5.2.3.Загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами. Загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами реферат

Реферат - Тяжёлые металлы. Источники поступления в окружающую среду. Действие на организм человека

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ФАКУЛЬТЕТ ФИЛОСОФСКИХ И СОЦИАЛЬНЫХ НАУК

РЕФЕРАТ

по дисциплине: «Экология»

на тему:

«Тяжёлые металлы. Источники поступления

в окружающую среду. Действие на организм человека».

Житкевич И.Н., студентки

1 курса заочного обучения ФФСН

Проверил: Румянцев И.Ю.

Минск, 2001

ВВЕДЕНИЕ

Одним из сильнейших по действию и наиболее распространенным химическим загрязнением является загрязнение тяжелыми металлами.

К тяжелым металлам относятся более 40 химических элементов периодической системы Д.И. Менделеева, масса атомов которых составляет свыше 50 атомных единиц.

Эта группа элементов активно участвует в биологических процессах, входя в состав многих ферментов. Группа «тяжелых металлов» во многом совпадает с понятием «микроэлементы». Отсюда свинец, цинк, кадмий, ртуть, молибден, хром, марганец, никель, олово, кобальт, титан, медь, ванадий являются тяжелыми металлами.

Источники поступления тяжелых металлов делятся на природные (выветривание горных пород и минералов, эрозийные процессы, вулканическая деятельность) и техногенные (добыча и переработка полезных ископаемых, сжигание топлива, движение транспорта, деятельность сельского хозяйства). Часть техногенных выбросов, поступающих в природную среду в виде тонких аэрозолей, переносится на значительные расстояния и вызывает глобальное загрязнение.

Другая часть поступает в бессточные водоемы, где тяжелые металлы накапливаются и становятся источником вторичного загрязнения, т.е. образования опасных загрязнений в ходе физико-химических процессов, идущих непосредственно в среде (например, образованиеизнетоксичных веществ ядовитого газа фосгена).

Тяжелые металлы накапливаются в почве, особенно в верхних гумусовых горизонтах, и медленно удаляются при выщелачивании, потреблении растениями, эрозии и дефляции — выдувании почв.

Период полуудаления или удаления половины от начальной концентрации составляет продолжительное время: для цинка — от 70 до 510 лет, для кадмия — от 13 до 110 лет, для меди — от 310 до 1500 лет и для свинца — от 740 до 5900 лет.

В гумусовой части почвы происходит первичная трансформация попавших в нее соединений.

Тяжелые металлы обладают высокой способностью к многообразным химическим, физико-химическим и биологическим реакциям. Многие из них имеют переменную валентность и участвуют в окислительно-восстановительных процессах. Тяжелые металлы и их соединения, как и другие химические соединения, способны перемещаться и перераспределяться в средах жизни, т.е. мигрировать.

Миграция соединений тяжелых металлов происходит в значительной степени в виде органо-минеральной составляющей. Часть органических соединений, с которыми связываются металлы, представлена продуктами микробиологической деятельности. Ртуть характеризуется способностью аккумулироваться в звеньях «пищевой цепи» (об этом шла речь ранее). Микроорганизмы почвы могут давать устойчивые к ртути популяции, которые превращают металлическую ртуть в токсические для высших организмов вещества. Некоторые водоросли, грибы и бактерии способны аккумулировать ртуть в клетках.

§ 1. РТУТЬ.

Кроме свинца наиболее полно по сравнению с другими микроэлементами изучена ртуть.

Ртуть крайне слабо распространена в земной коре (-0,1 х 10-4 %), однако удобна для добычи, так как концентрируется в сульфидных остатках, например, в виде киновари (НgS). В этом виде ртуть относительно безвредна, но атмосферные процессы, вулканическая и человеческая деятельность привели к тому, что в мировом океане накопилось около 50 млн.т этого металла. Естественный вынос ртути в океан в результате эрозии 5000 т/год, еще 5000 т/год ртути выносится в результате человеческой деятельности.

Ртуть присутствует не только в гидросфере, но и в атмосфере, так как имеет относительно высокое давление паров. Природное содержание ртути составляет ~0,003-0,009 мкг/м3.

Ртуть характеризуется малым временем пребывания в воде и быстро переходит в отложения в виде соединений с органическими веществами, находящимися в них. Поскольку ртуть адсорбируется отложениями, она может медленно освобождаться и растворяться в воде, что приводит к образованию источника хронического загрязнения, действующего длительное время после того, как исчезнет первоначальный источник загрязнения.

Мировое производство ртути в настоящее время составляет более 10000 т в год, большая часть этого количества используется в производстве хлора. Ртуть проникает в воздух в результате сжигания ископаемого топлива. Анализ льда Гренландского ледяного купола показал, что, начиная с 800 г. н.э. до 1950-х гг., содержание ртути оставалось постоянным, но уже с 50-х гг. нашего столетия количество ртути удвоилось. На рис.23 представлены пути цикловой миграции ртути.

Металлическая ртуть опасна, если ее проглотить и вдыхать ее пары. При этом у человека появляется металлический вкус во рту, тошнота, рвота, колики в животе, зубы чернеют и начинают крошиться. Пролитая ртуть разлетается на капельки и, если это произошло, ртуть должна быть тщательно собрана.

Неорганические соединения ртути практически нелетучи, поэтому опасность представляет попадание ртути внутрь организма через рот и кожу. Соли ртути разъедают кожу и слизистые оболочки тела. Попадание солей ртути внутрь организма вызывает воспаление зева, затрудненное глотание, оцепенение, рвоту, боли в животе.

У взрослого человека при попадании внутрь около 350 мг ртути может наступить смерть.

§ 2. СВИНЕЦ.

Содержание свинца в магматических породах позволяет отнести его к категории редких металлов. Он концентрируется в сульфидных породах, которые встречаются во многих местах в мире. Свинец легко выделить путем выплавки из руды. В природном состоянии он обнаруживается в основном в виде галенита (РbS).

Свинец, содержащийсяв земной коре, может вымываться под воздействием атмосферных процессов, переходя постепенно в океаны. Ионы Рb2+ довольно нестабильны, и содержание свинца в ионной форме составляет всего 10 –8 %. Однако он накапливается в океанских осадках в виде сульфитов или сульфатов. В пресной воде содержание свинца гораздо выше и может достигать 2 х 10 –6 %, а в почве примерно такое же количество, что и в земной коре (1,5 х 10 –3 %) из-занестабильности этого элемента в геохимическом цикле.

Свинцовые руды содержат 2-20 % свинца. Концентрат, получаемый флотационным способом, содержит 60-80 % Рb. Его нагревают для удаления серы и выплавляют свинец. Такие первичные процессы крупномасштабны. Если же для получения свинца используют отходы, процессы выплавки называют вторичными. Ежегодное мировое потребление свинца составляет более 3 млн. т, из них 40 % используют для производства аккумуляторных батарей, 20% -для производства алкила свинца — присадки к бензину, 12% применяют в строительстве, 28 % для других целей.

Ежегодно в мире в результате воздействия атмосферных процессов мигрирует около 180 тыс. т свинца. При добыче и переработке свинцовых руд теряется более 20 % свинца. Даже на этих стадиях выделение свинца в среду обитания равно его количеству, попадающему в окружающую среду в результате воздействия на магматические породы атмосферных процессов.

Наиболее серьезным источником загрязнения среды обитания организмов свинцом являются выхлопы автомобильных двигателей.Антидетонатор тетраметил — или тетраэтилсвинеп — прибавляют к большинству бензинов, начиная с 1923 г., в количестве около 80 мг/л. При движении автомобиля от 25 до 75% этого свинца в зависимости от условий движения выбрасывается в атмосферу. Основная его масса осаждается на землю, но и в воздухе остается заметная ее часть.

Свинцовая пыль не только покрывает обочины шоссейных дорог и почву внутри и вокруг промышленных городов, она найдена и во льду Северной Гренландии, причем в 1756 г. содержание свинца во льду составляло 20 мкг/т, в 1860 г. уже 50 мкг/т, а в 1965 г. — 210 мкг/т.

Активными источниками загрязнения свинцом являются электростанции и бытовые печи, работающие на угле.

Источниками загрязнения свинцом в быту могут быть глиняная посуда, покрытая глазурью; свинец, содержащийся в красящих пигментах.

Свинец не является жизненно необходимым элементом. Он токсичен и относится к I классу опасности. Неорганические его соединения нарушают обмен веществ и являются ингибиторами ферментов (подобно большинству тяжелых металлов). Одним из наиболее коварных последствий действия неорганических соединений свинца считается его способность заменять кальций в костях и быть постоянным источником отравления в течение длительного времени. Биологический период полураспада свинца в костях — около 10 лет. Количество свинца, накопленного в костях, с возрастом увеличивается, и в 30-40 лет у лиц, по роду занятий не связанных с загрязнением свинца, составляет 80-200 мг.

Органические соединение свинца считаются ещё более токсичными, чем неорганические.

Главным источником, из которого свинец попадает в организм человека, является пища, наряду с эти важную роль играет вдыхаемый воздух, а у детей – и заглатываемая ими свинецсодержащая пыль и краски. Вдыхаемая пыль примерно на 30-35 % задерживается в легких, значительная доля её всасывается потоком крови. Всасывания в желудочно-кишечном тракте составляют в целом 5-10 %, у детей – 50 %. Дефицит кальция и витамина Д усиливает всасывание свинца.

Острые свинцовые отравления встречаются редко. Их симптомы – слюнотечение, рвота, кишечные колики, острая форма отказа почек, поражение мозга. В тяжёлых случаях – смерть через несколько дней.

Ранние симптомы отравления свинцом проявляются в виде повышенной возбудимости, депрессии и раздражительности. При отравлении органическими соединениями свинца его повышенное содержание обнаруживают в крови.

§ 3. КАМДИЙ И ЦИНК.

Камдий, цинк и медь являются наиболее важными металлами при изучении проблемы загрязнений, так они широко распространены в мире и обладают токсичными свойствами. Камдий и цинк (так же ка свинец и ртуть) обнаружены в основном в сульфидных осадках. В результате атмосферных процессов эти элементы легко попадают в океаны. В почвах содержится приблизительно 4,5х10 –4 %. Растительность содержит различное количество обоих элементов, но содержание цинка в золе растений относительно высоко –0,14;, так как этот элемент играет существенную роль в питании растений.

Попадание камдия в природные воды происходит в результате применения его в гальванических процессах и техники. Наиболее серьёзные источники загрязнения воды цинком – заводы по выплавке цинка и гальванические производства.

Потенциальным источником загрязнением камдием являются удобрения. При этом камдий внедряется в растения, употребляемые человеком в пищу, и в конце цепочки переходят в организм человека. Камдий и цинк легко проникают в морскую воду и океан через сеть поверхностных и грунтовых вод.

Камдий и цинк накапливаются в определённых органах животных (особенно в печени и в почках).

Цинк наименее токсичен из всех вышеперечисленных тяжёлых металлов. Тем не менее все элементы становятся токсичными, если попадаются в избытке; цинк не является исключением. Физиологическое воздействие цинка заключается в действии его как активатора ферментов. В больших количествах он вызывает рвоту, эта доза составляет примерно 150 мг для взрослого человека.

Камдий намного токсичнее цинка. Он и его соединения относятся к I классу опасности. Он проникает в человеческий организм в течение продолжительного периода. Вдыхание воздуха в течение 8 часов при концентрации камдия 5 мг/м3 может привести к смерти.

При хроническом отравлении камдием в моче появляется белок, повышается кровяное давление.

При исследовании присутствия камдия в продуктах питания было выявлено, что выделения человеческого организма редко содержат столько же камдия, сколько было поглощено. Единого мирового мнения относительно приемлемого безопасного содержания камдия в пище сейчас нет.

Одним их эффективных путей предотвращения поступления камдия и цинка в виде загрязнений состоит в введении контроля за содержанием этих металлов в выбросах плавильных заводов и других промышленных предприятий.

Кроме металлов, рассмотренных ранее (ртуть, свинец, камдий, цинк), имеются и другие токсичные элементы, попадание которых в среду обитания организмов в результате деятельность людей вызывает серьёзное беспокойство.

§ 4. СУРЬМА, МЫШЬЯК, КОБАЛЬТ.

Мышьяк в природе присутствует в виде сульфатов. Его содержание в свинцово-цинковых концентратах около 1 %. Вследствие летучести он легко попадает в атмосферу.

Самыми сильными источниками загрязнения этим металлом являются гербициды (химические вещества для борьбы с сорными растениями), фунгициды (вещества для борьбы с грибными болезнями растений) и инсектициды (вещества для борьбы с вредными насекомыми).

По токсическим свойствам мышьяк относится к накапливающимся ядам. По степени токсичности следует различать элементарный мышьяк и его соединения. Элементарный мышьяк сравнительно мало ядовит, но обладает тератогенными свойствами. Вредное воздействие на наследственный материал (мутагенность) оспаривается.

Соединения мышьяка медленно поглощаются через кожу, быстро всасываются через лёгкие и желудочно-кишечный тракт. Смертельная доза для человека – 0,15-0,3 г.

Кобальт не является широко применяемым. Так, например, его используют в сталелитейной промышленности, в производстве полимеров. При попадании внутрь больших количеств кобальт отрицательно влияет на содержание гемоглобина в крови человека и может вызвать заболевания крови. Предполагают, что кобальт вызывает базедову болезнь. Этот элемент опасен для жизни организмов ввиду его чрезвычайно высокой реакционной способности и относится к I классу опасности.

§ 5. МЕДЬ И МАРГАНЕЦ.

Медь обнаруживают в сульфидных осадках вместе со свинцом, камдием и цинком. Она присутствует в небольших количествах в цинковых концентратах и может переноситься на большие расстояния с воздухом и водой. Аномальное содержание меди обнаруживается в растениях с воздухом и водой. Аномальное содержание меди обнаруживается в растениях и почвах на расстоянии более 8 км от плавильного завода. Соли меди относятся ко II классу опасности. Токсические свойства меди изучены гораздо меньше, чем те же свойства других элементов. Поглощение больших количеств меди человеком приводит к болезни Вильсона, при этом избыток меди откладывается в мозговой ткани, коже, печени, поджелудочной железе.

Природное содержание марганца в растениях, животных и почвах очень высоко. Основные области производства марганца – производство легированных сталей, сплавов, электрических батарей и других химических источников тока. Присутствие марганца в воздухе сверх нормы (среднесуточная ПКД марганца в атмосфере – воздухе населённых мест – составляет 0,01 мг/м3 ) вредно влияет на организм человека, что выражается в прогрессирующем разрушении центральной нервной системы. Марганец относится ко II классу опасности.

www.ronl.ru

Загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами — курсовая работа

Введение

Среди загрязнителей биосферы, представляющих наибольший интерес для различных служб контроля ее качества, тяжелые металлы относятся к числу важнейших. В значительной мере это связано с биологической активностью многих из них. На организм человека и животных физиологическое действие металлов различно и зависит от природы металла, типа соединения, в котором он существует в природной среде, а также его концентрации. Многие тяжелые металлы проявляют выраженные комплексообразующие свойства. Так, в водных средах ионы этих металлов гидратированы и способны образовывать различные гидроксокомплексы, состав которых зависит от кислотности раствора. Если в растворе присутствуют какие-либо анионы или молекулы органических соединений, то ионы этих металлов образуют разнообразные комплексы различного строения и устойчивости. В ряду тяжелых металлов одни крайне необходимы для жизнеобеспечения человека и других живых организмов и относятся к так называемым биогенным элементам. Другие вызывают противоположный эффект и, попадая в живой организм, приводят к его отравлению или гибели. Эти металлы относят к классу ксенобиотиков, то есть чуждых живому. Специалистами по охране окружающей среды среди металлов-токсикантов выделена приоритетная группа. В нее входят кадмий, медь, мышьяк, никель, ртуть, свинец, цинк и хром как наиболее опасные для здоровья человека и животных. Из них ртуть, свинец и кадмий наиболее токсичны.

К возможным источникам загрязнения биосферы тяжелыми металлами относят предприятия черной и цветной металлургии (аэрозольные выбросы, загрязняющие атмосферу, промышленные стоки, загрязняющие поверхностные воды), машиностроения (гальванические ванны меднения, никелирования, хромирования, кадмирования), заводы по переработке аккумуляторных батарей, автомобильный транспорт.

Хотя, как было упомянуто выше, попадание металла-токсиканта может происходить и путем аэрозольного переноса, в основном они проникают в живой организм через воду. Попав в организм, металлы-токсиканты чаще всего не подвергаются каким-либо существенным превращениям, как это происходит с органическимитоксикантами, и, включившись в биохимический цикл, они крайне медленно покидают его.

К сложной и многогранной проблеме, которую представляют собой химическое загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами и которая охватывает различные дисциплины и уже превратилась в самостоятельную междисциплинарную область знаний, профессиональный интерес проявляют не только химики-аналитики, биологи и экологи (их деятельность традиционно связана с этой проблемой), но и медики. В потоке научной и научно-популярной информации, а также в средствах массовой информации все чаще появляются материалы о влиянии тяжелых металлов на состояние здоровья человека. Таким образом обсуждение некоторых химических и эколого-химических аспектов проблемы распространения тяжелых металлов в окружающей среде является актуальной.

Цель данной курсовой работы: оценить влияние тяжелых металлов на гидросферу и живые организмы.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1)рассмотреть классификацию тяжелых металлов;

2)выявить источники поступления тяжелых металлов в гидросферу;

3)описать формы существования тяжелых металлов в поверхностных водах;

4)рассмотреть методы обнаружения и методы очистки от тяжелых металлов

5) рассмотреть влияние тяжелых металлов как токсикантов в природных водах;

6) рассмотреть вредное воздействие на живые организмы.

7)рассмотреть правовые основы охраны и рационального использования водных ресурсов.

8)провести оценку эколого-экономической опасности сточных вод, содержащих тяжелые металлы.

При рассмотрении данной темы можно выделить следующие аспекты.

Социально-политический аспект.

При рассмотрение такой экологическойпроблемы,как :загрязнение водных объектов тяжелыми металлами связано с решением проблем окружающей среды в масштабах всего человечества при наличии разных социальных систем. В связи с неделимостью биосферы загрязнение природной среды невозможно удержать в территориальных границах страны, в которой это происходит. Для разработки и внедрения новых, максимально эффективных и экономически выгодных методов очистки от тяжелых металлов требуются экономические и научно- технические возможности всех стран.

Экономический аспект. Загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами приводит к деградации водоемов, причем все возрастающая степень загрязнения может оказаться необратимой. Применение гигиенических нормативов снижает степень загрязнения водных объектов и открывает возможность использования экономичных новых технологий использования природных ресурсов.

Экологический аспект. При осуществлении любого вида человеческой деятельности неизбежно привнесение в окружающую среду различных загрязняющих веществ. Нормирование содержания токсичных тяжелых металлов в объектах окружающей среды позволяет целенаправленно совершенствовать технологию производства и снижать их негативное воздействие на здоровье человека.

Концепция устойчивого развития.Выполнение постоянно совершенствующихся нормативов содержания тяжелых металлов вводных объектах, сохранение чистоты воздушной и водной среды, обеспечивают России устойчивое развитие, научно-технический прогресс и здоровье нации на протяжении всей жизни, как настоящего, так и будущих поколений.

1 Проблемы воздействия тяжелых металлов на гидросферу

Тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий, цинк, медь, мышьяк,) относятся к числу распространенных и весьма токсичных загрязняющих веществ. Тяжелые металлы применяются в различных промышленных производствах, поэтому, несмотря на очистные мероприятия, содержание соединения тяжелых металлов в промышленных сточных водах довольно высокое. Большие массы этих соединений поступают в океан через атмосферу. Для морских биоценозов наиболее опасны ртуть, свинец и кадмий. Ртуть переносится в океан с материковым стоком и через атмосферу. При выветривании осадочных и изверженных пород ежегодно выделяется 13,5 тыс.т. ртути. В составе атмосферной пыли содержится около 112 тыс.т. ртути, причем значительная часть антропогенногопроихождения. Около половины годового промышленного производства этого металла (910 тыс.т./год) различными путями попадает в океан. В районах, загрязняемых промышленными водами, концентрация ртути в растворе и взвесях сильно повышается. При этом некоторые бактерии переводят хлориды в высокотоксичнуюметилртуть. Заражение морепродуктов неоднократно приводило к ртутному отравлению прибрежного населения. К 1977 году насчитывалось 2800 жертв болезни Миномата, причиной которой послу жили отходы предприятий по производству хлорвинила и ацетальдегида, на которых в качестве катализатора использовалась хлористая ртуть. Недостаточно очищенные сточные воды предриятий поступали в залив Минамата. Свиней типичный рассеянный элемент, содержащийся во всех компонентах окружающей среды: в горных породах, почвах, природных водах, атмосфере, живых организмах. Наконец, свиней активно рассеивается в окружающую среду в процессе хозяйственной деятельности человека. Это выбросы с промышленными и бытовыми стоками, с дымом и пылью промышленных предприятий, с выхлопными газами двигателей внутреннего сгорания. Миграционный поток свинца с континента в океан идет не только с речными стоками, но и через атмосферу.[8].

1.1 Классификация тяжелых металлов сбрасываемых в водные объекты

Тяжелые металлы относятся к приоритетным загрязняющим веществам, наблюдения за которыми обязательны во всех средах[6].

Термин тяжелые металлы, характеризующий широкую группу загрязняющих веществ, получил в последнее время значительное распространение. В различных научных и прикладных работах авторы по-разному трактуют значение этого понятия.

В связи с этим количество элементов, относимых к группе тяжелых металлов, изменяется в широких пределах. В качестве критериев принадлежности используются многочисленные характеристики: атомная масса, плотность, токсичность, распространенность в природной среде, степень вовлеченности в природные итехногенные циклы. В некоторых случаях под определение тяжелых металлов попадают элементы, относящиеся к хрупким (например, висмут) или металлоидам(например, мышьяк)[4].

В работах, посвященных проблемам загрязнения окружающей природной среды иэкологического мониторинга, на сегодняшний день к тяжелым металлам относят более 40 металлов периодической системы Д.И. Менделеева с атомной массой свыше 50 атомных единиц: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi и др. При этом немаловажную роль в категорировании тяжелых металлов играют следующие условия: их высокая токсичность для живых организмов в относительно низких концентрациях, а также способность к биоаккумуляции ибиомагнификации. Практически все металлы, попадающие под это определение (за исключением свинца, ртути, кадмия и висмута, биологическая роль которых на настоящий момент не ясна), активно участвуют в биологических процессах, входят в состав многих ферментов. По классификации Н.Реймерса, тяжелыми следует считать металлы с плотностью более 800 г/м3. Таким образом, к тяжелым металлам относятся Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg[23].

Формально определению тяжелые металлы соответствует большое количество элементов. Однако, по мнению исследователей, занятых практической деятельностью, связанной с организацией наблюдений за состоянием и загрязнением окружающей среды, соединения этих элементов далеко не равнозначны как загрязняющие вещества. Поэтому во многих работах происходит сужение рамок группы тяжелых металлов, в соответствии с критериями приоритетности, обусловленными направлением и спецификой работ. Согласно исследованиям Ю.А. Израэля в перечне химических веществ, подлежащих определению в природных средах на фоновых станциях в биосферных заповедниках, в разделе тяжелые металлы поименованы Pb, Hg, Cd, As. С другой стороны, согласно решению Целевой группы по выбросам тяжелых металлов, работающей под эгидой Европейской Экономической Комиссии ООН и занимающейся сбором и анализом информации о выбросах загрязняющих веществ в европейских

странах, только Zn, As, Se и Sb были отнесены к тяжелым металлам. По определению Н. Реймерса отдельно от тяжелых металлов стоят благородные иредкие металлы, соответственно, остаются только Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb,Sn, Bi, Hg. В прикладных работах к числу тяжелых металлов чаще всего

добавляют Pt, Ag, W, Fe, Au, Mn.

Рисунок 1 – Потенциальный запас водных ресурсов России

Зaпaсы и качество природных вод крайне неравномерно распределены по территории России. Рисунок 1 отрaжaет уровень обеспечения территории проточной водой из поверхностных источников[1].

Наиболее обеспечены водными ресурсами низовья Оби, Обско-Енисейское междуречье, Низовья Енисея, Лены и Амурa. Повышенный уровень водообеспеченности хaрaктерен для Европейского Севера, Средней Сибири, Дальнего Востока и зaпaдного Приурaлья. Из Субъектов Федерации наибольшие покaзaтели имеют Красноярский край и Кaмчaтскaя область (без автономных округов), Сaхaлинскaя область, Еврейская aвтономнaя область. В центре и на юге Европейской части страны, где сосредоточено основное население России, зона удовлетворительной водообеспеченности ограничивaется долиной Волги и горными рaйонaми Кaвкaзa. Из aдминистрaтивных обрaзовaний наибольший дефицит водных ресурсов отмечается в Калмыкии и Ростовской области. Немногим лучше ситуация в Стaвропольском крaе, южных облaстях Центрaльного, в Черноземном рaйоне и южном Зaурaлье.

Рисунок 2 – Интенсивность использования водных ресурсов России

Рисунок 2 хaрaктеризует объемы воды, забираемой из природных водных объектов для хозяйственно-питьевых, производственных и прочих (полив, зaкaчкa в скважины и др.) нужд[22].

Объемы забора воды на одного экономически активного жителя имеют высокое значение в группе регионов центральной Сибири (Иркутская область, Красноярский край с Таймырским округом, Хaкaссия, Тува, Кемеровская область).

1.2 Загрязнение водного объекта

Загрязнение — это процесс отрицательного видоизменения окружающей среды — воздуха, воды, почвы — путём её интоксикации веществами, которые угрожают жизни живых организмов.

Рисунок 3– Виды загрязнения окружающей среды

Загрязнение воды - это понижение ее качества в результате попадания в реки, ручьи, озера, моря и океаны различных физических, химических или биологических веществ. Загрязнение воды имеет много причин.

Ежегодно в реки и водоемы России сбрасываются 17 000куб.м неочищенных сточных вод. Вместе с ними, по оценкам Росприроднадзора, в воду попадает более 12 миллионов тонн загрязняющих веществ[27].

50% объема сброса загрязненных сточных вод обеспечивают 64 наиболее крупных предприятия, в основном, жилищно-коммунального хозяйства и целлюлозно-бумажной промышленности, 75% объема сброса загрязненных сточных вод осуществляются 230 предприятиями в РБ.

В России есть законы, которые запрещают предприятиям напрямую сбрасывать опасные вещества в водоемы. Тем не менее их сбрасывают, потому что за этим никто не следит: государственный экологический контроль в России находится в плачевном состоянии[19].

Другая проблема состоит в том, что многие предприятия в стране де-юре бессточные. Стоки у них сбрасываются в общую систему городской канализации, и ответственность за них несет водоканал города. Трудность в том, что отходы каждого предприятия содержат весьма специфические загрязняющие вещества. Их легко извлечь по отдельности, но когда сотни их, смешавшись, попадают в общегородские коллекторы, справиться с ними сложнее – так как городская канализация рассчитана на очистку бытовых, а не промышленных отходов. Более 70% грязных стоков в Петербурге попадает в реки через коллекторы водоканала. Похожая ситуация в Москве, Ярославле и других городах.

10 наиболее загрязненных городов бывшего СССР.

Металлы приведены в порядке убывания уровня приоритетности для данного города.

turboreferat.ru

Загрязнение окружающей среды металлами — реферат

Источниками загрязнения вод тяжелыми металлами служат сточные воды гальванических цехов, предприятий горнодобывающей, черной и цветной металлургии, машиностроительных заводов. Тяжелые металлы входят в состав удобрений и пестицидов и могут попадать в водоемы вместе со стоком с сельскохозяйственных угодий. Повышение концентрации тяжелых металлов в природных водах часто связано с другими видами загрязнения, например, с закислением. Выпадение кислотных осадков способствует снижению значения рН и переходу металлов из сорбированного на минеральных и органических веществах состояния в свободное.

Прежде всего представляют интерес те металлы, которые в наибольшей степени загрязняют атмосферу ввиду использования их в значительных объемах в производственной деятельности и в результате накопления во внешней среде представляют серьезную опасность с точки зрения их биологической активности и токсических свойств. К ним относят свинец, ртуть, кадмий, цинк, висмут, кобальт, никель, медь, олово, сурьму, ванадий, марганец, хром, молибден и мышьяк.

Cвинец

В настоящее время свинец занимает первое место среди причин промышленных отравлений. Это вызвано широким применением его в различных отраслях промышленности. Воздействию свинца подвергаются рабочие, добывающие свинцовую руду, на свинцово-плавильных заводах, в производстве аккумуляторов, при пайке, в типографиях, при изготовлении хрустального стекла или керамических изделий, этилированного бензина, свинцовых красок и др. Загрязнение свинцом атмосферного воздуха, почвы и воды в окрестности таких производств, а также вблизи крупных автомобильных дорог создает угрозу поражения свинцом населения, проживающего в этих районах, и, прежде всего детей, которые более чувствительны к воздействию тяжелых металлов.С сожалением надо отметить, что в Кыргызстане отсутствует государственная политика по правовому, нормативному и экономическому регулированию влияния свинца на состояние окружающей среды и здоровье населения, по снижению выбросов (сбросов, отходов) свинца и его соединений в окружающую среду, полному прекращению производства свинецсодержащих бензинов. Случаи свинцовой хронической интоксикации зафиксированы в 14 отраслях промышленности. Ведущими являются электротехническая промышленность (производство аккумуляторов), приборостроение, полиграфия и цветная металлургия, в них интоксикация обусловлена превышением в 20 и более раз предельно допустимой концентрации (ПДК) свинца в воздухе рабочей зоны. Значительным источником свинца являются автомобильные выхлопные газы, так как половина России все еще использует этилированный бензин. Однако металлургические заводы, в частности медеплавильные, остаются главным источником загрязнений окружающей среды.

Загрязнение окружающей среды свинцом оказывает влияние на состояние здоровья людей. Воздействие свинца нарушает женскую и мужскую репродуктивную систему. Для женщин беременных и детородного возраста повышенные уровни свинца в крови представляют особую опасность, так как под действием свинца нарушается менструальная функция, чаще бывают преждевременные роды, выкидыши и смерть плода вследствие проникновения свинца через плацентарный барьер. У новорожденных детей высока смертность. Отравление свинцом чрезвычайно опасно для маленьких детей - он действует на развитие мозга и нервной системы. Дети дошкольного возраста наиболее восприимчивы к вредному воздействию свинца, поскольку их нервная система находится в стадии формирования. Даже при низких дозах свинцовое отравление вызывает снижение интеллектуального развития, внимания и умения сосредоточиться, отставание в чтении, ведет к развитию агрессивности, гиперактивности и другим проблемам в поведении ребенка. Эти отклонения в развитии могут носить длительный характер и быть необратимыми. Низкий вес при рождении, отставание в росте и потеря слуха также являются результатом свинцового отравления. Высокие дозы интоксикации ведут к умственной отсталости, вызывают кому, конвульсии и смерть.

Свинцовое загрязнение является одним из многочисленных экологических бедствий в бывшем Советском Союзе, которые стали известны в последние годы. Большая часть территории Кыргызстана испытывает нагрузку от выпадения свинца, превышающую критическую для нормального функционирования экосистемы. В стране необходимы срочные меры по снижению свинцового загрязнения, однако пока экономический кризис Кыргызстана затмевает экологические проблемы, но если экономика начнет восстанавливаться, а заводы вернутся к работе, загрязнение может только усилиться.

Ртуть

Кроме свинца наиболее полно по сравнению с другими микроэлементами изучена ртуть.

Первоначально ртуть попадает в океан в виде Нg2+, затем она взаимодействует с органическими веществами и с помощью анаэробных организмов переходит в токсичные вещества метилртуть (СН3Нg)+ и диметилртуть (СН3-Нg-СН3),ртуть присутствует не только в гидросфере, но и в атмосфере, так как имеет относительно высокое давление паров. Природное содержание ртути составляет ~0,003-0,009 мкг/м3. Ртуть характеризуется малым временем пребывания в воде и быстро переходит в отложения в виде соединений с органическими веществами, находящимися в них. Поскольку ртуть адсорбируется отложениями, она может медленно освобождаться и растворяться в воде, что приводит к образованию источника хронического загрязнения, действующего длительное время после того, как исчезнет первоначальный источник загрязнения. Мировое производство ртути в настоящее время составляет более 10000 т в год, большая часть этого количества используется в производстве хлора. Ртуть проникает в воздух в результате сжигания ископаемого топлива. Анализ льда Гренландского ледяного купола показал, что, начиная с 800 г. н.э. до 1950-х гг., содержание ртути оставалось постоянным, но уже с 50-х гг. нашего столетия количество ртути удвоилось.

Ртуть и ее соединения опасны для жизни. Метилртуть особенно опасна для животных и человека, так как она быстро переходит из крови в мозговую ткань, разрушая мозжечок и кору головного мозга. Клинические симптомы такого поражения - оцепенение, потеря ориентации в пространстве, потеря зрения. Симптомы ртутного отравления проявляются не сразу. Другим неприятным последствием отравления метилртутью является проникновение ртути в плаценту и накапливание ее в плоде, причем мать не испытывает при этом болезненных ощущений. Метилртуть оказывает тератогенное воздействие на человека. Ртуть относится к I классу опасности. Металлическая ртуть опасна, если ее проглотить и вдыхать ее пары. При этом у человека появляется металлический вкус во рту, тошнота, рвота, колики в животе, зубы чернеют и начинают крошиться. Пролитая ртуть разлетается на капельки и, если это произошло, ртуть должна быть тщательно собрана. Неорганические соединения ртути практически нелетучи, поэтому опасность представляет попадание ртути внутрь организма через рот и кожу. Соли ртути разъедают кожу и слизистые оболочки тела. Попадание солей ртути внутрь организма вызывает воспаление зева, затрудненное глотание, оцепенение, рвоту, боли в животе. У взрослого человека при попадании внутрь около 350 мг ртути может наступить смерть.

Кадмий и цинк

Камдий, цинк являются наиболее важными металлами при изучении проблемы загрязнений, так они широко распространены в мире и обладают токсичными свойствами. Камдий и цинк (так же ка свинец и ртуть) обнаружены в основном в сульфидных осадках. В результате атмосферных процессов эти элементы легко попадают в океаны. В почвах содержится приблизительно 4,5х10 –4 %. Растительность содержит различное количество обоих элементов, но содержание цинка в золе растений относительно высоко –0,14;, так как этот элемент играет существенную роль в питании растений.

Около 1 млн. кг камдия попадает в атмосферу ежегодно в результате деятельности заводов по его выплавке, что составляет около 45 % общего загрязнения этим элементом. 52 % загрязнений попадают в результате сжигания или переработки изделий, содержащих камдий. Камдий обладает относительно высокой летучестью, поэтому он легко проникает в атмосферу. Источники загрязнения атмосферы цинком те же, что и камдием. Попадание камдия в природные воды происходит в результате применения его в гальванических процессах и техники. Наиболее серьёзные источники загрязнения воды цинком – заводы по выплавке цинка и гальванические производства. Потенциальным источником загрязнением камдием являются удобрения. При этом камдий внедряется в растения, употребляемые человеком в пищу, и в конце цепочки переходят в организм человека. Камдий и цинк легко проникают в морскую воду и океан через сеть поверхностных и грунтовых вод. Камдий и цинк накапливаются в определённых органах животных (особенно в печени и в почках).

Сурьма

Сурьма присутствует вместе с мышьяком в рудах, содержащих сульфиды металлов. Мировое производство сурьмы составляет около 70 т в год. Сурьма является компонентом сплавов, используется в производстве спичек, в чистом виде применяется в полупроводниках. Токсическое действие сурьмы подобно мышьяку. Большие количества сурьмы вызывают рвоту, при хроническом отравлении сурьмой наступает расстройство пищеварительного тракта, сопровождаемое рвотой и понижением температуры.

Мышьяк

Мышьяк в природе присутствует в виде сульфатов. Его содержание в свинцово-цинковых концентратах около 1 %. Вследствие летучести он легко попадает в атмосферу. Самыми сильными источниками загрязнения этим металлом являются гербициды (химические вещества для борьбы с сорными растениями), фунгициды (вещества для борьбы с грибными болезнями растений) и инсектициды (вещества для борьбы с вредными насекомыми). По токсическим свойствам мышьяк относится к накапливающимся ядам. По степени токсичности следует различать элементарный мышьяк и его соединения. Элементарный мышьяк сравнительно мало ядовит, но обладает тератогенными свойствами. Вредное воздействие на наследственный материал (мутагенность) оспаривается.

Соединения мышьяка медленно поглощаются через кожу, быстро всасываются через лёгкие и желудочно-кишечный тракт. Смертельная доза для человека – 0,15-0,3 г. Хроническое отравление вызывает нервные заболевания, слабость, онемение конечностей, зуд, потемнение кожи, атрофию костного мозга, изменения печени. Соединения мышьяка являются канцерогенными для человека. Мышьяк и его соединения относятся ко II классу опасности.

Медь

Медь обнаруживают в сульфидных осадках вместе со свинцом, камдием и цинком. Она присутствует в небольших количествах в цинковых концентратах и может переноситься на большие расстояния с воздухом и водой. Аномальное содержание меди обнаруживается в растениях и почвах на расстоянии более 8 км от плавильного завода. Соли меди относятся ко II классу опасности. Токсические свойства меди изучены гораздо меньше, чем те же свойства других элементов. Поглощение больших количеств меди человеком приводит к болезни Вильсона, при этом избыток меди откладывается в мозговой ткани, коже, печени, поджелудочной железе.

Олово

Пищевые продукты содержат этот элемент до 1 - 2 мг/кг. Неорганические соединения олова малотоксичны, органические - более токсичны, находят применение в сельском хозяйстве в качестве фунгицидов, в химической промышленности. Основным источником загрязнения пищевых продуктов оловом являются консервные банки, фляги. Опасность отравления оловом увеличивается при постоянном присутствии его спутника - свинца. Не исключено взаимодействие олова с отдельными веществами пищи и образование более токсичных органических соединений. Высокая концентрация олова в пище может привести к острому отравлению. Показано, что для человека токсичная доза олова составляет 5 - 7 мг/кг массы тела. Отравление оловом может вызвать признаки острого гастрита, оно отрицательно влияет на активность пищеварительных ферментов.

3.Отравление токсичными ионами металлов

Из всех вредных и токсичных веществ, регулярно попадающих в организм человека, 70% поступает из пищи, 20% — из воздуха, 10% — из воды.

Металлы могут попадать из воздуха в виде мельчайших частичек, образующихся при сгорании угля, нефти, торфа и другого горючего, а также из дымов и выбросов плавильных печей и различных производств, связанных с обработкой металлов. По этой причине сейчас в воздухе Земли таких металлов, как золото, кадмий, свинец, олово, селен, теллур, имеется в тысячу раз больше, чем было в естественных условиях. Кроме того, в атмосфере находятся образовавшиеся летучие металлоорганические соединения в виде паров. Один из основных источников токсичных загрязнений является автотранспорт. Кроме оксидов азота, углерода и серы автомобили выбрасывают в атмосферу соли свинца. Свинец — давно известен своим токсичным действием на организм человека. Отравление свинцом проявляется неспецифическими симптомами: вначале повышенная возбудимость и бессонница, позже утомляемость и депрессия. Более поздние симптомы заключаются в расстройстве функции нервной системы и в поражении головного мозга. Свинец, также как и другие тяжелые металлы, кадмий, ртуть, отрицательно влияет на глазную сетчатку и ухудшает зрение. Кадмий может вызвать нарушение ферментного обмена, разрушение нервной и костно-мышечной системы. Кроме прямого токсичного действия ионы металлов, например железа и марганца, следы которых есть и в атмосфере, ускоряют реакцию окисления диоксида серы до триоксида и образование серной кислоты, которая выпадает в виде кислотных дождей.

freepapers.ru

Загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами.

111

•нарушение численности, возрастных и половых отличий внутривидовых популяций;

•нарушение генетических отличий популяций;

•нарушение трофических цепей и пирамид;

•нарушение состава и структуры сообществ;

•нарушение круговорота химических элементов и соединений в природе. Необходимо отметить, что нарушения, вызванные пестицидами, как,

впрочем, и другими химическими веществами, в большинстве случаев необратимы.

Таким образом, многочисленные факты свидетельствуют о том, что повреждающее действие пестицидов на окружающую среду весьма разнообразно и разнонаправленно. Теперь уже очевидно, что загрязнение биосферы в нашей стране является не только следствием научно-техническогопрогресса, в том числе химизации сельского хозяйства, но и представляет собой результат нерационального использования ресурсов природы.

Впоследнее время в литературе широко обсуждается загрязнение окружающей среды суперэкотоксикантами: кадмием, ртутью, свинцом.

Свинец. Известны случаи тяжёлых отравлений свинцом при употреблении водопроводной воды в странах Западной Европы. Высокие концентрации свинца в воде (0,6–2,0мг/л) были обусловлены применением свинцовых труб и резервуаров в системах водопровода. В нашей стране использование свинца в водопроводной практике запрещено.

Содержание свинца в подземных водах, как правило, не превышает норматив, но в районах залежей полиметаллических руд, особенно в мягких водах и водах с низким pH, могут создаваться опасные концентрации свинца.

Внезагрязнённых озёрных и речных водах природное содержание свинца не превышает 0,01 мг/л, но может повышаться при поступлении сточных вод. Значительное количество свинца (от 50 до 70%) задерживается на очистных сооружениях водопровода при использовании обычных методов водоподготовки.

Внастоящее время ни в производственных, ни в бытовых условиях не наблюдается тяжёлых свинцовых отравлений. Однако, накапливаясь в костях, свинец способен вызывать нарушения эритропоэза, поражать нервную систему, почки, приводить к раннему атеросклерозу. При концентрации свинца в питьевой воде 0,1 мг/л в организме кумулируется 50% поглощённого свинца, и его содержание в крови составляет 0,025 мг/л. Такое содержание свинца в

112

крови считается предельным, так как при небольшом его превышении нарушается образование эритроцитов. ПДК свинца в воде составляет 0,03 мг/л. Особенно важен контроль содержания свинца в пищевом сырье и воде для производства детского питания. Детский организм усваивает свинец в 3–4раза интенсивнее, чем взрослый.

Кадмий – высокотоксичный элемент. В природных средах встречается, как правило, в невысоких концентрациях, не дающих биологических эффектов. В нормальных геохимических условиях содержание кадмия в природных условиях не превышает0,05–1мкг/л, хотя в техногенных кадмиевых геохимических провинциях достигает 10 мкг/л.

Источником более высоких концентраций (несколько десятков микрограммов на 1 л) кадмия в воде водных объектов служат неочищенные стоки промышленных предприятий. За рубежом применение металлических труб и резервуаров с гальваническим покрытием и некачественных пластмассовых труб для подачи и хранения воды в ряде случаев сопровождались повышением уровня кадмия в воде до 0,2–4мг/л (ПДК кадмия в воде 0,001 мг/л). В водоёмах кадмий сорбируется взвешенными частицами и с ними оседает на дно. При повышении pH воды кадмий снова переходит в воду.

Опасность загрязнения окружающей среды и пищевых продуктов кадмием возникла лишь с конца XIX века, когда началась техногенная концентрация кадмия в природной среде обитания человека, особенно проявившаяся во второй половине XX века в связи с развитием электронной промышленности и производства люминофоров. Кадмий используется в атомной и ракетной технике, производстве щелочных аккумуляторов, входит в состав полимеров (в качестве стабилизатора), специальных сплавов и антикоррозийных покрытий, используемых в пищевой промышленности и водопроводной практике.

Токсичность низких доз кадмия, поступающих с водой (десятки микрограммов в 1 л), проявляется в тяжёлом поражении почек и связанной с этим гипертонической болезни. Имеются указания на гонадотоксическое действие кадмия. Доказательства того, что кадмий может оказывать канцерогенное влияние на организм человека, малоубедительны.

Ртуть широко распространена во всех элементах окружающей среды изза высокой летучести её паров, но гигиеническое значение имеют локальные очаги антропогенного загрязнения, к сожалению, часто встречающиеся как на урбанизированных территориях, так и в сельской местности.

studfiles.net

Тяжёлые металлы в окружающей среде

ИВАНОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ АКАДЕМИКА Д.К.БЕЛЯЕВА Р Е Ф Е Р А Т

Тема: Тяжёлые металлы в окружающей среде Выполнил: Кхелфхум Р.А.

Факультет Агротехнологический

Группа 6

Научный руководитель: Сидоров Н.Ф.Иваново 2011

Введение1. Ртуть

2. Свинец

3. Кадмий и Цинк

4. Сурьма, Мышьяк и Кобальт

5. Медь и МарганецЗаключениеСписок использованной литературыВВЕДЕНИЕОдним из сильнейших по действию и наиболее распространенным химическим загрязнением является загрязнение тяжелыми металлами.

Эта группа элементов активно участвует в биологических процессах, входя в состав многих ферментов. Группа "тяжелых металлов" во многом совпадает с понятием "микроэлементы". Отсюда свинец, цинк, кадмий, ртуть, молибден, хром, марганец, никель, олово, кобальт, титан, медь, ванадий являются тяжелыми металлами.

Другая часть поступает в бессточные водоемы, где тяжелые металлы накапливаются и становятся источником вторичного загрязнения, т.е. образования опасных загрязнений в ходе физико-химических процессов, идущих непосредственно в среде (например, образование из нетоксичных веществ ядовитого газа фосгена).

Тяжелые металлы накапливаются в почве, особенно в верхних гумусовых горизонтах, и медленно удаляются при выщелачивании, потреблении растениями, эрозии и дефляции - выдувании почв.

Период полуудаления или удаления половины от начальной концентрации составляет продолжительное время: для цинка - от 70 до 510 лет, для кадмия - от 13 до 110 лет, для меди - от 310 до 1500 лет и для свинца - от 740 до 5900 лет.

В гумусовой части почвы происходит первичная трансформация попавших в нее соединений.

Миграция соединений тяжелых металлов происходит в значительной степени в виде органо-минеральной составляющей. Часть органических соединений, с которыми связываются металлы, представлена продуктами микробиологической деятельности. Ртуть характеризуется способностью аккумулироваться в звеньях "пищевой цепи". Микроорганизмы почвы могут давать устойчивые к ртути популяции, которые превращают металлическую ртуть в токсические для высших организмов вещества. Некоторые водоросли, грибы и бактерии способны аккумулировать ртуть в клетках.

Ртуть, свинец, кадмий входят в общий перечень наиболее важных загрязняющих веществ окружающей среды, согласованный странами, входящими в ООН. Остановимся подробнее на этих веществах.1. РТУТЬКроме свинца наиболее полно по сравнению с другими микроэлементами изучена ртуть.

У взрослого человека при попадании внутрь около 350 мг ртути может наступить смерть.

Загрязнение ртутью может быть уменьшено в результате запрещения производства и применения ряда продуктов. Нет сомнения, что загрязнение ртутью всегда будет острой проблемой. Но с введением строгого контроля за отходами производства, содержащими ртуть, а также за пищевыми продуктами можно уменьшить опасность отравления ртутью.2. СвинецСодержание свинца в магматических породах позволяет отнести его к категории редких металлов. Он концентрируется в сульфидных породах, которые встречаются во многих местах в мире. Свинец легко выделить путем выплавки из руды. В природном состоянии он обнаруживается в основном в виде галенита (РbS).

Свинец, содержащийся в земной коре, может вымываться под воздействием атмосферных процессов, переходя постепенно в океаны. Ионы Рb 2+ довольно нестабильны, и содержание свинца в ионной форме составляет всего 10 –8 %. Однако он накапливается в океанских осадках в виде сульфитов или сульфатов. В пресной воде содержание свинца гораздо выше и может достигать 2 х 10 –6 %, а в почве примерно такое же количество, что и в земной коре (1,5 х 10 –3 %) из-за нестабильности этого элемента в геохимическом цикле.

Свинцовые руды содержат 2-20 % свинца. Концентрат, получаемый флотационным способом, содержит 60-80 % Рb. Его нагревают для удаления серы и выплавляют свинец. Такие первичные процессы крупномасштабны. Если же для получения свинца используют отходы, процессы выплавки называют вторичными. Ежегодное мировое потребление свинца составляет более 3 млн. т, из них 40 % используют для производства аккумуляторных батарей, 20% -для производства алкила свинца - присадки к бензину, 12% применяют в строительстве, 28 % для других целей.

Наиболее серьезным источником загрязнения среды обитания организмов свинцом являются выхлопы автомобильных двигателей. Антидетонатор тетраметил - или тетраэтилсвинеп - прибавляют к большинству бензинов, начиная с 1923 г., в количестве около 80 мг/л. При движении автомобиля от 25 до 75% этого свинца в зависимости от условий движения выбрасывается в атмосферу. Основная его масса осаждается на землю, но и в воздухе остается заметная ее часть.

Активными источниками загрязнения свинцом являются электростанции и бытовые печи, работающие на угле.

Свинец не является жизненно необходимым элементом. Он токсичен и относится к I классу опасности. Неорганические его соединения нарушают обмен веществ и являются ингибиторами ферментов (подобно большинству тяжелых металлов). Одним из наиболее коварных последствий действия неорганических соединений свинца считается его способность заменять кальций в костях и быть постоянным источником отравления в течение длительного времени. Биологический период полураспада свинца в костях - около 10 лет. Количество свинца, накопленного в костях, с возрастом увеличивается, и в 30-40 лет у лиц, по роду занятий не связанных с загрязнением свинца, составляет 80-200 мг.

Органические соединение свинца считаются ещё более токсичными, чем неорганические.

Вследствие глобального загрязнения окружающей среды свинцом он стал вездесущим компонентом любой пищи и кормов. Растительные продукты в целом содержат больше свинца, чем животные.3. Кадмий и ЦинкКадмий, цинк и медь являются наиболее важными металлами при изучении проблемы загрязнений, так они широко распространены в мире и обладают токсичными свойствами. Кадмий и цинк (так же ка свинец и ртуть) обнаружены в основном в сульфидных осадках. В результате атмосферных процессов эти элементы легко попадают в океаны. В почвах содержится приблизительно 4,5х10 –4 %. Растительность содержит различное количество обоих элементов, но содержание цинка в золе растений относительно высоко –0,14;, так как этот элемент играет существенную роль в питании растений.

Около 1 млн. кг кадмия попадает в атмосферу ежегодно в результате деятельности заводов по его выплавке, что составляет около 45 % общего загрязнения этим элементом. 52 % загрязнений попадают в результате сжигания или переработки изделий, содержащих кадмий. Кадмий обладает относительно высокой летучестью, поэтому он легко проникает в атмосферу. Источники загрязнения атмосферы цинком те же, что и кадмием.

Попадание кадмия в природные воды происходит в результате применения его в гальванических процессах и техники. Наиболее серьёзные источники загрязнения воды цинком – заводы по выплавке цинка и гальванические производства.

Потенциальным источником загрязнением кадмием являются удобрения. При этом кадмий внедряется в растения, употребляемые человеком в пищу, и в конце цепочки переходят в организм человека. Кадмий и цинк легко проникают в морскую воду и океан через сеть поверхностных и грунтовых вод.

Кадмий и цинк накапливаются в определённых органах животных (особенно в печени и в почках).

Кадмий намного токсичнее цинка. Он и его соединения относятся к I классу опасности. Он проникает в человеческий организм в течение продолжительного периода. Вдыхание воздуха в течение 8 часов при концентрации кадмия 5 мг/м3 может привести к смерти.

При хроническом отравлении кадмием в моче появляется белок, повышается кровяное давление.

При исследовании присутствия кадмия в продуктах питания было выявлено, что выделения человеческого организма редко содержат столько же кадмия, сколько было поглощено. Единого мирового мнения относительно приемлемого безопасного содержания кадмия в пище сейчас нет.

Одним их эффективных путей предотвращения поступления кадмия и цинка в виде загрязнений состоит в введении контроля за содержанием этих металлов в выбросах плавильных заводов и других промышленных предприятий.Кроме металлов, рассмотренных ранее (ртуть, свинец, кадмий, цинк), имеются и другие токсичные элементы, попадание которых в среду обитания организмов в результате деятельность людей вызывает серьёзное беспокойство.4. Сурьма, Мышьяк и КобальтСурьма присутствует вместе с мышьяком в рудах, содержащих сульфиды металлов. Мировое производство сурьмы составляет около 70 т в год. Сурьма является компонентом сплавов, используется в производстве спичек, в чистом виде применяется в полупроводниках.

Токсическое действие сурьмы подобно мышьяку. Большие количества сурьмы вызывают рвоту, при хроническом отравлении сурьмой наступает расстройство пищеварительного тракта, сопровождаемое рвотой и понижением температуры. Мышьяк в природе присутствует в виде сульфатов. Его содержание в свинцово-цинковых концентратах около 1 %. Вследствие летучести он легко попадает в атмосферу.

Хроническое отравление вызывает нервные заболевания, слабость, онемение конечностей, зуд, потемнение кожи, атрофию костного мозга, изменения печени. Соединения мышьяка являются канцерогенными для человека. Мышьяк и его соединения относятся ко II классу опасности.Кобальт не является широко применяемым. Так, например, его используют в сталелитейной промышленности, в производстве полимеров. При попадании внутрь больших количеств кобальт отрицательно влияет на содержание гемоглобина в крови человека и может вызвать заболевания крови. Предполагают, что кобальт вызывает базедову болезнь. Этот элемент опасен для жизни организмов ввиду его чрезвычайно высокой реакционной способности и относится к I классу опасности.5. Медь и МарганецМедь обнаруживают в сульфидных осадках вместе со свинцом, кадмием и цинком. Она присутствует в небольших количествах в цинковых концентратах и может переноситься на большие расстояния с воздухом и водой. Аномальное содержание меди обнаруживается в растениях с воздухом и водой. Аномальное содержание меди обнаруживается в растениях и почвах на расстоянии более 8 км от плавильного завода. Соли меди относятся ко II классу опасности. Токсические свойства меди изучены гораздо меньше, чем те же свойства других элементов. Поглощение больших количеств меди человеком приводит к болезни Вильсона, при этом избыток меди откладывается в мозговой ткани, коже, печени, поджелудочной железе.Природное содержание марганца в растениях, животных и почвах очень высоко. Основные области производства марганца – производство легированных сталей, сплавов, электрических батарей и других химических источников тока. Присутствие марганца в воздухе сверх нормы (среднесуточная ПКД марганца в атмосфере – воздухе населённых мест – составляет 0,01 мг/м3) вредно влияет на организм человека, что выражается в прогрессирующем разрушении центральной нервной системы. Марганец относится ко II классу опасности.Список использованной литературы1. Владимиров А. М. и др. Охрана окружающей среды. Санкт-Петербург:

Гидрометеоиздат 1991.

2. Болбас М. М. Основы промышленной экологии. Москва: Высшая школа, 1993.

3. Реймерс Н.Ф. Охрана природы и окружающей среды. Словарь-справочник. М.:1992

www.coolreferat.com

Загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами — курсовая работа

1. Рудная Пристань (Приморский край) свинец, цинк, медь, марганец +ванадий, марганец.

2. Белово (Кемеровская область) цинк, свинец, медь, никель.

3. Ревда (Свердловская область) медь, цинк, свинец.

4. Магнитогорск никель, цинк, свинец.

5. Глубокое (Белоруссия) медь, свинец, цинк.

6. Усть-Каменогорск (Казахстан) цинк, медь, никель.

7. Дальнегорск (Приморский край) свинец, цинк.

8. Мончегорск (Мурманская область) никель.

9. Алаверди (Армения) медь, никель, свинец.

10. Константиновка (Украина, Донецкая обл) свинец, ртуть.

Рисунок 4- Схема использования водных ресурсов системой населенных пунктов

В России нет регулярного мониторинга опасных веществ. Есть разовые исследования, по которым не делается никаких выводов и не принимается никаких мер[26].

Стремительно возрастает потребление воды для нужд промышленного и сельскохозяйственного производства (рис.4), которое сопровождается отбором значительных масс воды из рек, озер, других поверхностных и подземных водных объектов, что оказывает существенное влияние на состояние водоемов и природной среды в целом[15].

Наибольшее количество воды потребляется в городах (300-600 л/сут на каждого жителя), значительно меньше — в сельской местности (от 20—30 л/сут на человека в развивающихся странах и до 100-120 л/сут — в развитых). На промышленные, сельскохозяйственные и бытовые нужды в мире сейчас потребляется около 3000 км3 пресной воды в год, из них около 1700 км3 — безвозвратно, а 1300 км3 отработанных сточных и дренажных вод сбрасывается в реки, озера и моря.

Загрязнение вод вызывает нарушение функционирования экосистем, снижает их биопродуктивность. В некоторых случаях вырождаются ценные виды флоры и фауны, причиняется прямой ущерб здоровью человека. По данным нашей СЭС, четверть водопроводов коммунального хозяйства и треть ведомственных подают воду без достаточной очистки, в результате чего водопроводная вода не отвечает гигиеническим требованиям ни по химическим, ни по бактериологическим показателям. Это обусловливает высокий уровень инфекционной и неинфекционной заболеваемости людей. Использование населением некоторых районов стран Средней Азии и Казахстана загрязненной воды - главная причина того, что заболеваемость брюшным тифом превышает средние показатели по СНГ в Таджикистане в 15 раз, в Туркменистане - в 10,в Узбекистане - в 3-4 раза. В этих же регионах высока заболеваемость инфекционным гепатитом, связанная с водным фактором[12].

1.2.1 Источники поступления тяжелых металлов в водные объекты

Тяжелые металлы и их соли — широко распространенные промышленные загрязнители. В водоемы они поступают из естественных источников (горных пород, поверхностных слоев почвы и подземных вод), со сточными водами многих промышленных предприятий и атмосферными осадками, которые загрязняются дымовыми выбросами. Тяжелые металлы как микроэлементы постоянно встречаются в естественных водоемах и органах гидробионтов (см.таблица 1). В зависимости от геохимических условий отмечаются широкие колебания их уровня.

Таблица 1-естественные уровни металлов в природных водах

Естественные уровни металлов в природных водах
Элемент	Содержание металлов (мкг/л)		Элемент
Элемент	в морской воде	в речной воде	Элемент
Ртуть	0,03	0,03 — 2,8	Олово
Кадмий	0,1	0,1 — 1,3	Железо
Медь	3,0	1.0 — 20,0	Марганец
Цинк	10,0	0,1 — 20,0	Мышьяк
Кобальт	0,5	0,1 — 1,0	Алюминий
Хром	0,02	1,0 — 10,0	Никель
Свинец	0,03	1,0 — 23,0	Серебро

Многие металлы образуют довольно прочные комплексы с органикой; эти комплексыявляются одной из важнейших форм миграции элементов в природных водах.Большинство органических комплексов образуются по хелатному циклу и являютсяустойчивыми. Комплексы, образуемые почвенными кислотами с солями железа,алюминия, титана, урана, ванадия, меди, молибдена и других тяжелых металлов,относительно хорошо растворимы в условиях нейтральной, слабокислой ислабощелочной сред. Поэтому металлорганические комплексы способны мигрироватьв природных водах на весьма значительные расстояния. Особенно важно это длямаломинерализованных и в первую очередь поверхностных вод, в которыхобразование других комплексов невозможно[3].

Прежде всего представляют интерес те металлы, которые в наибольшей степенизагрязняют атмосферу ввиду использования их в значительных объемах впроизводственной деятельности и в результате накопления во внешней средепредставляют серьезную опасность с точки зрения их биологической активности итоксических свойств. К ним относят свинец, ртуть, кадмий, цинк, висмут,кобальт, никель, медь, олово, сурьму, ванадий, марганец, хром, молибден имышьяк.

1.2.2 ФОРМЫ СУЩЕСТВОВАНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОДАХ

Важнейшим показателем качества среды обитания является степень чистоты поверхностных вод. Металл-токсикант, попав в водоем или реку, распределяется между компонентами этой водной экосистемы. Однако не всякое количество металла вызывает расстройство данной системы. При оценке способности экосистемы сопротивляться внешнему токсическому воздействию принято говорить о буферной емкости экосистемы. Так, под буферной емкостью пресноводных экосистем по отношению к тяжелым металлам понимают такое количество металла-токсиканта, поступление которого существенно не нарушает естественного характера функционирования всей изучаемой экосистемы. При этом сам металл-токсикант распределяется на следующие составляющие: 1) металл в растворенной форме; 2) сорбированный и аккумулированный фитопланктоном, то есть растительными микроорганизмами; 3) удерживаемый донными отложениями в результате седиментации взвешенных органических и минеральных частиц из водной среды; 4) адсорбированный на поверхности донных отложений непосредственно из водной среды в растворимой форме; 5) находящийся в адсорбированной форме на частицах взвеси[20].

В зависимости от условий среды (pH, окислительно-восстановительный потенциал,наличие лигандов) они существуют в разных степенях окисления и входят всостав разнообразных неорганических и металлорганических соединений, которыемогут быть истинно растворенными, коллоидно-дисперсными или входить в составминеральных и органических взвесей.

Истинно растворенные формы металлов, в свою очередь, весьма разнообразны, чтосвязано с процессами гидролиза, гидролитической полимеризации (образованием полиядерных гидроксокомплексов) и комплексообразования с различными лигандами. Соответственно, как каталитические свойства металлов, так идоступность для водных микроорганизмов зависят от форм существования их водной экосистеме.

Многие металлы образуют довольно прочные комплексы с органикой; эти комплексыявляются одной из важнейших форм миграции элементов в природных водах[14].

Большинство органических комплексов образуются по хелатному циклу и являютсяустойчивыми. Комплексы, образуемые почвенными кислотами с солями железа,алюминия, титана, урана, ванадия, меди, молибдена и других тяжелых металлов,относительно хорошо растворимы в условиях нейтральной, слабокислой ислабощелочной сред. Поэтому металлорганические комплексы способны мигрироватьв природных водах на весьма значительные расстояния. Особенно важно это длямаломинерализованных и в первую очередь поверхностных вод, в которых образование других комплексов невозможно.

Таблица 2- Биогеохимические свойства тяжелых металлов

В — высокая, У — умеренная, Н — низкая

На формы нахождения металлов в водах оказывают влияние гидробионты (например, моллюски). Так, при изучении поведения меди в поверхностных водах наблюдают сезонные колебания ее концентрации: в зимний период они максимальны, а летом вследствие активного роста биомассы снижаются. При осаждении взвешенных органических частиц, которые обладают способностью адсорбировать ионы меди, последние переходят в донные отложения, что и приводит к наблюдаемому эффекту. Следует также отметить, что интенсивность этого процесса зависит от скорости седиментации взвесей, то есть косвенно от таких факторов, как размеры и заряд адсорбирующих ионы меди частиц[11].

Кроме аккумулирования металлов за счет адсорбции и последующей седиментации в поверхностных водах происходят другие процессы, отражающие устойчивость экосистем к токсическому воздействию такого рода загрязнителей. Наиболее важный из них состоит в связывании ионов металлов в водной среде растворенными органическими веществами. При этом общая концентрация токсиканта в воде не меняется. Тем не менее принято считать, что наибольшей токсичностью обладают гидратированные ионы металлов, а связанные в комплексы опасны в меньшей мере либо даже почти безвредны. Специальные исследования показали, что между общей концентрацией металла - токсиканта в природных поверхностных водах и их токсичностью нет однозначной зависимости.

В природных поверхностных водах содержится множество органических веществ, 80% которых составляют высокоокисленные полимеры типа гумусовых веществ, проникающих в воду из почв. Остальная часть органических веществ, растворимых в воде, представляет собой продукты жизнедеятельности организмов (полипептиды, полисахариды, жирные и аминокислоты) или же подобные по химическим свойствам примеси антропогенного происхождения. Все они, конечно, претерпевают различные превращения в водной среде. Но все они в то же время являются своего рода комплексообразующими реагентами, связывающими ионы металлов в комплексы и уменьшающими тем самым токсичность вод.

Различные поверхностные воды по-разному связывают ионы металлов - токсикантов, проявляя при этом различную буферную емкость. Воды южных озер, рек, водоемов, имеющих большой набор природных компонентов (гумусовые вещества, гуминовые кислоты и фульвокислоты ) и их высокую концентрацию, способны к более эффективной природной детоксикации по сравнению с водами водоемов Севера и умеренной полосы. Таким образом, при прочих равных условиях токсичность вод, в которых оказались загрязнители, зависит и от климатических условий природной зоны. Следует отметить, что буферная емкость поверхностных вод по отношению к металлам - токсикантам определяется не только наличием растворенного органического вещества и взвесей, но и аккумулирующей способностью гидробионтов, а также кинетикой поглощения ионов металлов всеми компонентами экосистемы, включая комплексообразование с растворенными органическими веществами. Все это говорит о сложности процессов, протекающих в поверхностных водах при попадании в них металлов-загрязнителей[27].

Интересно отметить, что гуминовые кислоты, эти специфические природные высокомолекулярные соединения, образующиеся при превращении растительных остатков в почвах под влиянием микроорганизмов, способны, видимо, в наибольшей степени связывать ионы тяжелых металлов в прочные комплексы. Так, константы устойчивости соответствующих гуматов (комплексов ионов тяжелых металлов с гуминовыми кислотами) имеют значения в пределах 105-1012 в зависимости от природы металла. Устойчивость гуматов зависит от кислотности водной среды.

Рис 5 – Пути попадания металлов-токсикантов М в водные объекты экосистемы и формы их нахождения [8].

Химико-аналитический аспект проблемы определения форм существования металлов в природных водах хотя и был сформулирован около 20 лет назад, однако лишь с появлением новейших методов анализа эта задача стала доступной для решения. Раньше определяли лишь валовое содержание тяжелого металла в воде и устанавливали распределение между взвешенной и растворенной формами. О качестве вод, загрязненных металлами, судили на основе сопоставления данных по их валовому содержанию с величинами ПДК. Сейчас такая оценка считается неполной и необоснованной, так как биологическое действие металла определяется его состоянием в водах, а это, как правило, комплексы с различными компонентами. Как уже отмечалось выше, в отдельных случаях, например при комплексообразовании с органическими соединениями естественного происхождения, эти комплексы не только малотоксичны, но нередко оказывают стимулирующее действие на развитие гидробионтов, поскольку при этом они становятся биологически доступны организмам[30].

При разработке существующих ПДК процессы комплексообразования не учитывали и оценку влияния неорганических солей тяжелых металлов на живые организмы проводили в чистых водных растворах при отсутствии растворенных органических веществ естественного происхождения. Строго говоря, провести такую оценку сложно, а порой и невозможно.

Итак, токсичность вод при загрязнении их тяжелыми металлами в основном определяется концентрацией либо акваионов металлов, либо простейших комплексов с неорганическими ионами. Присутствие других комплексообразующих веществ, и прежде всего органических, понижает токсичность. Отмеченное выше явление накопления токсикантов в донных отложениях может явиться причиной вторичной токсичности вод. Действительно, даже если источник загрязнения устранен и, как говорят, "вода пошла нормальная", в дальнейшем становится возможна обратная миграция металла из донных отложений в воды. Прогнозирование состояния водных систем должно опираться поэтому на данные анализа всех их составляющих, проводимого через определенные промежутки времени.

Любопытным оказался случай обнаружения залежей киновари (сульфида ртути) в одном из районов Карпат. Для геологов эта находка стала неожиданностью. Оказалось, что в средние века в селениях, расположенных в горах выше по течению реки, систематически применяли препарат ртути для лечения некоторых заболеваний. Шли годы, река собирала этот металл, переносила его вниз по течению и аккумулировала в одной из природных ловушек в виде донных отложений. Дальнейшая его трансформация дала в итоге киноварь.

Из перечня приоритетных металлов-загрязнителей рассмотрим ртуть, свинец и кадмий как представляющие наибольшую опасность для здоровья человека и животных[6].

Ртуть. В окружающей среде соединения ртути с различной степенью окисления металла, то есть Hg(0), Hg(I), Hg(II), могут реагировать между собой. Наибольшую опасность представляют собой органические, прежде всего алкильные, соединения. Самый емкий аккумулятор соединений ртути (до 97%) - поверхностные воды океанов. Около половины всей ртути в природную среду попадает по техногенным причинам[9].

Кислотность среды и ее окислительный потенциал влияют на нахождение в водной среде той или иной формы ртути. Так, в хорошо аэрированных водоемах преобладают соединения Hg(II). Ионы ртути легко связываются в прочные комплексы с различными органическими веществами, находящимися в водах и выступающими в качестве лигандов. Особенно прочные комплексы образуются с серосодержащими соединениями. Ртуть легко адсорбируется на взвешенных частицах вод. При этом так называемый фактор концентрирования достигает порой 105, то есть на этих частицах сконцентрировано ртути в сто тысяч раз больше, чем находится в равновесии в водной среде. Отсюда следует, что судьба металла будет определяться сорбцией взвешенными частицами с последующей седиментацией, то есть по существу будет происходить удаление ртути из водной системы, как это уже было описано на примере образования залежей киновари в регионе Карпат. Следует отметить, что десорбция ртути из донных отложений происходит медленно, поэтому повторное загрязнение поверхностных вод после того, как источник загрязнения установлен и ликвидирован, также имеет заторможенную кинетику.

turboreferat.ru

8.4. Загрязнение тяжелыми металлами

Тяжелые металлы – собирательное название металлов с плотностью более 4,5 г/см3(в некоторых справочниках к ним относят металлы с плотностью более 8 г/см3). Говоря о загрязнении окружающей природной среды тяжелыми металлами, имеют, прежде всего, в виду такие металлы, как хром (Cr), марганец (Mn), железо (Fe), кобальт (Co), никель (Ni), медь (Cu), цинк (Zn), мышьяк (As), молибден (Mo), кадмий (Cd), олово (Sn), сурьма (Sb), ртуть (Hg), свинец (Pb), висмут (Bi). Эти металлы широко используются в промышленности, весьма распространены в быту. Загрязнение тяжелыми металлами представляет серьезную проблему для крупных промышленных городов. Так, концентрация тяжелых металлов в воздухе городов превосходит их концентрацию в воздухе горных районов: для хрома – в 48 раз, для кобальта – в 46 раз, для никеля – в 25 раз, для меди – в 12,7 раза, для бериллия – в 12 раз, для кадмия – в 10 раз, для мышьяка – в 7,5 раза, для ртути – в 5 раз. Тяжелые металлы накапливаются в почвах городов и пригородов, особенно вдоль больших автострад. Из почв они могут попасть в овощи, фрукты и другие продукты питания.

Особую опасность представляют некоторые химические соединения, содержащие тяжелые металлы и растворимые в воде. Попадая в организм, такие соединения взаимодействуют с рядом ферментов и подавляют их активность, что приводит к крайне тяжелым физиологическим и неврологическим последствиям. Подобный переход тяжелых (и не только тяжелых) металлов в биологически активные соединения называется биологической мобилизациейи может стимулироваться, например, кислотными осадками (см. раздел 8.7.2). В таблице 8.2 приведены летальные, токсичные, нормальные и дефицитные дозы тяжелых металлов при попадании их в организм человека (с массой 70 кг) с пищей за сутки. Рассмотрим влияние некоторых из перечисленных тяжелых металлов на организм человека более подробно.

Таблица 8.2

Поступление тяжелых металлов в организм человека с пищей за сутки

Металл	Поступление, мг/сут.
Металл	Летальное	Токсичное	Нормальное	Дефицитное
Cr	3000 – 8000	200	0,01 – 1,2	0,005
Mn	–	–	0,4 – 10	–
Fe	7000 – 35000	200	6 – 40	6
Co	–	500	0,005 – 1,8	0,0002
Ni	–	–	0,3 – 0,5	0,0006
Cu	175 – 250	–	0,5 – 6	0,03
Zn	6000	150 – 600	5 – 40	5
Mo	–	–	0,05 – 0,35	–
Cd	1500 – 9000	3 – 330	0,07 – 0,3	–
Sn	–	2000	0,2 – 3,5	–
Hg	150 – 300	0,4	0,004 – 0,02	–
Pb	10000	–	0,06 – 0,5	–

Свинец.Загрязнение свинцом в основном (до 90 %) обусловлено выбросами при сгорании бензина с примесью свинцовых соединений, существенный вклад вносят и некоторые производства (нефтепродуктов, красок, свинцовых труб и др.). Городская пыль может содержать до 1 % свинца, содержание свинца в дожде и снеге колеблется от 1,6 мкг/л в районах, удаленных от промышленных центров, до 250 – 350 мкг/л в крупных городах.

Весьма значителен для свинца эффект биоконцентрирования, так, в донных водорослях концентрация свинца повышается в 700 раз, в фитопланктоне – в 4000 раз, в зоопланктоне – в 3000 раз, в моллюсках – в 4000 раз.

Соединения свинца поступают в организм человека через кожу, слизистые оболочки, дыхательные пути, пищеварительный тракт. Свинец очень медленно выводится из организма, так, например, для того, чтобы концентрация свинца в костях уменьшилась в два раза, требуется 10 лет.

Интоксикация свинцом сопровождается поражением мозга (энцефалопатия), нарушениями дыхательной функции крови из-за разрушения эритроцитов, развитием импотенции, гипертонией, нарушениями функций пищеварительного тракта вследствие атрофии слизистой оболочки тонкого кишечника и угнетения ряда ферментов. Установлена зависимость между уровнем свинца в волосах школьников и степенью их умственного развития.

Ртуть.Основной источник загрязнения ртутью – сточные воды и другие сбросы промышленных предприятий (например, по производству азотных удобрений). Весьма часто оказываются загрязненными ртутью лабораторные помещения (в том числе и учебные лаборатории), в которых в предыдущие десятилетия весьма широко использовались ртутные термометры, манометры и другие ртутьсодержащие приборы и аппаратура.

Как и свинец, ртуть способна к биоконцетрированию, например, в рыбах, а особенно в устрицах, концентрация ртути может в сотни раз превышать ее концентрацию в окружающей морской воде.

В организм человека соединения ртути попадают при дыхании, с пищей и через кожу. Наиболее опасны органические соединения ртути: метилртуть, этилртуть и др. В организме ртуть циркулирует в крови, соединяясь с белками и частично откладываясь в печени, почках, селезенке, ткани мозга. Ртуть легко проникает через плаценту в плод, а также в грудное молоко. Суточная предельно допустимая доза ртути для взрослого человека составляет 0,05 мг, из которых метилртути должно быть не более 0,03 мг. Для уменьшения содержания ртути в организме в два раза после прекращения ее поступления в организм требуется около 70 дней.

Характерным признаком отравления ртутью является появление по краям десен каймы сине-черного цвета. Интоксикация ртутью получила название "болезни Минамата" по названию залива Минамата и поселка на его берегу в Японии, где в 1956 году было зарегистрировано первое массовое ртутное отравление (погибло около 50 человек и еще 150 человек получили серьезные заболевания). На начальных стадиях отравление ртутью выражается в различных симптомах поражения центральной нервной системы: расстройствах речи, нарушении походки, понижения слуха и зрения. При больших дозах наступают тяжелейшие психические расстройства. В XIX веке даже появилось выражение "сумасшедший как шляпник", поскольку мастера, занятые изготовлением шляп, часто сходили с ума. Впоследствии выяснилось, что эти расстройства случались из-за отравления ртутью, которая широко тогда использовалась в шляпном производстве. При тяжелых отравлениях возможен летальный исход. При интоксикации беременных женщин возможно рождение детей с различными врожденными уродствами.

Кадмий.Кадмий попадает в окружающую среду при добыче и переработке сырья, при сгорании некоторых видов топлива, сжигании городских отходов и др. Установлено, что в организм взрослого жителя Швеции ежесуточно проступает 15 – 20 мкг кадмия, в США этот показатель составляет уже 50 – 60 мкг, а в Японии – 80 мкг.

Как и свинец, и ртуть, кадмий обладает хорошей способностью к биоконцентрированию. Коэффициент концентрирования его водными организмами составляет от нескольких сотен (для рыб) до многих тысяч (для фито- и зоопланктона и моллюсков). В организме человека кадмий накапливается в почках.

Известно, что даже незначительные количества кадмия способны привести к серьезным заболеваниям нервной системы и костных тканей. Заболевание костных тканей ("итай-итай"), вызванное отравлением кадмием, впервые было зарегистрировано в Японии в 1956 году, когда содержащие кадмий сточные воды концерна "Мицуи" попали в оросительную систему рисовых полей. Употребление в пищу отравленного кадмием риса вызвало у людей апатию, боли в различных частях тела, повреждение почек, размягчение костей, было несколько смертельных случаев.

Хром.Токсичность хрома зависит от степени окисления: наиболее токсичен хром (VI). Он вызывает раздражение слизистых оболочек верхних дыхательных путей, а также оказывает сенсибилизирующее действие, поскольку является аллергеном. Хром обладает канцерогенным действием, вызывает поражения печени, почек, сердца, расстройства психики.

Медь.Многие соединения меди весьма токсичны, обладают мутагенными свойствами. При отравлении соединениями меди поражаются печень, легкие, развивается гипертония, возникают различные аллергические реакции, расстройства нервной системы.

studfiles.net

5.2.3.Загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами. Загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами реферат

Реферат - Тяжёлые металлы. Источники поступления в окружающую среду. Действие на организм человека

Загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами — курсовая работа

Загрязнение окружающей среды металлами — реферат

Загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами.

Тяжёлые металлы в окружающей среде

Загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами — курсовая работа

8.4. Загрязнение тяжелыми металлами

Поступление тяжелых металлов в организм человека с пищей за сутки

Смотрите также