додати матеріал


приховати рекламу

Тяж круглі метали Джерела надходження у навколишнє середовище Дія на організм людини

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

Білоруський державний університет
ФАКУЛЬТЕТ ФІЛОСОФСЬКИХ І СОЦІАЛЬНИХ НАУК
 
 

 

РЕФЕРАТ
з дисципліни: "Екологія"
на тему:
«Важкі метали. Джерела надходження
в навколишнє середовище. Дія на організм людини ».

Житкевич І.М., студентки
1 курсу заочного навчання ФФСН


Перевірив: Румянцев І.Ю.



Мінськ, 2001

ВСТУП
Одним з найсильніших за дією і найбільш поширеним хімічним забрудненням є забруднення важкими металами.
До важких металів ставляться більше 40 хімічних елементів періодичної системи Д.І. Менделєєва, маса атомів яких становить понад 50 атомних одиниць.
Ця група елементів бере активну участь у біологічних процесах, входячи до складу багатьох ферментів. Група "важких металів" багато в чому збігається з поняттям "мікроелементи". Звідси свинець, цинк, кадмій, ртуть, молібден, хром, марганець, нікель, олово, кобальт, титан, мідь, ванадій є важкими металами.
Джерела надходження важких металів поділяються на природні (вивітрювання гірських порід та мінералів, ерозійні процеси, вулканічна діяльність) і техногенні (видобуток і переробка корисних копалин, спалювання палива, рух транспорту, діяльність сільського господарства). Частина техногенних викидів, які надходять у природне середовище у вигляді тонких аерозолів, переноситься на значні відстані і викликає глобальне забруднення.
Інша частина надходить в безстічні водойми, де важкі метали накопичуються і стають джерелом вторинного забруднення, тобто утворення небезпечних забруднень у ході фізико-хімічних процесів, що йдуть безпосередньо в середовищі (наприклад, освіта з нетоксичних речовин отруйного газу фосгену).
Важкі метали накопичуються в грунті, особливо у верхніх гумусових горизонтах, і повільно видаляються при вилуговуванні, споживанні рослинами, ерозії і дефляції - видуванні грунтів.
Період напіввидалення або видалення половини від початкової концентрації становить тривалий час: для цинку - від 70 до 510 років, для кадмію - від 13 до 110 років, для міді - від 310 до 1500 років і для свинцю - від 740 до 5900 років.
У гумусової частини грунту відбувається первинна трансформація потрапили в неї сполук.
Важкі метали володіють високою здатністю до різноманітних хімічних, фізико-хімічних і біологічних реакцій. Багато з них мають змінну валентність і беруть участь в окисно-відновних процесах. Важкі метали та їх сполуки, як і інші хімічні сполуки, здатні переміщатися і перерозподілятися в середовищах життя, тобто мігрувати.
Міграція сполук важких металів відбувається в значній мірі у вигляді органо-мінеральної складової. Частина органічних сполук, з якими зв'язуються метали, представлена ​​продуктами мікробіологічної діяльності. Ртуть характеризується здатністю акумулюватися в ланках "харчового ланцюга" (про це йшла мова раніше). Мікроорганізми грунту можуть давати стійкі до ртуті популяції, які перетворюють металеву ртуть в токсичні для вищих організмів речовини. Деякі водорості, гриби і бактерії здатні акумулювати ртуть у клітинах.
Ртуть, свинець, кадмій входять до загального переліку найбільш важливих забруднюючих речовин навколишнього середовища, узгоджений країнами, що входять в ООН. Зупинимося докладніше на цих речовинах.

§ 1. РТУТЬ.
Крім свинцю найбільш повно порівняно з іншими мікроелементами вивчена ртуть.
Ртуть вкрай слабко поширена в земній корі (-0,1 х 10 -4%), проте зручна для видобутку, оскільки концентрується в сульфідних залишках, наприклад, у вигляді кіноварі (НgS). У цьому виді ртуть відносно нешкідлива, але атмосферні процеси, вулканічна і людська діяльність призвели до того, що в світовому океані накопичилося близько 50 млн. т цього металу. Природний винос ртуті в океан у результаті ерозії 5000 т / рік, ще 5000 т / рік ртуті виноситься в результаті людської діяльності.
Спочатку ртуть потрапляє в океан у вигляді Нg 2 +, потім вона взаємодіє з органічними речовинами і з допомогою анаеробних організмів переходить у токсичні речовини метилртуть (СН 3 Н g) + і діметілртуті (СН 3-Нg-СН 3),
Ртуть присутня не тільки в гідросфері, але і в атмосфері, тому що має відносно високий тиск парів. Природний вміст ртуті становить ~ 0,003-0,009 мкг / м 3.
Ртуть характеризується малим часом перебування у воді і швидко переходить у відкладення у вигляді сполук з органічними речовинами, які перебувають в них. Оскільки ртуть адсорбується відкладеннями, вона може повільно звільнятися і розчинятися у воді, що призводить до утворення джерела хронічного забруднення, чинного тривалий час після того, як зникне первинне джерело забруднення.
Світове виробництво ртуті в даний час складає більше 10000 т на рік, більша частина цієї кількості використовується у виробництві хлору. Ртуть проникає в повітря в результаті спалювання викопного палива. Аналіз льоду Гренландського крижаного купола показав, що, починаючи з 800 р. н.е. до 1950-х рр.., вміст ртуті залишалося постійним, але вже з 50-х рр.. нашого століття кількість ртуті подвоїлася. На рис.23 представлені шляхи циклової міграції ртуті.

