水俣公约正式生效 300多年使用历史的水银温度计即将消失？

2017-09-01 13:22 来源: 化学加

《关于汞的水俣公约》于2017年8月16日对我国正式生效，此公约要求缔约国自2020年起，禁止生产及进出口含汞产品，那300多年使用历史的水银温度计即将消失吗?

水俣公约源自全球八大公害事件之一的日本水俣病事件。水俣是日本一座靠海的城市， 1956年，水俣湾附近的人们发现有些猫步态不稳，抽搐、麻痹，甚至跳海死去，这些猫被称为自杀猫。后来此地发现有人也患了这种病症，由于病因不明被称作“怪病”，这种“怪病”就是日后轰动世界的“水俣病”，是由于严重的汞污染造成。当时，在日本至少有5万人受到不同程度的影响，确认了2000多病例，重症病例出现脑损伤、瘫痪、语无伦次和谵妄。

提到汞(水银)，大部分人首先想到的是水银温度计。水银温度计自1659年被法国布里奥制造出来至今已有300多年历史，因其可测温度范围广、示值准确、稳定性高，且价格低廉、不用外接电源，使用方便等特点，被广泛应用。但因温度计的内充物是水银，一旦破碎，内含水银就会泄露造成污染，甚至会导致汞中毒。一支家用水银体温计含汞约1克被打碎后，外泄的汞会蒸发，一旦汞蒸气被人吸入，会通过血液循环进入人体，造成中枢神经系统损坏等伤害。

为什么明知水银有这么大危害，直到今天人们还在使用水银温度计?其实，在是市面上还有其他内充物的玻璃温度计(如酒精)，那为什么其他温度计没有完全替代水银温度计呢?我们以常用的酒精温度计与水银温度计做对比发现，虽然酒精无毒，非常安全，但以酒精为内充物的玻璃温度计，其精度和测量范围受限，仅可用作一般用途(如体温测量)，但在高精度宽范围温度测量上，与水银温度计有较大差距。

在温度计发展历史上，有很多科学家花费毕生精力寻找水银的替代物，尝试了很多种单质及化合物，但最后还是回归到水银。日内瓦的德吕斯甚至以一个物理学家的身份热情地呼喊：“自然界给我们这个矿物肯定是为了做温度计”。所以即便水银有很大危害，为了实现测量应用，尤其是实验室精密温度测量应用时，人们仍然需要使用水银温度计。

现在，有了水俣公约的要求，缔约国到2020年将禁止进口和生产含汞产品，水银温度计届时将何去何从?广泛应用了300多年的水银温度计真的要消失了吗?以后就没有高精度的玻璃温度计了吗?必须要用时怎么办?

表1 水银温度计与普通温度计性能对比

科学家们很早就对玻璃温度计中的水银替代品进行了研究，投入了大量的精力，进行了很多材料的实验。近几年德国科学家发现了一种特殊的蓝色有机液体内充物，使用该内充物技术的蓝色有机液体玻璃温度计，可以实现与水银温度计完全相同的准确度和测量范围。该种温度计既解决了精度问题(ACCURACY)，又保证绝对安全(SAFETY)，所以发明人给了它一个可爱又暖心的名字，ACCU-SAFE。

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ACCU-SAFE无汞高精度玻璃温度计囊括了从-38℃~350℃的几乎所有温度范围段，最高精度可达0.04℃，也适用于校准使用。每个温度计都带有序列号和合格证书，都带有方形塑料套包装，避免运输过程中玻璃温度计损坏。每个温度计可提供校多种准证书，如工厂校准证书、DAkks校准证书、中国计量院校准证书等。

ACCU-SAFE不仅提供常规使用的高精度玻璃温度计，还提供符合多种国际方法标准的高精度温度计，如ASTM 方法标准，ISO-R 1770 / BS 1704 方法标准，IP 方法标准。一些特殊应用的应用，如精密船用、精密冷储存用、精密浸入式等也可以在ACCU-SAFE中找到对应产品。

那还有其他类型的温度计吗?其实根据使用目的的区别，已设计制造出多种温度计。其设计的依据有：利用固体、液体、气体受温度的影响而热胀冷缩的现象;在定容条件下，气体(或蒸气)的压强因区别温度而变换;热电效应的作用;电阻随温度的变换而变换;热辐射的影响等。

1.气体温度计：多用氢气或氦气作测温物质，因为氢气和氦气的液化温度很低，接近于绝对零度，故它的测温范围很广。这种温度计精确度很高，多用于精密测量。

2.电阻温度计：分为金属电阻温度计和半导体电阻温度计，都是根据电阻值随温度的变化这一特性制成的。金属温度计主要有用铂、金、铜、镍等纯金属的及铑铁、磷青铜合金的;半导体温度计主要用碳、锗等。电阻温度计使用方便可靠，已广泛应用。它的测量范围为-260℃至600℃左右。

3.温差电偶温度计：是一种工业上广泛应用的测温仪器。利用温差电现象制成。两种不同的金属丝焊接在一起形成工作端，另两端与测量仪表连接，形成电路。把工作端放在被测温度处，工作端与自由端温度不同时，就会出现电动势，因而有电流通过回路。通过电学量的测量，利用已知处的温度，就可以测定另一处的温度。它适用于温差较大的两种物质之间，多用于高温和低浊测量。有的温差电偶能测量高达3000℃的高温，有的能测接近绝对零度的低温。

4.指针式温度计：是形如仪表盘的温度计，也称寒暑表，用来测室温，是用金属的热胀冷缩原理制成的。它是以双金属片做为感温元件，用来控制指针。双金属片通常是用铜片和铁片铆在一起，且铜片在左，铁片在右。由于铜的热胀冷缩效果要比铁明显的多，因此当温度升高时，铜片牵拉铁片向右弯曲，指针在双金属片的带动下就向右偏转(指向高温);反之，温度变低，指针在双金属片的带动下就向左偏转(指向低温)。

5.玻璃管温度计：玻璃管温度计是利用热胀冷缩的原理来实现温度的测量的。由于测温介质的膨胀系数与沸点及凝固点的不同，所以我们常见的玻璃管温度计主要有：煤油温度计、水银温度计、红钢笔水温度计。他的优点是结构简单，使用方便，测量精度相对较高，价格低廉。缺点是测量上下限和精度受玻璃质量与测温介质的性质限制。且不能远传，易碎。

6.压力式温度计：压力式温度计是利用封闭容器内的液体，气体或饱和蒸气受热后产生体积膨胀或压力变化作为测信号。它的基本结构是由温包、毛细管和指示表三部分组成。压力式温度计的优点是：结构简单，机械强度高，不怕震动。价格低廉，不需要外部能源。缺点是：测温范围有限制，一般在-80~400℃;热损失大响应时间较慢。