Основные антропогенные источники тяжелых металлов это

Обновлено: 05.07.2024

Серьезные экологические проблемы в городах вызывает загрязнение тяжелыми металлами, а это свыше 40 элементов таблицы Менделеева. В малых дозах они зачастую даже необходимы организму. Однако при превышении допустимых уровней эти вещества вызывают отравление, болезни и мутации.

Тяжелые металлы — загрязнители природной среды

Главный источник тяжелых металлов – промышленность. Выбросы проникают в водоемы, атмосферу, почву, а из нее – в сельхозкультуры. Самые токсичные – свинец, ртуть, мышьяк, кадмий и хром.

Ртуть

Ртути присвоен I класс опасности. Ее естественное состояние в земной коре – безвредные сульфидные остатки, но вследствие атмосферных процессов возникло загрязнение мирового океана. В нем было обнаружено 50 млн. т ртути. Если 5 000 т/год – естественный вынос, то еще столько же – результат деятельности человека.

В мире создается свыше 10 000 т ртути в год. В океане ртуть под воздействием анаэробов превращается в метилртуть и диметилртуть, опасные для всего живого. Метилртуть с кровью поступает в мозг, разрушая его, проникает в плаценту. При проглатывании и вдыхании паров металлической ртути чернеют и крошатся зубы. Ртутные соли просачиваются сквозь кожу, разъедая ее и слизистые.

Свинец

Свинцу присвоен I классу опасности. Он выделяется при выплавке из руды. Каждый год в мире используется до 180 000 т свинца, а наибольшее загрязнение наблюдается на автомобильных выхлопных газах. При движении машины в атмосферу выбрасывается свинец содержащийся в бензине. Основная масса оседает на землю, но часть остается в воздухе.

Еще свинцовая пыль покрывает почву в промышленных зонах. Другие источники загрязнения – угольные электростанции и бытовые печи, глиняная посуда с глазурью, красящие пигменты.

Неорганические соединения свинца расстраивают метаболизм, металл может замещать кальций в костях. Органические еще более токсичны.

Кадмий и цинк

1 млн. кг кадмия ежегодно выбрасывается в атмосферу вследствие его выплавки. Это 45% общего загрязнения. Другие 55% – следствие сжигания или переработки кадмийсодержащих изделий. Заводы по выплавке цинка – крупнейшие источники загрязнения данным металлом. Оба элемента проникают в водоемы, попадают в рыбу, скапливаются в печени и почках.

Значительные загрязнения цинком обнаруживаются вблизи автомагистралей. Источником загрязнения кадмием также являются удобрения. Элемент внедряется в растения, используемые в пищу, и отравляет организм. При этом кадмий намного токсичнее цинка, ему присвоен I класс опасности. Вдыхание воздуха, в котором его больше 5 мг/м3, в течение 8 ч. чревато смертью.

Сурьма, мышьяк, кобальт

Каждый год в мире производится около 70 т сурьмы. Она входит в состав сплавов, применяется для изготовления спичек, а в чистом виде идет на полупроводники. Хроническое отравление нарушает функции ЖКТ.

У мышьяка II класс опасности, он летучий и легко попадает в воздух. Сильнейшие источники загрязнения – гербициды, фунгициды и инсектициды. Элементарный мышьяк – слабый яд, но нарушает развитие плода. Отравление вызывает болезни ЦНС, изменения печени, атрофию костного мозга.

Кобальт задействуют в сталелитейном деле, изготовлении полимеров. Это элемент I класса опасности.

Медь и марганец

Медь относится ко II классу опасности. По воде и воздуху металл переносится на огромные расстояния. Аномальным содержание меди в почвах и растениях остается на расстоянии больше 8 км от плавильного завода. Ее излишки откладываются в тканях мозга, коже, печени, поджелудочной. Она провоцирует болезнь Вильсона.

У марганца тоже II класс опасности. Источники загрязнения – производства легированной стали, сплавов, электробатарей. Превышение нормы марганца в воздухе разрушает ЦНС.

Загрязнение почвы тяжелыми металлами

Самые долгие последствия вызывает загрязнение почв тяжелыми металлами вследствие добычи, плавки руд, промышленных выбросов, применения удобрений. Особенно опасны кадмий, медь, свинец, цинк, поскольку они стойкие, биоаккумулятивные и токсичные.

Последствия загрязнения почвы

Из-за загрязнения почв металлами ухудшается рост и метаболизм почвенных микробов. Это может затруднить поглощение растениями питательных веществ из почвы. Плюс тяжелые металлы токсичны для растений. Все это приводят к замедлению роста, низкой урожайности.

Растения, накопившие токсиканты, могут поступать в пищу. Это опасно для здоровья. Еще они из почвы проникают в питьевую воду, вызывая болезни.

Рекультивация земель, загрязненных тяжелыми металлами

Перед рекультивацией земель, загрязненных тяжелыми металлами, важно выявить источник загрязнения, реализовать меры по его ликвидации и уменьшению выбросов. Только так достигается эффективность работ.

Рекультивация земельных участков проводится несколькими способами:

Выращивание устойчивых к загрязнению растений (колосовые зерновые, капуста, картофель, хлопчатник, свекла).
Фиторекультивация растениями, накапливающими металлы.
Контроль подвижности токсикантов в почве.
Регулирование соотношения элементов в почве.
Организация рекультивационного слоя.

Загрязнение водоемов тяжелыми металлами

Загрязнения нефтепродуктами и токсичными металлами ухудшают качество среды обитания водных биоресурсов. Они негативно влияют на кормовую базу рыб, выживаемость молоди и размножение взрослых особей.

Источники загрязнения водоемов – стоки горнодобывающих, металлургических заводов, химическая и легкая промышленность. Соли хрома сбрасывают фабрики по дублению кожи, хром с никелем используют для гальванического покрытия изделий из металла. Соединения цинка, кобальта, меди, титана – это красители.

Наибольшую опасность представляет загрязнение вод ртутью. При взаимодействии с микробами со дна образуются водорастворимые органические соединения высокой токсичности.

Некоторые металлы содержатся в пестицидах и удобрениях. Уровень загрязнения ими растет вследствие кислотных дождей, то есть закисления.

Предельно допустимые концентрации в воде

При оценке состояния экосистем учитывается загрязненность водных объектов токсичными веществами. Особенно опасны тяжелые металлы. Поэтому установлены их предельно допустимые концентрации, которые при ежедневном влиянии не допускают развития у людей патологий.

Металл	ПДК в обычной воде	ПДК в рыбохозяйственных прудах
Ртуть	0,5 мкг/л	до 0,1 мкг/л
Свинец	0,03 мг/л	0,1 мг/л
Кадмий	1 мкг/л	до 0,5 мг/л
Кобальт	0,1 мкг/л	0,01 мг/л
Марганец	0,1 мкг/л	0,1 мкг/л
Мышьяк	50 мкг/л	50 мкг/л
Медь	0,1 мкг/л	0,001 мг/л

Загрязнение атмосферы тяжелыми металлами

Техногенные выбросы металлов в виде аэрозолей поступают в атмосферу и переносятся на огромные расстояния, провоцируя глобальное загрязнение. С гидрохимическими стоками их часть попадает в бессточные водоемы, скапливается в воде и на дне. Это может вызвать вторичное загрязнение.

Металлы быстро распространяются в воде, выпадают в осадок в виде сульфатов и карбонатов и частично абсорбируются на органических осадках. При исчерпании абсорбционной способности осадков токсиканты проникают в воду, повышая ее кислотность, провоцируя зарастание водоемов и интенсивное выделение углекислого газа вследствие жизнедеятельности микроорганизмов.

Загрязнение пищевых продуктов тяжелыми металлами

Пищевые цепочки – один из основных путей поступления токсикантов в организм. Они начинаются от сельхозугодий и заканчиваются человеком. Растения поглощают металлы из почвы, в продукты животноводства они поступают через антибиотики, гормоны для стимуляции роста животных. Как конечное звено пищевой цепи, человек может получать еду с концентрация токсикантов до 1000 раз выше, чем в почвах.

Загрязнение пищевых продуктов происходит при готовке еды, контакте сырья с посудой во время термообработки. При консервировании жестяные банки становятся источником загрязнения свинцом. Он попадает в состав продуктов питания из свинцового припоя в швах.

Воздействие тяжелых металлов на организм человека

В индустриально-развитых странах наблюдается рост профессиональных болезней вследствие вредных производственных факторов. Это шум, вибрация от движущихся механизмов, воздействие электромагнитного поля, химических веществ. Наиболее опасны тяжелые металлы. При превышении допустимого уровня они становятся токсичными, откладываются в почках и печени, приводят к мутациям.

Распространенные заболевания на фоне интоксикации металлами:

Никель провоцирует астму, врожденные пороки.
Кобальт – некроз почечных канальцев, болезни легких.
Хром и бериллий – дерматиты.
Мышьяк – белокровие.
Кадмий – почечную дисфункцию, разрушение костей.
Цинк – остеопороз, цинковую лихорадку.
Медь – аутоиммунные нарушения, желтуху, гипертонический криз.
Молибден – ломкость костей, прекращение роста у детей.
Марганец – атеросклероз.
Ртуть – нарушения ЦНС, уродства.
Селен – выпадение волос и ногтей, внезапную смерть.
Ванадий – астму, нервные расстройства, изменение состава крови.
Таллий – нарушения метаболизма.

Мышьяк, бериллий, кобальт, никель, хром и кадмий – еще и канцерогенны. Большие концентрации этих металлов в организме могут вызывать рак.

Природные и антропогенные источники тяжелых металлов

Понятие «тяжёлых металлов» применяется к тем химическим элементам, у которых либо плотность превышает 5 граммов на квадратный сантиметр либо атомный номер больше 20. Среди тяжёлых металлов, попадающих в экосистемы, есть микроэлементы, биологически важные для растений и живых организмов, так как они входят в состав ферментов. Однако существенные превышения допустимых концентраций тяжёлых металлов оказывают токсическое и угнетающее действие на биоценозы экосистем.

Тяжелые металлы-загрязнители окружающей среды Ртуть
Кадмий
Свинец
Медь
Цинк
Молибден

Промышленные сточные воды

Воздействие на гидросферу

Источники тяжелых металлов

Интересные факты

Самый длинный в Санкт-Петербурге подземный пешеходный переход начинается из наземного вестибюлястанции метро «Выборгская».

Влияние тяжёлых металлов на грибы и бактерии

Тяжёлые металлы — это элементы периодической системы химических элементов, Д.И. Менделеева, их более 40. Тяжелые металлы являются сильнейшими по отрицательному действию на живые организмы и наиболее распространенными химическими загрязнителями. Пищевые продукты и питьевая вода способствуют поступлению в организм почти всех химических элементов, в том числе и тех, что в определенных концентрациях, являются токсичными. В настоящее время под токсикантами окружающей среды понимают такие вредные вещества, которые распространяются в окружающей нас среде далеко за пределы своего первоначального местонахождения и в связи с этим оказывают скрытое вредное воздействие на животных или растения, а в конечном итоге, на человека. Это могут быть природные ядовитые вещества, например те, что рассеиваются при извержении вулканов, однако, подлинные токсиканты – это, как правило, те ядовитые вещества, которые сам человек неосмотрительно включает в круговорот веществ природы. К ним относятся пестициды и тяжелые металлы. Группа «тяжелых металлов» во многом совпадает с понятием «микроэлементы». Отсюда свинец, цинк, кадмий, ртуть, молибден, хром, марганец, никель, олово, кобальт, титан, медь, ванадий являются тяжелыми металлами.

В связи с развитием промышленности, транспорта, использования минеральных удобрений, количество тяжелых металлов в окружающей среде становится опасным для человека. Молодое поколение более подвержено токсическому воздействию тяжёлых металлов – ослабляется рост и развитие, нарушается деятельность нервной системы, возможно развитие аутоиммунитета, при котором иммунная система разрушает свои собственные клетки. В настоящее время все острее стоит проблема, связанная с отравлением людей тяжёлыми металлами. Меня заинтересовали вопросы, связанные с влияние тяжёлых металлов на живые организмы, которым я не придавал большого значения, но теперь эта тема для меня является очень интересной и познавательной, так как, изучая другие науки , я узнал, что происходит рост населения, развитии науки и техники, которые приводят к тому, что деятельность человека становится фактором разрушения окружающей среды, вмешательство человека в природные процессы обостряет проблемы, связанные со здоровьем человека.

Источники тяжелых металлов

Для понимания процессов миграции и аккумуляции тяжелых металлов важно учитывать и разграничивать источник их поступления в окружающую среду. В самом общем плане выделяют естественные (природные) и техногенные источники тяжелых металлов.

Первичное вместилище тяжелых металлов на планете — верхняя мантия, базальты и граниты, поэтому естественным источником тяжелых металлов для почв являются горные породы (осадочные, магматические, метаморфические), на продуктах выветривания которых сформировался почвенный покров. Осадочные породы, воды океана, живое вещество — уже вторичные резервуары, содержащие тяжелые металлы. Насыщенность разных горных пород тяжелыми металлами существенно различается, хотя в сравнении с другими химическими элементами их содержание в горных породах невелико.

Кроме горных пород, естественными источниками тяжелым металлов для основных компонентов биосферы являются термальные воды и рассолы (Br, Sr, As, Pb,V, Se, Cu и др.), космическая и метеоритная пыль, вулканические газы, вулканические извержения: например кадмий обнаружили сравнительно недавно в продуктах извержения вулкана Этна на острове Сицилия в Средиземном море.

Техногенное поступление тяжелых металлов в биосферу связано с разнообразными источниками. К важнейшим из них относятся:

Антропогенное загрязнение окружающей среды

Антропогенное загрязнение – это влияние на окружающую среду, вызванное деятельностью человека. Оно стало наблюдаться только в XX и XXI веках. Люди вносят свой вклад в бремя окружающей среды с тех пор, как научились управлять огнем и плавить металлы. Однако природа и распространение загрязняющих веществ в окружающей среде изменились в недавней истории.

Особенности антропогенного загрязнения окружающей среды

Наиболее раннее антропогенное загрязнение было локализованным, хотя ранняя выплавка металлов, даже 2000 лет назад, привела к загрязнению в масштабах полушария. В настоящее время нижняя часть атмосферы состоит в основном из азота, кислорода и других газов, следовых газов и частиц. Она, а также почва и вода находятся под влиянием эволюции человека, как с точки зрения роста численности населения, так и с точки зрения промышленного, сельскохозяйственного и домашнего развития (одним словом цивилизации).

Промышленная революция сконцентрировала людей в городах и привела к увеличению загрязнения воздуха в результате сжигания ископаемого топлива, а также рек органическими загрязнителями в виде сточных вод. Они вызывают болезни у людей, убивают рыбу в реках.

Снижение скорости выброса в окружающую среду токсинов за счет использования улучшенной обработки сточных вод примерно совпало с разработкой совершенно новых органических веществ. Они использовались в производстве множества продуктов, включая пестициды, пластмассы и антипирены. Стало широко применяться ископаемое топливо на транспорте и в производстве электроэнергии, что приводит к изменению характера нагрузки загрязняющих веществ.

Окружающая среда, казалось, стала чище, потому что новые загрязнители, как правило, были невидимы, присутствовали только в низких концентрациях и не оказывали острого воздействия на подвергшихся воздействию животных или людей. Новые химические вещества многих классов, включая галогенированные органические соединения, фталаты, определил еще более разрушающие последствия антропогенного загрязнения.

«Старые загрязнители» явно оказали неблагоприятное воздействие на здоровье человека и популяции диких животных. Но только недавно стало понятно влияние «новых загрязнителей». Их эффекты могут быть такими же или более вредными.

Чем опасно антропогенное загрязнение?

Определение антропогенных загрязнителей не совсем понятно. Некоторые органические загрязнители, такие как полиароматические углеводороды (ПАУ), образуются:

В основном в результате неполного сгорания ископаемого топлива;
Также могут возникать в результате естественных лесных пожаров.

А вот загрязнители тяжелыми металлами, такими как свинец и медь являются элементами природного происхождения. Но концентрируются искусственно, например, путем плавления.

С другой стороны, другие органические соединения являются синтетическими, как и другие классы химических веществ, и способны нарушать эндокринную функцию. К ним относятся:

полихлорированные дифенилы (ПХД);
полибромдифениловые эфиры (ПБДЭ);
различные хлорорганические пестициды.

В последнее время нитраты, которые обычно используются в качестве удобрений, стали причиной нарушения физиологии животных. И это несмотря на то, что химически они сильно отличаются от соединений, которые традиционно вызывают проблемы.

Все эти категории загрязнителей условно считаются «антропогенного происхождения» и классифицируются как эндокринные разрушители. Хотя механизмы действия тяжелых металлов часто отличаются от механизмов действия органических загрязнителей.

Механизм последствий антропогенного загрязнения

Большинство органических загрязнителей являются гидрофобными и липофильными. Ни органические, ни металлические загрязнители не разлагаются легко и быстро. Соответственно, они могут накапливаться в тканях животных.

Там они могут быть биологически активными при концентрациях намного ниже тех, при которых они токсичны в обычном смысле. Многие различные загрязнители могут действовать аддитивно. Из-за этого биологические реакции могут быть вызваны даже тогда, когда концентрации отдельных химических веществ оказываются слишком низкими для оказания какого-либо эффекта.

Животные особенно чувствительны на ранних стадиях развития. Но некоторые эффекты, оказываемые на этих стадиях, могут проявляться только во взрослой жизни или даже в последующих поколениях.

Источники и виды антропогенного загрязнения

По своей природе все виды антропогенного загрязнения могут быть классифицированы, в основном, как физические, химические и биологические. Другое разделение – на естественные и антропогенные источники, в зависимости от того, имеют ли они отношение к изменению климата или нет.

С экологической точки зрения различают несколько типов загрязнителей в зависимости от того, как они влияют на экосистему:

загрязнители, которые будут иметь прямое воздействие на здоровье человека, такие как оксиды азота (NOx), монооксид углерода (CO), оксиды серы (SO₂) или летучий органический углерод;
загрязнители, оказывающие непосредственное влияние на растительность, такие как оксиды азота (NOx), оксиды серы (SO₂) и химические соединения хлора и водорода;
загрязнители, которые будут образовывать кислоты, такие как (NOx) и оксиды серы (SO₂), особенно когда они обнаруживаются в высоких концентрациях и в то же время во влажной атмосфере;
стойкие загрязнители с длительным жизненным циклом, накапливающиеся в почве и передаваемые по биологической цепи растение-животное-человек или в организме человека, будут иметь серьезные последствия для здоровья человека;
загрязняющие вещества, непосредственно влияющие на климат, такие как двуокись углерода (CO₂) и метан (CH₄), оказывающие серьезное влияние на проблемы глобального потепления.

Физическое загрязнение атмосферы является следствием поступления энергии. Наиболее актуальными источниками физического загрязнения являются прямые тепловые загрязнения, естественные или антропогенные.

Местный климат изменяется из-за тепла, производимого промышленностью, домашним хозяйством, сельским хозяйством и транспортом, и воздух из нижних слоев атмосферы имеет повышенную температуру. Непрямое тепловое загрязнение является следствием парникового эффекта и наблюдается в тропосфере. Явление связано с химическим антропогенным загрязнением и его эволюцией по отношению к парниковым газам.

Антропогенное химическое загрязнение

Является следствием поступления химических соединений в естественные составляющие воздуха, воды и почву. Имеет естественное и искусственное происхождение. Однако природные источники химического загрязнения, такие как извержение вулканов, естественное разложение органических веществ или пожар (возникший естественным образом), не вызывают особого беспокойства. Они являются частью равновесия в естественной окружающей среде.

Для справки! Антропогенное химическое загрязнение вызывает серьезную озабоченность, поскольку их источники увеличиваются в количестве и концентрации с увеличением мирового населения и непрерывным увеличением потребности в энергии.

Антропогенное химическое загрязнение не имеет границ. Независимо от того, где загрязняющие вещества выбрасываются в атмосферу, они окажут влияние на глобальную окружающую среду. Основные антропогенные источники загрязнения:

сжигание ископаемого топлива для производства энергии (тепла и электричества);
основные производственные процессы (например, металлургическая промышленность или цементная/строительная промышленность);
транспорт.

Также источники антропогенного химического загрязнения делятся на две основные группы: стационарные и мобильные.

Газообразные загрязнители

По историческому значению, концентрации и общему воздействию на растения и животных (включая людей) делятся на четыре группы:

диоксид серы (SO₂);
оксиды азота (NOx: NO, NO₂);
диоксид углерода (CO₂);
озон (O₃).

Диоксид серы и оксид азота (NO) являются основными загрязнителями. Выбрасываются непосредственно из источников. Наиболее важные группы источников антропогенного загрязнения определяются:

промышленными предприятиями;
системами отопления жилых помещений;
транспортными (наземными, военно-морскими и воздушными) и сельскохозяйственными системами.

Способы борьбы с антропогенным загрязнением

Большинство загрязняющих веществ являются прямым результатом процесса сгорания на больших электростанциях и поршневых двигателях. Первым шагом к снижению концентрации загрязняющих веществ в атмосфере является контроль и сокращение выбросов из этих групп источников.

В идеальном случае процесс сгорания является полным (идеальным), и выхлопные газы образуются только из CO₂ и H₂O. Для достижения полного сгорания необходимо получить соотношение воздух-топливо (различное для каждого типа камеры сгорания) постоянным для всей камеры сгорания, и это невозможно из-за ограничений конструкции камеры сгорания.

Есть много других загрязнителей антропогенного происхождения. Но перечисленные выше имеют большее значение.

Потребление энергии и техническая эволюция, связанная с этими источниками, является одной из основных причин антропогенного загрязнения, вызывающего изменение качества воздуха выше пределов, оговоренных в законодательстве, адаптированных и измененных в соответствии с уровнем знаний, на постоянной основе.

Источники антропогенного загрязнения становятся причиной попадания вредных веществ в атмосферу. Следует отметить, что все антропогенные источники (промышленность, сельское хозяйство, транспорт, домашние источники и т.д.) вносят свой вклад в уровень качества воздуха, воды и почвы в дополнение к естественным источникам, которые существовали с момента создания планеты.

Загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами

Загрязнение тяжелыми металлами окружающей среды становится все более серьезной проблемой и вызывает серьезную озабоченность из-за негативных последствий, которые оно вызывает во всем мире. Эти неорганические загрязнители выбрасываются в воду, почву и в атмосферу из-за быстро растущего сельского хозяйства и металлургической промышленности, неправильной утилизации отходов, удобрений и пестицидов. Некоторые металлы влияют на биологические функции и рост, в то время как другие металлы накапливаются в одном или нескольких органах, вызывая множество серьезных заболеваний, в том числе и рака.

С чем связано загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами?

Тяжелые металлы – хорошо известные загрязнители окружающей среды из-за их токсичности, стойкости в окружающей среде и биоаккумуляционной природы. Различают следующие их источники:

Естественные – включают выветривание металлосодержащих пород и извержения вулканов;
Антропогенные – включают горнодобывающую промышленность и различные виды промышленной и сельскохозяйственной деятельности.

Горнодобывающая и промышленная переработка применяются в отрасли добычи полезных ископаемых. Их последующее применение для экономического развития привели к увеличению мобилизации этих элементов в окружающей среде. Из-за этого нарушены биогеохимические циклы.

Загрязнение водных и наземных экосистем токсичными тяжелыми металлами представляет собой экологическую проблему, вызывающую обеспокоенность населения. Являясь стойкими загрязняющими веществами, тяжелые металлы накапливаются в окружающей среде. Как следствие, они загрязняют пищевые цепи.

Накопление потенциально токсичных тяжелых металлов создает потенциальную угрозу здоровью их потребителей, включая людей. Наиболее опасные для окружающей среды тяжелые металлы и металлоиды включают Cr, Ni, Cu, Zn, Cd, Pb, Hg и As.

Проводятся всесторонние химические и токсикологические исследования опасных тяжелых металлов и металлоидов. Результаты показывают, что необходимо предпринять шаги для минимизации воздействия этих элементов на здоровье человека и окружающую среду.

Источники загрязнения тяжелыми металлами

Тяжелые металлы естественным образом присутствуют в земной коре с момента образования Земли. Увеличение использования их человеком привело к неизбежному выбросу токсичных металлов как в земную, так и в водную среду.

В большинстве случаев загрязнение тяжелыми металлами возникло из-за антропогенной деятельности. Она является основной причиной загрязнения из-за следующего:

добычи металлов, плавки, литья;
других отраслей, в которых используются металлы;
выщелачивания металлов из различных источников, в том числе и из мусорных свалок;
экскрементов, домашнего скота и куриного помета;
стоков, автомобилей и дорожных работ.

Загрязнение почвы тяжелыми металлами связано с использованием достижений научно-технической революции в аграрном секторе. Это происходит, например, из-за применения пестицидов, инсектицидов, удобрений и т.п.

Естественные причины могут также увеличивать загрязнение тяжелыми металлами. К ним относятся вулканическая активность, коррозия металлов, испарение металлов из почвы и воды, повторное взвешивание отложений, эрозия почвы, геологическое выветривание.

Воздействие тяжелых металлов на окружающую среду

Загрязнение тяжелыми металлами становится серьезной проблемой во всем мире. Оно набирает обороты из-за увеличения использования и обработки таких металлов во время различных видов деятельности для удовлетворения потребностей быстро растущего населения. Почва, вода и воздух – основные компоненты окружающей среды, на которые влияет загрязнение тяжелыми металлами.

Загрязнение тяжелыми металлами почв

К попаданию в почву и ее загрязнению приводят:

промышленные выбросы;
удаление отходов с высоким содержанием металлов;
этилированный бензин и краски;
внесение удобрений на землю, пестициды, навоз;
осадки сточных вод;
остатки от сжигания угля и разлив нефтехимических веществ.

Было отмечено, что почвы являются основными поглотителями тяжелых металлов, выбрасываемых в окружающую среду в результате вышеупомянутой антропогенной деятельности. Большинство не подвергаются микробной или химической деградации, поскольку они не разлагаются. Их общие концентрации сохраняются в течение длительного времени после попадания в окружающую среду.

Присутствие тяжелых металлов в почвах является серьезной проблемой из-за их наличия в пищевых цепочках, разрушающих всю экосистему. Поскольку органические загрязнители могут быть биоразлагаемыми, скорость их биоразложения снижается из-за присутствия тяжелых металлов в окружающей среде. Это удваивает загрязнение окружающей среды, увеличивает присутствующие органические загрязнители и тяжелые металлы.

Существуют различные способы, которыми тяжелые металлы представляют опасность для людей, животных, растений и экосистем в целом. К таким путям относятся:

прямое попадание в организм;
поглощение растениями;
пищевые цепи;
потребление загрязненной воды;
изменение pH почвы, пористости, цвета и ее естественного химического состава, что, в свою очередь, влияет на качество почвы.

Загрязнение тяжелыми металлами воды

Хотя существует множество источников загрязнения воды, индустриализация и урбанизация являются двумя виновниками повышенного уровня загрязнения воды тяжелыми металлами. Они переносятся стоками промышленных предприятий, муниципалитетов и городских территорий. Загрязнение водоемов тяжелыми металлами происходит из-за их накопления в почве и отложениях водоемов. Они очень токсичны и создают серьезные проблемы для здоровья людей и других экосистем.

Опасность загрязнение воды для человека определяется уровнем токсичности металла, который зависит от таких факторов:

организмы, которые подвергаются его воздействию;
его природа и биологическая роль;
период, в течение которого организмы подвергаются воздействию металла.

Пищевые цепи символизируют взаимоотношения между организмами экосистемы. Следовательно, загрязнение воды тяжелыми металлами влияет на все организмы в этой цепи. Люди, питающиеся на самом высоком уровне, более склонны к серьезным проблемам со здоровьем. Причина – концентрация тяжелых металлов в пищевой цепи увеличивается.

Загрязнение тяжелыми металлами атмосферы

Индустриализация и урбанизация, вызванные быстрым ростом населения мира, в последнее время сделали загрязнение воздуха серьезной экологической проблемой во всем мире. Загрязнение воздуха увеличивается с помощью пыли и твердых частиц (ТЧ), которые выбрасываются в результате естественных и антропогенных процессов.

Природные процессы, которые приводят к выбросу твердых частиц в воздух, включают:

пыльные бури;
эрозию почвы;
извержения вулканов;
выветривание горных пород.

Антропогенная деятельность в большей степени связана с промышленностью и транспортом. Именно они влияют на загрязнение атмосферы тяжелыми металлами. Последствия могут привести к серьезным проблемам со здоровьем:

раздражение кожи и глаз;
респираторные инфекции;
преждевременная смертность;
сердечно-сосудистые заболевания.

Данные загрязнители также вызывают ухудшение инфраструктуры, коррозию, образование кислотных дождей, эвтрофикацию и дымку. Тяжелые металлы, такие как металлы группы 1 (Cu, Cd, Pb), металлы группы 2 (Cr, Mn, Ni, V и Zn) и металлы группы 3 (Na, K, Ca, Ti, Al, Mg, Fe) происходят из промышленных зон, транспортных средств и естественных источников.

Чтобы защитить здоровье человека, растений, животных, почвы и всех компонентов окружающей среды, должное и тщательное внимание следует уделять технологиям восстановления тяжелых металлов. На текущий момент большинство физических и химических технологий их восстановления требуют обработки большого количества ила, разрушают окружающие экосистемы, и они очень дороги.

Читайте также: