Bạc có tan trong thủy ngân không? Giải mã kỹ thuật mạ lửa rực rỡ và cái giá phải trả bằng sinh mạng

Liên kết hóa học: Vì sao bạc có thể “hòa tan” vào thủy ngân?

Hãy hình dung quá trình này giống như việc hòa tan đường vào nước, nhưng ở một mức độ sâu hơn khi các nguyên tử kim loại thực sự tái sắp xếp lại với nhau. Về bản chất, đây là một quá trình tạo hợp kim thực sự, nơi thủy ngân phá vỡ và kết nối các hạt bạc, đồng hay thiếc (¹⁰). Kết quả không phải là một hỗn hợp đơn thuần, mà là sự hình thành các hợp chất liên kim loại (intermetallic compounds) có cấu trúc ổn định.

Các bằng chứng khoa học đã làm rõ sự tương tác này. Khi dùng hạt nano bạc để xử lý ô nhiễm thủy ngân, các nhà khoa học đã nhận thấy sự hình thành của các hợp kim cụ thể như $Ag_{1,1}Hg_{0,9}$ và có thể cả $Ag_2Hg_3$ (¹¹). Điều này xác nhận sản phẩm cuối cùng là một hợp kim bạc-thủy ngân bền vững. Trên thực tế, lớp mạ hoàn thiện không bao giờ là bạc nguyên chất mà luôn chứa một lượng thủy ngân dư đáng kể, chiếm từ 8% đến 25% khối lượng (¹²). Lượng thủy ngân còn lại này làm thay đổi cấu trúc tinh thể của kim loại, ảnh hưởng đến màu sắc, độ cứng và độ bóng, tạo nên vẻ ngoài khác biệt so với các kỹ thuật mạ điện ngày nay.

Mạ lửa trong lịch sử: Nghệ thuật rực rỡ từ hỗn hống

Thử hình dung một người thợ kim hoàn chỉ với lửa và một chất lỏng kỳ lạ đã biến một khối đồng xù xì thành một vật phẩm trông như vàng khối. Đó chính là kỹ thuật mạ lửa (fire-gilding). Quy trình bắt đầu bằng việc tạo ra một hỗn hợp sệt như bơ từ kim loại quý (vàng hoặc bạc) và thủy ngân, thường theo tỷ lệ 1 phần vàng cho 8 phần thủy ngân (¹³). Hỗn hợp này sau đó được phết đều lên bề mặt kim loại nền như đồng hoặc đồng thanh.

Công đoạn quyết định và nguy hiểm nhất là nung nóng vật thể. Khi nhiệt độ vượt qua điểm sôi của thủy ngân (357°C), thủy ngân sẽ bốc hơi, để lại một lớp kim loại quý liên kết bền chặt với nền kim loại bên dưới (¹⁴). Quá trình bay hơi này tạo ra một liên kết khuếch tán ở cấp độ luyện kim, bền hơn nhiều so với việc dán lá vàng thông thường (¹⁵). Sau cùng, bề mặt mờ được đánh bóng bằng đá mã não để nén kim loại lại, tạo ra vẻ ngoài sáng bóng và rực rỡ. Kỹ thuật này đã được nhiều nền văn minh từ La Mã đến Trung Quốc sử dụng để chế tác trang sức, vũ khí và các tác phẩm nghệ thuật trang trí như ormolu (đồng mạ vàng) hay vermeil (bạc mạ vàng).

Cái giá của vẻ đẹp: Hiểm họa chết người với thợ thủ công

Đằng sau những món đồ mạ vàng lộng lẫy là một thực tế tàn khốc. Chính cơ chế tạo nên sự bền bỉ của lớp mạ—sự bay hơi của thủy ngân—lại là nguồn gốc của hiểm họa. Giai đoạn nung nóng đã cố tình làm bay hơi thủy ngân, tạo ra một luồng khí không màu, không mùi nhưng cực độc mà người thợ hít phải trong các xưởng thiếu thông gió (¹⁶). Hơi thủy ngân dễ dàng hấp thụ qua phổi, đi vào máu và tấn công trực tiếp hệ thần kinh trung ương, não và thận (¹⁷).

Tình trạng ngộ độc thủy ngân mãn tính (hydrargyrism) gây ra một hội chứng suy nhược thần kinh và tâm thần nghiêm trọng, được biết đến với tên gọi “Bệnh Thợ Làm Mũ Điên” (Mad Hatter’s Disease) hay erethismus mercurialis (¹⁸). Triệu chứng bao gồm run rẩy không kiểm soát, mất trí nhớ, mất ngủ và thay đổi tính cách đột ngột như lo âu, trầm cảm và dễ cáu kỉnh (¹⁹). Các tài liệu lịch sử và y khoa ghi nhận rằng rất ít thợ mạ có thể sống qua tuổi 40 (²⁰). Một nghiên cứu điển hình đã ghi nhận nồng độ thủy ngân trong nước tiểu của những người thợ làm việc tại một ngôi đền lên tới 760 µg/L, trong khi mức an toàn là dưới 25 µg/L, cho thấy mức độ phơi nhiễm khủng khiếp mà họ phải đối mặt (²¹).

Di sản độc hại: Tác động lâu dài đến môi trường

Hậu quả không chỉ giới hạn ở sức khỏe của người thợ. Mỗi món đồ được mạ lửa là một minh chứng cho một sự kiện gây ô nhiễm không thể đảo ngược. Quá trình nung nóng đã giải phóng hàng tấn hơi thủy ngân nguyên tố (Hg⁰) vào khí quyển trong suốt nhiều thế kỷ (²²). Một khi đã vào khí quyển, thủy ngân có thể di chuyển hàng nghìn cây số trước khi lắng đọng xuống đại dương, hồ nước và đất liền, ở rất xa nguồn phát thải (²³).

Đây mới là khởi đầu của một chu trình độc hại. Khi nằm trong trầm tích của hệ sinh thái dưới nước, thủy ngân vô cơ được vi khuẩn chuyển hóa thành methylmercury (MeHg), một trong những chất độc thần kinh mạnh nhất được biết đến (²⁴). Chất độc này sau đó xâm nhập vào chuỗi thức ăn, tích tụ trong các sinh vật nhỏ và được “khuếch đại sinh học” (biomagnification) khi di chuyển lên các bậc dinh dưỡng cao hơn. Điều này có nghĩa là nồng độ của nó tăng theo cấp số nhân, đạt mức nguy hiểm nhất ở các loài cá săn mồi lớn mà con người tiêu thụ. Ngày nay, hoạt động khai thác vàng thủ công quy mô nhỏ (ASGM) ở nhiều nước vẫn sử dụng quy trình tương tự, trở thành nguồn phát thải thủy ngân nhân tạo lớn nhất thế giới, tiếp nối di sản độc hại của kỹ thuật mạ lửa (²⁵).

Các câu hỏi thường gặp

Lời kết

Lịch sử của kỹ thuật mạ vàng bạc bằng hỗn hống thủy ngân là một minh chứng rõ nét về việc theo đuổi vẻ đẹp bền bỉ phải trả một cái giá rất đắt về sức khỏe con người và môi trường. Mỗi cổ vật lộng lẫy là một di sản của quy trình mà sản phẩm phụ độc hại của nó có thể vẫn còn tồn tại trong một hệ sinh thái nào đó (³⁰). Đây không chỉ là câu chuyện của quá khứ, mà còn là lời cảnh báo cho hiện tại, khi các quy trình tương tự vẫn đang tiếp diễn dưới hình thức khai thác vàng thủ công trên toàn cầu.