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人掉进装满水银的池子会发生什么?

水银是一种很有意思的金属,它在常温时呈液态,只有低至零下38.8℃时才会凝结为固体,经常被用来制成温度计、气压计和血压计等等。

如果不小心打碎温度计,里边的水银会掉出来,在地上形成一粒粒银闪闪的小珠子。老周小时候就把这些水银收集在一个小玻璃瓶里,时不时将它倒出来,沉甸甸地在手上滚来滚去,非常有趣。直到上了高中,化学课上老师说这玩意儿有毒,就再也没玩过。

温度计里的水银

前两天一位朋友突然问我:如果一名150斤重的成年人不小心跌入一个装满了水银的池子,会发生什么情况,他会死掉吗?嗯,要是他从低处跌落(不会摔死),并且水银是常温状态(别被烫死),他不会有事,及时爬出来就完了。

水银又称汞,是一种比较常见的银色金属,它的熔点很低,我们经常见到的汞都是液体状态。古人很早就学会了从朱砂(硫化汞矿物)中提取汞,炼丹术士们以为这种东西能延年益寿,没想到反而害死了许多王侯。据说秦始皇嬴政驾崩后,在他庞大的地下宫殿里以水银为江河,令棺椁漂浮其上“周游四海”。始皇帝的故事已不可考,但在他陵墓深处探测到高浓度汞却是事实,或许这也是帝陵历经2200年不被盗掘的原因之一吧。

硬币不会下沉

水银的密度很高,常温下达到13.5克/立方厘米,铁的密度只有7.87克/立方厘米。你将一枚硬币投进水银,它无论如何都不会沉下去。

有人会说,硬币太轻,不能说明问题,如果换一块更重的铁会怎样?有好事者搬来打铁用的大铁砧子,将它丢进一个装了水银的池子里,结果是用力按下去之后它又浮了起来。

铁砧也会浮起来

人的平均比重与水大致相当,也就是大约在1克/立方厘米上下。在海水里,如果你保持仰面向上的放松状态,将鼻子嘴巴露出水面问题不大;中东地区的死海由于含盐量高达34.2%,你再怎么扑腾都不会沉底。

人会漂浮在死海表面

汞的密度是海水的13倍,不管你有多重,掉进装满水银的池子里肯定不会下沉。那么我们能做到在水银表面健步如飞、如履平地吗?那倒也不行,因为你脚底下没有摩擦力,两只脚踩上去很难保持身体平衡,大概率会摔倒。事实上按照浮力定律,人站在水银里大约会淹没到膝盖的位置。

水银有很大的浮力

那么问题来了:如果跌倒在水银里,皮肤接触到水银会中毒吗?答案是:不会。

你能将水银捧在手心,将手伸进水银里,也能赤脚踩在水银里边。只要你的皮肤上没有伤口,它基本不会构成伤害。水银有很强的表面张力,它不会像水那样渗透到皮肤的缝隙中,只要拿出来抖一抖,它就全部掉落了。

将手指插入水银

有人尝试喝水银自杀,然而并没有什么用,人的胃肠道很少会吸收金属汞,同样地,我们的皮肤对汞的吸收也极有限,因此你不必过于担心。

相比之下,水银蒸气的杀伤力要大许多倍,空气中汞的浓度在0.7~42μg/m?时,长时间吸入会造成神经系统受损。

幸运的是,水银并不像我们想象的那么快蒸发。根据美国环境保护署的实验,在150℃的高温下,一滴汞大约要0.7~2.2天才能完全蒸发掉。这就难怪当年BBC在拍摄一档水银浮力的科普短片时,做实验的科学家面对一大池子汞非常淡定,完全不担心吸入蒸气而中毒。

科学家并不担心水银蒸气

汞中毒大多是由摄入含有有机汞的水或食物引起。自然界中的元素汞经过各种渠道进入水里,再由微生物转化为有毒的甲基汞,小鱼小虾吃了微生物、大鱼吃小鱼、有机汞在生物链中由低到高慢慢聚积,人在摄入含有机汞的水产品之后就会中毒。

著名的水俣病就是在上世纪中叶,日本水俣地区Chisso化工厂生产乙醛时使用硫酸汞作为催化剂,在催化循环的副反应过程中产生了有毒的甲基汞,化工厂将废水倾倒入水俣湾,造成当地1784人死亡,更多人受害致残。

抗议化工厂排放有毒废水的日本母亲

汞是一种有毒的重金属,当空气中汞蒸气的含量超过1毫克/立方米,长时间吸入是有害的;大多数汞中毒是因摄入了汞盐或者有机汞引起,因此我们需要对此特别注意。相比之下,用手直接接触汞,或者“不小心跌入水银池子里”,短时间都不会有什么问题,你不必过于担心。

万一不小心打碎了水银温度计,出于安全考虑,还是应该尽量将洒落在地上的汞仔细清理干净,并且做好通风,避免长时间水银蒸发造成不好的影响。