Особенности тяжелых металлов

Особенности тяжелых металлов

Тяжелые металлы - это группа & 959e45gj #1093;имических элементов с относительной атомной массой более 40. Тяжелые металлы (ТМ) являются химическими элементами с определенной плотностью, которая по крайне мере в 5 раз выше плотности воды. Из 35 металлов, нашедших широкое применение и производимых в промышленных масштабах, 23 - тяжелые элементы, или тяжелые металлы: Ag, As, Au, Bi, Cd, Ce, Cr, Co, Cu, Fe, Ga, Hg, Mn, Ni, Pb, Pt, Te, Th, Sb, Sn, U, V и Zn. В малом количестве эти элементы фактически необходимы для живых организмов, но повышенное содержание любого из них вызывает острое или хроническое отравление.

Токсичность ТМ проявляется в подавлении роста и развития растений, нанесении серьезного ущерба здоровью человека и животных [18].

Острые физиологические изменения, вызванные в результате действия ТМ, подтверждаются и тем, что в списке 20 самых опасных токсикантов являются тяжелые металлы - мышьяк, свинец, ртуть и кадмий - по своей токсичности занимают соответственно 1, 2,3 и 7 места.

Уже сейчас ТМ занимают второе место по степени опасности, уступая пестицидам и значительно опережая такие широко известные загрязнители, как двуокись углерода и серы, в прогнозе же они должны стать самыми опасными, более опасными, чем отходы АЭС и твердые отходы. Загрязнение ТМ связано с их широким использованием в промышленно производстве (со слабыми системами очистки), в результате чего они попадают в окружающую среду, в том числе и почву, загрязняя и отравляя ее.

Тяжелые металлы относятся к приоритетным загрязняющим веществам, наблюдения за которыми обязательны во всех средах. Почва является основной средой, в которую попадают ТМ, в том числе из атмосферы и водной среды. Она же служит источником вторичного загрязнения приземного воздуха и вод. Из почвы ТМ усваиваются растениями, которые затем попадают в пищу более высокоорганизованным животным.

Не меньшую опасность для почвенного покрова представляют загрязнители, выпадающие вблизи от источника загрязнения. Именно так проявляется загрязнение ТМ, которые образуют техногенные геохимические аномалии, т.е. участки повышенной концентрации металлов в почвенном покрове и растительности.

Металлургические предприятия ежегодно выбрасывают на земную поверхность сотни тысяч тонн меди, цинка, десятки тысяч тонн свинца, ртути и др. Техногенное рассеяние металлов происходит также при других производственных процессах [23].

Техногенные аномалии вокруг производственных предприятий и индустриальных центров имеют протяженность от нескольких километров до 30-40 км в зависимости от мощности производства. Содержание металлов в почве и растительности довольно быстро уменьшается от источника загрязнения к периферии. В пределах аномалии можно выделить две зоны. Первая, непосредственно примыкающая к источнику загрязнения, характеризуется сильным разрушением почвенного покрова, уничтожением растительности и животного мира. В этой зоне очень высокая концентрация металлов - загрязнителей. Во второй, более обширной зоне, почвы полностью сохраняют свое строение, но микробиологическая деятельность в них угнетена [32].

Тяжелые металлы, поступая из почвы в растения и затем в организм животных и человека, обладают способностью постепенно накапливаться. Наиболее токсичны ртуть кадмий, свинец, отравление ими вызывает тяжелые последствия.

Ограниченное распространение металлов - загрязнителей в биосфере в значительной мере обязано почве. Большая часть легкоподвижных водорастворимых соединений металлов, поступая в почву, прочно связывается с органическим веществом и высокодисперсными глинистыми минералами. Закрепление металлов - загрязнителей в почве настолько прочно, что в почвах старых металлургических районах, где около 100 лет назад прекратилась выплавка руд, высокое содержание ТМ осталось до сих пор. Следовательно, почвенный покров выполняет роль глобального геохимического экрана, задерживающего значительную часть элементов - загрязнителей.

Однако защитная способность почв имеет свои пределы, поэтому охрана почв от загрязнения тяжелыми металлами является актуальной задачей, для сокращения поступления выбросов металлов в атмосферу необходим постепенный переход производства на замкнутые технологические циклы, а также обязательно применение очистных сооружений [19].