Ионы тяжелых металлов это

Обновлено: 04.10.2024

С резким развитием экономики и промышленности увеличилось потребление водных ресурсов, количество которых, в свою очередь, серьезно сокращается в связи с загрязнением отходами различных индустриальных областей. Один из страшнейших загрязнителей воды это тяжелые металлы, которые в отличии от органических загрязнителей имеют свойство аккумулироваться и не разлагаются естественным образом. При этом соединения тяжелых металлов хорошо растворимы в воде и могут легко адсорбироваться живыми организмами, увеличивая свою концентрацию на всем протяжении пищевой цепочки, вплоть до человека.

Только в Японии в год образуется до 65 тысяч тонн гальванических шламов, содержащих хром, медь, цинк, никель и другие ценные компоненты.

Хотя в низких концентрациях тяжелые металлы являются необходимыми для большинства животных и растений (участвуют в биохимической и иммунной деятельности), в высоких дозах все они становятся токсичными веществами. Цинк, медь, хром и никель являются жизненно необходимыми компонентами в организме человека, но превышении их содержания приводит к множеству проблем со здоровьем.

На данный момент наиболее часто применяемый способ борьбы с гальваническими шламами это их захоронение. При этом одновременно происходит потеря больших количеств ценных компонентов, пригодных к извлечению и наносится непоправимый вред окружающей среде.

Разработка экономически целесообразных методов переработки может занять десятилетия, и только 10% разработок переносится из лабораторных масштабов в промышленные.

Проблема тяжелых металлов впервые обрела глобальные масштабы в 1970 годах. Первые работы по токсичности тяжелых металлов принадлежат Лестеру (1979 г.), Энрлиху (1997 г.) и Ниесу (1999 г.). В 1999 году в Европе был принят закон, запрещающий захоронение жидких и твердых отходов, имеющих в своем составе тяжелые металлы.

Существует достаточно обширный перечень классификаций тяжелых металлов, многие из которых противоречат друг другу. Часто упоминаемые критерии классификации — атомный номер больше чем «40-50», плотность больше чем «5-8» и так далее. Благодаря размытости определения, один и тот же металл может быть, как отнесен к списку тяжелых, так и вычеркнут из него. Основная опасность тяжелых металлов — способность аккумулироваться. При накоплении металлов в почве, по цепочке «почва-растения-животные-человек» тяжелые металлы попадают в организм человека и продолжают там накапливаться. Рассмотрим подробнее тяжелые металлы, наиболее часто содержащиеся в гальванических шламах.

Цинк — голубовато белый, блестящий металл. 23-й самый распространенный элемент земной коры. Цинк является компонентом многочисленных белков и дополнительным компонентом металло-энзимов. Цинк и медь являются антагонизмами, т.е. при превышении содержания меди в организме, уменьшается количество меди и наоборот.

Медь — мягкий металл розово-золотистого цвета. Играет важную роль в метаболизме человека, так как она позволяет большинству энзимов функционировать должным образом. Медь необходима для поддержания прочности кожи, кровеносных сосудов, эпителия и соединительной ткани по всему телу. Медь участвует в продукции гемоглобина, миелина, меланина а также помогает щитовидной железо нормально функционировать.

Хром — твердый металл белого цвета с голубым оттенком. Соединения хрома (III) хотя и не являются такими токсичными, как соединения хрома (VI), одновременно являются биологически труднодоступными. Противодиабетическая активность хрома (III) давно известна, но при этом существуют опасения по поводу перехода хрома (III) в хром (VI) в следствии биологических процессов. Трехвалентный хром необходим для нормального углеводного, липидного и белкового обмена. Соединения хрома действуют параллельно с функциями инсулина. Хром имеет различные степени окисления от (-IV) до (+VI), но в окружающей среде чаще всего можно наблюдать только трех- и шестивалентные хромовые соединения.

Никель — пластичный и ковкий металл серебристо-белого цвета. Биологическая роль никеля малоизученна, но известно, что роль никеля связана с ферментами, влияющими на расщепление и употребление глюкозы. Никель участвует в метаболизме железа и играет некоторую роль в создании эритроцитов.

Железо — металл серебристо-белого цвета. Является основой гемоглобина крови. Участвует в обменных процессах, в процессах передачи кислорода и энергии, в формировании соединительных тканей нейротрансмиттеров головного мозга. Гормоны щитовидной железы и многие ферменты включаются в свой состав соединения железа.

Не смотря на важную роль тяжелых металлов в биологических процессах, все они при превышении допустимого содержания в организме становятся ядами и канцерогенами. Основная проблема связанная с тяжелыми металлами – их накопление в организме.

В окружающем нас мире в естественном виде существуют разнообразные тяжелые металлы: кадмий, хром, кобальт, медь, свинец, ртуть, цинк и другие.

Все эти металлы в малых количествах участвуют в поддержании нормальных функций человеческого организма, но малейшие превышения допустимых концентраций делает эти вещества крайне токсичными. Излишки металлов не метаболируются организмом и накапливаются в тканях. Тяжелые металлы могут попадать в человеческий организм из-за их склонности к аккумуляции в тканях растений и животных, которые служат пищей для человека. Дополнительным источником тяжелых металлов могут служить природные воды, загрязненные соединениями тяжелых металлов.

Для уменьшения и предотвращения загрязнений тяжелыми металлами многие развитые страны устанавливают нормы сбросов в окружающую среду и принимают законы по ее защите от загрязнений.

За последние десятилетия человечество изобрело множество способов очистки сточных вод от тяжелых металлов. От простейших – химическое осаждение, пиролиз, адсорбция, реагентные способы очистки, до более сложных – жидкостная экстракция, ионный обмен, мембранная фильтрация, электрохимические технологии очистки, биологическая очистка и другие. Несмотря на достоинства этих методов, все они имеют один основной недостаток: низкую степень извлечения или высокую стоимость очистки. При этом некоторые способы очистки подразумевают образование дополнительного количества шлама в процессе применения. Открытым остается вопрос дальнейшего обращения с полученными в процессе переработки концентратами тяжелых металлов. Возможны способы извлечения ценных металлов, но зачастую они не реентабельны и трудновыполнимы в промышленных условиях.

Один из способов удаления тяжелых металлов из водной среды — биологическая очистка. Учеными выведены штаммы бактерий, устойчивых к тяжелым металлам и их соединениям, например к соединениям шестивалентного хрома. Бактерии выполняют функцию восстановителей и переводят токсичный шестивалентный хром в менее токсичный трехвалентный, что в дальнейшем позволяет захоронить отходы после биологической отчистки.

Помимо своей непосредственной токсичности, присутствие тяжелых металлов в растворе зачастую препятствует применению биологическую очистки, так как они пагубно влияют на микроорганизмы-очистители.

Поэтому, основные исследования в области биологической очистки направлены на выведение штаммов бактерий, устойчивых ко всему спектру тяжелых металлов и обладающих способностью перерабатывать или поглощать их, при этом поддерживая свою популяцию на уровне, необходимом для поддержания уверенных темпов очистки.

Одним из наиболее распространенных методов, применяемых к отходам содержащим тяжелые металлы, является пиролиз. Несмотря на свою простоту и сравнительную экономичность (затраты тепла могут компенсироваться процессами самораспространяющихся экзотермических реакций при правильной постановке процесса), основной недостаток пиролитических методов - образование вредных для организма человека и окружающей среды химических соединений.

Что такое ионны тяжёлых металлов? Каков вред для здоровья? Какое их содержание в питьевой воде? И как это измерить?

ионы тяжёлых металлов - это положительно заряженные частицы металлов с высокой молекулярной массой (наиболее употребляемый элемент - ртуть) . Опасность их заключается в том, что они являются высокоактивными взаимодействующими веществами с белковыми молекулами орагнизма. Из коих наиболее часто поражаются ферменты, что приводит к стойкой утраты их функции и глубокому нарушению обмена веществ. а измерить только в лаборатори и то, концетрация будет измерена только на текущий момент. А потом хрен его знает, когда будет следующий выброс.

Ионы - положительно заряженные частицы, то есть потенциально способные вступать в химические реакции
Соответственно, ионы тяжёлых металов - это положительно заряженные молекулы этих самых веществ

Это маленькие частицы, которые визуально не видимы и в домашних условиях их не определить. это делают только в лаборатории.. Естественно наносят вред организму. советую просто купить фильтр и фильтровать воду. так будет спокойнее

Арчибальд Арчибальдович, нет, ионы - это или анионы (отрицательный заряд) или катионы (положительный заряд)
а определить содержание ионов тяжелых металлов можно в аналитической лаборатории, их можно найти в сети

тяжелых металлов не так ужи много вспомните химию школьный курс. но они могут причинить вред организму при попадании в него в больших колличествах (тошнота, рвота, диарея, головная боль, головокружения и т. д) содержание их в питьевой воде регулирует СЭС у них есть нормативные акты называемые СаНПиН в которых указано для каждого региона содержания тех или иных веществ в продуктах питания в том числе и воде!! ! попрошу вас не забывать что тяжелые металлы могут находиться не только в воде но и в воздухе например свинец выбрасываетсяв атмосферу выхлопными газами автомобилей.

В воздухе содержится большое количество ионов. Они бывают легкими, промежуточными, тяжелыми (ионы Ланжевена) и ультратяжелыми. Тяжелые и ультратяжелые ионы образуются путем соединения легких ионов с частичками пыли или смога. В нижних слоях атмосферы основными ионизаторами являются радиоактивные вещества, в верхних – солнечные и космические лучи.
Естественная концентрация аэроионов вблизи земной поверхности составляет примерно 1000 ион/см. На высоте 4 км она в 7 раз больше, а на высоте 15 км – в 150 раз больше.
Существуют также и временные (местные) ионизаторы воздуха – грозы, пылевые и снежные бури, водопады, горные реки, прибои и т. п. Таким образом, в окружающей человека среде создается определенная концентрация аэроионов. Они в основном представлены отрицательно заряженными молекулами кислорода и положительно заряженными молекулами углекислого газа с их водяными оболочками.
Научные исследования выявили, что в периоды повышения концентрации легких ионов в воздухе значительно снижается заболеваемость легочными болезнями (в том числе обострения бронхиальной астмой) , болезнями органов жедудочно-кишечного тракта и др. С понижением концентрации легких ионов болезни учащаются. Более высокие концентрации легких отрицательных ионов делают воздух чище.
В результате производственной деятельности людей появился густой смог, который увеличивает содержание в воздухе тяжелых ионов и, соответственно, снижает содержание легких ионов, особенно отрицательных.
Согласно проведенным исследованиям, только в горах Абхазии количество отрицательных аэроионов держится на уровне 20 000 ион/см, в морском воздухе он составляет 2000 ион/см, в зеленом массиве средней полосы России уровень деионизации – 200–1000 ион/см, а в производственных помещениях всего 10–20 ион/см.
Сдвиг ионного равновесия в атмосфере, который, по сути, представляет собой ионизацию падающих капель дождя положительно заряженными частицами воздуха, является причиной возникновения кислотных дождей. Такие дожди привели к появлению кислой почвы, а в результате – к возникновению мутантов среди растений, микроорганизмов и животных.
Ученый А. Л. Чижевский предложил ввести биологическую единицу аэроионизации бион, равную 8 млрд ионов. Это число отражает количество ионов, вдыхаемых человеком в естественных условиях на открытом воздухе в экологически чистой среде каждый день.
По Чижевскому, жизненно необходимой дозой аэроионов для любого человека является доза в 20 бион или 160 млрд ионов.
В городе или помещении, находящемся "под колпаком", содержание ионов в воздухе бывает в сотни и даже тысячи раз меньше нормы. В помещении причиной этого чаще всего становятся компьютер и телевизор.
Недостаток легких отрицательных ионов негативно влияет на окислительно-восстановительные процессы, происходящие в организме человека, животных и растений, а также угнетающе действует на поддержание процесса гомеостаза и на состояние иммунной системы.
Учеными было отмечено, что даже слабое электро-магнитное широкополоное излучение монитора при его постоянном воздействии может привести к необратимым изменениям в организме. Такое воздействие может быть лечебным или губительным. Оно зависит от частоты излучения. Лечебное воздействие излучения используется в резонансной терапии, а отрицательное – в психотронном оружии.
Для защиты от деионизации воздуха рекомендуется применять препараты искусственной ионизации и очистки воздуха. Аэроионизаторы обычно обогащают воздух помещений отрицательными аэроионами. Такое изменение воздуха может произвести антиинфекционное действие, а также оказать детоксицирующее влияние при ряде инфекционных процессов.
При нормальной концентрации аэроионов общая заболеваемость снижается на 20–30%, заболеваемость ОРЗ – в 2–3 раза. Аэроионы, попадая в дыхательные пути и альвеолы легких, очищают организм от инородных загрязнений, выводя их с естественными выделениями.

Ионы тяжелых металлов это

Репетитор по Химии
Конспекты

На этой странице Вы можете найти конспект на тему "Тяжелые металлы." и оценить уровень подготовленного материала. Я надеюсь, что Вы, обращаясь ко мне за помощью, уже не будете покупать кота в мешке. Вы будете знать, что Вашего ребенка или Вас учит знающий свое дело специалист - репетитор по химии. Более подробную информацию обо мне Вы сможете прочитать здесь.

С уважением,
доктор биологических наук,
ведущий научный сотрудник НИИ акушерства и гинекологии им. Д.О.Отта
репетитор по химии и биологии
Соколов Дмитрий Игоревич

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

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 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/см 3 . Таким образом, к тяжелым металлам относятся Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg.

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. Так, в ставших уже классическими работах 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 и редкие 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.

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.

Так, хелатные формы Cu, Cd, Hg менее токсичны, нежели свободные ионы. 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 связанных и свободных форм.

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.

Ученический проект "Ионы тяжелых металлов"

В.И. Вернадский сказал: «Человечество, взятое в целом, становится мощной геологической силой». Хозяйственная деятельность человека губительна для природы [3].

Мы живём в поселке, где горнодобывающая промышленность – является ведущей деятельностью человека: у нас добывают золото, рекультивируют недра земли, а, как известно, залежи золота сопровождаются залежами тяжелых металлов. Вода, используемая для промывки почвы, спускается в реку Кару, а люди используют эту воду для полива растений, ею употребляют животные. Кроме того, в реку выбрасываются и дизельное топливо, бензин, мазут, так как техника работает именно на этих источниках энергии, а случайный выброс не избежен. Растительная пища является основным источником поступления тяжелых металлов в организм человека и животных. С ней поступает от 40 до 80 % ионов тяжелых металлов, и только 20-40 % - с воздухом и водой. Поэтому от уровня накопления металлов в растениях, используемых в пищу, в значительной степени зависит здоровье населения.

Три года назад на элективном курсе «Металлы в нашей жизни» ребята 9 класса доказали, что вода в реке Кара в период добычи золота содержит ионы меди, цинка, железа, кобальта и другие. На этом же курсе я узнал, что ионы тяжелых металлов губительно влияют на организм человека, поэтому мне и стало интересно, а накапливает ли растение эти ионы, ведь их плоды и зелень мы употребляем в пищу?

изучение способности накапливать ионы тяжелых металлов растениями и их влияния на организм растений и человека

1. ознакомиться с химическими элементами, относящимися к тяжелым металлам.

2. провести исследование влияния ионов тяжелых металлов на рост и развитие растений.

3. Выявить: накапливаются ли ионы тяжелых металлов в растении

4. Каким образом ионы тяжёлых металлов влияют на организм растений и человека

Методы исследования :

1. Определение по научной и справочной литературе основной информации для исследования.

2. Приготовить раствор, содержащий ионы тяжелых металлов и заложить эксперимент.

3. Провести наблюдения за растениями.

4. Определить влияние ионов тяжелых металлов на цвет листьев, длину корня длину корневых волосков, развитие растений.

5. Провести химический анализ самого растения для определения содержания ионов тяжелых металлов в растении.

Основная часть

Вначале своей работы я хочу рассказать о влияние ионов тяжелых металлов на организм растений и животных.

Тяжелые металлы - биологически активные металлы. Тяжелые металлы относятся к загрязняющим веществам, наблюдения за которыми обязательны во всех средах. Термин "тяжелые металлы", характеризующий широкую группу загрязняющих веществ, получил в настоящее время значительное распространение. Пристальное внимание тяжелым металлам в окружающей среде стало уделяться, когда выяснилось, что они могут вызывать тяжелые заболевания.

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 . В соответствии с классификацией Н. Реймерса, тяжелыми следует считать металлы с плотностью более 8 г/см3: Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg. Ионы тяжелых металлов не подвержены биохимическому разложению и могут образовывать летучие газообразные и высокотоксичные металл органические соединения [1].

Коварство тяжелых металлов заключается в том, что они загрязняют экосистему не только быстро, но и незаметно, так как не имеют цвета, запаха, вкуса. Для выведения тяжелых металлов из экосистемы до безопасного уровня требуется весьма продолжительный период времени при условии полного прекращения их поступления.

ВЛИЯНИЕ ИОНОВ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ НА РОСТ И РАЗВИТИЕ РАСТЕНИЙ И ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА [4, 5]

П рисутствуя в тканях растений, кобальт участвует в обменных процессах. Способность к накоплению этого элемента у бобовых выше, чем у злаковых и овощных растений. Кобальт участвует в ферментных системах клубеньковых бактерий, осуществляющих фиксацию атмосферного азота; стимулирует рост, развитие и продуктивность бобовых и растений ряда других семейств. В микродозах кобальт является необходимым элементом для нормальной жизнедеятельности многих растений и животных. Вместе с тем повышенные концентрации соединений кобальта являются токсичными.

Дефицит кобальта в организме приводит к развитию Мега-лобластической анемии типа Бирмера. Избыток кобальта способствует развитию полицитемии. Это связано с тем, что кобальт регулирует процессы эритропоэза, входит в состав витамина В12, т. е. является антианемическим фактором (цианокобаламин).

Молибден особенно важен для бобовых растений; он концентрируется в клубеньках бобовых, способствует их образованию и росту и стимулирует фиксацию клубеньковыми бактериями атмосферного азота.

Молибден оказывает положительное влияние не только на бобовые растения, но и на цветную капусту, томаты, сахарную свеклу, лен и др. Растениями-индикаторами недостатка молибдена могут быть томаты, кочанная капуста, шпинат, салат, лимоны.

Молибден необходим не только для процесса синтеза белков в растениях, но и для синтеза витамина С и каротина, синтеза и передвижения углеводов, использования фосфора.

У человека молибден тормозит рост костной ткани. В процессе обмена молибден тесно связан с медью, которая корригирует его действие на внутренние органы и кость.

Растения в районе никелевых месторождений могут накоплять в себе значительные количества никеля. При этом наблюдаются явления эндемического заболевания растений, например уродливые формы астр, что может быть биологическим и видовым индикатором в поисках никелевых месторождений.

Типичные симптомы повреждающего токсического действия никеля: хлороз, появление желтого окрашивания с последующим некрозом, остановка роста корней и появления молодых побегов или ростков, деформация частей растения, необычная пятнистость, в некоторых случаях — гибель всего растения.

Известно, что никель принимает участие в ферментативных реакциях у животных и растений. В организме животных он накапливается в ороговевших тканях, особенно в перьях. Повышенное содержание никеля в почвах приводят к эндемическим заболеваниям — у растений появляются уродливые формы, у животных — заболевания глаз, связанные с накоплением никеля в роговице.

Никель — основная причина аллергии (контактного дерматита) на металлы, контактирующие с кожей (украшения, часы, джинсовые заклепки).

Среднее содержание марганца в растениях равно 0,001 %. Марганец служит катализатором процессов дыхания растений, принимает участие в процессе фотосинтеза.

При недостатке марганца в почвах возникают заболевания растений, характеризующиеся в общем появлением на листьях растений хлоротичных пятен, которые в дальнейшем переходят в очаги некроза (отмирания). Обычно при этом заболевании происходит задержка роста растений и их гибель.

У человека при избытке марганца забиваются канальцы нервных клеток. Снижается проводимость нервного импульса, как следствие повышается утомляемость, сонливость, снижается быстрота реакции, работоспособность, появляются головокружение, депрессивные, подавленные состояния.

Медь необходима для жизнедеятельности растительных организмов. Почти вся медь листьев сосредоточена в хлоропластах и тесно связана с процессами фотосинтеза; медь стабилизирует хлорофилл, предохраняет его от разрушения.

Медь является жизненно важным элементом, который входит в состав многих витаминов, гормонов, ферментов, дыхательных пигментов, участвует в процессах обмена веществ, в тканевом дыхании и т.д.

При недостатке меди у человека можно наблюдать торможение всасывания железа, угнетение кроветворения, ухудшение деятельности сердечно-сосудистой системы, увеличение риска ишемической болезни сердца, ухудшение состояния костной и соединительной ткани, нарушение минерализации костей, остеопороз, переломы костей и т.д.

При избыточном содержании функциональные расстройства нервной системы (ухудшение памяти, депрессия, бессонница) и многое другое.

В среднем в растениях обнаруживается 0,0003% цинка. Растения, развивающиеся в условиях недостаточности цинка, бедны хлорофиллом; напротив, листья, богатые хлорофиллом, содержат максимальные количества цинка.

Под влиянием цинка происходит увеличение содержания витамина С, каротина, углеводов и белков в ряде видов растений, цинк усиливает рост корневой системы и положительно сказывается на морозоустойчивости, а также жаро-, засухо- и солеустойчивости растений. Соединения цинка имеют большое значение для процессов плодоношения.

Если у человека нормальный уровень цинка, тогда его иммунная система работает как часы.

Избыток цинка может разбалансировать метаболические равновесия других металлов.

Содержание железа в растениях невелико, обычно оно составляет сотые доли процента. Железо входит в состав ферментов, катализирующих образование хлорофилла, принимает активное участие в окислительно-восстановительных процессах.

При недостатке железа изменяется не только окраска молодых листьев, но и фотосинтез, рост растений замедляется.

Однако избыток железа (избыточная доза 200мг и выше) вызывает зашлаковывание организма на клеточном уровне, приводит к сидерозу.

Свинец в растениях не выполняет никаких биологически важных функций и является абсолютным оксидантом.

Токсичность свинца проявляется в задержке прорастания семян и роста, хлорозе, увядании и гибели растений.

Для живых организмов свинец и его соединения относятся к ядам, действующим преимущественно на нервную систему и сердечнососудистую, а также непосредственно на кровь. Токсичное действие свинца связано сего способностью замещать кальций в костях и нервных волокнах.

Барий присутствует во всех органах растений. Биологическая роль его не выявлена, накапливается, но на развитие и рост не влияет. Для животных и человека барий ядовит, поэтому травы, содержащие много бария, вызывают отравление.

Когда содержание тяжелых металлов в организме превышает предельно-допустимые концентрации, начинается их отрицательное воздействие на человека. Помимо прямых последствий в виде отравления, возникают и косвенные – ионы тяжелых металлов засоряют каналы почек и печени, чем снижают способность этих органов к фильтрации. Вследствие этого в организме накапливаются токсины и продукты жизнедеятельности клеток, что приводит к общему ухудшению здоровья человека.

Вся опасность воздействия тяжелых металлов заключается в том, что они остаются в организме человека навсегда. Вывести их можно лишь употребляя белки, содержащиеся в молоке и белых грибах, а также пектин, который можно найти в мармеладе и фруктово-ягодном желе. Очень важным является то, что бы все продукты были получены в экологически чистых районах и не содержали вредных веществ.

1. Для опыта я взял огурцы, потому что они мне очень нравятся. Употребляю их в сыром виде, обожаю в салате.

Решили с моим руководителем прорастить семена огурцов, поливая рассаду обычной водой, и 0,1 М раствором нитрата бария, 0,1 М раствором сульфата меди.

Кроме того, купил в магазине свежие огурцы и зная качественные реакции на ионы бария и меди, решил определить, а содержаться ли эти ионы в огурцах?

Для эксперимента была приготовлена почва в ящиках (3) и посажено по 8 семян в каждый ящик.

Страшно опасные: тяжелые металлы в воде

То, что грязную и мутную воду пить не стоит, знают даже дети. Однако земля, пыль и даже бактерии в жидкости — это далеко не все опасные элементы, которые в ней встречаются.

В воде могут быть и куда более страшные враги человеческого здоровья — тяжелые металлы.

Что это такое?

Под термином «тяжелые металлы» принято понимать элементы, чья относительная атомная масса превышает 50 единиц, или чья плотность составляет более 8 г/см3. К ним относят около 40 единиц.

С учетом токсичности, стойкости, способности накапливаться во внешней среде и масштабов распространения, особого контроля требует только ¼. Сам термин получил широкое распространение больше не как химический, а как медицинский или природоохранный.

Все химические элементы в малых количествах нужны человеческому организму для нормального роста и функционирования. Но избыток некоторых металлов приводит к развитию патологий, болезням, нервным расстройствам.

Источником опасных веществ сегодня часто становится вода, не прошедшая надлежащую очистку, либо вода из родников, расположенных в местах загрязнения. Даже жидкость из водопровода в жилых домах иногда опасна для питья.

Что такое тяжелые металлы, расскажет видео:

Какие элементы относят к этой группе:

Некоторые химики относят сюда еще алюминий, бериллий, кремний и мышьяк. Железо относят в группу условно, поскольку оно в больших количествах ухудшает цвет и вкус воды, что уже выступает явной преградой для ее употребления.

Все вещества в воду попадают не в чистом виде, а в виде ионов и солей, которые порой еще более токсичны.

Абсолютно чистой воды в природе не существует. В ней в любом случае будут какие-то минимальные остатки минералов, металлов и микроэлементов.

Разработаны предельно допустимые концентрации тяжелых металлов в воде бытового и хозяйственного назначения, при которых она считается пригодной для питья и использования.

Элемент	Предельный показатель вредности	ПКД мл/л
Cu Медь	Привкус, органолептический	1,0
Fe Железо	Цвет	0,3
Zn²⁺ Цинк	Общий	1,0
Cd Кадмий	—	0,001
Si Кремний	Санитарно-токсикологический	0,05
Hg Ртуть	Санитарно-токсикологический	0,0005
Mo Молибден	Санитарно-токсикологический	0,25
Pb Свинец	Санитарно-токсикологический	0,03
Mn Марганец	Органолептический	0,1
Со Кобальт	Санитарно-токсикологический	0,1
As Мышьяк	Санитарно-токсикологический	0,05
Ве2+ Бериллий	Санитарно-токсикологический	0,0002

Каков вред и опасность для человека?

В воде ионы тяжелых металлов обладают большей биологической активностью, а значит им легче внедриться в организм и влиять на него:

Ионы тяжелых металлов в совокупном воздействии провоцируют рак, подавляют выработку гормонов и даже повреждают структуру ДНК.

Источники

Их делят на естественные и искусственные (вызванные деятельностью человека). К естественным причисляют грунтовые воды, вымывание полиметаллической руды, извержения вулканов, кислотные дожди.

К искусственным или антропогенным относят:

Постепенное увеличение примесей тяжелых металлов в воде происходит при ее испарении. Аналогично при кипячении не все элементы удаляются, поэтому кипячение, как метод очистки воды, в данном случае не актуален.

Методы проверки и выявления содержания примесей

Современные лабораторные исследования водяных проб позволяют выяснить наличие тяжелых металлов в жидкости тремя способами:

Фотометрический анализ. Основан на избирательном поглощении электромагнитного излучения.
Атомно-эмиссионная спектрометрия. Это исследование спектров испускания свободных атомов и ионов вещества.
Флуориметрический или люминесцентный анализ. Предполагает исследование интенсивности излучения, возникающего при выделении избыточной энергии молекулами тестируемого вещества.

Определение тяжелых металлов в воде в домашних условиях, видео-инструкция:

Технологии и способы очистки сточных вод

На водоочистных сооружениях используют несколько способов. На их выбор влияет степень загрязнения и концентрация тех или иных элементов в жидкости:

Ионный обмен. Это обмен между ионами в растворе и ионами на поверхности твердой фазы — ионита (смолы). Плюс — очистка от Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Hg, Cd и цианидов. Недостаток способа — вторичное загрязнение воды после восстановления.
Нанофильтрация. Прогонка воды через и вдоль микрофильтров из полиамида, керамики, целлюлозы. Подходит для заключительного этапа очистки либо для умеренных загрязнений.
Реагентный. Предполагает химическое превращение высокотоксичных растворов в нетоксичные соединения путем добавления в воду различных концентратов. Концентраты формируются исходя из первичных проб воды. Недостатки метода: часто требуется доочистка, дороговизна реагентов.

Заключение

Тяжелые металлы в воде опасны для человека. Эта проблема — результат многолетнего прогресса. Решить ее можно только путем улучшения экологической обстановки, поскольку даже современные методы очистки воды не позволяют досконально удалить все вредные примеси.

Читайте также: