Тяжелые металлы в водной среде

Обновлено: 04.10.2024

Периодическая система Д. И. Менделеева – один из наглядных способов показать многообразие формирующих мироздание «кирпичиков», каждый из которых нужен для поддержания гармоничного равновесия общей конструкции. Любой из химических элементов независимо от степени распространенности в природе – необходим, даже если его роль до конца не ясна современным ученым.

Присутствие так называемых тяжелых металлов в питьевой воде, воздухе, пище, природных или искусственно созданных материалах – столь же значимо для живых существ, как дождь, солнце, кислород и твердь под ногами. Каждый элемент группы в строго определенных количествах важен для нормального функционирования организма человека, участвуя в химических реакциях, микробиологических процессах, входя в состав ферментов, гормонов и других веществ. Только при превышении пороговых значений полезные микроэлементы становятся токсичными и причисляются к обширной категории опасных для здоровья ксенобиотиков – нарушающих течение естественных биологических процессов веществ.

Какие металлы называют тяжелыми

Наиболее общее определение относит к данной группе элементы таблицы Менделеева с металлическими свойствами и большим молекулярным весом. Более четкий критерий – относительная атомная масса выше 50, согласно которому в перечень входят все металлы, начиная с ванадия. Другой пороговый показатель – плотность, равная или превышающая удельный вес железа (7,8 г/см 3 ).

Каждый из методов классификации обладает своими недостатками, исключая из рассматриваемой категории очевидные (олово, марганец) или предлагая сомнительных (мышьяк, висмут) представителей. В водоочистке, которая призвана минимизировать воздействие вредных примесей, используют не строго химический или физический аспект определения, но более – медицинский, токсикологический и природоохранный. Это также связано с общностью методов очистки воды от тяжелых металлов и причисленных к ним элементов.

Причины и пути попадания в водозаборы

Ксенобиотики подстерегают людей повсюду: в воздухе, почве, пище, косметических средствах. Но именно вода, будучи универсальным растворителем, содержит наиболее полный перечень потенциально опасных веществ. Идеально чистых источников попросту не бывает, а регулярный контакт с ней при питье, гигиенических процедурах, приготовлении пищи делает этот путь наиболее вероятным для получения критических доз токсичных элементов.

Путей загрязнения воды тяжелыми металлами два. Естественным образом это происходит при растворении входящих в состав горных пород минералов пластовыми водами, а также путем переноса талыми или дождевыми потоками частиц подверженной естественной эрозии почвы. Часть вредных примесей попадает в поверхностные и подземные источники из запыленного воздуха с дождем или снегом.

Второй фактор загрязнения связан с деятельностью человека. Его значимость резко возросла с увеличением горнодобычи, ростом промышленного производства, интенсификацией сельскохозяйственной деятельности.

Основными загрязнителями выступают:

добыча и переработка нефтепродуктов;
горнодобывающие предприятия;
тепловые электростанции;
металлургические комбинаты;
гальванические и электротехнические предприятия;
заводы по производству пластмасс, красок, композитных материалов;
комбинаты по выпуску сельхозудобрений;
полигоны захоронения бытовых и промышленных отходов.

Недостаточная очистка сточных вод, а также смыв с сельхозугодий делает поверхностные водоемы самыми проблематичными для использования. Но при нарушении естественных водоупорных горизонтов загрязнения могут достичь и скважинных водозаборов.

Вред тяжелых металлов для человека

Одна из опасностей ксенобиотиков – плохая выводимость из организма. Накапливаясь со временем в жизненно важных органах или тканях, токсичные элементы вызывают серьезные расстройства отдельных функций или всего организма в целом. Известно, что они негативно влияют не только на физиологию, но также на эмоционально-психологическое состояние. Болезни, вызываемые превышением допустимых концентраций тяжелых металлов, достаточно серьезны.