Людина

Велика риба

Дрібна риба

Планктон

Тварини, що використовуються в
їжу

Повітря

Вода

Промисло-ть

Рослини

Земна кора

Рис. 23



Ртуть та її сполуки небезпечні для життя. Метилртуть особливо небезпечна для тварин і людини, тому що вона швидко переходить з крові в мозкову тканину, руйнуючи мозочок і кору головного мозку. Клінічні симптоми такої поразки - заціпеніння, втрата орієнтації в просторі, втрата зору. Симптоми ртутного отруєння проявляються не відразу. Іншим неприємним наслідком отруєння метилртуттю є проникнення ртуті у плаценту і накопичення її в плоді, причому мати не відчуває при цьому хворобливих відчуттів. Метилртуть надає тератогенну дію на людину. Ртуть відноситься до I класу небезпеки.
Металева ртуть небезпечна, якщо її проковтнути і вдихати її пари. При цьому у людини з'являється металевий смак у роті, нудота, блювота, кольки в животі, зуби чорніють і починають кришитися. Пролита ртуть розлітається на крапельки і, якщо це сталося, ртуть повинна бути ретельно зібрана.
Неорганічні сполуки ртуті практично нелеткі, тому небезпека представляє влучення ртуті всередину організму через рот і шкіру. Солі ртуті роз'їдають шкіру і слизові оболонки тіла. Попадання солей ртуті всередину організму викликає запалення зіву, утруднене ковтання, заціпеніння, блювоту, болі в животі.
У дорослої людини при попаданні всередину близько 350 міліграмів ртуті може наступити смерть.
Забруднення ртуттю може бути зменшено в результаті заборони виробництва і застосування ряду продуктів. Немає сумніву, що забруднення ртуттю завжди буде гострою проблемою. Але з введенням суворого контролю за відходами виробництва, що містять ртуть, а також за харчовими продуктами можна зменшити небезпеку отруєння ртуттю.
 
 
§ 2. СВИНЕЦЬ.
Вміст свинцю в магматичних породах дозволяє віднести його до категорії рідкісних металів. Він концентрується в сульфідних породах, які зустрічаються в багатьох місцях у світі. Свинець легко виділити шляхом виплавки з руди. У природному стані він виявляється в основному у вигляді галеніту (РbS).
Свинець, що міститься в земній корі, може вимиватися під впливом атмосферних процесів, переходячи поступово в океани. Іони Рb 2 + досить нестабільні, і вміст свинцю в іонній формі складає всього 10 -8%. Проте він накопичується в океанських опадах у вигляді сульфітів або сульфатів. У прісній воді вміст свинцю набагато вищою і може досягати 2 х 10 -6%, а в грунті приблизно така ж кількість, що і в земній корі (1,5 х 10 -3%) через нестабільності цього елемента в геохімічному циклі.
Свинцеві руди містять 2-20% свинцю. Концентрат, отримуваний флотаційним способом, містить 60-80% Рb. Його нагрівають для видалення сірки і виплавляють свинець. Такі первинні процеси великомасштабним. Якщо ж для отримання свинцю використовують відходи, процеси виплавки називають вторинними. Щорічне світове споживання свинцю становить більше 3 млн. т, з них 40% використовують для виробництва акумуляторних батарей, 20%-для виробництва алкіла свинцю - присадки до бензину, 12% застосовують у будівництві, 28% для інших цілей.
Щорічно у світі в результаті впливу атмосферних процесів мігрує близько 180 тис. т свинцю. При видобутку і переробки свинцевих руд втрачається більше 20% свинцю. Навіть на цих стадіях виділення свинцю в середовище проживання одно його кількості, потрапляє в навколишнє середовище в результаті впливу на магматичні породи атмосферних процесів.
Найбільш серйозним джерелом забруднення середовища проживання організмів свинцем є вихлопи автомобільних двигунів. Антидетонатор тетраметил - або тетраетілсвінеп - додають до більшості бензинів, починаючи з 1923 р., в кількості близько 80 мг / л. При русі автомобіля від 25 до 75% цього свинцю в залежності від умов руху викидається в атмосферу. Основна його маса осідає на землю, а й у повітрі залишається помітна її частину.
Свинцева пил не тільки покриває узбіччя шосейних доріг і грунт всередині і навколо промислових міст, вона знайдена і в льоду Північної Гренландії, причому в 1756 р. зміст свинцю в льоду становила 20 мкг / т, в 1860 р. вже 50 мкг / т, а в 1965 р. - 210 мкг / т.
Активними джерелами забруднення свинцем є електростанції та побутові печі, що працюють на вугіллі.
Джерелами забруднення свинцем у побуті можуть бути глиняний посуд, покрита глазур'ю; свинець, що міститься в фарбуючих пігментах.
Свинець не є життєво необхідним елементом. Він токсичний і відноситься до I класу небезпеки. Неорганічні його сполуки порушують обмін речовин і є інгібіторами ферментів (подібно до більшості важких металів). Одним з найбільш підступних наслідків дії неорганічних сполук свинцю вважається його здатність замінювати кальцій в кістках і бути постійним джерелом отруєння протягом тривалого часу. Біологічний період напіврозпаду свинцю в кістках - близько 10 років. Кількість свинцю, накопиченого в кістках, з віком збільшується, і в 30-40 років в осіб, які за родом занять не пов'язаних із забрудненням свинцю, становить 80-200 мг.
Органічні з'єднання свинцю вважаються ще більш токсичними, ніж неорганічні.
Головним джерелом, з якого свинець потрапляє в організм людини, є їжа, поряд з цим важливу роль відіграє вдихаємо повітря, а у дітей - і заковтується ними свинецсодержащих пил і фарби. Вдихувана пил приблизно на 30-35% затримується в легенях, значна частка її всмоктується потоком крові. Всмоктування в шлунково-кишковому тракті складають у цілому 5-10%, у дітей - 50%. Дефіцит кальцію та вітаміну Д посилює всмоктування свинцю.
Гострі свинцеві отруєння зустрічаються рідко. Їх симптоми - слинотеча, блювота, кишкові кольки, гостра форма відмови нирок, ураження мозку. У важких випадках - смерть через кілька днів.
Ранні симптоми отруєння свинцем проявляються у вигляді підвищеної збудливості, депресії і дратівливості. При отруєнні органічними сполуками свинцю його підвищений вміст виявляють у крові.
Внаслідок глобального забруднення навколишнього середовища свинцем він став всюдисущим компонентом будь-якої їжі та кормів. Рослинні продукти в цілому містять більше свинцю, ніж тварини.
§ 3. Камдем і ЦИНК.
Камдем, цинк і мідь є найбільш важливими металами при вивченні проблеми забруднень, так вони широко поширені в світі і мають токсичні властивості. Камден і цинк (так само ка свинець і ртуть) виявлені в основному в сульфідних опадах. У результаті атмосферних процесів ці елементи легко потрапляють в океани. У грунтах міститься приблизно 4,5 х10 -4%. Рослинність містить різну кількість обох елементів, але вміст цинку в золі рослин щодо високо -0,14;, тому що цей елемент відіграє істотну роль у харчуванні рослин.
Близько 1 млн. кг Камден потрапляє в атмосферу щорічно в результаті діяльності заводів за його виплавці, що становить близько 45% загального забруднення цим елементом. 52% забруднень потрапляють в результаті спалювання або переробки виробів, що містять Камден. Камден має відносно високу леткість, тому він легко проникає в атмосферу. Джерела забруднення атмосфери цинком ті ж, що і Камдем.
Попадання Камден у природні води відбувається в результаті застосування його в гальванічних процесах і техніки. Найбільш серйозні джерела забруднення води цинком - заводи по виплавці цинку і гальванічні виробництва.
Потенційним джерелом забрудненням Камдем є добрива. При цьому Камден впроваджується в рослини, вживаються людиною в їжу, і в кінці ланцюжка переходять в організм людини. Камден і цинк легко проникають в морську воду і океан через мережу поверхневих і грунтових вод.
Камден і цинк накопичуються в певних органах тварин (особливо в печінці та в нирках).
Цинк найменш токсичний з усіх перерахованих вище важких металів. Тим не менше всі елементи стають токсичними, якщо трапляються в надлишку; цинк не є винятком. Фізіологічний вплив цинку полягає в дії його як активатора ферментів. У великих кількостях він викликає блювоту, ця доза становить приблизно 150 мг для дорослої людини.
Камден набагато більш токсична цинку. Він і його сполуки відносяться до I класу небезпеки. Він проникає в людський організм протягом тривалого періоду. Вдихання повітря протягом 8 годин при концентрації Камден 5 мг / м 3 може призвести до смерті.
При хронічному отруєнні Камдем в сечі з'являється білок, підвищується кров'яний тиск.
При дослідженні присутності Камден в продуктах харчування було виявлено, що виділення людського організму рідко містять стільки ж Камдем, скільки було поглинено. Єдиного світового думки щодо прийнятного безпечного утримання Камден в їжі зараз немає.
Одним їх ефективних шляхів запобігання надходження Камден і цинку у вигляді забруднень полягає в запровадженні контролю за вмістом цих металів у викидах плавильних заводів і інших промислових підприємств.
Крім металів, розглянутих раніше (ртуть, свинець, Камдем, цинк), є й інші токсичні елементи, попадання яких в середовище проживання організмів у результаті діяльність людей викликає серйозне занепокоєння.
§ 4. Сурма, миш'як, КОБАЛЬТ.
 
