Тяжелые металлы 
Наиболее распространены в природных водах соединения никеля, в которых он
находится в степени окисления +2. Соединения Ni3+ образуются обычно в
щелочной среде.
Соединения никеля играют важную роль в кроветворных процессах, являясь
катализаторами. Повышенное его содержание оказывает специфическое действие
на сердечно-сосудистую систему. Никель принадлежит к числу канцерогенных
элементов. Он способен вызывать респираторные заболевания. Считается, что
свободные ионы никеля (Ni2+) примерно в 2 раза более токсичны, чем его
комплексные соединения.
В речных незагрязненных и слабозагрязненных водах концентрация никеля
колеблется обычно от 0.8 до 10 мкг/дм3; в загрязненных она составляет
несколько десятков микрограммов в 1 дм3. Средняя концентрация никеля в
морской воде 2 мкг/дм3, в подземных водах - n.103 мкг/дм3. В подземных
водах, омывающих никельсодержащие горные породы, концентрация никеля иногда
возрастает до 20 мг/дм3.
Содержание никеля в водных объектах лимитируется: ПДКв составляет 0.1
мг/дм3 (лимитирующий признак вредности — общесанитарный), ПДКвр — 0.01
мг/дм3 (лимитирующий признак вредности — токсикологический).
Никель поступает в атмосферу от предприятий цветной металлургии, на долю
которых приходится 97% всех выбросов никеля, из них 89% на долю предприятий
концерна “Норильский никель”, расположенных в Заполярном и Никеле,
Мончегорске и Норильске.
Повышенное содержание никеля в окружающей среде приводит к появлению
эндемических заболеваний, бронхиального рака. Соединения никеля относят к 1
группе канцерогенов.
На карте видно несколько точек с высокими средними концентрациями никеля в
местах расположения концерна Норильский никель: Апатиты, Кандалакша,
Мончегорск, Оленегорск.
Выбросы никеля от промышленных предприятий снизились на 28%, средние
концентрации – на 35%.
Выбросы М (тыс.т/год) и среднегодовые концентрации q (мкг/м3) никеля.
Олово
В природные воды поступает в результате процессов выщелачивания
оловосодержащих минералов (касситерит, станнин), а также со сточными водами
различных производств (крашение тканей, синтез органических красок,
производство сплавов с добавкой олова и др.).
Токсическое действие олова невелико.
В незагрязненных поверхностных водах олово содержится в
субмикрограммовых концентрациях. В подземных водах его концентрация
достигает единиц микрограммов в 1 дм3. ПДКв составляет 2 мг/дм3.
Ртуть
В поверхностные воды соединения ртути могут поступать в результате
выщелачивания пород в районе ртутных месторождений (киноварь,
метациннабарит, ливингстонит), в процессе разложения водных организмов,
накапливающих ртуть. Значительные количества поступают в водные объекты со
сточными водами предприятий, производящих красители, пестициды,
фармацевтические препараты, некоторые взрывчатые вещества. Тепловые
электростанции, работающие на угле, выбрасывают в атмосферу значительные
количества соединений ртути, которые в результате мокрых и сухих выпадений
попадают в водные объекты.
Понижение концентрации растворенных соединений ртути происходит в
результате извлечения их многими морскими и пресноводными организмами,
обладающими способностью накапливать ее в концентрациях, во много раз
превышающих содержание ее в воде, а также процессов адсорбции взвешенными
веществами и донными отложениями.
В поверхностных водах соединения ртути находятся в растворенном и
взвешенном состоянии. Соотношение между ними зависит от химического состава
воды и значений рН. Взвешенная ртуть представляет собой сорбированые
соединения ртути. Растворенными формами являются недиссоциированные
молекулы, комплексные органические и минеральные соединения. В воде водных
объектов ртуть может находиться в виде метилртутных соединений.
Содержание ртути в речных незагрязненных, слабозагрязненных водах
составляет несколько десятых долей микрограмма в 1 дм3, средняя
концентрация в морской воде 0.03 мкг/дм3, в подземных водах 1-3 мкг/дм3.
Соединения ртути высоко токсичны, они поражают нервную систему
человека, вызывают изменения со стороны слизистой оболочки, нарушение
двигательной функции и секреции желудочно-кишечного тракта, изменения в
крови и др. Бактериальные процессы метилирования направлены на образование
метилртутных соединений, которые во много раз токсичнее минеральных солей
ртути. Метилртутные соединения накапливаются в рыбе и могут попадать в
организм человека.
ПДКв ртути составляет 0.0005 мг/дм3 (лимитирующий признак вредности —
санитарно-токсикологический), ПДКвр 0.0001 мг/дм3.
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 содержится в выбросах предприятиями металлургии, металлообработки,
электротехники, нефтехимии и автотранспорта.
Влияние свинца на здоровье происходит при вдыхании воздуха, содержащего
свинец, и поступлении свинца с пищей, водой, на пылевых частицах. Свинец
накапливается в теле, в костях и поверхностных тканях. Свинец влияет на
почки, печень, нервную систему и органы кровообразования. Пожилые и дети
особенно чувствительны даже к низким дозам свинца.
Выбросы М (тыс.т/год) и среднегодовые концентрации q (мкг/м3) свинца.
За семь лет выбросы свинца от промышленных источников снизились на 60%
вследствие сокращения производства и закрытия многих предприятий. Резкое
снижение промышленных выбросов не сопровождается снижением выбросов
автотранспорта. Средние концентрации свинца снизились только на 41%.
Различие в степени снижения выбросов и концентраций свинца можно объяснить
неполным учетом выбросов от автомобилей в предыдущие годы; в настоящее
время увеличилось количество автомобилей и интенсивность их движения.
Свинцовая интоксикация
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 окресности 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 России 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.
Вследствие чрезвычайно неудовлетворительной просветительной работы по
разъяснению населению степени опасности воздействия тяжелых металлов на
организм человека, в России не снижается, а постепенно увеличивается
численность контингентов, имеющих профессиональный контакт со свинцом.
Случаи хронической свинцовой интоксикации зафиксированы в 14 отраслях
промышленности России. 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. И здесь есть свои лидеры. На
территории Свердловской области находятся 3 самых крупных источника
выбросов свинца в стране: в городах Красноуральск, Кировград и Ревда.
Дымовые трубы Красноуральского медеплавильного завода, построенного еще
в годы сталинской индустриализации и использующего оборудование 1932 года,
ежегодно извергают на 34-тысячный город 150 -170 тонн свинца, покрывая все
и вся свинцовой пылью.
Концентрация свинца в почве Красноуральска варьируется от 42,9 до 790,8
мг/кг при предельно допустимой концентрации (ПДК)= 130 мк/кг. Пробы воды в
водопроводе соседнего пос. Октябрьский, питаемого подземным водоисточником,
фиксировали превышение ПДК до двух раз.
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. Проведенное тестирование 165
красноуральских детей от 4 лет выявило существенную задержку психического
развития у 75,7%, а у 6,8% обследованных детей обнаружена умственная
отсталость, включая олигофрению.
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.
Белая книга, опубликованная российскими специалистами, сообщает, что
свинцовое загрязнение покрывает всю страну и является одним из
многочисленных экологических бедствий в бывшем Советском Союзе, которые
стали известны в последние годы. Большая часть территории России испытывает
нагрузку от выпадения свинца, превышающую критическую для нормального
функционирования экосистемы. В десятках городов отмечается превышение
концентраций свинца в воздухе и почве выше величин, соответствующих ПДК.
Наибольший уровень загрязнения воздуха свинцом, превышающий ПДК,
отмечался в городах Комсомольск-на-Амуре, Тобольск, Тюмень, Карабаш,
Владимир, Владивосток.
Максимальные нагрузки выпадения свинца, ведущие к деградации наземных
экосистем, наблюдаются в Московской, Владимирской, Нижегородской,
Рязанской, Тульской, Ростовской, Ленинградской областях.
Стационарные источники ответственны за сброс более 50 тонн свинца в
виде различных соединений в водные объекты. При этом 7 аккумуляторных
заводов сбрасывают ежегодно 35 тонн свинца через канализационную систему.
Анализ распределения сбросов свинца в водные объекты на территории России
показывает, что по этому виду нагрузки лидируют Ленинградская, Ярославская,
Пермская, Самарская, Пензенская и Орловская области.
В стране необходимы срочные меры по снижению свинцового загрязнения,
однако пока экономический кризис России затмевает экологические проблемы. В
затянувшейся промышленной депрессии Россия испытывает недостаток средств
для ликвидации прежних загрязнений, но если экономика начнет
восстанавливаться, а заводы вернутся к работе, загрязнение может только
усилиться.
Тетраэтилсвинец
Поступает в природные воды в связи с использованием в качестве
антидетонатора в моторном топливе водных транспортных средств, а также с
поверхностным стоком с городских территорий.
Данное вещество характеризуется высокой токсичностью, обладает
кумулятивными свойствами.
Содержание тетраэтилсвинца в воде водоемов хозяйственно-питьевого,
культурно-бытового и рыбохозяйственного назначения не допускается (ПДК —
полное отсутствие).
Серебро
Источниками поступления серебра в поверхностные воды служат подземные
воды и сточные воды рудников, обогатительных фабрик, фотопредприятий.
Повышенное содержание серебра бывает связано с применением бактерицидных и
альгицидных препаратов.
В сточных водах серебро может присутствовать в растворенном и
взвешенном виде, большей частью в форме галоидных солей.
В незагрязненных поверхностных водах серебро находится в
субмикрограммовых концентрациях. В подземных водах концентрация серебра
колеблется от единиц до десятков микрограммов в 1 дм3, в морской воде - в
среднем 0.3 мкг/дм3.