Ртуть – провоцирует общее отравление организма, которое выражается ухудшением памяти, слуха, нарушением координации. При воздействии паров концентрируется в мозге. Накапливаясь в почках, нарушает работу этих органов.
Свинец – воздействует на нервную систему, вызывая головные боли, ослабление внимания и головокружения. Особенно остро проявляется у детей, ведет к замедлению умственного развития. Негативно влияет на сердечно-сосудистую систему, работу ЖКТ.
Медь – вызывает язвенную болезнь, гастрит, нарушения работы почек, печени, ЦНС, снижает иммунный ответ организма.
Кадмий – приводит к заболеваниям костной системы, сопровождаемых ломкостью, искривлением и хрупкостью костей. Будучи канцерогеном, приводит к раку прямой кишки и легких.
Кобальт – при чрезмерных концентрациях вызывает заболевание щитовидной железы, приводит к сердечной недостаточности и бронхиальной астме.
Никель – чреват аллергическими реакциями, повышенной возбудимостью нервной системы.
Цинк – снижает иммунитет, способен вызвать бесплодие, также является канцерогеном.

Повышенное содержание тяжелых металлов особенно негативно влияет на детей, приводя к задержке умственного и физического развития. Вероятность заболеваний велика при длительном употреблении загрязненной ксенобиотиками воды.

Допустимое содержание в питьевой воде

Предельные величины присутствия опасных примесей жестко регламентировано нормативными документами. Действующим СанПиН 2.1.4.1074-01 установлены следующие ПДК тяжелых металлов в воде (мг/л):

Барий – 0,1;
Бериллий – 0,0002;
Ванадий – 0,1;
Ртуть – 0,0005;
Висмут – 0,1;
Кадмий – 0,001;
Кобальт – 0,1;
Молибден – 0,25;
Медь – 1,0;
Мышьяк – 0,05;
Никель – 0,1;
Свинец – 0,03;
Стронций – 7,0;
Хром – 0,5;
Цинк – 5,0.

При централизованном водообеспечении контроль всех этих параметров излишен, за исключением некоторых регионов, где отмечаются превышения по ряду показателей. В случае автономного водоснабжения из поверхностных или подземных источников, которые чаще всего загрязняются содержащими тяжелые металлы соединениями, обязательно проведение расширенного химанализа в сертифицированной лаборатории. Визуально даже проба с аномально высокими концентрациями ксенобиотиков может выглядеть кристально чистой. Для определения же технологии и состава системы автономной водоочистки необходимы точные характеристики исходной воды.

Методы очистки воды от тяжелых металлов

Удаление из жидкости присутствующих в форме солей или сложных органических веществ загрязнений выполняется несколькими способами. Ионный обмен эффективен для удаления тяжелых ионов, которые замещаются другими, входящими в состав специальных обменных смол, но избирателен. Подбор ионообменных материалов при проектировании систем водоочистки выполняется индивидуально на основании результатов химанализа, процесс нацелен на удаление определенных загрязняющих компонентов. Методы безнапорной и напорной аэрации – окисления кислородом воздуха – разработаны для удаления железа и марганца.

Широкий спектр действия характерен для обратноосмотических установок, фильтрующих из воды любые примеси, чей размер превышает величину ячейки мембраны. Способ универсален, но стоимость очистки выше. Реже используется еще более затратная технология электродиализа, при которой на противоположно заряженных мембранах раздельно осаждаются положительные и отрицательные ионы.

Достойная альтернатива традиционным методам – применение ПГС-полимеров, выполняющих механическую, сорбционную и ионообменную фильтрацию одновременно. Компанией «Гейзер» разработан уникальный материал «Арагон», который используется в бытовых фильтрах для воды. Он выполняет комплексную очистку, устраняя загрязнение воды тяжелыми металлами, радионуклидами, избыточными солями жесткости и органикой.

К технологиям широкого спектра относится и фильтроматериал «Каталон». Это – ионообменный волокнистый материал, он обеспечивает удаление до 90–97% тяжелых металлов при сохранении естественного минерального состава воды.

«Каталон» обладает не только не только хелатными свойствами (выборочное удаление катионов тяжелых металлов), но и амфолитными. Благодаря этому материал очищает воду не только от катионов: меди, кадмия, свинца, но и анионов: органические примесей, хлорорганические соединений, железобактерий и коллоидного железа. Технология используется в бытовых системах водоподготовки, в том числе в сменных картриджах фильтров-кувшинов.

Закажите консультацию специалиста компании Гейзер

Остались вопросы? Мы всегда готовы предоставить консультацию по всем вопросам очистки воды!

Тяжелые металлы в водных экосистемах как индикатор антропогенного воздействия

В природе тяжелые металлы (ТМ) находятся, в основном, в труднорастворимой и труднодоступной для растений форме. Однако, в результате антропогенного вмешательства, резко возрастает содержание ТМ в природных экосистемах — в воздухе, природных водах и почве. Одновременно изменяется и форма нахождения ТМ в природных средах — в составе относительно хорошо растворимых соединений, что позволяет им с легкостью вовлекаться в пищевые цепи [8].

Тяжелые металлы обладают высокой способностью к многообразным химическим, физико-химическим и биологическим реакциям. Многие из них имеют переменную валентность и участвуют в окислительно-восстановительных процессах. Тяжелые металлы и их соединения, как и другие химические соединения, способны перемещаться и перераспределяться в средах жизни, т. е. мигрировать [3].

В ряду тяжелых металлов одни крайне необходимы для жизнеобеспечения человека и других живых организмов и относятся к так называемым биогенным элементам. Другие вызывают противоположный эффект и, попадая в живой организм, приводят к его отравлению или гибели. Эти металлы относят к классу ксенобиотиков, то есть чуждых живому. Специалистами по охране окружающей среды среди металлов-токсикантов выделена приоритетная группа [5]. В нее входят кадмий, медь, мышьяк, никель, ртуть, свинец, цинк и хром как наиболее опасные для здоровья человека и животных. Из них ртуть, свинец и кадмий наиболее токсичны.

Город Сумгаит является вторым по величине промышленным городом Азербайджана. В нем сосредоточены предприятия химической, металлургической промышленности, предприятия оргсинтеза. В настоящее время в Сумгаите имеются приблизительно 3000 стационарных источников атмосферного загрязнения. Отходы этих предприятий содержат тяжелые металлы, органические соединения.

Особую озабоченность вызывают ртутные загрязнения завода по производству хлор-алкилина, различные хлорсодержащие соединения нефтехимических отраслей, фтороводород, содержащийся в выбросах алюминиевого производства, тяжелые металлы — свинец, цинк, кадмий в составе пыли сталелитейного производства и т. д.

Донные отложения вблизи Сумгаита содержат 1–2 г углеводородов, 0,5–1,0 г фенолов и 0,1- 0,6 г ртути на кг. С биологической точки зрения, эти области дна рассматриваются фактически мертвыми, воздействуя на осетра и другую рыбу, которая кормится фауной морского дна [1]. Несмотря на снижение производственных мощностей и сворачивание многих производств, накопленные в окружающей среде токсичные вещества продолжают воздействовать на здоровье населения Сумгаита.

Город Сумгаит находится в бассейне одноименной реки Сумгаитчай, имеющей несколько притоков — Гозлучай, Гуздучай, Чигилчай, Ченгичай и Кендачай. Сумгаитчай относится к «временным» рекам, так как в летний период из-за отсутствия атмосферных осадков практически полностью пересыхает. Ее длина составляет 198 км, площадь бассейна — 1751 км 2 . Она на 90 % питается дождевыми водами [7]. Впадает непосредственно в Каспийское море недалеко от Сумгаита.

С целью экологического оценивания нами исследовано содержание тяжелых металлов — Cd(II), Hg(II), Pb(II) в морской воде и донных отложениях Каспийского моря вблизи Сумгаита, а также в пробах речной воды Сумгаитчая и всех его притоков методом ААС [2]. Исследования проводились на ААС ZEEnit 700 P.