Сурма присутня разом з миш'яком в рудах, що містять сульфіди металів. Світове виробництво сурми становить близько 70 т на рік. Сурма є компонентом сплавів, використовується у виробництві сірників, в чистому вигляді застосовується в напівпровідниках.
Токсична дія сурми подібно миш'яку. Великі кількості сурми викликають блювоту, при хронічному отруєнні сурмою настає розлад травного тракту, що супроводжується блювотою і пониженням температури.
 
Миш'як у природі присутня у вигляді сульфатів. Його вміст у свинцево-цинкових концентратах близько 1%. Внаслідок летючості він легко потрапляє в атмосферу.
Найсильнішими джерелами забруднення цим металом є гербіциди (хімічні речовини для боротьби з бур'янами рослинами), фунгіциди (речовини для боротьби з грибними хворобами рослин) та інсектициди (речовини для боротьби з шкідливими комахами).
За токсичним властивостям миш'як відноситься до накопичується отрут. За ступенем токсичності слід розрізняти елементарний миш'як та його сполуки. Елементарний миш'як порівняно мало отруйний, але має тератогенних властивостями. Шкідливий вплив на спадковий матеріал (мутагенність) заперечується.
Сполуки миш'яку повільно поглинаються через шкіру, швидко всмоктуються через легені та шлунково-кишковий тракт. Смертельна доза для людини - 0,15-0,3 м.
Хронічне отруєння викликає нервові захворювання, слабкість, оніміння кінцівок, свербіж, потемніння шкіри, атрофію кісткового мозку, зміни печінки. Сполуки миш'яку є канцерогенними для людини. Миш'як і його сполуки відносяться до II класу небезпеки.
Кобальт не є широко застосовуваним. Так, наприклад, його використовують в сталеливарній промисловості, у виробництві полімерів. При попаданні всередину великих кількостей кобальт негативно впливає на вміст гемоглобіну в крові людини і може викликати захворювання крові. Припускають, що кобальт викликає базедову хвороба. Цей елемент небезпечний для життя організмів через його надзвичайно високої реакційної здатності і відноситься до I класу небезпеки.
 

§ 5. МІДЬ І МАРГАНЕЦЬ.
Мідь виявляють у сульфідних опадах разом зі свинцем, Камдем і цинком. Вона присутня у невеликих кількостях у цинкових концентратах і може переноситися на великі відстані з повітрям і водою. Аномальний вміст міді виявляється в рослинах з повітрям і водою. Аномальний вміст міді виявляється в рослинах і грунтах на відстані більше 8 км від плавильного заводу. Солі міді ставляться до II класу небезпеки. Токсичні властивості міді вивчені набагато менше, ніж ті ж властивості інших елементів. Поглинання великих кількостей міді людиною призводить до хвороби Вільсона, при цьому надлишок міді відкладається в мозковій тканині, шкірі, печінці, підшлунковій залозі.
 
Природний вміст марганцю в рослинах, тварин і грунтах дуже високо. Основні галузі виробництва марганцю - виробництво легованих сталей, сплавів, електричних батарей та інших хімічних джерел струму. Присутність марганцю в повітрі понад норму (середньодобова ПКД марганцю в атмосфері - повітрі населених місць - становить 0,01 мг / м 3) шкідливо впливає на організм людини, що виражається в прогресуючому руйнуванні центральної нервової системи. Марганець відноситься до II класу небезпеки.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Екологія та охорона природи | Реферат | 39.2кб. | скачати

Схожі роботи:
Дія вулканічного пилу на навколишнє середовище Республіки Білорусь
Навколишнє середовище та середовище життєдіяльності людини
Навколишнє середовище людини
Дія електромагнитного поля на організм людини
Дія іонізуючого випромінення на організм людини
Здоров я людини та навколишнє середовище
Навколишнє середовище і здоров`я людини
Дія електромагнітних полів та випромінювань на організм людини
Дія на організм людини розчинників наркотичного типу Ко
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru