Kémiai ökológia XII

XII. TERMÉSZETES VÍZ ÉS nehézfémek

A körülmények az aktív antropogén szennyezés friss vizet nehézfémekkel volt különösen akut probléma. A sürgető ez a probléma nem kétséges. Elég annyit mondani, hogy a nehézfémek, elvileg nincsenek megbízható öntisztító mechanizmusok. Nehézfémeket csak újraosz- egy természetes víztározó másik, kölcsönhatásban a különböző élő szervezetek és mindenhol így látható káros következményei a kölcsönhatást. Jelenleg a fő forrása a természetes víz által okozott nehézfém ipari szennyezés. Nehézfémek esnek természetes víz a felhasznált ipari víz vegyi anyagokat tartalmazó, és nyomelemek, esővízzel, szűrjük át pengék, és a balesetek során a különböző vegyi üzemek és a tároló létesítmények. A felszín alatti vizek injekció nagy jelentősége van a hulladék kutak, bányák és gödrök. Amint az ábrából látható. 12.1 A szennyezett víz lefolyását a nyílt víz és az „ablak” a vízálló réteg, hogy behatoljanak a víztartó. Azonban, ez előfordulhat, és a fordított folyamat, amikor a nehézfémek vándorolnak a talajvíz és azonos „ablak” esik a nyílt víz (ábra. 12.2).

A víz az az elsődleges közeg a migráció nehézfémek a földkéreg. Ahhoz, hogy értékelje a víz migráció intenzitása általában használt víz migrációs faktor egyenlő az arány a kémiai elem tartalma ásványvíz egyensúlyt annak tartalmát a környező kőzetek vagy Clark héja. A migrációs folyamatok a természetes vizekben különösen fontos tényezők, mint a redox potenciál, a sav-bázis (pH), valamint több mások. Problémák a nehézfémek a felszíni édesvizek, egyrészt, és a felszín alatti - a másik - a két oldala általánosabb problémát.

Ez megint csak hangsúlyozni kell, hogy ellentétben a szerves szennyező anyagok, szenvednek degradációs folyamatok, fém, amely képes kizárólag az újraelosztási az egyes komponensek között a vizes rendszerekben. A természetes édesvizekben léteznek különböző formában és különböző oxidációs állapotban. Kiosztani általában súlyozott, kolloidálisan diszperz fázis, és a belső oldódási, amely viszont lehet képviseli nagyon változatos anyagok, vegyületek. Kísérleti vizsgálatok a 80 év kimutatták, hogy különböző formái ugyanazon elem különböznek azok biológiai aktivitásra és a rendelkezésre álló, hogy organizmusok. Kiderült, hogy a hidro-bionts meghaladó koncentrációban MPC legnagyobb toxicitás szabad hidratált ionok és néhány szervetlen komplex vegyületek és a fémek metilezve folyamat (Hg, Pb, Sn, stb) - fémorganikus vegyületek.

Csoport nehézfém tartalmaz több mint 30 elemek a periódusos rendszer; Mi szorítkozunk csak némelyik (fülre. 12,1).

A folyékony települési hulladék (ppm, és a száraz maradékot)

Foszfát műtrágyák, mg / kg-os

A vizes közegben, a réz létezhetnek három fő formában: felfüggesztett, kolloid és oldott. Ez utóbbi magában foglalhatja ion-mentes réz és komplex vegyületek szerves és szervetlen ligandumokkal. Forma kimerült réztartalmú nagyban meghatározza a fizikai-kémiai és hidrodinamikai paraméterek a vizes közegben.

A réz mennyiségét társított szilárd részecskék elérheti 12-97% -a annak tartalmát folyóvíz. Közel tonna évente beleesik az óceán, amelynek 1% - oldott formában, 6% - formájában társított hidroxidok, 4,5% - szerves formában, 85% - a szilárd, kristályos részecskék, 3,5% - formájában szorbens szuszpendált részecskék.

Tartalmának növelésére réz (> 1000 mcg / kg) az üledékek gyakran miatt hatására bányászati ​​hulladék vizek. A nem szennyezett édesvízi üledékek nem tartalmaznak több, mint 20 mg / kg réz kilogrammonként száraz tömegére számítva. Ha beszélünk a toxicitás a réz nem akut emberi, bár néhány esetben a krónikus túlkínálat, vagy nem a réz a szervezetben okozhat mérgezést. Mutagén és rákkeltő tulajdonságaira réz még nem állapították meg.

Cink - egy elem létfontosságú emlősök. Ő tagja számos enzim, amely fontos szerepet játszik a nukleinsavak szintézisét - DNS-t és RNS-t. A cink széles körben használják a szakterületen. A termelés nagyságrendje (63.245 tonna tíz év -. 1971 és 1981), a cink szilárdan a negyedik helyen, miután az acél, alumínium és réz.

Az eljárások közül, amelyek a legnagyobb hatással a viselkedését cink (II) vizes oldatokban lehet megkülönböztetni hidrolízis és komplexképzés. Hidrolízisével képződött multi-hidroxo. Azonban többmagos -hidroxodimer típusú minősülnek kisebb arányban (<2%) даже при его концентрации, равной моль/л. Таким образом, для природных вод более характерен гидроксид , обладающий амфотерными свойствами. Токсичность цинка во многом определяется присутствием других тяжелых металлов, особенно кадмия. Повышенная аккумуляция этих металлов может приводить к недостатку цинка в организме, что проявляется в подавлении ферментативных реакций. Избыток цинка также небезразличен для человека, так как он приводит к повышению выработки молочной кислоты и, как следствие, к повышению рН крови и нарушению функции почек.

A higany az egyik legveszélyesebb szennyezőanyagok természetes vizekben. Ez könnyen reakcióba lép az számos fehérje, a vér és a szövetek, blokkolni az aktív csoportok bennük, miáltal elvesztik reaktív tulajdonságokkal (Minamata betegség). A szervezetben metil át a véráramba, és felhalmozódnak a vese, a máj és az agy. higanyürítés időszakban elég nagy, amely hozzájárul a felhalmozódása az élő szervezetekben. Higanyvegyületeknek nem karcinogén és mutagén, de kapcsolatban higanyt képesek áthatolni a méhlepényen, sok esetben embriotoxikus hatást.

Jellemzők helyét és ólom- a természetes vizekben okozza csapadék és komplexképzés szerves és szervetlen ligandumokkal. Ezért, az oldott ólom koncentrációja a legtöbb természetes víz rendszerek általában kisebb, mint 10 g / l. Az intenzitás E folyamatok függ a pH- és Eh a közeg, jelenléte ligandoobrazovateley és egyéb tényezők. Tanulmány formában ólom migráció egy ausztrál folyók azt mutatta, hogy a folyóvíz körülbelül 45% a teljes mennyiségű ólom társított szuszpendált formában, hogy szignifikánsan alacsonyabb megfigyelt többi vizsgált folyók, például Reina, ahol az arány a szuszpendált ólom eléri a 72% (az ugyanezeket az adatokat a p . Cupid alkotják 64-75%). A számítások azt mutatják, hogy az ioncserélő formákat ad a vezetést, és része esik. Szerves ólom komplexek jelentőssé válnak csak meghaladó koncentrációban M. ligandoobrazovateley

Az intenzitás a szorpciós-deszorpciós ólom folyami üledékek függ a jellemzői a kőzettani összetétele és tartalma a szerves anyagok. Hiányában komplexképző oldható formái ólom majdnem teljesen adszorbeált pH> 6,0. A szint teljes ólomtartalom a csapadék általában értéke 1 és 50 g / L. Az ipari területek elérheti az 1000 g / l, ami súlyos szennyezés a talaj és a hó. Például az ólom koncentrációja a hótakaró a területen, a City of Toronto Kanada 828 000 g / l, míg a hótakaró távolabbi területeken a koncentráció lecsökken 100 g / l vagy ennél kevesebb.

A világ fogyasztása nikkel évtized 1971-1980 elérte a 740.000. T, de most a növekedés üteme. A fő forrásai a nikkel bevételt a környezet tartalmazza a fosszilis üzemanyagok és a nikkel használatát-tartalmú ötvözetek.

Króm (Cr). króm tartalékok a földkéreg kicsik, de a technika szokott nagyon széles, és a probléma a króm-kibocsátás a környezetbe egyre fontosabbá válik. Króm tartalmazza kis mennyiségű DNS-t, de a hiánya a króm és nikkel más struktúrái élő szervezetek oka valószínűleg az alacsony mobilitás és az alacsony stabilitását a fehérjékkel komplexet képez. Ezért, figyelembe véve a termelés nagyságrendje, króm - az egyik legkevésbé toxikus elemek csoportjából nehézfémek. Például az emlősök, képesek átvinni 100-200-szeres növekedést a króm tartalom a szervezetben anélkül, hogy nyilvánvaló káros hatások.

A világ fogyasztása króm érc (króm) az időszak 1971-1980. elérte 86.200.000. m. alatt a 10 év alatt, a termelés csaknem megduplázódott, ami által okozott globális felhasználás növekedésével króm iparban. 58% -a az extrahált krómot termelésére használt vasötvözetek. A jelenléte a króm vasöntvény ellenállást biztosit a korróziónak és az oxidációnak, és javítja az ütőszilárdság. Ferrokróm ötvözetek jó ellenáll korrozív környezetben és a magas hőmérséklet. Nem kevesebb, mint 21% -át használják, hogy készítsen króm tűzálló. A fennmaradó rész fogyaszt a vegyipar. Kromit költenek a termelés tinták és fixáló a textiliparban, cserzőanyagok a bőripar, krómozás, eloxálás, rézkarc.

Major szállítói króm-kibocsátás (csökkenő skála) - a termelés és feldolgozás ferrochrome tűzálló anyagok gyártási, a széntüzelés és a termelés a krómacél. A tartalom a krómtartalmú aeroszolok növényekben zónában olvasztására krómacélok elérheti 1 a háttérben tartalom. Ezek a részecskék szét lehet osztani a nagy távolságokra a szél és esik a Föld felszínén a csapadék. Azonban a fő forrása a humán króm - fémfeldolgozás. Diffúz kibocsátások nagyobb kockázatot jelentene a felszíni víz szennyeződésének viszonylag toxikus formában. Más források - a víz áramlását hűtőrendszerek, a különböző vegyi anyagok. Szennyező források - bőrgyári elfolyó folyadékot (amely akár több gramm per liter).

- A legstabilabb állapotában a króm a természetes édesvizekben. Ez képezi a nagyszámú viszonylag inert kapcsolatos kinetikus komplexek. Upon komplexképzés króm amelynek koordinációs száma 6. bőségesen oxigénezett vizek termodinamikailag stabilabb, ám a kinetikai stabilitást lehet jelen kötött formában formájában szuszpendált anyagok és kolloidok. A vizes rendszerekben könnyen redukálható jelenlétében, néhány szulfátok és néhány szerves anyag. Éppen ellenkezőleg, gyorsan oxidálódik csak ha nagy és lassú - oxigén.

Megbízhatóan megállapítani növekedése a króm tartalom az üledékben miatt mesterséges forrásokból. Például, a csapadék az alsó áramban. Garden River (New York), hogy tapasztalatokat több emberi nyomás, króm dúsított 510% -kal szemben a referencia régiók.

króm nem ostroyadovitym A férfi, de számos a fémvegyületek van rákkeltő. Ami a kapcsolatos kérdések nehézfém szennyezés a felszín alatti vizek, meg kell jegyezni, hogy az elmúlt évtizedekben az intenzív antropogén jelentősen megváltozott a kémiai összetétele nem csak a felszínen, hanem a felszín alatti. Annak ellenére, hogy viszonylag magas védelmi (képest felszíni vizek) a szennyeződéstől, megtalálták Pb, Cr, Hg, Cu, Zn, radioaktív izotópok stb A koncentráció a nehézfémek és más szennyező növeli területén nagyvárosok és ipari központok. A fő oka ennek a folyamatnak: a felszíni vizek szennyeződése, injektálással mély víztartó silnoyadovityh hulladék és erősített talajvíz kitermelése a háztartási és ipari igényeket. Az utóbbi vezetett a beszivárgó szennyezett víz felszíni vizekbe. A foka szennyezés veszélyének a víztartó hidrogeológiai meghatározott feltételek részét a kijelölt idő forrás karakter szennyező hulladékok és azok koncentrációját, és a forrás méretei. A szennyezett víz általában nehezebb szennyeződésmentes friss vizet vízadó, és így azok a jet egy pontszerű forrásból célszerűen lefelé terjed, ha a vízszintes áramlás a felszín alatti, és ez magával ülésén nem áteresztő réteg van szétszórva rajta. A méret a terület a szennyezett talajvíz nem csak attól függ a térben, hanem az áramforrás felszabadulási annak helyét képest a migráció a talajvíz. A hossza a szennyezett talajvíz áramlási függ az aktuális szűrési talajvíz sebessége, az idő hatásának források és vezető tényezők csökkenését a szennyező anyagok koncentrációjának (nehézfémek, stb), - szűrési eljárások, oldódás, diszperzió, adszorpciós.

Hosszú távú vizsgálatok a talajvíz azt mutatja, hogy az intenzitás a fiziko-kémiai folyamatok, amelyek csökkentik a nehézfém koncentrációnak határozza meg összetétele a vándorlási formák. Sajnos, ezt a kérdést már tanulmányozta nagyon kevés. Azonban egyértelmű, hogy képes-e a elemek a vízben migrációs nagyban meghatározza a vegyérték. A magasabb értékű komponenst, annál erősebb tartják részeként szikla, vagy szilárd hulladék, a gyengébb belép természetes vizek és az alsó a víz migráció. Hozzávetőleges száma mikrokomponenseket migráció a következő :.

A függőség a víz migráció-elemek ionos szennyező anyagot súlyokat határozza meg a következő rendelkezés: minél nagyobb a ionos komponenst a súly, annál erősebb ez kapcsolódik a fajta, annál rosszabb belép a felszín alatti víz, annál jobb a csapadékot. Például a víz migráció kétértékű Ba ion 137,34 tömeg kisebb, mint a kétértékű Mn ion súlyú 54,91.

A függőség a víz migrációját szennyeződéseket a ion sugara sokkal bonyolultabb, de általában a szabály figyelhető: minél magasabb az ionos sugara az elem, annál könnyebben megy a föld alatti víz és az erősebb, hogy részt vesz az oldódási folyamat. Az egységes számjegyű komponenseit vegyérték nagyobb kapacitást ezeket a folyamatokat volt látható komponensek nagy az ionos sugara.

Jelenleg 3 elemei a Mobility Group a talajvízben intenzitása nagysága szerint ion potenciálok. A cég ion potenciállal 3 tartalmazza. Ezek az elemek vándorolnak rosszul a vízben, de a víz jól tolerálható. Elemek az ionnal potenciálja több, mint három enyhén mozog a vízben, de alig oldódik vízben :, Ga, Al, U, Zr, Ti, Nb, Ta. Mikro-szennyező anyagok a legtöbb könnyen oldódó és könnyen mozgatható halogenid, hidrogén-karbonát és szulfát vegyületek; kevésbé oldható, és kevésbé mozgékony SrSO4, SrCO3, BaCO3; minimálisan mobil Fe3 +, Mn3 +, és nitrogén-oxidok Ti4 +, Zn4 +, TH4 +.

A kompozíció a természetes talajvíz jelentős hatással van a migráció a szennyező anyagok. A vizek különböző kémiai összetételű változik ásványi anyagok oldhatósága sok vegyület makro- és mikro-szennyezőanyagok

Típusa a talajvíz

Táblázat 12.2. Tartomány tartalmát Mn, Cu, Fe, Al, Ba alatti vizek a különböző Photo

Típusa a talajvíz