В- высокая, У - умеренная, Н - низкая
В водных средах металлы присутствуют в трех формах:
взвешенные частицы, коллоидные частицы и растворенные соединения. Последние
представлены свободными ионами и растворимыми комплексными соединениями с
органическими (гуминовые и фульвокислоты) и неорганическими (галогениды,
сульфаты, фосфаты, карбонаты) лигандами. Большое влияние на содержание этих элементов
в воде оказывает гидролиз, во многом определяющий форму нахождения элемента в
водных средах. Значительная часть тяжелых металлов переносится поверхностными
водами во взвешенном состоянии.
Сорбция тяжелых металлов донными отложениями зависит
от особенностей состава последних и содержания органических веществ. В конечном
итоге тяжелые металлы в водных экосистемах концентрируются в донных отложениях
и биоте.
В почвах тяжелые металлы содержатся в водорастворимой, ионообменной и
непрочно адсорбированной формах. Водорастворимые формы, как правило,
представлены хлоридами, нитратами, сульфатами и органическим комплексными
соединениями. Кроме того, ионы тяжелых металлов могут быть связаны с минералами
как часть кристаллической решетки.
Источники.
Добыча и переработка не являются самым мощным
источником загрязнения среды металлами. Валовые выбросы от этих предприятий
значительно меньше выбросов от предприятий теплоэнергетики. Не металлургическое
производство, а именно процесс сжигания угля является главным источником
поступления в биосферу многих металлов. В угле и нефти присутствуют все
металлы. Значительно больше, чем в почве, токсичных химических элементов,
включая тяжелые металлы, в золе электростанций, промышленных и бытовых топок.
Выбросы в атмосферу при сжигании топлива имеют особое значение. Например,
количество ртути, кадмия, кобальта, мышьяка в них в 3-8 раз превышает
количество добываемых металлов. Известны данные о том, что только один
котлоагрегат современной ТЭЦ, работающий на угле, за год выбрасывает в
атмосферу в среднем 1-1,5 т паров ртути. Тяжелые металлы содержатся и в
минеральных удобрениях.
Наряду со сжиганием минерального топлива важнейшим путем техногенного
рассеяния металлов является их выброс в атмосферу при высокотемпературных
технологических процессах (металлургия, обжиг цементного сырья и др.), а также
транспортировка, обогащение и сортировка руды.
Техногенное поступление тяжелых металлов в окружающую
среду происходит в виде газов и аэрозолей (возгона металлов и пылевидных
частиц) и в составе сточных вод.
Металлы сравнительно быстро накапливаются в почве и крайне медленно из
нее выводятся: период полуудаления цинка - до 500 лет, кадмия - до 1100 лет,
меди - до 1500 лет, свинца - до нескольких тысяч лет.
Существенный источник загрязнения почвы металлами -
применение удобрений из шламов, полученных из промышленных и канализационных
очистных сооружений.
В выбросах металлургических производств тяжелые металлы находятся, в
основном, в нерастворимой форме. По мере удаления от источника загрязнения
наиболее крупные частицы оседают, доля растворимых соединений металлов
увеличивается, и устанавливаются соотношения между растворимой и нерастворимыми
формами. Аэрозольные загрязнения, поступающие в атмосферу, удаляются из нее
путем естественных процессов самоочищения. Важную роль при этом играют
атмосферные осадки. В итоге выбросы промышленных предприятий в атмосферу,
сбросы сточных вод создают предпосылки для поступления тяжелых металлов в
почву, подземные воды и открытые водоемы, в растения, донные отложения и
животных.
Дальность распространения и уровни загрязнения
атмосферы зависят от мощности источника, условий выбросов и метеорологической
обстановки. Однако в условиях промышленно-городских агломераций и городской
застройки параметры распространения металлов в воздухе еще плохо
прогнозируются. С удалением от источников загрязнения уменьшение концентраций
аэрозолей металлов в атмосферном воздухе чаще происходит по экспоненте,
вследствие чего зона их интенсивного воздействия, в которой имеет место превышение
ПДК, сравнительно невелика.
В условиях урбанизированных зон суммарный эффект от
регистрируемого загрязнения воздуха является результирующей сложения множества
полей рассеяния и обусловлен удалением от источников выбросов,
градостроительной структурой и наличием необходимых санитарно-защитных зон
вокруг предприятий. Естественное (фоновое) содержание тяжелых металлов в
незагрязненной атмосфере составляет тысячные и десятитысячные доли микрограмма
на кубический метр и ниже. Такие уровни в современных условиях на
сколько-нибудь обжитых территориях практически не наблюдается. Фоновое
содержание свинца принято равным 0,006 мкг/м3, ртути - 0,001-0,8 мкг/м3 (в
городах - на несколько порядков выше). К основным отраслям, с которыми связано
загрязнение окружающей среды ртутью, относят горнодобывающую, металлургическую,
химическую, приборостроительную, электровакуумную и фармацевтическую. Наиболее
интенсивные источники загрязнения окружающей среды кадмием - металлургия и
гальванопокрытия, а также сжигание твердого и жидкого топлива. В незагрязненном
воздухе над океаном средняя концентрация кадмия составляет 0,005 мкг/м3, в
сельских местностях - до 0,05 мкг/м3, а в районах размещения предприятий, в
выбросах которых он содержится (цветная металлургия, ТЭЦ, работающие на угле и
нефти, производство пластмасс и т.п.), и промышленных городах - до 0,3-0,6
мкг/м3.
Атмосферный путь поступления химических элементов в
окружающую среду городов является ведущим. Однако уже на небольшом удалении, в
частности, в зонах пригородного сельского хозяйства, относительная роль
источников загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами может измениться и
наибольшую опасность будут представлять сточные воды и отходы, накапливаемые на
свалках и применяемые в качестве удобрений.
Максимальной способностью концентрировать тяжелые
металлы обладают взвешенные вещества и донные отложения, затем планктон, бентос
и рыбы.
Осадки. Зона максимальных концентраций металлов в воздухе
распространяется до 2 км от источника. В ней содержание металлов в приземном
слое атмосферы в 100-1000 раз выше местного геохимического фона, а в снеге - в
500-1000 раз. На удалении 2-4 км располагается вторая зона, где содержание
металлов в воздухе приблизительно в 10 раз ниже, чем в первой. Намечается
третья зона протяженностью 4-10 км, где лишь отдельные пробы показывают
повышенное содержание металлов. По мере удаления от источника соотношения
разных форм рассеивающихся металлов меняются. В первой зоне водорастворимые
соединения составляют всего 5-10 %, а основную массу выпадений образуют мелкие
пылевидные частицы сульфидов и оксидов. Относительное
содержание водорастворимых соединений возрастает с расстоянием.
10
наиболее загрязненных городов бывшего СССР.
Металлы приведены в порядке убывания уровня
приоритетности для данного города.
1. Рудная Пристань (Приморский край)
|
свинец, цинк, медь, марганец+ванадий,
марганец.
|
2. Белово (Кемеровская область)
|
цинк, свинец, медь, никель.
|
3. Ревда (Свердловская область)
|
медь, цинк, свинец.
|
4. Магнитогорск
|
никель, цинк, свинец.
|
5. Глубокое (Белоруссия)
|
медь, свинец, цинк.
|
6. Усть-Каменогорск (Казахстан)
|
цинк, медь, никель.
|
7. Дальнегорск (Приморский край)
|
свинец, цинк.
|
8. Мончегорск (Мурманская область)
|
никель.
|
9. Алаверди (Армения)
|
медь, никель, свинец.
|
10. Константиновка (Украина, Донецкая обл)
|
свинец, ртуть.
|
Список литературы
1.
Беспамятнов Г.П., Кротов
Ю.А. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде.
Справочник.— Л.: "Химия",1985.
2.
Вредные химические
вещества. Неорганические соединения I-IV групп: Справ. изд./ Под ред. В.А.
Филова и др. — Л.: "Химия",1988.
3.
Вредные химические
вещества. Неорганические соединения V-VIII групп: Справ. изд./ Под ред. В.А.
Филова и др. — Л.: "Химия",1989.
- Мур Дж.В.,
Рамамурти С. Тяжелые металлы в природных водах. - М.: "Мир",
1987.
- Наша Планета; Москва; 1985 год.
- Пьер Агесс; Ключи к экологии; Ленинград; 1982 год.
- В.З.Черняк; Семь чудес и другие; Москва; 1983 год.
- Френц Щебек; Вариации на тему одной планеты; 1972 год.
- Г.Хефлинг. Тревога в 2000 году. Москва. 1990 год.
- В.В. Плотников. На перекрестках экологии. Москва. 1985 год.
Похожие работы на - Тяжелые металлы
|