Kwik ziet er mooi uit, in zijn glanzende, snel bewegende vloeibare vorm, maar raak het niet aan! Het kan uiterst giftig zijn voor mensen.
Het symbool Hg dat kwik draagt, komt van zijn Griekse naam, hydrargyrum, wat “vloeibaar zilver” betekent – om het glanzende oppervlak weer te geven. Het element staat ook bekend als kwikzilver vanwege zijn beweeglijkheid. Vernoemd naar de snelst bewegende planeet in het zonnestelsel, is kwik al eeuwenlang bekend bij de mensheid. Bewijzen van het gebruik ervan zijn gevonden in China, India en Egypte, en in 3500 jaar oude Egyptische graven zijn sporen van kwik gevonden.
Mercury is een zeer giftig element. Het kan het lichaam binnendringen via een open wond of door inademing of inslikken. Het kan dan schade veroorzaken aan zenuwen, de lever en de nieren, evenals een aantal andere symptomen.
Ondanks zijn giftige eigenschappen kan kwik toch nuttig voor ons zijn. Het element geleidt elektriciteit en wordt gebruikt in elektrische schakelaars van thermostaten en bepaalde soorten wekkers, volgens het College of Natural Resources van de University of California, Berkeley (CNR) “De plaats waar mensen het waarschijnlijk het meest zien is in de nieuwe gloeilampen – de compacte fluorescerende gloeilampen,” waar kwikdamp een van de gebruikte chemicaliën is, zei Daniel King, een universitair hoofddocent chemie aan de Drexel University.
Dankzij zijn hoge dichtheid en compactheid wordt kwik ook gebruikt om thermometers, barometers en andere wetenschappelijke instrumenten te maken, aldus het Jefferson Lab. Om veiligheidsredenen is het gebruik van kwik in thermometers voor consumenten in de loop der jaren echter minder gangbaar geworden, omdat er digitale thermometers zijn gekomen. In 2008 hebben 13 staten wetten ingevoerd die de vervaardiging, verkoop en/of distributie van koortsthermometers met kwik aan banden leggen: Californië, Connecticut, Illinois, Indiana, Maine, Maryland, Massachusetts, Michigan, Minnesota, New Hampshire, Rhode Island, Oregon, Washington, zo meldt het Environmental Protection Agency.
Alleen de feiten
- Atoomnummer (aantal protonen in de kern): 80
- Toomsymbool (op het Periodiek Systeem der Elementen): Hg
- Atoomgewicht (gemiddelde massa van het atoom): 200,59
- Dichtheid: 13,5336 gram per kubieke centimeter
- Fase bij kamertemperatuur: Vloeibaar
- Smeltpunt: min 37,8 graden Fahrenheit (min 38,83 graden Celsius)
- Kookpunt: 674,11 F (356,73 C)
- Aantal isotopen (atomen van hetzelfde element met een verschillend aantal neutronen): 34. Aantal stabiele isotopen: 7
- Meest voorkomende isotoop: 202Hg (29,9 procent natuurlijke abundantie)
Het winnen van goud
Mercury wordt meestal gevonden in de vorm van zijn gemeenschappelijke erts cinnabar – kwiksulfiet – en kan zelden worden gevonden op zijn eigen. Om zuiver kwik te winnen, wordt het erts vermalen en verhit tot een temperatuur van ongeveer 580 graden Celsius (1.076 graden F), waarbij zuurstof aanwezig is. Kwikdamp ontsnapt uit de ertsen en zwaveldioxide wordt verwijderd, aldus CNR. Het metaal wordt gecondenseerd en gewassen met salpeterzuur om het te zuiveren, en vervolgens gedestilleerd.
Mercury kan legeringen vormen met goud, zilver, zink en cadmium, die amalgamen worden genoemd. Via deze amalgamen kan kwik worden gebruikt om goud uit rotsen te winnen. Wanneer kwik in contact komt met goud, lost het goud op in het kwik en worden de twee gescheiden, waarbij het kwik wordt gedistilleerd.
Kwik vormt ook verbindingen met andere elementen. Interessant is dat een van die verbindingen – kwiknitraat – een rol heeft gespeeld bij het ontstaan van de term “hoedenmakerij”.
“Kwik werd eigenlijk gebruikt bij het maken van hoeden van dierenvachten,” zei King. In de 18e eeuw gebruikte men de kwiknitraatverbinding om de huiden schoon te maken voordat er hoeden van werden gemaakt.
“En men ontdekte dat een groot percentage van de mensen die met die chemicaliën werkten, hersenletsel opliepen,” zei hij. “Dus de term ‘gek als een hoedenmaker’ komt eigenlijk van blootstelling aan kwik.”
Andere veel voorkomende kwikverbindingen zijn kwikchloride (HgCl2) – een zeer giftig zout en dat ooit werd gebruikt als wondontsmettingsmiddel. Een ander voorbeeld is kwikchloride (Hg2Cl2), ook bekend als kalomel – een antisepticum dat wordt gebruikt om bacteriën te doden, volgens het Jefferson Lab.Kwiksulfide (HgS) wordt gebruikt om een rood verfpigment te maken dat vermiljoen wordt genoemd, en kwikoxide (HgO) wordt gebruikt om kwikbatterijen te maken.
Wie wist het?
- Cinnaber of vermiljoen werd volgens de Royal Society of Chemistry 30.000 jaar geleden door paleolithische schilders gebruikt om grotten in Spanje en Frankrijk te versieren.
- Alchemisten geloofden vroeger dat kwik in goud kon worden veranderd als het met andere metalen werd gecombineerd.
- Mercury was tot het begin van de 20e eeuw het belangrijkste middel voor de behandeling van syfilis. Het werd gebruikt in de vorm van pillen, kalomel, zalven en stoombaden. De bijwerkingen van deze giftige “behandeling” waren onder meer tandverlies, zweren, neurologische schade en zelfs de dood, volgens de Harvard University Library.
- Mercury is echt zwaar, want het weegt 13,6 keer zoveel als hetzelfde volume water, volgens CNR.
- Ko-Hung, een vooraanstaande Chinese alchemist die in de vierde eeuw leefde, probeerde kwik op de voeten van mensen te smeren, omdat hij geloofde dat ze daardoor op water konden lopen. Hij plaatste het ook op een drempel om dieven weg te houden en probeerde het zelfs te combineren met frambozensap, in de hoop dat het oudere mannen zou helpen kinderen te verwekken, volgens het Dartmouth Toxic Metals Superfund Research Program (SRP).
- Mercury constitutes just 0.5 ppm van de aardkorst, wat betekent dat het schaarser is dan uranium, maar overvloediger dan goud of zilver, volgens CNR.
- De Romeinen exploiteerden kwikmijnen als penitentiaire inrichtingen voor criminelen en slaven, volgens SRP. Voorspelbaar was dat de gevangenen een korte levensduur hadden vanwege de grote kans op vergiftiging.
- Mercury is het enige metaal dat vloeibaar is bij kamertemperatuur.
Huidig onderzoek
Door het giftige potentieel van kwik, stuiten onderzoekers steeds weer op manieren waarop het element schadelijk kan zijn voor mens en milieu.Wetenschappers hebben bijvoorbeeld gediscussieerd over de potentiële giftigheid van amalgaam dat wordt gebruikt in tandvullingen en dat ongeveer 50 procent kwik bevat. In een literatuuroverzicht dat in 2005 in het tijdschrift Gesundheitswesen werd gepubliceerd, stelden onderzoekers vast dat blootstelling aan kwik in tandvullingen kan leiden tot nier- en auto-immuniteitsproblemen, neurobehaviorale veranderingen en zelfs autisme. “Verwijdering van tandheelkundig amalgaam leidt tot blijvende verbetering van diverse chronische klachten bij een relevant aantal patiënten in verschillende trials,” schreven de auteurs in de review.
In een andere review, gepubliceerd in het Journal of the Canadian Dental Association, kwamen onderzoekers echter tot een andere conclusie, door te stellen dat: “De hoeveelheid kwik die vrijkomt uit amalgaamvullingen is minimaal; een persoon zou 490 amalgaamoppervlakken moeten hebben om genoeg kwikdamp en ionisch kwik uit amalgaamvullingen te krijgen om aan de maximale blootstellingsrichtlijnen te voldoen.”
Op basis van wetenschappelijk onderzoek heeft de FDA geconcludeerd dat “amalgaamvullingen veilig zijn voor volwassenen en kinderen van 6 jaar en ouder,” aldus de website van het agentschap.
Er is ook een groeiend aantal onderzoeken naar methylkwik – de meest giftige vorm van kwik – en de schadelijke effecten ervan op het milieu en de menselijke gezondheid. Mensen worden vooral blootgesteld aan methylkwik door het eten van besmette vis en zeevruchten die de giftige verbinding uit de oceaan oppikken. Elementair kwik, dezelfde vorm van kwik die in thermometers zit, wordt door oceaanbacteriën omgezet in methylkwik.
“Het hoopt zich op in de kleinere vissen die vervolgens door de grotere vissen worden gegeten en werkt zich zo een weg omhoog in de voedselketen,” in een proces dat bioaccumulatie wordt genoemd, aldus King. Methylkwik is vooral gevaarlijk voor embryo’s in ontwikkeling, die vijf tot tien keer gevoeliger zijn voor de schadelijke effecten op het zenuwstelsel dan volwassenen, aldus de U.S. Geological Survey.
Mercury komt in de oceanen terecht vanuit verschillende bronnen, zoals lucht- en watervervuiling en natuurlijk voorkomende mineralen. Veel van het kwik in de noordelijke Stille Oceaan is bijvoorbeeld afkomstig van luchtvervuiling, met name van energiecentrales in Azië, volgens een studie die in augustus 2013 werd gepubliceerd in het tijdschrift Nature Geoscience. In een andere studie, gepubliceerd in mei 2009 in het tijdschrift Global Biogeochemical Cycle, schatten onderzoekers dat het kwikgehalte in het noordelijke deel van de Stille Oceaan tegen 2050 kan zijn verdubbeld als de door de mens veroorzaakte emissies in het huidige tempo doorgaan.