Тяжелые металлы

Тяжелые металлы

Введение

Термин "тяжелый металл" относится к любому металлическому химическому элементу, который имеет относительно высокую плотность и токсичен или ядовит при низких концентрациях. Примеры тяжелых металлов:ртуть (Hg), кадмий (Cd), мышьяк (As), хром (Cr), талий (Tl), свинец (Pb).

Тяжелые металлы - естественные компоненты Земной коры. Они не могут быть деградированы или разрушены. В небольших количествах они попадают к нам в организм с пищей, питьевой водой и воздухом. Как элементы-следы, некоторые тяжелые металлы (например, медь, селен, цинк) необходимы для поддержания метаболизма человеческого организма. Однако, при более высоких концентрациях они могут вести к отравлению. Отравление тяжелым металлом может произойти, к примеру, при загрязнении питьевой воды (например, трубопровод), из-за высоких концентрации в окружающем воздухе вблизи источников эмиссии, или потреблении через пищевую цепь

Тяжелые металлы опасны, потому что они имеют тенденцию к биоаккумулированию. Биоаккумуляция означает увеличение концентрации химического элемента в биологическом организме, через какое-то время, по сравнению с концентрацией этого элемента в окружающей среде. Соединения накапливаются в живых существах любое время, они приняты и накапливаются быстрее чем, они разрушаются или преобразуются.

Тяжелые металлы могут попадать в воду с промышленными и бытовыми отходами потребителя, или даже с кислыми дождями, разрушающими почвы и со стоками тяжелых металлов в потоки, озера, реки и подземные воды.

Окружающая среда и риск для здоровья.

Теперь мы собираемся описывать воздействие тяжелых металлов на окружающую среду. Три самые опасные тяжелые металла: свинец, кадмий и ртуть.

Эффекты сурьмы на окружающую среду.

Сурьма - металл, входящий в состав триоксида сурьмы. Он может также быть найден в батареях, пигментах, керамике и стекле. Воздействие высокой концентрации сурьмы в течение короткого периода времени вызывает тошноту, рвоту и диарею. Имеется немного информации об эффектах долгосрочного воздействия сурьмы, но подозревается,что это канцерогенное вещество для человека. Большинство соединений сурьмы не биоаккумулируется в водной среде. 

Эффекты кадмия на окружающую среду

Кадмий получает свои токсикологические свойства по химическому подобию к цинку - необходимое микропитательное вещество для растений, животных и людей. Когда-то поглощенный организмом, кадмий остается резидентским много лет (в более чем десятилетиях для людей) хотя это в конечном счете преобразованным.

У людей, долговременное воздействие связано с дисфункцией почек. Сильное воздействие может вести к препятствующей болезни легкого и связано с раком легкого, хотя данные относительно последнего трудно интерпретировать из-за приходящих в соглашение факторов. Кадмий может также приводить к дефектам кости у людей и животных. Кроме того, с металлом может быть связано увеличение давления крови и эффект миокарда у животных, хотя большинство данных людей не поддерживают эти результаты.

Среднее ежедневное потребление для людей оценено как 0.15 мг из воздуха и 1 мг из воды. Курение пачки 20 сигарет может вести к ингаляции вокруг 2-4 мг кадмия но уровни могут широко изменяться.

В какой форме поступает кадмий?

Кадмий - неизбежный побочный продукт при очистке цинка, так как эти металлы естественно образуютя в пределах сырой руды. Однако, когда-то собранный кадмий относительно легко переработать.

Наиболее существенное использование кадмия находится в никель/кадмиевых батареях, как перезаряжающиеся или вторичные источники энергии, показывающие высокую продуктивность, долгое время эксплуатации, низкое обслуживание и высокую устойчивость к физическому и электрическому напряжению. Кадмиевые покрытия обеспечивают хорошее сопротивление коррозии, особенно в окружающих средах высокого давления типа морских и космических, где требуются высокая безопасность или надежность. Другие использования кадмия - как пигменты, стабилизаторы для PVC, в сплавах и электронных составах. Кадмий - также является примесью в нескольких изделиях, включая фосфаты, моющие средства и очищенные нефтепродукты.

В общем, для некурящего населении главный путь воздействия - через продовольствие, в результате попадания кадмия в сельскохозяйственную почву из различных источников и сродства с зерновыми культурами. Дополнительное воздействие на людей кадмия возникает через окружающий воздух и питьевую воду.

Эффекты хрома на окружающую среду

Хром используется в металлических сплавах и пигментах для красок, цемента, бумаги, каучука, и других материалов. Воздействие низких концентрации может раздражать кожу. Долговременное воздействие может причинять ущерб почкам и печени, и повреждать нервную ткань. Хром часто накапливается в водной среде, увеличивая опасность пищевой рыбе, которая, возможно, была подвержена высоким концентрациям хрома.

Эффекты меди на окружающую среду

Медь - необходимое вещество для человеческой жизни, но в высоких дозах может причинять анемии, повреждение печени и почек ,желудка и кишечное раздражение. Люди с болезнью Вилсона - испытывают большой риск для здоровья от действия меди. Медь обычно появляется в питьевой воде от медных труб.

Эффекты свинца на окружающую среду

Воздействие на людей, может привести к широкому диапазону биологических эффектов в зависимости от уровня и продолжительности воздействия. Различные эффекты происходят по ширине диапазона доз, с развивающимся плодом и младенцем, являющимися более чувствительными, чем взрослый. Высокие уровни воздействия могут заканчиваться у людей отравляющими биохимическими эффектами, которые в свою очередь причиняют проблемы в синтезе гемоглобина, эффекты на почки и репродуктивную систему, и острое или хроническое повреждение нервной системы.

Отравление свинцом, которое является столь серьезным, чтобы причинить очевидную болезнь, является сейчас действительно очень редким. При промежуточных концентрациях, однако, имеется убедительное доказательство, что свинец может иметь маленькие, тонкие, подклинические эффекты, особенно на нейрофизиологические функции детей. Некоторые исследования полагают, что может быть потеря до 2 пунктов ПОКАЗАТЕЛЯ ИНТЕЛЛЕКТА,при повышении свинца в крови от 10 до 20 мг/мл у маленьких детей.

Ежедневное потребление свинца для взрослых в ВЕЛИКОБРИТАНИИ в среднем составляет в 1.6 мг от воздуха, 20 мг от питьевой воды и 28 мг от продуктов питания. Хотя большинство людей получает большую часть их основного потребления от продуктов питания, в определенных поселениях, могут быть другие источники более важные, такие как вода в областях подводимая трубопроводом, воздух около точки исходной эмиссии, почвы, пыль, хлопья краски в старых зданиях или загрязненной земле. Вклад свинца в воздух вносит смешение пыли и дождя, содержащей металл, на зерновых культурах и почве. Однако, для большинства людей в ВЕЛИКОБРИТАНИИ, диетическое ведущее воздействие - значительно ниже временного терпимого еженедельного потребления, рекомендуемого Организацией ООН по вопросам продовольствия и сельского хозяйства ООН и Мировой Организацией Здоровья.

В какой форме поступает свинец?

Свинец в окружающей среде является продуктом и естественных и антропогенных источников. Воздействие может осуществляться через питьевую воду, продовольствие, воздух, почву и старой краски, содержащей свинец. В общем, главный путь воздействия на взрослое некурящее население - от продуктов питания и воды. Продовольствие, воздух, вода и почва - главные потенциальные пути воздействия на младенцев и маленьких детей. Для младенцев возрастом до 4 или 5 месяцев воздух, молоко и вода - существенные источники.

Свинец - относится к наиболее перерабатываемым цветным металлам, поэтому выросло его устойчивое вторичное производство несмотря на снижающиеся ведущие цены. Его физические и химические свойства применяются в производстве, строительстве и химических отраслях промышленности. Его легко сформировать, так как он покорный и податливый. Имеются восемь широких категорий использования: батареи, бензин (больше позволенный в ЕС), сплавы, пигменты и составы, вкладывание в ножны кабеля, патроны и боеприпасы.

Эффекты ртути на окружающую среду

Ртуть - ядовитое вещество, которое не имеет никакой известной функции в человеческой биохимии или физиологии и не образуется естественно в живых организмах. Неорганическое отравление ртутью связано с сотрясениями или незначительными психологическими изменениями, вместе с непосредственным абортом и врожденным уродством.

Монометилртуть причиняет повреждение мозгу и центральной нервной системе, в то время как эмбриональное и послеродовое воздействие вызвает выкидыш, врожденное уродство и изменения в развитии маленьких детей. 

В какой форме поступает ртуть?

Ртуть - глобальный загрязнитель с комплексом необычных химических и физических свойств. Главный естественный источник ртути - изЗемной коры, эмиссия от вулканов и напыление от естественных организмов воды.

По всему миру горная промышленность металла ведет к косвенным выбросам в атмосферу. Использование ртути широко распространено в индустриальных процессах и в различных изделиях (например батареи, лампы и термометры). Она также широко используется в лечении зубов как смесь для заполнений и фармацевтической промышленностью. беспокойство по ртути в окружающей среде является результатом чрезвычайно ядовитых форм, в которых ртуть может образовываться.

Ртуть - главным образом присутствует в атмосфере в относительно нереактивной форме как газообразный элемент. Длинная атмосферная продолжительность жизни порядка 1 года его газообразной формы означает эмиссию, транспортировку, и смещение ртути - глобальная проблема.

Естественные биологические процессы могут биоаккумулировать формы метильной ртути миллиону лет и концентрировать в живых организмах, особенно рыбе. Эти формы ртути: монометилртуть и диметилртуть высоко ядовиты, причиняя нейротоксикологичесие нарушения. Главный путь поступления ртути людям - через цепь продовольствия, а не ингаляцией.

Главные источники ртутных эмиссии в ВЕЛИКОБРИТАНИИ - от изготовления хлора в ртутных ячейках, производстве цветного металла, угольном сгорании и крематориях. Эмиссия ртути в ВЕЛИКОБРИТАНИИ сомнительна, и оценено, что диапазон - от 13 до 36 тонн в год (DERA). Эмиссия, как оценивают, снижается между 1970-1998 (NAEI), главным образом из-за улучшенного средства управления на ртутных ячейках и их замене, и снижении в угольном использовании.

Пока имелось снижение в уровне Европейской эмиссии ртути, эмиссия за пределами Европы начала увеличиваться - увеличение уровня окружающих концентраций в континенте.

Эффекты никеля на окружающую среду

Маленькие количества никеля необходимы человеческому организму, чтобы произвести красные ячейки крови, однако, в чрезмерных количествах, могут стать мягко ядом. Краткосрочный контакт с никелем, как известно, не причиняет проблем здоровью, но долгосрочное воздействие может причинять уменьшение веса организма, повреждение сердца и печени, и раздражение кожи. АГЕНТСТВО ПО ОХРАНЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ в настоящее время не регулирует уровни никеля в питьевой воде. Никель может накапливаться в водной среде, но его присутствие не увеличивается по цепям продовольствия.

Эффекты селена на окружающую среду

Селен необходим людям и другим животным в маленьких количествах, но в больших количествах может причинять повреждения нервной системы, усталость и раздражительности. Селен накапливается в живой ткани, высокое содержание селена в рыбе и других организмах причиняет большие проблемы здоровью человека по продолжительности жизни. Эти проблемы включают здоровье волос и потерю ногтей, повреждение почек и ткани печени, повреждение мышечной ткани, и более серьезное повреждению нервной системы.