerats i det översta marklagret och gör att läckaget från detta marklager ofta bestämmer kvicksilverhalterna i det ytliga grundvattnet (sgu.se). Den atmosfäriska depositionen har också lett till att samtliga ytvatten i Sverige, enligt miljökvalitetsnormerna, inte uppnår God kemisk status med avseende på kvicksilver.

Utsläppen av kvicksilver i Europa har minskat betydligt senaste decennierna, vilket innebär att den lokala och den långväga depositionen av kvicksilver, är betydligt lägre än tidigare (SGU rapport 2013:01). Höga halter av kvicksilver i dricksvatten är sällsynt, däremot förekommer transport av kvicksilver via ytvatten från mark, framförallt bundet till humus, till ytvattensystemet. Det har medfört att förhöjda halter av kvicksilver finns i insjöfisk och är den huvudsakliga orsaken till att vi människor får i oss kvicksilver.

Figur 1. Ett brittiskt pund flyter på ytan av flytande kvicksilver. Foto: Alby (Flickr).

Egenskaper

Fysikaliska och kemiska egenskaper

Kvicksilver är en tungmetall och är definierad som särskilt farlig och tillhör ett av utfasningsämnena, dvs. sådana ämnen som man arbetar med att sluta använda inom Sverige och EU (SGU rapport 2013:01).  Kvicksilver är ett flyktigt ämne och förekommer i tre olika former; fast, flytande och gas. Metalliskt kvicksilver är den enda metallen som är flytande i rumstemperatur, men byter till fast form om temperaturen sjunker till -40 grader. Om temperaturen istället höjs till upp emot 100 grader går kvicksilver successivt över i gasform. Kvicksilver har en densitet på 13 579 kg/m3, en smältpunkt på -38,83°C och en kokpunkt på 356,73°C samt är en dålig värmeledare, men en bra elektrisk ledare. Den är även lätt att legera med andra metaller.

Kvicksilvrets oxidationstal är (II), (I) och (0), med (II) som dominerande i både starkt reducerande miljö och oxiderande miljö. Dominerande form i vatten är Hg²⁺ där huvuddelen är bundet till lösta humusämnen (DOC). Även CH₃Hg⁺ bildar starka humuskomplex. I jord binds Hg mycket starkt till organiskt material (NV rapport 5536). Lösligheten av olika former av kvicksilver påverkas av faktorer som pH-värde, syrehalt och olika lösta salter.

Naturlig förekomst och bakgrundshalt

Den huvudsakliga källan till det naturliga kvicksilvret i Sverige finns i vulkaniska bergarter och sulfidmineraliseringar (SGU geokemisk atlas). Dataunderlag för bakgrundshalten av kvicksilver är dessvärre osäkra och mindre omfattande än för andra metaller då en stor andel av data ligger under detektionsgränsen. I Naturvårdsverkets indata för riktvärdesmodellen anges en halt på 0,1 mg/kg TS som bakgrundshalt i jord. I övrigt baseras bakgrundshalten för kvicksilver på SLU:s kartering av halter i jordbruksmark där 0,063 mg/kg TS anges som halt för den 90-percentilen.

Då kvicksilver bildar relativt stabila komplex med humusmaterial och kan transporteras av humuspartiklar leder det till högre koncentrationer av kvicksilver i bäcksystem och i sura, barrträdsrika moränområden. Kvicksilver binder lätt till karbonater och finkorniga sediment, vilket resulterar i låg mobilitet av kvicksilver i vattensystem. Därför visar bäckvattenväxter från områden dominerande av kalkhaltig och lerig jord låga halter av kvicksilver (t.ex. Gotland och Mälarregionen) och höga halter i Ångermanland och södra Lappland på grund av berggrundens geologi och flertalet sulfidmineraliseringar (SGU geokemisk atlas).

För detaljerad information om grundvattenkemi för stationer som ingår i miljöövervakningen se SGU.

För detaljerad information om bergartskemi se SGU.

Se även SGU:s maringeologiska karta för metaller.

Förekomst i verksamheter

Historiskt har kvicksilver varit känt för människan länge, redan 1500 f.Kr tror man att metallen användes första gången. För ca 2500 år sedan började man använda kvicksilver för att göra amalgam och från mitten av 1800-talet användes det, förgäves, för att behandla olika sjukdomar. Den storskaliga användningen av kvicksilver påbörjades efter den industriella revolutionen och globalt sker idag de största utsläppen av kvicksilver från småskalig guldutvinning, smältverk, kolförbränning, krematorier och avfallsförbränningar (UNEP.org).