Ионы серебра способны уничтожать бактерии и уже в незначительной
концентрации стерилизуют воду (нижний предел бактерицидного действия ионов
серебра 2.10-11 моль/дм3). Роль серебра в организме животных и человека
изучена недостаточно.
ПДКв серебра составляет 0.05 мг/дм3.
Сурьма
Сурьма поступает в поверхностные воды за счет выщелачивания минералов
сурьмы (стибнит, сенармонтит, валентинит, сервантит, стибиоканит) и со
сточными водами резиновых, стекольных, красильных, спичечных предприятий.
В природных водах соединения сурьмы находятся в растворенном и
взвешенном состоянии. В окислительно-восстановительных условиях,
характерных для поверхностных вод, возможно существование как
трехвалентной, так и пятивалентной сурьмы.
В незагрязненных поверхностных водах сурьма находится в
субмикрограммовых концентрациях, в морской воде ее концентрация достигает
0.5 мкг/дм3, в подземных водах - 10 мкг/дм3. ПДКв сурьмы составляет 0.05
мг/дм3 (лимитирующий показатель вредности — санитарно-токсикологический),
ПДКвр - 0.01 мг/дм3.
Хром
В поверхностные воды соединения трех- и шестивалентного хрома попадают
в результате выщелачивания из пород (хромит, крокоит, уваровит и др.).
Некоторые количества поступают в процессе разложения организмов и растений,
из почв. Значительные количества могут поступать в водоемы со сточными
водами гальванических цехов, красильных цехов текстильных предприятий,
кожевенных заводов и предприятий химической промышленности. Понижение
концентрации ионов хрома может наблюдаться в результате потребления их
водными организмами и процессов адсорбции.
В поверхностных водах соединения хрома находятся в растворенном и
взвешенном состояниях, соотношение между которыми зависит от состава вод,
температуры, рН раствора. Взвешенные соединения хрома представляют собой в
основном сорбированные соединения хрома. Сорбентами могут быть глины,
гидроксид железа, высокодисперсный оседающий карбонат кальция, остатки
растительных и животных организмов. В растворенной форме хром может
находитьсяв виде хроматов и бихроматов. При аэробных условиях Cr(VI)
переходит в Cr(III), соли которого в нейтральной и щелочной средах
гидролизуются с выделением гидроксида.
В речных незагрязненных и слабозагрязненных водах содержание хрома
колеблется от нескольких десятых долей микрограмма в литре до нескольких
микрограммов в литре, в загрязненных водоемах оно достигает нескольких
десятков и сотен микрограммов в литре. Средняя концентрация в морских водах
- 0.05 мкг/дм3, в подземных водах - обычно в пределах n.10 - n.102 мкг/дм3.
Соединения Cr(VI) и Cr(III) в повышенных количествах обладают
канцерогенными свойствами. Соединения Cr(VI) являются более опасными.
Содержание их в водоемах санитарно-бытового использования не должно
превышать ПДКв для Cr(VI) 0.05 мг/дм3, для Cr(III) 0.5 мг/дм3. ПДКвр для
Cr(VI) - 0.001 мг/дм3, для Cr(III) - 0.005 мг/дм3.
Цинк
Попадает в природные воды в результате протекающих в природе процессов
разрушения и растворения горных пород и минералов (сфалерит, цинкит,
госларит, смитсонит, каламин), а также со сточными водами
рудообогатительных фабрик и гальванических цехов, производств пергаментной
бумаги, минеральных красок, вискозного волокна и др.
В воде существует главным образом в ионной форме или в форме его
минеральных и органических комплексов. Иногда встречается в нерастворимых
формах: в виде гидроксида, карбоната, сульфида и др.
В речных водах концентрация цинка обычно колеблется от 3 до 120
мкг/дм3, в морских - от 1.5 до 10 мкг/дм3. Содержание в рудных и особенно в
шахтных водах с низкими значениями рН может быть значительным.
Цинк относится к числу активных микроэлементов, влияющих на рост и
нормальное развитие организмов. В то же время многие соединения цинка
токсичны, прежде всего его сульфат и хлорид.
ПДКв Zn2+ составляет 1 мг/дм3 (лимитирующий показатель вредности —
органолептический), ПДКвр Zn2+ - 0.01 мг/дм3 (лимитирующий признак
вредности — токсикологический).
Список литературы
1. Беспамятнов Г.П., Кротов Ю.А. Предельно допустимые концентрации
химических веществ в окружающей среде. Справочник.— Л.: "Химия",1985.
2. Вредные химические вещества. Неорганические соединения I-IV групп:
Справ. изд./ Под ред. В.А. Филова и др. — Л.: "Химия",1988.
3. Вредные химические вещества. Неорганические соединения V-VIII групп:
Справ. изд./ Под ред. В.А. Филова и др. — Л.: "Химия",1989.
4. Мур Дж.В., Рамамурти С. Тяжелые металлы в природных водах. - М.: "Мир",
1987.
-----------------------
[pic]
[pic]
Страницы: 1, 2, 3
|
