有機水銀とは？公害を引き起こした有機水銀の特徴を理系ライターがわかりやすく解説

ライター／リック

高校生で化学にハマり、大学院までずっと化学を勉強してきた化学オタク。今は化学メーカーで働きながら化学の楽しさを発信する。

水銀とはどんな物質？

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まずは、水銀がどんな物質か紹介していきます。水銀は原子番号80番の元素で、元素記号はHg。融点は約-39℃、沸点は約358℃、常温・常圧で凝固しない唯一の金属元素です。液体なのに金属という、とても不思議な物質ですね。銀のような白い光沢があることから名前がついています。

水銀は農薬に使われていた時もありますが、毒性や環境への負荷が非常に高いため、現在は環境基準や土壌汚染対策法などで、環境への放出が厳しく制限されている金属です。

水銀の種類は3種類

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水銀には金属水銀、有機水銀、無機水銀があります。人体に毒性が高い水銀ですが、特に毒性の高いのは有機水銀です。金属水銀は体温計や蛍光灯に、無機水銀は防腐剤や塗料に使われています。有機水銀は医薬品や農薬として使われていましたが、強い毒性のため、現在は使われていません。

金属水銀は誤って飲み込んだとしても消化器官から吸収されないので、現在も温度計や蛍光灯などに使われています。一方で、有機水銀、無機水銀はその毒性から現在は、よほど特殊な条件でない限り使用されていません。

3つの水銀の違いとは

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水銀には3つの種類があることを先ほど紹介しましたが、3つの違いも紹介していきます。まず、金属水銀は金属としての水銀です。化学式もHgですね。

次に有機水銀とは、炭素-水銀(C-Hg)結合を持つ有機金属化合物です。代表的な化合物はメチル水銀や酢酸フェニル水銀などがあります。無機水銀は炭素-水銀結合を持たない水銀化合物です。塩化水銀や酸化水銀、硫化水銀などがあります。

有機水銀が引き起こした「公害」とは

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水銀で最も有名なことは「公害」だと思います。学校の授業で必ず学習しますよね。まずは日本の4大公害を思い出してください。「水俣病」「新潟水俣病」「イタイイタイ病」「四日市ぜんそく」でしたよね。日本の高度経済成長期には、重化学工業化のために人の健康よりも経済発展が優先されてしまった時期がありました。その時期に起きてしまった、被害の大きな公害を4大公害とまとめています。

4大公害のうち、「イタイイタイ病」はカドミウムが、「四日市ぜんそく」は硫黄酸化物が、「水俣病」と「新潟水俣病」は有機水銀化合物のメチル水銀が原因物質だったんです。

熊本県で起きた奇病「水俣病」を学ぶ

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水俣病は熊本県水俣湾周辺の化学工場から海や河川に放出された、メチル水銀により汚染された海産物を周辺住民が日常的に食べたことで発生した公害病です。感覚障害、聴力障碍、言語障害などの神経系の疾患が水俣病の症状でした。

発生は1953年ごろ、公式に確認されたのが1956年ごろです。水俣病の原因はアセチレンからアルデヒドを合成する過程で使う無機水銀でした。アセトアルデヒドが作られる過程で無機水銀の硫酸水銀は有機水銀のメチル水銀へ変化し、処理されないまま河川や海へ放出されてしまったんです。

放出されたメチル水銀はプランクトンや魚の体内に蓄積されていき、その魚を食べた人体に蓄積されていきました。蓄積されたメチル水銀が脳に入ると、中枢神経や神経細胞に強い障害をもたらしてしまいます。

新潟県で起きたもう一つの「水俣病」を知ろう

4大公害にはもう一つ水俣病があります。それが「新潟水俣病」です。第二水俣病とも呼ばれています。1965年に新潟県の阿賀野川流域で発生した水俣病で、1956年には熊本県で水俣病が発生していたにも関わらず、同様の疾患が起きてしまったんです。実は、水俣病は発生当時、原因不明の病でした。奇病と呼ばれ、恐れられていました。健康人でも発症したことから「感染症ではないか。」といった推察もされていました。

様々な原因物質が疑われましたが、厚生省が水俣病の原因物質を工場からの廃液に含まれたメチル水銀化合物であると認定したのは、1968年でした。新潟水俣病は、原因追及の最中に起きてしまったんです。

2つの水俣病をめぐって、メチル水銀を放出した企業に対して裁判が行われました。水俣病は1973年に、新潟水俣病は1971年に患者側全面勝訴の判決が出ています。

メチル水銀は自然界にも存在している？

水俣病の原因物質のメチル水銀は、実は自然界に存在しています。火山の噴火等で自然界に放出されているので、実は普通に存在しているんです。そのため、微生物や魚介類等で有機水銀も含んでいないものはいないんですよ。私たちも日常的に有機水銀を摂取していますが、摂取量が一定の範囲内であれば、適切に対外へ排出されるので問題ありません。

ただし、水俣病のように、産業活動で自然界ではありえないほど大量に水銀が排出されてしまうと、許容量を超えて水銀が体内に取り込まれてしまいます。そうなれば、自然界の摂取と排出のバランスは崩れてしまいますよね。

水俣病後、水銀触媒は使われている？

Dr. Roland Mattern - Dr. Roland Mattern, CC 表示-継承 3.0, リンクによる

水俣病の原因物質は有機水銀(メチル水銀)でしたよね。その有機水銀はアセチレンからアセトアルデヒドを作る過程で無機水銀(硫酸水銀)が変化してできていました。では、水俣病後、アセトアルデヒドを作る工程はどうなったのでしょうか。

アセトアルデヒドは溶剤として使われる酢酸エチルの原料であり、工業的に非常に重要な分子です。2016年、アセトアルデヒドの日本国内生産量は8万トン以上でした。現在のアセトアルデヒドの工業的生産はワッカー酸化という方法を使っています。ワッカー酸化とは、塩化パラジウムと塩化銅を触媒として、エチレンガスからアセトアルデヒドを生産する方法です。