I Sverige gäller sedan 2009 ett generellt förbud mot att släppa ut kvicksilver och sälja kvicksilverhaltiga varor för att minimera utsläppen till miljön. Reningsutrustning i avfallsförbränningsanläggningar och förbud mot användning i många produkter har gjort att utsläppen även minskat globalt. Utsläpp av kvicksilver i Sverige sker framförallt från förbränning av biomassa, fossila bränslen, avfall, krematorier, cementtillverkning och metallutvinning.

Inom pappers- och massaindustrin användes förr olika typer av fenylkvicksilverpreparat bland annat för att förhindra mikrobiell tillväxt i processvattnet. Det har medfört att bottensedimenten på sjöar och hav utanför sådana typer av industrier ofta är allvarligt förorenade av kvicksilver. Dessa sediment kallas ofta för fiberbankar och finns bland annat längs Norrlandskusten. Kvicksilver har också använts vid kloralkalifabriker som producerade klor till blekningen av pappersmassan med hjälp av den så kallade kvicksilvermetoden. Kvicksilvret som kom ut från den metoden förekommer också i miljön i olika tillstånd samt har uppträtt i ett antal olika former i avfallet.

Lång livslängd och hög driftsäkerhet gör att det fortfarande finns många varor och produkter med kvicksilver i drift. Vanligt förekommande är nivåvippor, reläer, tryckvakter, termometrar och termostater (NV rapport 5279). Stora mängder kvicksilver kan även hittas på skrotfirmor, garverier, sågverk, och andra industrier och verksamheter där kvicksilver finns i instrument eller komponenter på maskiner.

Kvicksilver har tidigare även förekommit i betydande omfattning inom tand- och sjukhusvården. Där har sanering av avloppsstammar genomförts, på många platser, men beläggningar i gamla rörsystem innebär fortfarande kontinuerligt utsläpp av kvicksilver till avloppsreningsverken.

För hela Naturvårdsverkets branschlista för förorenade områden där arsenik använts se här.

Spridningsvägar för olika faser och medier

Kvicksilver är en lättflyktig metall som kan spridas långa avstånd i atmosfären. Kvicksilver förekommer både i organisk och oorganisk form och i mark, sediment och i vatten kan oorganiskt kvicksilver omvandlas till organiskt metylkvicksilver (MeHg). Omvandlingen görs av mikroorganismer i reducerande miljö och sprids oftast via ytvatten. Kvicksilver i sediment förekommer oftast bundet till organiskt material eller som cinnober, HgS. Störst miljörisk utgör kvicksilver i metylerad form, CH3Hg+. Metylkvicksilver är mycket toxiskt och ansamlas i biota och sprids därefter i vattenmiljön och kan anrikas i fisk (livsmedelsverket.se). Metylkvicksilverjonen utgör ofta en liten del av den totala halten kvicksilver i sediment men är istället mycket biotillgänglig (SGU rapport 2014:16).

Miljö- och hälsorisker

Hälsorisker

Människor får främst i sig kvicksilver i form av metylkvicksilver från vissa fiskarter, men förhöjda halter kan även finnas i skaldjur och grödor till följd av spridning i miljön och upptag i växter och djur. Även längre tids inandning av kvicksilverånga kan innebära risk, utspillt kvicksilver från termometrar el dyl. bör därför så snart som möjligt samlas upp och lämnas in på miljöstation (giftinformation.se).

Höga halter av kvicksilver i dricksvatten är sällsynta. Gränsvärdet för kvicksilver i dricksvatten är 1 µg/l. Det finns även gemensamma gränsvärden inom EU för högsta tillåtna kvicksilverhalt i vissa typer av livsmedel och nationella gränsvärden för kvicksilver i barnmat (livsmedelsverket.se).  Det svenska gränsvärdet för både dricksvatten och enskilda brunnar utgår ifrån WHO:s vägledning, för aktuellt gränsvärde se Livsmedelsverkets författningssamling: https://www.livsmedelsverket.se/globalassets/om-oss/lagstiftning/dricksvatten---naturl-mineralv---kallv/livsfs-2017-2_web.pdf

Kommunalt vatten kontrolleras regelbundet för innehåll av kvicksilver. Livsmedelsverket rekommenderar att den som ansvarar för en dricksvattenanläggning, inklusive egen brunn, undersöker vattenkvaliteten regelbundet för att kontrollera att den är förenlig med angivna gränsvärden (0,001 mg/l).

Kvicksilver är ett av de allra farligaste miljögifterna och kan omvandlas till den mycket giftiga formen metylkvicksilver som kan ge skador på hjärnan och det centrala nervsystemet (nv.se). Då nervsystemet utvecklas är det som mest känsligt och därför är det särskilt viktigt att skydda foster och barn. Metylkvicksilver kan överföras till barnet genom mammans moderkaka och bröstmjölk. Hur mycket fisk man äter är den enskilt största källan till hur mycket metylkvicksilver vi får i oss. Kvinnor som är, eller försöker bli, gravida eller som ammar bör inte äta fisk som kan innehålla kvicksilver mer än 2–3 gånger per år (livsmedelsverket.se). Flera studier har även visat att låga halter av metylkvicksilver, som inte har någon direkt påverkan på modern, kan försämra inlärningsförmågan och påverka barns utveckling (livsmedelsverket.se). Större mängder intag av kvicksilver ger akut förgiftning och kan leda till döden.

Figur 2. Död fisk. Fiskar drabbas hårt av kvicksilver i vattendrag och blir en stor källa för intag av kvicksilver för människor.

Riskbedömning

I ett fåtal projekt har oral biotillgänglighet mätts och använts i riskbedömningar. För kvicksilver är den organiska formen metylkvicksilver mer biotillgängligt än oorganiskt kvicksilver. Forskning har visat att halten, av mer biotillgängliga former av kvicksilver (t.ex. HgCl₂), är extremt låg i mark och vatten. I reducerande miljö kan dock relativt höga halter av Hg(HS)₂ bildas (slu.se).

Tester av biotillgänglighet erbjuds i dagsläget av Statens Geotekniska Institut (SGI). Kontakta SGI och stäm av syfte, metodik och vad resultat kan användas till innan provtagning för analys av biotillgänglighet görs.

Här finns mer information om biotillgänglighet vid efterbehandling och riskbedömning.

Jord

Jord: Vid bedömning av förorenade områden kan Naturvårdsverkets riktvärden för förorenad mark användas som utgångspunkt men platsspecifika riktvärden är mer pragmatiskt. Länk till generella riktvärden finns här och för beräkningsverktyget för platsspecifika riktvärden se här.

Skydd av ytvatten

Haltkriterium för ytvatten är baserat på avvikelsen från vanligt förekommande halter i svenska ytvatten. Motivet till detta är att en markant förhöjning av halten kvicksilver kan förväntas vara mycket långvarig eftersom ämnet inte bryts ned.

Gränsvärden för kemisk ytvattenstatus finns här: https://www.havochvatten.se/download/18.67e0eb431695d8639337366a/1552573474210/2013-19-keu-2019-01-01-ersatt-av-2019-25.pdf

Angående undersökningar

För generella provtagningsstrategier se: http://fororenadeomraden.se/index.php/undersoekningsstrategier/provtagningsstrategier

För mediespecifik provtagning se:

http://fororenadeomraden.se/index.php/undersoekningsstrategier/medier

Ämnesspecifika saker som är bra att tänka på vid provtagning

Vid provtagning av kvicksilver i jord i områden där kvicksilver kan förekomma i metallisk form bör undersökningsmetoden anpassas efter detta. Kvicksilver i metallisk form riskerar till exempel att trilla av skruven vid skruvprovtagning, men kan däremot upptäckas med t.ex. provgropar.

Kvicksilver avgår i gasform och inhalation av kvicksilverånga som kommer från mark bör beaktas, dels när den är orörd och dels när grävningsarbeten utförs. Kvicksilverånga i samband med provtagning utomhus utgör oftast ingen stor risk. För att bedöma risken kan man mäta Hg i luft.

Provhantering provberedning (gränssnitt mellan konsult och labbet)

Jord

Vid provtagning av jord bör man utgå från att föroreningarna är heterogent fördelade i jorden och eftersom den mängd jord som tas ut för själva analysen är det viktigt att homogenisera provet för att få en jämn fördelning av föroreningen i provet. För vissa matriser kan direkta fältmetoder användas för att få indikationer på föroreningar men dessa kan generellt sett inte ersätta laboratorieanalyser. XRF-instrument kan med fördel användas för att analys av metaller i jord och andra fasta material så som fyllnadsmassor (SGF rapport 2:2013).

Vatten

Inför provtagning av grundvatten bör vattnet i röret omsättas före provtagning. Vid provtagning av metaller exempelvis kvicksilver är grundvattenrör av plast att föredra. Provtagningsutrustningen ska vara tillverkade av inerta material. Slangar ska sköljas igenom med metallfritt avjoniserat vatten mellan provtagningstillfällena. Då bailers används är det viktigt att undvika kontamineringsrisker. Vid provtagning av metaller ska plasthandskar användas (SGU rapport 2013:01).

Sediment

Sedimentprover ska tas på ackumulationsbotten där föroreningarna ansamlas och inte omlagras. Fördelningen av föroreningar i sedimenten kan anses vara homogena spatialt men kan variera i djupled. Som stöd för analysen kan redoxpotential mätas direkt i fält.

Fyllnadsmassor

Partikelbundna föroreningar i fyllnadsmassor har ofta stor haltvariation både i sidled och i djupled då äldre utfyllnader oftast gjordes med för dagen tillgängliga massor med rätt geotekniska egenskaper men med mindre hänsyn till innehållet av farliga ämnen. Provtagning av fyllnadsmassor bör därför provtas systematiskt i tredimensionella rutnät både i sidled och djupled. Underliggande ostörda jordlager (torrskorpelera, tät lera, morän, sand) bör aldrig ingå i samma jordprov som den ovanliggande påverkade jordmassan.

Provhantering, provtagningskärl och analysmetoder

För att rätt provtagningskärl ska användas vid specifika prov är det viktigt att kontakta analyserande labb för en diskussion om provhantering så som filtrering eller surgörande av provet och rätt provkärl. Viktigt är att provkärl fylls till brädden och förvaras mörkt och kallt under transport till laboratorium.

Åtgärdsmetoder att beakta

För möjliga åtgärdstekniker se:

https://atgardsportalen.se/

In situ

Fytosanering
Grundvattenpumpning och behandling - skyddspumpning kan tillämpas för att kontrollera spridning

Inneslutning/barriärteknik

Kemisk reduktion - främst för behandling av CrVI

Stabilisering/solidifiering

Termisk behandling – För kvicksilverförorenad jord

Ex situ - baseras på att schaktning är möjligt

Deponering

Gräv- och schaktsanering
Jordtvätt
Termisk behandling –främst för kvicksilver och kvicksilverföreningar

Referenser

Geokemisk atlas över Sverige, Sveriges geologiska undersökning, 2014.

Giftinformationscentralen, https://giftinformation.se/kemikalieregister/kvicksilver/, maj 2021.

Hitta kvicksilver i tekniska varor och produkter. Kvicksilverinventering. Rapport 5279. Naturvårdsverket, 2003.

Naturvårdsverket rapport 4918. Metodik för inventering av förorenade områden. Bedömningsgrunder för miljökvalitet. 1999.

Naturvårdsverket rapport 5279. Hitta kvicksilver i tekniska varor och produkter. Kvicksilverinventering. 2003

Naturvårdsverket rapport 5536. Metallers mobilitet i mark. Kunskapsprogrammet Hållbar Sanering. ISBN 91-620-5536-4.pdf.’

Naturvårdsverket rapport 5888 (2009). Provtagningsstrategier för förorenad jord.

Naturvårdsverket rapport 5895. Biotillgänglighet som företeelse och vid riskbedömningar av förorenade områden.

SGU rapport 2013:01: Bedömningsgrunder för grundvatten.

SGU rapport K 45. Andersson M. Metaller i morän och andra sediment från Varberg till Lidköping. Rapport K 45, DOI: 10.1021/es970824p Geokemiska kartan, Markgeokemi.

SGU rapport 2014:16. Kartläggning av fiberhaltiga sediment längs Västernorrlands kust. Apler, A., Nyberg, J., Jönsson, K., Hedlund, I., Heinemo, S-Å., och Kjellin, B.