Для исследования были взяты пробы промышленных и бытовых сточных вод, выбрасываемых в море, а также пробы морской воды и донных отложений вблизи Сумгаита. Результаты анализа проб промышленных и бытовых сточных вод представлены в таблице 1.

Содержание тяжелых металлов впробах промышленных источных вод Сумгаита, мкг/л

Состояние поверхностных вод и донных отложений на участке реки горный Палуй на территории Приуральского района ЯНАО

Тяжёлые металлы — это элементы периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с молекулярной массой свыше 50 атомных единиц. Эта группа элементов активно участвует в биологических процессах, входя в состав многих ферментов. Группа «тяжелых металлов» во многом совпадает с группой микроэлементов. С другой стороны, тяжёлые металлы и их соединения оказывают вредное воздействие на организм. К ним относятся свинец, цинк, кадмий, ртуть, молибден, хром, марганец, никель, олово, кобальт, титан, медь, ванадий [1].

Одним из сильнейших по действию и наиболее распространенным химическим загрязнением является загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами [4]. Тяжелые металлы, попадая в организм, остаются там навсегда, вывести их можно только с помощью белков молока. Достигая определенной концентрации в организме, они начинают свое губительное воздействие — вызывают отравления и мутации.

Тяжелые металлы отравляют организм человека, они еще и чисто механически засоряют его — ионы тяжелых металлов оседают на стенках тончайших систем организма и засоряют почечные каналы, каналы печени, таким образом, снижая фильтрационную способность этих органов [2]. Соответственно, это приводит к накоплению токсинов и продуктов жизнедеятельности клеток нашего организма, т. е. самоотравление организма, т. к. именно печень отвечает за переработку ядовитых веществ, попадающих в наш организм, и продуктов жизнедеятельности организма, а почки — за их выведение из организма.

Источники поступления тяжелых металлов делятся на природные (выветривание горных пород и минералов, эрозийные процессы, вулканическая деятельность) и техногенные (добыча и переработка полезных ископаемых, сжигание топлива, движение транспорта, деятельность сельского хозяйства) [3].

Часть техногенных выбросов, поступающих в природную среду в виде тонких аэрозолей, переносится на значительные расстояния и вызывает глобальное загрязнение [3].

Другая часть поступает в бессточные водоемы, где тяжелые металлы накапливаются и становятся источником вторичного загрязнения, т. е. образования опасных загрязнений в ходе физико-химических процессов, идущих непосредственно в среде (например, образование из нетоксичных веществ ядовитого газа фосгена) [3].

Ртуть, свинец, кадмий входят в общий перечень наиболее важных загрязняющих веществ окружающей среды, согласованный странами, входящими в ООН.

В качестве токсикантов в водоемах обычно встречаются: ртуть, свинец, кадмий, олово, цинк, марганец, никель, хотя известна высокая токсичность других тяжелых металлов — кобальта, серебра, золота, урана и других. Вообще, высокая токсичность для живых существ — это характерное свойство соединений и ионов тяжелых металлов.

В ряду тяжелых металлов одни крайне необходимы для жизнеобеспечения человека и других живых организмов и относятся к так называемым биогенным элементам [5]. Другие вызывают противоположный эффект и, попадая в живой организм, приводят к его отравлению или гибели. Эти металлы относят к классу ксенобиотиков, то есть чуждых живому. Специалистами по охране окружающей среды, среди металлов-токсикантов выделена приоритетная группа. В нее входят кадмий, медь, мышьяк, никель, ртуть, свинец, цинк и хром как наиболее опасные для здоровья человека и животных. Из них ртуть, свинец и кадмий наиболее токсичны.

В водоёмы тяжелые металлы поступают обычно со стоками горнодобывающих и металлургических предприятий, а также предприятий химической и легкой промышленности, где их соединения используют в различных технологических процессах. Например, много солей хрома сбрасывают предприятия по дублению кожи, хром и никель используются для гальванического покрытия поверхностей металлических изделий. Соединения меди, цинка, кобальта, титана используются в качестве красителей и т. д.

Тяжелые металлы имеют много общего в биологическом действии и в загрязнении водоемов. Все они очень токсичны, хотя многие из них необходимы в микроколичествах различным организмам медь, марганец, хром, молибден, ванадий [6].

Тяжёлые металлы, к примеру ртуть легко образуют соединения и комплексы с органическими веществами в растворах и в организме, хорошо усваиваются организмами из воды и передаются по пищевой цепи. По классу опасности ртуть относится к первому классу (чрезвычайно опасное химическое вещество). Ртуть реагирует с SH-группами белковых молекул, среди которых — важнейшие для организма ферменты. Ртуть также реагирует с белковыми группами –СООН и NH₂ с образованием прочных комплексов — металлопротеидов. А циркулирующие в крови ионы ртути, попавшие туда из легких, также образуют соединения с белковыми молекулами. Нарушение нормальной работы белков-ферментов приводит к глубоким нарушениям в организме, и прежде всего — в центральной нервной системе, а также в почках [7].

Тяжёлые металлы проникают в живой организм, в основном, через воду (исключением является ртуть, пары которой очень опасны). Попав в организм, тяжёлые металлы чаще всего не подвергаются каким-либо существенным превращениям, как это происходит с органическими токсикантами, и включившись в биохимический цикл, они крайне медленно покидают его [6].

Цель работы — провести инженерно-экологические исследования на участке реки горный Палуй, и установить степень антропогенной нагрузки на природные объекты.

Инженерно-экологическими исследованиями следует считать:

– получение необходимых и достаточных материалов для оценки современного состояния окружающей природной среды на исследуемой территории;

– уточнение материалов и данных по состоянию окружающей среды, уточнение границ зоны влияния.

Инженерно–экологические исследования являются информационной основой и обеспечивают:

– комплексное изучение природных и техногенных условий территории, её хозяйственного использования;

– оценку современного экологического состояния отдельных компонентов природной среды и экосистем в целом, их устойчивости к техногенным воздействиям и способности к восстановлению.

Кроме получения исходных материалов для оценки современного состояния окружающей среды на исследуемой территории, Инженерно–экологические исследования позволяют устанавливать участки и территории с нарушенными, загрязненными землями и несанкционированными местами хранения отходов, что особенно важно при установлении отношений природопользователя (недропользователя) с согласовывающими и административными органами при получении актов выбора и отвода земель. Все материалы, полученные в результате проведения полевых инженерно-экологических исследований, используются для разработки и ведения экологического мониторинга, прогноза изменений различных элементов окружающей среды и выбору более оправданного и экологически предпочтительного варианта.

Результаты химического анализа

Содержание химических веществ в воде (мг/дм (мг/л))

Анализ особенностей накопления и распределения тяжелых металлов в организме рыб (обзор литературы)

В статье рассмотрен обзор литературы, касающейся содержания тяжелых металлов (ТМ) в организме рыб разных видов. Приведен анализ химико-экологической ситуации водоемов, места обитания гидробионтов.

Ключевые слова: рыба, тяжелые металлы, организм, органы, ткани.

К числу важнейших факторов, влияющих на устойчивость биоценозов, относится антропогенное химическое загрязнение поверхностных вод ТМ, которые попадают в водоемы со стоками и смывами с территорий промышленных предприятий, сельхозугодий, городов и мелких населенных пунктов [2, 18].

ТМ представляют серьезную опасность в качестве загрязнителей водных экосистем и относятся к консервативным загрязняющим веществам, которые не разлагаются в природных водах, а только изменяют формы своего существования, перераспределяясь между биотическими и абиотическими звеньями. Также они являются неотъемлемой составной частью организма, но индивидуальная потребность гидробионтов в металлах очень мала, и содержание металлов, превышающее индивидуальные потребности организмов, способно вызывать нарушения различных функций гидробионтов, накапливаться в их органах, превышая нормируемые величины [4, 8, 9].

Рыбы, занимая в биоценозах водных экосистем верхний трофический уровень, обладают способностью, аккумулировать ТМ, степень накопления которых зависит, как от биотических (половая принадлежность, вид, возраст, занимаемая экологическая ниша), так и абиотических (фоновое содержание ТМ в природных водах, рН, карбонатная жесткость) факторов [1, 6, 7].

Изучение биологических систем различного уровня организации в условиях, как их естественной среды обитания, так и изменения под воздействием антропогенного фактора позволяет непосредственно выявить эффекты, обусловленные воздействием всего комплекса загрязняющих веществ и естественных абиотических факторов за продолжительный период времени, определить пороговые уровни нагрузок и дать наиболее реалистичный прогноз ее развития. Особо острой проблемой является загрязнение природных пресных вод тяжелыми металлами, для которых в воде не существует надежных механизмов самоочищения: они лишь перераспределяются в экосистемах, взаимодействуя с организмами разных трофических уровней и оставляя видимые или невидимые последствия [10, 11, 12, 13, 14, 16].

Среди поллютантов ТМ представляют наиболее приоритетный интерес не только из-за высокой токсичности для водных организмов, но и способности к аккумуляции и трансформации внутрибиоценоза водоёма [11, 14, 17].

Рядом ученых были проведены исследования органов и тканей рыб на наличие в них общих закономерностей распределения ТМ. В частности, И. А. Глазуновой (2005) установлено, что металлы аккумулируются в организме рыб в количествах, во много раз превышающих их содержание в воде. Автор указывает, что данный факт приводит к снижению продуктивности водоемов верховьев Оби и к потенциальной опасности для человека. При этом отмечена видовая специфичность в накоплении металлов рыбами в зависимости от типа их питания: лещ концентрирует медь, судак — цинк, свинец [7]. Кинетика аккумуляции ТМ в рыбах Байкальского региона исследуемых С. В. Гомбоевой (2003) показала неравномерное распределение металлов в организме рыб, однако все исследуемые металлы аккумулировались в основном в печени. В наиболее высоких концентрациях в органах и тканях рыб отмечался цинк, содержание свинца и кадмия в органах оказалось сравнительно невелико. Примечательно, что наибольшее содержание элементов выявлено летом, наименьшее — зимой, у старшевозрастных и хищных видов рыб содержание металлов оказалось выше [5]. Такое же исследование проводила Ваганов А. С. на промысловых видах рыб различных экологических групп Куйбышевского водохранилища (2012). Установила особенности накопления и распределения ТМ в печени и жабрах рыб [3]. Превышение предельно допустимых концентраций в органах и паразитах рыб Ладожского озера установлено С. А. Салтыковой (2006), при этом распределение металлов в организме рыб характеризовалось неоднородностью [15]. Кашулин Н. А. (2000) разработал научные основы и методы биоиндикации техногенного загрязнения водоемов Арктики и Субарктики ТМ. На основе исследования в популяциях рыб наблюдается сокращение числа возрастных групп, свидетельствующее о снижении продолжительности жизни [9]. При исследрвании заливов Набиль, Ныйский, Чайво и Пильтун Бедрицкая И. Н. (2000) выявила невысокое содержание ТМ [2].

Заключение. Загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами является одной из глобальных проблем современности. Это указывает на необходимости проведения экологического мониторинга содержания тяжелых металлов в воздухе, воде, почве. В частности, проведение санитарно-гигиенического мониторинга пищевого сырья и продуктов питания, изучение цепей миграции тяжелых металлов от их источника до человека являеться важной состовляющей в оценке безопасности и качества сырья и продукции.

