chem21.info
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
Тюменская Государственная Сельскохозяйственная Академия
Кафедра «Биотехнологий и ВМ»
Реферат на тему:
«Тяжелые металлы в воде»
Выполнил: Кривенко И. А.
Проверил: Михайлова Л. В.
г. Тюмень 2010
Содержание
Введение………………………………………………………………………3стр.
1. Тяжелые металлы….……………………………………………………..4стр.
2. Тяжелые металлы в воде…………….…………………………………….5стр.
2.1 Источники поступления…………………………………………….5стр.
2.2 Воздействие на гидробионты и человека…………….……………5стр.
3. Свинец…………….……………………………………….………………6стр.
4. Никель…………………………………………………….……………….7стр.
5. Кобальт…………………………………………..……….……………….8стр.
6. Методы обнаружения тяжелых металлов…………..………….………9стр.
7. Методы очистки…………………………………………………………..9стр.
Заключение…………………………………………………………………12стр.
Список литературы………………………………………………………..13стр.
Введение
Термин "тяжелый металл" относится к любому металлическому химическому элементу, который имеет относительно высокую плотность и токсичен или ядовит при низких концентрациях. Тяжелые металлы опасны, потому что они имеют тенденцию к биоаккумулированию. Биоаккумуляция означает увеличение концентрации химического элемента в биологическом организме, через какое-то время, по сравнению с концентрацией этого элемента в окружающей среде. Соединения тяжелых металлов накапливаются в живых существах, и накапливаются быстрее чем разрушаются или преобразуются. Цель моей работы, установить пути поступления тяжелых металлов в воду, рассказать как их предотвратить. Узнать как воздействую тяжелые металлы на гидробионты, и как очистить воду от тяжелых металлов.
1. Тяжелые металлы
Термин тяжелые металлы , характеризующий широкую группу загрязняющих веществ, получил в последнее время значительное распространение. 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 и техногенные циклы. В некоторых случаях под определение тяжелых металлов попадают элементы, относящиеся к хрупким (например, висмут) или металлоидам (например, мышьяк).
В работах, посвященных проблемам загрязнения окружающей природной среды и экологического 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 и биомагнификации. 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 8 г/см3 . Таким образом, к тяжелым металлам относятся Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg .
2. Тяжелые металлы в воде
Ионы металлов являются непременными компонентами природных водоемов. В зависимости от условий среды (pH, окислительно-восстановительный потенциал, наличие лигандов) они существуют в разных степенях окисления и входят в состав разнообразных неорганических и металлорганических соединений, которые могут быть истинно растворенными, коллоидно-дисперсными или входить в состав минеральных и органических взвесей. Истинно растворенные формы металлов, в свою очередь, весьма разнообразны, что связано с процессами гидролиза, гидролитической полимеризации (образованием полиядерных гидроксокомплексов) и комплексообразования с различными лигандами. Соответственно, как каталитические свойства металлов, так и доступность для водных микроорганизмов зависят от форм существования их в водной экосистеме. Многие металлы образуют довольно прочные комплексы с органикой; эти комплексы являются одной из важнейших форм миграции элементов в природных водах. Большинство органических комплексов образуются по хелатному циклу и являются устойчивыми. Комплексы, образуемые почвенными кислотами с солями железа, алюминия, титана, урана, ванадия, меди, молибдена и других тяжелых металлов, относительно хорошо растворимы в условиях нейтральной, слабокислой и слабощелочной сред. Поэтому металлорганические комплексы способны мигрировать в природных водах на весьма значительные расстояния. Особенно важно это для маломинерализованных и в первую очередь поверхностных вод, в которых образование других комплексов невозможно.
Для понимания факторов, которые регулируют концентрацию металла в природных водах, их химическую реакционную способность, биологическую доступность и токсичность, необходимо знать не только валовое содержание, но и долю свободных и связанных форм металла.
Переход металлов в водной среде в металлокомплексную форму имеет три следствия:
1. Может происходить увеличение суммарной концентрации ионов металла за счет перехода его в раствор из донных отложений;
2. Мембранная проницаемость комплексных ионов может существенно отличаться от проницаемости гидратированных ионов;
3. Токсичность металла в результате комплексообразования может сильно измениться.
2.1 Источники поступления
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.таблицу). В зависимости от геохимических условий отмечаются широкие колебания их уровня.
2.2 Воздействие на гидробионты и человека
Считают, что большая часть неорганических соединений металлов поступает в организм гидробионтов с пищей. Например, абсорбция проглоченного свинца не велика – по причине образования нерастворимых форфата Pb3 (PO4 )2 и основного карбоната Pb3 (CO3 )2 (OH)2 . Но свинец также может поступить с воздухом, в результате загрязнения продуктами горения тетраэтилсвинца Pb(C2 H5 )4 , который входит в состав бензина (для повышения октанового числа). Свинец воздействует на нервную систему, печень, пищеварительную систему. Никель не так токсичен как свинец, но он легко абсорбируется в органах дыхания, вызывает острый желудочный дискомфорт. Интоксикация никелем приводит к разрушению сердечной и других тканей. Кобальт известен как необходимый компонент витамина В12 . Не смотря на полезные свойства кобальта, его избыток уменьшает способность щитовидной железы аккумулировать йод.
3. Свинец
Естественными источниками поступления свинца в поверхностные воды являются процессы растворения эндогенных (галенит) и экзогенных (англезит, церуссит и др.) минералов. Значительное повышение содержания свинца в окружающей среде (в т.ч. и в поверхностных водах) связано со сжиганием углей, применением тетраэтилсвинца в качестве антидетонатора в моторном топливе, с выносом в водные объекты со сточными водами рудообогатительных фабрик, некоторых металлургических заводов, химических производств, шахт и т.д. Существенными факторами понижения концентрации свинца в воде является адсорбция его взвешенными веществами и осаждение с ними в донные отложения. В числе других металлов свинец извлекается и накапливается гидробионтами. Свинец находится в природных водах в растворенном и взвешенном (сорбированном) состоянии. В растворенной форме встречается в виде минеральных и органоминеральных комплексов, а также простых ионов, в нерастворимой — главным образом в виде сульфидов, сульфатов и карбонатов. В речных водах концентрация свинца колеблется от десятых долей до единиц микрограммов в 1 дм3 . Даже в воде водных объектов, прилегающих к районам полиметаллических руд, концентрация его редко достигает десятков миллиграммов в 1 дм3 . Лишь в хлоридных термальных водах концентрация свинца иногда достигает нескольких миллиграммов в 1 дм3 . Лимитирующий показатель вредности свинца — санитарно-токсилогический. ПДКв свинца составляет 0.03 мг/дм3 , ПДКвр — 0.1 мг/дм3 Свинец — промышленный яд, способный при неблагоприятных условиях оказаться причиной отравления. В организм человека проникает главным образом через органы дыхания и пищеварения. Удаляется из организма очень медленно, вследствие чего накапливается в костях, печени и почках.
mirznanii.com
Американские токсикологи считают, что свинцовый водопровод стал причиной падения Римской империи. И правда, свинец в воде может стать убийцей для организма, впрочем, как и другие металлы. Что делать, чтобы обезопасить себя?
Свинец
Свинец – токсичный металл. Он откладывается в костях скелета и влияет на центральную и периферическую нервную систему. Это особенно опасно для детей младше 6 лет. Есть данные о том, что свинец способствует развитию новообразований в почках. Помимо этого, свинец угнетает иммунитет.
Ртуть
Ртуть – уникальный металл. Это единственный металл-жидкость, который может испаряться. Существуют микроорганизмы, способные включать ртуть в органические соединения. В природе ртуть бывает в самородном, жидком виде, а также входит в состав минералов. Некоторая часть ртути свободно испаряется из трещин в земной коре. Около половины всей используемой ртути приходится на батарейки, люминесцентные лампы, выключатели и измерительные приборы.
Ртуть и ее соединения нарушают белковый обмен, поражают нервную систему, печень, почки, желудочно-кишечный тракт, при вдыхании – дыхательные пути. Особенно опасны выбросы в воду с образованием метилртути – соединения более опасного, чем сама ртуть. Оно способно накапливаться в организме и вызывать болезнь Минамата. Болезнь так названа по названию озера Минамата в Японии, куда промышленная компания долгое время сливала ртуть. Болезнь была обнаружена в 1956 году. Ее симптомы – нарушение моторики, парестезия в конечностях, ослабление зрения и слуха. В тяжелых случаях – паралич.
Кадмий
В норме кадмий в небольших количествах присутствует в здоровом человеческом организме. Однако он токсичен, и потому его избыток легко становится губительным. Кадмий обладает способностью накапливаться, хроническое отравление приводит к анемии и болезни костей. Растворимые соединения кадмия поражают центральную нервную систему, печень и почки, нарушают фосфорно-кальциевый обмен. Кадмий изменяет на многие гормоны и ферменты, необходимые для нормальной работы организма. Источником кадмиевого загрязнения являются выбросы цветной и черной металлургии, ТЭЦ и угледобычи.
Цинк
В природе цинк существует только в составе полиметаллических руд. В древней Греции был известен сплав цинка с медью – латунь. Цинк – необходимый для нормальной жизнедеятельности элемент. Однако его переизбыток вызывает поражение почек. Есть экспериментальные данные о его токсическом воздействии на кровь и сердце.
Никель
Никель участвует в регуляции обмена ДНК и является необходимым для человека микроэлементом. Недостаток его ведет к нарушению обмена веществ и снижению иммунитета. Но избыток никеля может быть вреден для здоровья. При повышении концентрации никеля в организме могут появиться аллергические реакции в виде кожной сыпи или аллергического насморка. В Германии 15% людей имеет аллергию на никель. Данных по Росси нет. При избытке никеля также возможна анемия, повышенная возбудимость. Поскольку никель влияет на ДНК, а также РНК, при хронической интоксикации появляется риск развития новообразований в легких, на почках, на коже. Никель могут выделять в воду электрические чайники с открытым нагревательным элементом.
Хром
Ученые Национальных институтов здравоохранения США получили данные о том, что содержащийся в питьевой воде хром может вызвать рак. Были проведены лабораторные опыты над животными. Выяснилось, что, хром, который содержится в питьевой воде, может вызвать рак. Такие данные были получены в ходе лабораторных наблюдений за животными, получавшими воду с высоким содержанием хрома. У крыс появлялись злокачественные опухоли полости рта, у мышей – рак тонкой кишки. Ученые считают, что хром 6 (шестивалентный) может вызвать у людей рак легкого.
Железо
Железо – важный микроэлемент, участвующий в кроветворении и внутриклеточном обмене. Железо почти всегда встречается в природной воде, как на поверхности, так и во взятой из скважины. Больше всего железа в болотных водах. В систему водоснабжения железо попадает из-за коррозии труб. Норма содержания железа в воде – не больше 0,3 мг/л. Высокое содержание железа в воде неблагоприятно для кожи. При умывании жесткой водой на коже образуется пленка нерастворимой кальциевой соли, вызывающей раздражение. Избыток железа может изменять состав крови, вызывать аллергические реакции, железо накапливается в поджелудочной железе, почках, миокарде, иногда в щитовидной железе, мышцах и эпителии языка.
Медь
Медь и ее соединения часто обнаруживаются в природных водах. Медь необходима для высших растений, для животных и для человека, поэтому недостаток меди нежелателен, однако в питьевой воде не должно содержаться больше меди, чем 1-1,5 мг/л. Повышение концентрации меди в питьевой воде вызывает поражение слизистых оболочек почек и печени.
Молибден
Молибден входит в состав человеческого организма. Но избыток его в питьевой воде может стать причиной ослабления иммунитета, изменений функций костного мозга, тимуса и селезенки. А при наличии сопутствующего недостатка в организме кальция избыток молибдена ведет к подагре (ревматическое заболевание суставов, связанное с отложением солей, может сопровождаться опуханием и деформацией суставов).
Марганец
Марганец хорошо знаком нам всем в виде марганцовки, как называют в быту перманганат калия, обладающей антисептическими свойствами. Марганец – необходимый микроэлемент, участвует в образовании костей, в кроветворении и тканевом дыхании, в жировом и углеводном обмене, поддерживает репродуктивные функции. При недостатке марганца наблюдается рвота, изменение цвета волос, замедляется сращивание костей при переломах.
В России допустимое содержание марганца в водопроводной питьевой воде – 0,1 мг/л. Это больше, чем в Европе, но в пять раз меньше, чем в Америке. При повышении содержания марганца возможно развитие анемии, нарушение функционального состояния центральной нервной системы.
www.zdorovieinfo.ru
Древние китайские учения о стихиях определяют гендерную совместимость Металл Вода: В этих отношениях часто проскакивают искры взаимной ревности, и они могут взорваться, если вы не будете уделять должного внимания изменчивым чувствам партнера.
Хотя и металл, и вода инстинктивно ощущают направление своего жизненного пути, они делают это совершенно различными способами. Вода романтична и чувствительна к каждой перемене настроения, а металл прекрасно разбирается в обстановке на интуитивном уровне. Но металл предпочитает управлять движением потока, в то время как вода движется вместе с течением. Чувствуете разницу?
Вода для металла, возможно, является наилучшим партнером в сексуальных приключениях и путешествиях в неведомое. Металл должен "включаться" в работу и остро ощущать каждую секунду интимной близости. В эмоциональном отношении он может показаться холодным, но вода улавливает его заветные желания и выводит их на поверхность.
Вообще-то людей воды нельзя назвать глубоководными ныряльщиками: их легкие и эфемерные качества больше сродни русалкам и водяным, которые живут в воде, однако без труда могут дышать разреженным воздухом.
Изменчивые потребности воды, особенно в постели, могут вступать в противоречие с ревностным, порывистым характером металла. Однако именно эта восхитительная непоследовательность в проявлении сексуальных чувств становится для него непреодолимым соблазном.
Совместимость Металл Вода. Для гармонии интимной жизни
Ночное время и темнота — вот самая эротическая атмосфера для этой пары. Убедитесь в том, что кровать и мебель в спальне не имеют острых углов, нарушающих свободное движение потока ци. Пользуйтесь приглушенными оттенками — фисташковым, перечной мяты и цветками миндаля, шалфейно-зеленым или невероятной васильковой голубизной.
В постели вам нужны текучие ткани, вуали и шелка, а на подоконнике — растения, которые устремлены вверх, а не стелются по земле. Идеально подходят сильные линии высоких кактусов или быстро растущих каучуконосов. Энергия растений помогает вам сосредоточиваться на развитии своей сексуальности вместо статичных видений и фантазий. Стелющиеся растения понижают уровень вашей энергии: они беспокоят нервную и чувствительную воду и оказывают угнетающее воздействие на металл.
Поиграйте в женщину-вамп и мужчину-самца. Носите экзотическое нижнее белье или эротическую одежду — все, что угодно, чтобы снять напряжение и смягчить изменчивость настроений в этой необычной связи. Следите за тем, чтобы металл спал слева, а вода — справа.
Вода может забыться глубоким сном, прежде чем металл решит, что пора приступить к новому раунду любовной игры. Не забывайте, металл очень сексуален. Эта связь может привести к непредсказуемому поведению как в постели, так и за ее пределами, так что сделайте ее более скрытной и таинственной. Занимайтесь любовью в необычных местах, и вы вскоре обнаружите, что у вас появляются самые невероятные идеи — ведь вода отличается умом и проницательностью, а металл очень изобретателен.
Иногда бывает необходимо возместить недостаток элементов дерева и земли простыми вещами вроде окаменелостей, деревянных статуэток или керамических кувшинов. Отличной находкой для этой пары будет покрывало из ткани с "ломаным" узором, который, как считалось в древнем Китае, способствует проявлению сексуальности у мужчин.
И, наконец, положите плитку азурита рядом с кроватью, чтобы избавиться от старых воспоминаний, которые омрачают вашу душу или тяготят сердце.
www.astromeridian.ru
