Важкі метали

Введение

Понятие «важкі метали «2 Ванадій 6 Вісмут 6 Залізо 6 Кадмій 7 Кобальт 7 Марганець 8 Мідь 9 Молібден 11 Миш’як 11 Нікель 12 Олово 13 Ртуть 14 Свинець 14 Срібло 17 Сурма 17 Хром 18 Цинк 18 Список літератури 19.

Поняття «важкі метали » .

Важкі метали ставляться до пріоритетним які забруднюють речовин, контролю над якими обов’язкові переважають у всіх средах.

Термін важкі метали, що характеризує широку групу забруднюючих речовин, одержав у останнім часом значного розповсюдження. У різних наукових кадрів і прикладних роботах автори по-різному трактують значення цього поняття. У зв’язку з цим кількість елементів, що відносяться до групи важких металів, змінюється в межах. Як критеріїв приналежності використовуються численні характеристики: атомна маса, щільність, токсичність, поширеність в природної середовищі, ступінь залучення до природні і техногенні цикли. У окремих випадках під визначення важких металів потрапляють елементи, які стосуються тендітним (наприклад, вісмут) чи металлоидам (наприклад, мышьяк).

У працях, присвячених проблемам забруднення навколишнього природного середовища та обмеження екологічного моніторингу, нині до важкими металами відносять понад 40 кримінальних металів періодичної системи Д.І. Менделєєва з атомної масою понад 50 атомних одиниць: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi та інших. У цьому важливу роль категорировании важких металів грають такі умови: їх висока токсичність для живих організмів у щодо низьких концентраціях, і навіть спроможність до биоаккумуляции і биомагнификации. Практично всі метали, які під визначення (крім свинцю, ртуті, кадмію і вісмуту, біологічна роль яких сьогодні незрозуміла), беруть активну участь в біологічні процеси, входять до складу багатьох ферментів. По класифікації Н. Реймерса, важкими можна вважати метали з щільністю більш як вісім г/см3. Отже, до важкими металами ставляться Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg.

Формально визначенню важкі метали відповідає дуже багато елементів. Проте, на думку дослідників, зайнятих практичної діяльністю, що з організацією спостережень станом і забрудненням довкілля, сполуки цих елементів далеко ще не рівнозначні як забруднюючі речовини. Тож у багатьох роботах відбувається звуження рамок групи важких металів, відповідно до критеріями пріоритетності, обумовленими напрямом і специфікою робіт. Так було в стали вже класичними роботах Ю.О. Ізраеля переліку хімічних речовин, які підлягають визначенню у природних середовищах на фонових станціях в біосферних заповідниках, розділ важкі метали названі Pb, Hg, Cd, As. З іншого боку, відповідно до рішення Цільовий групи з викидам важких металів, яка під егідою Європейської Економічною Комісії ООН і що займається збиранням й аналізом інформації про викидах забруднюючих речовин, у країни, лише Zn, As, Se і Sb належали до важким металам. За визначенням М. Реймерса окремо важких металів стоять шляхетні і рідкісні метали, відповідно, залишаються лише Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg. У прикладних роботах до важких металів найчастіше додають Pt, Ag, W, Fe, Au, Mn.

Іони металів є неодмінними компонентами природних водойм. У залежність від умов середовища (pH, окислительно-восстановительный потенціал, наявність лигандов) існують у різних ступенях окислення і входить у склад різноманітних неорганічних і металоорганічних сполук, які можна істинно розчиненими, коллоидно-дисперсными чи входити у складі мінеральних і органічних взвесей.

Істинно розчинені форми металів, своєю чергою, дуже різноманітні, що пов’язані з процесами гідролізу, гидролитической полімеризації (освітою полиядерных гидроксокомплексов) і комплексоутворення з різними лигандами. Відповідно, як каталітичні властивості металів, і доступність для водних мікроорганізмів залежить від форм існування в водної экосистеме.

Багато метали утворюють досить міцні комплекси з органікою; ці комплекси є однією з найважливіших форм міграції елементів у природних водах. Більшість органічних комплексів утворюються по хелатному циклу і є стійкими. Комплекси, утворювані грунтовими кислотами з солями заліза, алюмінію, титану, урану, ванадію, міді, молібдену й інших тяжких металів, щодо добре розчиняються у умовах нейтральній, слабокислой і слабощелочной середовищ. Тому металлорганические комплекси здатні мігрувати у природних водах за значні відстані. Особливо це для маломинерализованных й у першу чергу поверхневих вод, у яких освіта інших комплексів невозможно.

Для чинників, які регулюють концентрацію металу у природних водах, їх хімічну реакційну здатність, біологічну доступність і токсичність, треба зазначити як валове зміст, а й частку вільних і пов’язаних форм металла.

Перехід металів в водної середовищі в металлокомплексную форму має три слідства: 1. може статися збільшення сумарною концентрації іонів металу з допомогою переходу їх у розчин з донних відкладень; 2. мембранная проникність комплексних іонів може суттєво відрізнятимуться від проникності гидратированных іонів; 3. токсичність металу у результаті комплексоутворення може дуже измениться.

Так, хелатные форми Cu, Cd, Hg менш токсичні, ніж вільні іони. Для чинників, які регулюють концентрацію металу у природних водах, їх хімічну реакційну здатність, біологічну доступність і токсичність, треба зазначити як валове зміст, а й частку пов’язаних і вільних форм [34].

Джерелами забруднення вод важкими металами служать стічні води гальванічних цехів, підприємств гірничодобувної, чорної та кольорової металургії, машинобудівних заводів. Важкі метали входять до складу добрив і пестицидів і може потраплятимуть у водойми разом із стоком з сільськогосподарських угодий.

Підвищення концентрації важких металів у природних водах часто пов’язано коїться з іншими видами забруднення, наприклад, з закислением. Випадання кислотних опадів сприяє зниження значення рН і переходу металів з сорбированного на мінеральних і органічних речовинах стану в вільне. Насамперед цікаві ті метали, які у найбільшою мірою забруднюють атмосферу щодо використання в значних обсягах в виробничої роботи і внаслідок накопичення у зовнішній середовищі представляють серйозну небезпека з погляду їх біологічну активність і токсичних властивостей. До них відносять свинець, ртуть, кадмій, цинк, вісмут, кобальт, нікель, мідь, олово, сурму, ванадій, марганець, хром, молібден і мышьяк.

Біогеохімічні властивості важких металів |Властивість |.Cd.|.Co.|.Cu.|.Hg.|.Ni.|.Pb.|.Zn .| |Біохімічна активність |У |У |У |У |У |У |У | |Токсичність |У |У |У |У |У |У |У | |Канцерогенність |— |У |— |— |У |— |— | |Збагачення аерозолів |У |М |У |У |М |У |У | |Мінеральна форма |У |У |М |У |М |У |М | |поширення | | | | | | | | |Органічна форма |У |У |У |У |У |У |У | |поширення | | | | | | | | |Рухливість |У |М |У |У |М |У |У | |Тенденція до |У |У |У |У |У |У |У | |биоконцентрированию | | | | | | | | |Ефективність накопичення |У |У |У |У |У |У |У | |Комплексообразующая |У |М |У |У |М |М |У | |здатність | | | | | | | | |Прихильність до гидролизу |У |М |У |У |У |У |У | |Розчинність сполук |У |М |У |У |М |У |У | |Час життя |У |У |У |М |У |М |У |.

У — висока, У — помірна, М — низкая.

10 найзабрудненіших міст колишнього СССР.

Метали наведені у порядку спаду рівня пріоритетності для даного міста. |1. Рудна Пристань (Приморський |свинець, цинк, мідь, марганец+ванадий,| |край) |марганець. | |2. Белово (Кемеровська область) |цинк, свинець, мідь, нікель. | |3. Ревда (Свердловська область) |мідь, цинк, свинець. | |4. Магнітогорськ |нікель, цинк, свинець. | |5. Глибоке (Білорусь) |мідь, свинець, цинк. | |6. Усть-Каменогорск (Казахстан) |цинк, мідь, нікель. | |7. Дальнегорск (Приморський край) |свинець, цинк. | |8. Мончегорск (Мурманська |нікель. | |область) | | |9. Алаверди (Вірменія) |мідь, нікель, свинець. | |10. Константинівка (Україна, |свинець, ртуть. | |Донецька обл) | |.

Ванадий.

Ванадій перебуває переважно у розсіяному стані людини і знаходять у залізних рудах, нефтях, асфальтах, битумах, горючих сланцях, вугіллі та інших. Однією із визначальних джерел забруднення природних вод ванадієм є нафта та природний її переработки.

У природних водах є у дуже малій концентрації: у питній воді річок 0.2 — 4.5 мкг/дм3, у морській воді - загалом 2 мкг/дм3.

.

У воді утворює стійкі анионные комплекси (V4O12)4- і (V10O26)6-. У міграції ванадію істотна роль розчинених комплексних сполук його з органічними речовинами, особливо з гумусовыми кислотами.

Підвищені концентрації ванадію шкідливі здоров’я. ПДКв ванадію становить 0.1 мг/дм3 (лимитирующий показник шкідливості — санитарно-токсикологический), ПДКвр — 0.001 мг/дм3.

Висмут.

Природними джерелами надходження вісмуту в природні води є процеси вилуговування висмутсодержащих мінералів. Джерелом надходження у природні води можуть бути і стічні води фармацевтичних і парфумерних виробництв, підприємств скляної промышленности.

У незагрязненных поверхневих водах міститься у субмикрограммовых концентраціях. Найбільш висока концентрація виявлено в підземних водах і становить 20 мкг/дм3, в морських водах — 0.02 мкг/дм3. ПДКв становить 0.1 мг/дм3.

Железо.

Головними джерелами сполук заліза в поверхневих водах є процеси хімічного вивітрювання гірських порід, що супроводжуються їх механічним руйнацією і розчиненням. У процесі взаємодії з які у природних водах мінеральними і органічними речовинами утворюється складний комплекс нижченаведених сполук заліза, що у воді в розчиненому, колоїдному і зваженому стані. Значні кількості заліза надходять із підземним стоком і з стічними водами підприємств металургійної, металообробній, текстильної, лакофарбової в промисловості й з сільськогосподарськими стоками.

Фазові рівноваги залежить від хімічного складу вод, рН, Eh й у певної міри від температури. У рутинному аналізі у зважену форму виділяють частки з розміром як 0.45 км. Це переважно залізовмісні мінерали, гідрат оксиду заліза і сполуки заліза, сорбированные на взвесях. Істинно розчинену і колоїдну форму зазвичай розглядають спільно. Розчинене залізо представлено сполуками, які у іонної формі, як гидроксокомплекса і комплексів з розчиненими неорганічними і органічними речовинами природних вод. У іонній формі мігрує головним чином Fe (II), а Fe (III) за відсутності комплексообразующих веществне може в значних кількостях перебувати у розчиненому состоянии.

Залізо знаходять у основному водах з низькими значеннями Eh.

Через війну хімічного і біохімічного (з участю железобактерий) окислення Fe (II) перетворюється на Fe (III), який, гидролизуясь, випадає в осад у вигляді Fe (OH)3. Як для Fе (II), так Fe (III) характерна схильність до утворення гидроксокомплексов типу [Fe (OH)2]+, [Fe2(OH)2]4+, [Fe (OH)3]+, [Fe2(OH)3]3+, [Fe (OH)3]- та інших, співіснують в розчині в різних концентраціях залежно від рН у цілому визначальних стан системи железо-гидроксил. Основний формою перебування Fe (III) в поверхневих водах є комплексні сполуки його з розчиненими неорганічними і органічними сполуками, переважно гумусовыми речовинами. При рН = 8.0 основний формою є Fe (OH)3 .Колоїдна форма заліза найменш вивчена, вона становить собою гідрат оксиду заліза Fe (OH)3 і комплекси з органічними веществами.

Зміст заліза в поверхневих водах суші становить десяті частки міліграма, поблизу боліт — одиниці міліграмів. Підвищений вміст заліза зокрема у болотних водах, у яких вона перебуває у вигляді комплексів з солями гумінових кислот — гуматами. Найбільші концентрації заліза (за кілька десятків і сотень міліграмів один дм3) спостерігаються в підземних водах з низькими значеннями рН.

Будучи біологічно активним елементом, залізо певною мірою впливає інтенсивність розвитку фітопланктону і якісний склад мікрофлори в водоеме.

Концентрація заліза схильна до помітним сезонним коливань. Зазвичай, у водоймах із високим біологічної продуктивністю під час літньої і Туреччини зимової стагнації помітно збільшення концентрації заліза в придонних шарах води. Осенне-весеннее перемішування водних мас (гомотермия) супроводжується окисленням Fe (II) в Fе (III) і випаданням справи до вигляді Fe (OH)3.

Зміст заліза у питній воді вище 1−2 мг Fe/л значно погіршує органолептичні властивості, надаючи їй неприємний в’язкого смаку, і робить воду малопригодной від використання в технічних цілях. ПДКв заліза становить 0.3 мг Fe/дм3 (лимитирующий показник шкідливості — органолептический), ПДКвр для заліза — 0.1 мг/дм3.

Кадмий.

У природні води надходить при выщелачивании грунтів, поліметалевих і мідних руд, внаслідок розкладання водних організмів, які його накопичувати. Сполуки кадмію виносяться в поверхневі води зі стічними водами свинцево-цинкових заводів, рудозбагачувальних фабрик, низки хімічних підприємств (виробництво сірчаної кислоти), гальванічного виробництва, ні з шахтними водами. Зниження концентрації розчинених сполук кадмію відбувається поза рахунок процесів сорбції, випадання в осад гидроксида і карбонату кадмію та споживання їх водними организмами.

Розчинені форми кадмію у природних водах є головним чином мінеральні і органо-минеральные комплекси. Основний виваженої формою кадмію є її сорбированные сполуки. Значна частка власності кадмію може мігрувати у складі клітин гидробионтов.

У річкових незагрязненных і слабозагрязненных водах кадмій міститься у субмикрограммовых концентраціях, в забруднених і стічних водах концентрація кадмію може становити десятків мікрограмів один дм3.

Сполуки кадмію відіграють істотне значення у процесі життєдіяльності тварин і людини. У підвищених концентраціях токсичний, особливо у сполученні з іншими токсичними веществами.

ПДКв становить 0.001 мг/дм3, ПДКвр — 0.0005 мг/дм3 (лимитирующий ознака шкідливості — токсикологический).

Кобальт.

У природні води сполуки кобальту потрапляють у результаті процесів вилуговування їх із медноколчедановых та інших руд, з грунтів при розкладанні організмів і рослин, і навіть зі стічними водами металургійних, металообробних і хімічних заводів. Деякі кількості кобальту поступають із грунтів внаслідок розкладання рослинних і тварин организмов.

Сполуки кобальту у природних водах перебувають у розчиненому й зваженому стані, кількісне співвідношення між якими визначається хімічний склад води, температурою і значеннями рН. Розчинені форми представлені у основному комплексними сполуками, в т. ч. з органічними речовинами природних вод. Сполуки двухвалентного кобальту найбільш характерними є для поверхневих вод. У присутності окислювачів існування в помітних концентраціях трехвалентного кобальта.

Кобальт належить до біологічно активних елементів і завжди міститься у організмі тварин і звинувачують в рослинах. З недостатнім змістом їх у грунтах пов’язано недостатнє зміст кобальту в рослинах, що сприяє розвитку недокрів'я у тварин (таежно-лесная нечерноземная зона). Входячи у складі вітаміну В12, кобальт дуже впливає надходження азотистих речовин, збільшення змісту хлорофілу і аскорбінової кислоти, активізує біосинтез і підвищує зміст білкового азоту в рослинах. Разом про те підвищені концентрації сполук кобальту є токсичными.

У річкових незагрязненных і слабозагрязненных водах його зміст коштує від десятих до тисячних часток міліграма один дм3, середнє вміст у морській воді 0.5 мкг/дм3. ПДКв становить 0.1 мг/дм3, ПДКвр 0.01 мг/дм3.

Марганец.

У поверхневі води марганець вступає у результаті вилуговування железомарганцевых руд та інших мінералів, містять марганець (пиролюзит, псиломелан, браунит, манганит, чорна вохра). Значні кількості марганцю вступають у процесі розкладання водних тварин і звинувачують рослинних організмів, особливо синьо-зелених, диатомовых водоростей та вищих водних рослин. Сполуки марганцю виносяться в водойми зі стічними водами марганцевих збагачувальних фабрик, металургійних заводів, підприємств хімічної в промисловості й з шахтними водами.

Зниження концентрації іонів марганцю у природних водах відбувається у результаті окислення Mn (II) до MnO2 та інших высоковалентных оксидів, випадаючих в осад. Основні параметри, що визначають реакцію окислення, — концентрація розчиненої кисню, величина рН і температура. Концентрація розчинених сполук марганцю знижується внаслідок утилізації їх водорослями.

Головна форма міграції сполук марганцю в поверхневих водах — суспензії, склад яких визначається своє чергу складом порід, дренируемых водами, і навіть колоїдні гидроксиды важких металів і сорбированные сполуки марганцю. Істотне значення в міграції марганцю в розчиненої і колоїдної формах мають органічні речовини і процеси комплексоутворення марганцю з неорганічними і органічними лигандами. Mn (II) утворює розчинні комплекси з бикарбонатами і сульфатами. Комплекси марганцю з іоном хлору трапляються нечасто. Комплексні сполуки Mn (II) з органічними речовинами зазвичай менш міцні, ніж із іншими перехідними металами. До них належать з'єднання з амінами, органічними кислотами, амінокислотами і гумусовыми речовинами. Mn (III) в підвищених концентраціях може у розчиненому стані лише у присутствиии сильних комплексообразователей, Mn (YII) у природних водах не встречается.

У річкових водах зміст марганцю коливається зазвичай від 1 до 160 мкг/дм3, середнє вміст у морських водах становить дві мкг/дм3, в підземних — n.102 — n.103 мкг/дм3.

Концентрація марганцю в поверхневих водах схильна до сезонним колебаниям.

Чинниками, визначальними зміни концентрацій марганцю, є співвідношення між поверховим і підземним стоком, інтенсивність споживання його за фотосинтезі, розкладання фітопланктону, мікроорганізмів й усієї вищої водної рослинності, і навіть процеси осадження його за дно водних объектов.

Роль марганцю у житті вищих рослин i водоростей водойм дуже велика. Марганець сприяє утилізації CO2 рослинами, ніж підвищує інтенсивність фотосинтезу, бере участь у процесах відновлення нітратів і асиміляції азоту рослинами. Марганець сприяє переходу активного Fe (II) в Fe (III), що охороняє клітину від отруєння, прискорює зростання організмів тощо. Важлива екологічна і фізіологічна роль марганцю зумовлює необхідність вивчення і розподілу марганцю у природних водах.

Для водойм санітарно-побутового використання встановлено ПДКв (по іону марганцю), рівна 0.1 мг/дм3. Нижче подані карти розподілу середніх концентрацій металів: марганцю, міді, нікелю і свинцю, створені за даним спостережень за 1989 — 1993 рр. в 123 містах. Використання пізніших даних передбачається недоцільним, що у зв’язку зі скороченням виробництва значно знизилися концентрації зважених речовин і, металів. Вплив для здоров’я. Багато метали є складовою пилу й надають значний вплив для здоров’я. Марганець вступає у атмосферу від викидів підприємств чорної металургії (60% всіх викидів марганцю), машинобудування і металообробки (23%), кольорової металургії (9%), численних дрібних джерел, наприклад, від зварювальних робіт. Високі концентрації марганцю призводить до появи нейротоксических ефектів, прогресуючого поразки центральної нервової системи, пневмонії. Найвищі концентрації марганцю (0,57 — 0,66 мкг/м3) спостерігаються у крупних центрах металургії: Липецьку і Череповце, соціальній та Магадані. Найбільше міст України з високими концентраціями Mn (0,23 — 0,69 мкг/м3) зосереджено на Кольському півострові: Заполярний, Кандалакша, Мончегорск, Оленегорск (див. карту). За 1991 — 1994 рр. викиди марганцю від промислових джерел знизилися на 62%, середні концентрації - на 48%.

Медь.

Мідь — одне з найважливіших мікроелементів. Фізіологічна активність міді пов’язана переважно із включенням її до складу активних центрів окисно-відновних ферментів. Недостатня зміст міді в грунтах негативно впливає синтез білків, жирів і вітамінів і сприяє безпліддя рослинних організмів. Мідь бере участь у процесі фотосинтезу впливає на засвоєння азоту рослинами. Разом про те, надлишкові концентрації міді надають несприятливий вплив на рослинні і тварини организмы.

Зміст міді у природних прісних водах коштує від 2 до 30 мкг/дм3, в морських водах — від 0.5 до 3.5 мкг/дм3. Підвищені концентрації міді (за кілька грамів в літрі) притаманні кислих рудничных вод.

У природних водах найчастіше зустрічаються сполуки Cu (II). З сполук Cu (I) найпоширеніші труднорастворимые у питній воді Cu2O, Cu2S, CuCl. За наявності водної середовищі лигандов поруч із рівновагою дисоціації гидроксида необхідно враховувати освіту різних комплексних форм, що у рівновазі з акваионами металла.

Основним джерелом надходження міді в природні води є стічні води підприємств хімічної, металургійної промисловості, шахтні води, альдегидные реагенти, використовувані знищення водоростей. Мідь може з’являтися внаслідок корозії мідних трубопроводів та інших споруд, які у системах водопостачання. У підземних водах зміст міді зумовлено взаємодією води з гірськими породами, що містять її (халькопирит, халькозин, ковеллин, борнит, малахіт, азурит, хризаколла, бротантин).

Гранично припустиму концентрацію міді у воді водоймищ санітарнопобутового водокористування становить 0.1 мг/дм3 (лимитирующий ознака шкідливості — общесанитарный), у питній воді рибогосподарських водойм — 0.001 мг/дм3.

|Город |M | |Норильськ |2382,3 | |Ревда |1162,9 | |Мончегорск |933,7 | |Красноуральс|653,0 | |до | | |Кольчугино |140,1 | |Нікель |81,8 | |Заполярний |81,0 |.

Викиди М (тыс.т/год) оксиду міді середньорічні концентрації q.

(мкг/м3) міді. Мідь вступає у повітря з викидами металургійних виробництв. У викидах твердих речовин вона міститься у основному у вигляді сполук, переважно оксиду міді. Перед підприємств кольорової металургії доводиться 98,7% всіх антропогенних викидів цього металу, їх 71% здійснюється підприємствами концерну «Норільський нікель», розташованими в Заполярном і Нікелі, Мончегорске і Норільську, та ще приблизно 25% викидів міді здійснюються у Ревде, Красноуральске, Кольчугино та інших. Високі концентрації міді призводять до інтоксикації, анемії і захворювання гепатитом. Як очевидно з карти, найвищі концентрації міді в містах Липецьк і Рудна Пристань. Підвищено також концентрації міді у містах Кольського півострова, в Заполярном, Мончегорске, Нікелі, Оленегорске, а й у Норильську. Викиди міді від промислових джерел знизилися на 34%, середні концентрації - на 42%.

Молибден.

Сполуки молібдену потрапляють у поверхневі води внаслідок вилуговування їх із екзогенних мінералів, містять молібден. Молібден потрапляє у водойми також із стічними водами збагачувальних фабрик, підприємств кольорової металургії. Зниження концентрацій сполук молібдену відбувається внаслідок випадання в осад труднорастворимых сполук, процесів адсорбції мінеральними взвесями та споживання рослинними водними организмами.

Молібден в поверхневих водах перебуває у основному формі МоО42-. Цілком можливо існування його вигляді органоминеральных комплексів. Можливість деякого накопичення в колоїдному стані випливає речей факту, що продукти окислення молибденита представляють пухкі тонкодисперсные вещества.

У річкових водах молібден виявлено в концентраціях від 2.1 до 10.6 мкг/дм3. У морській воді міститься у середньому 10 мкг/дм3 молибдена.

У малих кількостях молібден необхідний розвитку рослинних і тварин організмів. Молібден входить до складу ферменту ксантиноксидазы. За дефіциту молібдену фермент утворюється у недостатньому кількості, що викликає негативні реакції організму. У підвищених концентраціях молібден шкідливий. При надлишку молібдену порушується обмін веществ.

Гранично припустиму концентрацію молібдену в водоймах санітарнопобутового використання становить 0.25 мг/дм3.

Мышьяк.

У природні води миш’як постачається з мінеральних джерел, районів мышьяковистого оруднения (миш'яковий колчедан, реальгар, аурипигмент), а і з зон окислення порід полиметаллического, медно-кобальтового і вольфрамового типів. Певний кількість миш’яку постачається з грунтів, а також у результаті розкладання рослинних і тварин організмів. Споживання миш’яку водними організмами є одним із причин зниження концентрації їх у воді, найрельєфніше який проявляється під час інтенсивному розвиткові планктона.

Значні кількості миш’яку вступають у водні об'єкти зі стічними водами збагачувальних фабрик, відходами виробництва барвників, шкіряних заводів і, які виробляють пестициди, ні з сільськогосподарських угідь, у яких застосовуються пестициды.

У природних водах сполуки миш’яку перебувають у розчиненому й зваженому стані, співвідношення між якими визначається хімічним складом води та значеннями рН. У розчиненої формі миш’як є у трьохі пятивалентной формі, головним чином вигляді анионов.

У річкових незагрязненных водах миш’як перебуває звичайно в микрограммовых концентраціях. У мінеральних водах його концентрація може становити кількох міліграмів один дм3, в морських водах загалом міститься 3 мкг/дм3, в підземних — є у концентраціях n.105 мкг/дм3. Сполуки миш’яку в підвищених концентраціях є токсичними для організму тварин і людини: вони гальмують окисні процеси, пригнічують постачання киснем органів прокуратури та тканей.

ПДКв миш’яку становить 0.05 мг/дм3 (лимитирующий показник шкідливості — санитарно-токсикологический) і ПДКвр — 0.05 мг/дм3.

Никель.

Присутність нікелю у природних водах зумовлено складом порід, через які проходить вода: він знаходять у місцях родовищ сульфідних медно-никелевых руд і железо-никелевых руд. У воду потрапляє з грунтів і з рослинних і тварин організмів за її розпаді. Підвищена порівняно коїться з іншими типами водоростей зміст нікелю виявлено в синьо-зелених водоростях. Сполуки нікелю в водні об'єкти надходять також із стічними водами цехів нікелювання, заводів синтетичного каучуку, нікелевих збагачувальних фабрик. Величезні викиди нікелю супроводжують спалювання викопного топлива.

Концентрація його знижуватися внаслідок випадання в осад таких сполук, як ціаніди, сульфіди, карбонаты чи гидроксиды (у разі підвищення значень рН), з допомогою споживання його водними організмами і процесів адсорбции.

У поверхневих водах сполуки нікелю перебувають у розчиненому, зваженому і колоїдному стані, кількісне співвідношення між якими залежить від складу води, температури і значень рН. Сорбентами сполук нікелю може бути гидроксид заліза, органічні речовини, високодисперсний карбонат кальцію, глини. Розчинені форми представляють собою переважно комплексні іони, найчастіше з амінокислотами, гуминовыми і фульвокислотами, соціальній та вигляді міцного цианидного комплексу. Найпоширеніші у природних водах сполуки нікелю, у яких перебуває у ступеня окислення +2. Сполуки Ni3+ утворюються зазвичай, у лужної среде.

Сполуки нікелю відіграють істотне значення в кровотворних процесах, будучи каталізаторами. Підвищена його зміст надає специфічне дію на серцево-судинну систему. Нікель належить до канцерогенних елементів. Він може викликати респіраторні захворювання. Вважається, що вільні іони нікелю (Ni2+) приблизно 2 разу більше токсичні, ніж його комплексні соединения.

У річкових незагрязненных і слабозагрязненных водах концентрація нікелю коливається зазвичай від 0.8 до 10 мкг/дм3; в забруднених вона становить кілька десятків мікрограмів один дм3. Середня концентрація нікелю в морській воді 2 мкг/дм3, в підземних водах — n.103 мкг/дм3. У підземних водах, омывающих никельсодержащие гірські породи, концентрація нікелю іноді зростає до 20 мг/дм3.

Зміст нікелю у водних об'єктах лімітується: ПДКв становить 0.1 мг/дм3 (лимитирующий ознака шкідливості — общесанитарный), ПДКвр — 0.01 мг/дм3 (лимитирующий ознака шкідливості — токсикологічний). Нікель вступає у атмосферу від підприємств кольорової металургії, частку якої припадає 97% всіх викидів нікелю, їх 89% частку підприємств концерну «Норільський нікель», розміщених у Заполярном і Нікелі, Мончегорске і Норільську. Підвищений вміст нікелю у довкіллі призводить до появи ендемічних захворювань, бронхиального раку. Сполуки нікелю належать до 1 групі канцерогенов.

На карті видно кілька точок з високими середніми концентраціями нікелю в місцях розташування концерну Норільський нікель: Апатити, Кандалакша, Мончегорск, Оленегорск. Викиди нікелю від промислових підприємств знизилися на 28%, середні концентрації - на 35%. Викиди М (тыс.т/год) і середньорічні концентрації q (мкг/м3) никеля.

Олово.

У природні води вступає у результаті процесів вилуговування оловосодержащих мінералів (касситерит, станнин), і навіть зі стічними водами різних виробництв (фарбування тканин, синтез органічних фарб, виробництво сплавів з добавкою олова і др.).

Токсичне дію олова невелико.

У незагрязненных поверхневих водах олово міститься у субмикрограммовых концентраціях. У підземних водах його концентрація сягає одиниць мікрограмів один дм3. ПДКв становить дві мг/дм3.

Ртуть.

У поверхневі води сполуки ртуті можуть вступати у результаті вилуговування порід у районі ртутних родовищ (кіновар, метациннабарит, ливингстонит), у процесі розкладання водних організмів, які нагромаджували ртуть. Значні кількості вступають у водні об'єкти зі стічними водами підприємств, які виробляють барвники, пестициди, фармацевтичні препарати, деякі вибухові речовини. Теплові електростанції, працівники вугіллі, викидають у повітря значні кількості сполук ртуті, які під час мокрих і сухих випадань потрапляють у водні объекты.

Зниження концентрації розчинених сполук ртуті відбувається у результаті вилучення їх багатьма морськими і прісноводними організмами, з здатністю накопичувати їх у концентраціях, в багато разів перевищують зміст їх у воді, і навіть процесів адсорбції зваженими речовинами і донними отложениями.

У поверхневих водах сполуки ртуті перебувають у розчиненому й зваженому стані. Співвідношення з-поміж них залежить від хімічного складу води та значень рН. Зважена ртуть є сорбированые сполуки ртуті. Розчиненими формами є недиссоциированные молекули, комплексні органічні та мінеральні сполуки. У воді водних об'єктів ртуть може у вигляді метилртутных соединений.

Зміст ртуті в річкових незагрязненных, слабозагрязненных водах становить кілька десятих часткою микрограмма один дм3, середня концентрація у морській воді 0.03 мкг/дм3, в підземних водах 1−3 мкг/дм3.

Сполуки ртуті високо токсичні, вони вражають нервову систему людини, викликають зміни із боку слизової оболонки, порушення рухової функції і секреції шлунково-кишкового тракту, зміни у крові й ін. Бактеріальні процеси метилування спрямовані освіту метилртутных сполук, що у багаторазово токсичнее мінеральних солей ртуті. Метилртутные сполуки накопичуються у рибині і може потраплятимуть у організм человека.

ПДКв ртуті становить 0.0005 мг/дм3 (лимитирующий ознака шкідливості — санитарно-токсикологический), ПДКвр 0.0001 мг/дм3.

Свинец.

Природними джерелами надходження свинцю в поверхневі води є процеси розчинення ендогенних (галенит) і екзогенних (англезит, церуссит та інших.) мінералів. Значне підвищення змісту свинцю в навколишньому середовищі (зокрема. й у поверхневих водах) пов’язаний із спалюванням вугілля, застосуванням тетраетилсвинцю як антидетонатора в моторному паливі, з виносом у водні об'єкти зі стічними водами рудозбагачувальних фабрик, деяких металургійних заводів, хімічних виробництв, шахт і т.д. Суттєвими чинниками зниження концентрації свинцю у питній воді є адсорбція його виваженими речовинами і осадження з ними донні відкладення. Серед інших металів свинець витягається і накопичується гидробионтами.

Свинець перебуває у природних водах в розчиненому й зваженому (сорбированном) стані. У розчиненої формі зустрічають у вигляді мінеральних і органоминеральных комплексів, і навіть простих іонів, в нерозчинною — головним чином вигляді сульфидов, сульфатів і карбонатов.

У річкових водах концентрація свинцю коштує від десятих часткою до одиниць мікрограмів один дм3. Навіть у воді водних об'єктів, що прилягають до районам поліметалевих руд, концентрація його рідко сягає десятків міліграмів один дм3. Лише хлоридных термальних водах концентрація свинцю іноді досягає кількох міліграмів один дм3.

Лимитирующий показник шкідливості свинцю — санитарно-токсилогический. ПДКв свинцю становить 0.03 мг/дм3, ПДКвр — 0.1 мг/дм3. Свинець міститься у викидах підприємствами металургії, металообробки, електротехніки, нафтохімії і автотранспорту. Вплив свинцю для здоров’я відбувається за вдиханні повітря, що містить свинець, і вступі свинцю з їжею, водою, на частинках пилюки. Свинець накопичується у тілі, в кістках і поверхневих тканинах. Свинець впливає нирки, печінку, нервову систему і органи кровотворення. Літні і особливо чутливі навіть до низьким дозам свинцю. Викиди М (тыс.т/год) і середньорічні концентрації q (мкг/м3) свинца.

За сім років викиди свинцю від промислових джерел знизилися на 60% внаслідок скорочення і закриття багатьох підприємств. Різке зниження промислових викидів не супроводжується зниженням викидів автотранспорту. Середні концентрації свинцю знизилися лише з 41%. Різниця певною мірою зниження викидів і концентрацій свинцю можна пояснити неповним урахуванням викидів від автомобілів попередніх років; на цей час збільшилася кількість автомобілів і інтенсивність їх движения.

Свинцева интоксикация.

Нині свинець займає місце причин промислових отруєнь. Це викликано широким застосуванням їх у різних галузях промисловості. Впливу свинцю піддаються робочі, видобувні свинцеву руду, на свинцово-плавильных заводах, у виробництві акумуляторів, при пайку, в друкарнях, під час виготовлення кришталевого скла чи керамічних виробів, етилірованого бензину, свинцевих фарб та ін. Забруднення свинцем атмосферного повітря, ґрунту та води в окресности таких виробництв, і навіть поблизу великих автомобільних доріг створює загрозу поразки свинцем населення, населення цих районах, і дітей, що більш чутливі до впливу важких металлов.

Із прикрістю слід зазначити, у Росії відсутня державна політика по правовому, нормативному й економічному регулювання впливу свинцю на стан довкілля і населення, зниження викидів (скидів, відходів) свинцю та її сполук, у довкілля, повного припинення виробництва свинецсодержащих бензинов.

У результаті надзвичайно незадовільною освітній роботи з роз’яснення населенню ступеня небезпеки впливу важких металів на організм людини, не знижується, а поступово збільшується чисельність контингентів, мають професійний контакт зі свинцем. Випадки хронічної свинцевій інтоксикації зафіксовані у 14 галузях промисловості Росії. Провідними є електротехнічна промисловість (виробництво акумуляторів), приладобудування, поліграфія і кольорова металургія, у яких інтоксикація обумовлена перевищенням на 20 успішніше саме ГДК (ГДК) свинцю повітря робочої зоны.

Значним джерелом свинцю є автомобільні вихлопні гази, оскільки половина Росії всі ще використовує этилированный бензин. Проте металургійні заводи, зокрема медеплавильные, залишаються головним джерелом забруднень довкілля. І тут є свої лідери. На території Свердловській області перебувають 3 найбільших джерела викидів свинцю країни: у містах Красноуральск, Кировград і Ревда.

Димові труби Красноуральского мідеплавильного заводу, побудованого ще у роки сталінської індустріалізації і котрий використовує устаткування 1932 року, щорічно вивергають на 34-тысячный місто 150 -170 тонн свинцю, покриваючи все і весь свинцевій пылью.

Концентрація свинцю у грунті Красноуральска варіюється від 42,9 до 790,8 мг/кг при ГДК (ГДК)= 130 мк/кг. Проби води в водопровід сусіднього сел. Жовтневий, питаемого підземним водоисточником, фіксували перевищення ГДК до двох раз.

Забруднення навколишнього середовища свинцем впливає на стан здоров’я людей. Вплив свинцю порушує жіночу і чоловічу репродуктивну систему. Для жінок вагітних і дітородного віку підвищені рівні свинцю у крові представляють особливо небезпечні, бо під дією свинцю порушується менструальная функція, частіше бувають передчасні пологи, викидні і смерть плоду внаслідок проникнення свинцю через плацентарний бар'єр. У новонароджених дітей висока смертность.

Отруєння свинцем надзвичайно небезпечний дітей — він діє розвиток мозку і нервової системи. Проведене тестування 165 красноуральских дітей від 4 років виявило істотну затримку психічного розвитку в 75,7%, а й у 6,8% обстежених дітей виявлено розумова відсталість, включаючи олигофрению.

Діти дошкільного віку найбільш сприйнятливі до шкідливого впливу свинцю, оскільки з їхньою нервова система перебуває на стадії формування. Навіть при низьких дозах свинцеве отруєння викликає зниження інтелектуального розвитку, уваги й уміння зосередитися, відставання у читанні, веде до розвитку агресивності, гіперактивності та інших проблемам поведінці дитини. Ці відхилення у розвитку можуть мати тривалий характері і бути необоротними. Низький вагу при народженні, відставання у кар'єрному зростанні і втрата слуху також результат свинцевого отруєння. Високі дози інтоксикації ведуть до розумової відсталості, викликають кому, конвульсії і смерть.

Білу книгу, опублікована фахівцями з Росії, повідомляє, що свинцеве забруднення покриває усю країну і одна із численних екологічного лиха у колишньому у Радянському Союзі, які відомими останніми роками. Більшість терені Росії відчуває навантаження від випадання свинцю, перевищує критичну для нормального функціонування екосистеми. У десятках міст відзначається перевищення концентрацій свинцю повітря і грунті вище величин, відповідних ПДК.

Найбільший рівень забруднення повітря свинцем, перевищує ГДК, відзначалося містах Комсомольськ-на-Амурі, Тобольск, Тюмень, Карабаш, Володимир, Владивосток.

Максимальні навантаження випадання свинцю, які ведуть деградації наземних екосистем, спостерігаються в Московської, Володимирській, Нижегородської, Рязанської, Тульської, Ростовської, Ленінградської областях.

Стаціонарні джерела відповідальні за скидання понад 50 відсотків тонн свинцю в вигляді різноманітних сполук в водні об'єкти. У цьому 7 акумуляторних заводів скидають щорічно 35 тонн свинцю через каналізаційну систему. Аналіз розподілу скидів свинцю в водні об'єкти біля Росії показує, що цього виду навантаження лідирують Ленінградська, Ярославська, Пермська, Самарська, Пензенська і Орловська области.

У дивовижній країні необхідні термінових заходів зниження свинцевого забруднення, які поки що економічну кризу Росії затьмарює екологічні проблеми. У довгій промислової депресії Росія нестачу коштів у ліквідації колишніх забруднень, якщо економіка почне відновлюватися, а заводи повернуться на роботу, забруднення може лише усилиться.

Тетраэтилсвинец.

Надходить в природні води у зв’язку з використанням як антидетонатора в моторному паливі водних транспортних засобів, ні з поверховим стоком з міських территорий.

Дане речовина характеризується високої токсичністю, має кумулятивными свойствами.

Зміст тетраетилсвинцю у воді водоймищ господарсько-питного, культурно-побутового і рибогосподарського призначення заборонена (ГДК — повне отсутствие).

Серебро.

Джерелами надходження срібла в поверхневі води служать підземні води та стічні води рудників, збагачувальних фабрик, фотопідприємств. Підвищений вміст срібла буває пов’язані з застосуванням бактерицидних і альгицидных препаратов.

У стічних водах срібло можуть бути в розчиненому й зваженому вигляді, здебільшого у формі галоидных солей.

У незагрязненных поверхневих водах срібло перебуває у субмикрограммовых концентраціях. У підземних водах концентрація срібла коштує від одиниць до десятків мікрограмів один дм3, у морській воді - в середньому 0.3 мкг/дм3.

Іони срібла здатні знищувати бактерії і у незначною концентрації стерилізують воду (нижню межу бактерицидного дії іонів срібла 2.10−11 моль/дм3). Роль срібла в організмі тварин і людини вивчена недостаточно.

ПДКв срібла становить 0.05 мг/дм3.

Сурьма.

Сурма вступає у поверхневі води з допомогою вилуговування мінералів сурми (стибнит, сенармонтит, валентинит, сервантит, стибиоканит) і з стічними водами гумових, скляних, фарбувальних, сірникових предприятий.

У природних водах сполуки сурми перебувають у розчиненому й зваженому стані. У окисно-відновних умовах, притаманних поверхневих вод, існування як трехвалентной, і пятивалентной сурьмы.

У незагрязненных поверхневих водах сурма перебуває у субмикрограммовых концентраціях, у морській воді її концентрація сягає 0.5 мкг/дм3, в підземних водах — 10 мкг/дм3. ПДКв сурми становить 0.05 мг/дм3 (лимитирующий показник шкідливості — санитарно-токсикологический), ПДКвр — 0.01 мг/дм3.

Хром.

У поверхневі води сполуки трьохі шестивалентного хрому потрапляють внаслідок вилуговування з порід (хромит, крокоит, уваровит та інших.). Деякі кількості вступають у процесі розкладання організмів і рослин, з грунтів. Значні кількості можуть вступати у водойми зі стічними водами гальванічних цехів, фарбувальних цехів текстильних підприємств, шкіряних заводів і хімічної промисловості. Зниження концентрації іонів хрому можна спостерігати внаслідок вжитку для їхніх водними організмами і процесів адсорбции.

У поверхневих водах сполуки хрому перебувають у розчиненому й зваженому станах, співвідношення між якими залежить від складу вод, температури, рН розчину. Виважені сполуки хрому є в основному сорбированные сполуки хрому. Сорбентами може бути глини, гидроксид заліза, високодисперсний осідає карбонат кальцію, залишки рослинних і тварин організмів. У розчиненої формі хром може находитьсяв вигляді хроматов і бихроматов. При аеробних умовах Cr (VI) перетворюється на Cr (III), солі що його нейтральній і лужної середовищах гидролизуются із гидроксида.

У річкових незагрязненных і слабозагрязненных водах зміст хрому коливається від декількох десятих часткою микрограмма в літрі за кілька мікрограмів в літрі, в забруднених водоймах воно досягає кількох десятків і сотень мікрограмів в літрі. Середня концентрація в морських водах — 0.05 мкг/дм3, в підземних водах — зазвичай, у межах n.10 — n.102 мкг/дм3.

Сполуки Cr (VI) і Cr (III) в підвищених кількостях мають канцерогенні властивості. Сполуки Cr (VI) є як опасными.

Утримання їх в водоймах санітарно-побутового використання на повинен перевищувати ПДКв для Cr (VI) 0.05 мг/дм3, для Cr (III) 0.5 мг/дм3. ПДКвр для Cr (VI) — 0.001 мг/дм3, для Cr (III) — 0.005 мг/дм3.

Цинк.

Потрапляє в природні води внаслідок які протікають у природі процесів руйнації й розчинення гірських порід і мінералів (сфалерит, цинкит, госларит, смитсонит, каламин), і навіть зі стічними водами рудозбагачувальних фабрик і гальванічних цехів, виробництв пергаментної папери, мінеральних фарб, вискозного волокна і др.

У воді існує головним чином іонній формі або у вигляді його мінеральних і органічних комплексів. Іноді є у нерозчинних формах: як гидроксида, карбонату, сульфіду і др.

У річкових водах концентрація цинку зазвичай коштує від 3 до 120 мкг/дм3, в морських — від 1.5 до 10 мкг/дм3. Зміст в рудних і особливо у шахтних водах з низькими значеннями рН то, можливо значительным.

Цинк належить до активних мікроелементів, які впливають зростання і нормальний розвиток організмів. У той самий час багато сполуки цинку токсичні, насамперед, його сульфат і хлорид.

ПДКв Zn2+ становить 1 мг/дм3 (лимитирующий показник шкідливості — органолептический), ПДКвр Zn2+ - 0.01 мг/дм3 (лимитирующий ознака шкідливості — токсикологический).

1. Беспамятнов Г. П., Кротов Ю. О. Гранично допустимі концентрації хімічних речовин, у навколишньому середовищі. Довідник.— Л.: «Хімія », 1985. 2. Шкідливі хімічні речовини. Неорганічні сполуки I-IV груп: Справ. вид./ Під ред. В. А. Филова та інших. — Л.: «Хімія », 1988. 3. Шкідливі хімічні речовини. Неорганічні сполуки V-VIII груп: Справ. вид./ Під ред. В. А. Филова та інших. — Л.: «Хімія », 1989. 4. Мур Дж.В., Рамамурти З. Важкі метали у природних водах. — М.: «Світ », 1987.

———————————- [pic].

[pic].