Батоян В. В., Сорокин В. Н. Микроэлементы в рыбах Куйбышевского водохранилища // Экология, 1989. № 6. — С. 81–83.
Бедрицкая И. Н. Влияние тяжелых металлов на организм рыб, выращиваемых на сбросных водах электростанций Диссертация и автореферат по ВАК 03.00.10 Троицк 2000 — с. 185.
Ваганов А. С. Накопление тяжелых металлов тканями и органами промысловых видов рыб различных экологических групп Куйбышевского водохранилища Диссертация и автореферат по ВАК 03.02.08 Ульяновск 2012 — с. 120.
Гомбоева С. В., Пронин Н. М., Цыренов В. Ж. Оценка качества воды озера Гусиное и озера Байкал. Современные проблемы гидробиологии Сибири: Тез. докл. всерос. конф./ Томск, 2001. — С. 110–1112.
Гомбоева С. В. Экологические особенности распределения тяжелых металлов в рыбах Байкальского региона Диссертация и автореферат по ВАК 03.00.16 Улан-Удэ 2003 — с. 150.
Горден Ю. В. Содержание и методы прогноза изменения тяжелых металлов в органах и тканях севрюги (Acipenser Stellatus Pallas) разного возраста в речной период жизни Диссертация и автореферат по ВАК 03.00.13 Ставрополь 2001 — с. 190.
Глазунова И. А. Содержание и особенности распределения тяжелых металлов в рыбах верховьев Оби Диссертация и автореферат по ВАК 03.00.16 Барнаул 2005 — с. 103.
Грубинко В. В., Смольский A. C., Коновец И. Н., Арсан О. М. Гемоглобин рыб при действии аммиака и солей тяжелых металлов // Гидробиологический журнал. — 1995. Т. 31, № 4. — С. 82–87.
Кашулин Н. А. Ихтиологические основы биоиндикации загрязнения среды тяжелыми металлами Диссертация и автореферат по ВАК 03.00.10 Апатиты 2000 — с. 381.
Кузнецов В. А. Признаки дестабилизации в рыбном сообществе Куйбышевского водохранилища // Актуальные экологические проблемы республики Татарстан. Казань: «Новое знание», 2000. С. 60.
Линник П. Н., Набиванец Б. И. Формы миграции металлов в пресных поверхностных водах. // Гидрометеоиздат, 1986. — с.272.
Моисеенко Т. И. Оценка экологической опасности в условиях загрязнения вод металлами // Водные ресурсы. 1999. — Т. 26, № 2. — С 186–197.
Перевозников М. А., Богданова Е.А Тяжелые металлы в пресноводных экосистемах. — С.-Петербург, 1999. — с.227.
Пономаренко A. M. Эколого-рыбохозяйственные аспекты ртутного загрязнения водохранилищ: Дис. канд. биол. наук. Казань, 2006. — с.116.
Салтыкова С. А. Сравнительный анализ особенностей накопления тяжелых металлов в рыбах и их паразитах:на примере экосистемы Ладожского озера Диссертация и автореферат по ВАК 03.00.16 Петрозаводск 2006 — с. 109.
Степанова Н. Ю., Яковлев В. А., Латыпова В. З. Зообентос как индикатор экотоксикологической обстановки в Куйбышевском водохранилище // Вестник РУДН: серия «Экология и безопасность жизнедеятельности», 2007. № 2. — С. 50–56.
Степанова Н. Ю., Латыпова В. З., Мухаметшин A. M. Уровень содержания металлов в тканях, органах рыб и воде Куйбышевского водохранилища // Вестник ТО РЭА, 2005. № 4. — С.44–49.
Gomboeva S. V., Т syren о v V, Zh„ Pro n in N. M. Distribution of heavy metals in fish organs and tissues with different type of nutrition in the Baikal coastal and bay zoes // Ecologically equivalent and exotic aquatic species in Great and large lakes of the world: The second internat. Symposium / SB RAS. — Ulan-Ude, 2002. — P.29–30.

Основные термины (генерируются автоматически): организм рыб, металл, вод, орган, рыба, содержание металлов.

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: