Bij thermische centrales ontvangen mensen bijna alle benodigde energie op de planeet. Mensen hebben geleerd om te krijgen elektriciteit anders, maar accepteer nog steeds geen alternatieven. Ook al is het voor hen onrendabel om brandstof te gebruiken, ze weigeren het niet.

Wat is het geheim van thermische centrales?

thermische centrales Het is geen toeval dat ze onmisbaar blijven. Hun turbine wekt op de meest eenvoudige manier energie op door middel van verbranding. Hierdoor is het mogelijk om de bouwkosten, die als volledig gerechtvaardigd worden beschouwd, tot een minimum te beperken. In alle landen van de wereld zijn er dergelijke objecten, dus je kunt niet verbaasd zijn over de verspreiding.

Het werkingsprincipe van thermische centrales gebouwd op het verbranden van enorme hoeveelheden brandstof. Als gevolg hiervan ontstaat elektriciteit, die eerst wordt geaccumuleerd en vervolgens naar bepaalde regio's wordt gedistribueerd. De schema's voor thermische energiecentrales blijven vrijwel constant.

Welke brandstof wordt er gebruikt op het station?

Elk station gebruikt een aparte brandstof. Het wordt speciaal geleverd zodat de workflow niet wordt verstoord. Dit punt blijft een van de problematische, aangezien transportkosten verschijnen. Welke soorten apparatuur gebruikt het?

• Steenkool;
• olieschalie;
• Turf;
• brandstof;
• Natuurlijk gas.

Thermische schema's van thermische energiecentrales zijn gebouwd op bepaalde vorm brandstof. Bovendien worden er kleine wijzigingen in aangebracht, op voorwaarde dat: maximale verhouding nuttige actie. Als ze niet worden gedaan, zal het hoofdverbruik buitensporig zijn, daarom zal de ontvangen elektrische stroom niet rechtvaardigen.

Soorten thermische centrales

Soorten thermische centrales - belangrijke vraag. Het antwoord erop zal je vertellen hoe de benodigde energie verschijnt. Vandaag worden geleidelijk serieuze veranderingen doorgevoerd, waarbij de belangrijkste bron zal zijn alternatieve weergaven, maar tot nu toe blijft het gebruik ervan onpraktisch.

1. Condensatie (CES);
2. Warmtekrachtcentrales (WKK);
3. State District elektriciteitscentrales (GRES).

TPP-elektriciteitscentrale vereist: gedetailleerde beschrijving. De soorten zijn verschillend, dus alleen een overweging zal verklaren waarom er aan zo'n schaal wordt gewerkt.

Condensatie (CES)

Soorten thermische centrales beginnen met condensatie. Deze WKK-installaties worden uitsluitend gebruikt voor de opwekking van elektriciteit. Meestal hoopt het zich op zonder zich onmiddellijk te verspreiden. De condensatiemethode biedt maximale efficiëntie, dus deze principes worden als optimaal beschouwd. Tegenwoordig worden in alle landen afzonderlijke grootschalige faciliteiten onderscheiden, die grote regio's voorzien.

Er verschijnen geleidelijk kerncentrales, ter vervanging van traditionele brandstof. Alleen vervanging blijft een kostbaar en tijdrovend proces, aangezien het gebruik van fossiele brandstoffen anders is dan andere methoden. Bovendien is het onmogelijk om een ​​enkel station uit te schakelen, omdat in dergelijke situaties hele regio's zonder waardevolle elektriciteit zitten.

Warmtekrachtcentrales (WKK)

WKK-installaties worden voor meerdere doeleinden tegelijk ingezet. Ze worden voornamelijk gebruikt om waardevolle elektriciteit op te wekken, maar brandstofverbranding blijft ook nuttig voor warmteopwekking. Hierdoor blijven thermische centrales in de praktijk in gebruik.

Een belangrijk kenmerk: is dat dergelijke thermische centrales superieur zijn aan andere soorten relatief kleine energiecentrales. Ze bieden individuele gebieden, dus er is geen behoefte aan bulkvoorraden. De praktijk leert hoe winstgevend een dergelijke oplossing is door het leggen van extra hoogspanningslijnen. Het werkingsprincipe van een moderne thermische krachtcentrale is alleen vanwege het milieu niet nodig.

Energiecentrales in het staatsdistrict

Algemene informatie over moderne thermische centrales markeer geen GRES. Geleidelijk aan blijven ze op de achtergrond en verliezen ze hun relevantie. Hoewel districtscentrales in staatseigendom nuttig blijven in termen van energieopwekking.

Verschillende soorten thermische centrales ondersteunen uitgestrekte regio's, maar hun capaciteit is nog steeds onvoldoende. In de Sovjettijd werden grootschalige projecten uitgevoerd, die nu zijn gesloten. De reden was het oneigenlijk gebruik van brandstof. Hoewel hun vervanging problematisch blijft, aangezien de voor- en nadelen van moderne TPP's vooral worden opgemerkt door grote hoeveelheden energie.

Welke centrales zijn thermisch? Hun principe is gebaseerd op brandstofverbranding. Ze blijven onmisbaar, al wordt er actief gerekend voor een gelijkwaardige vervanging. De voor- en nadelen van thermische centrales worden in de praktijk nog steeds bevestigd. Waardoor hun werk noodzakelijk blijft.

ORGANISATIE- EN PRODUCTIESTRUCTUUR VAN THERMISCHE ELEKTRISCHE INSTALLATIES (TPP)

Afhankelijk van de capaciteit van de apparatuur en schema's van technologische verbindingen tussen de productiestadia bij moderne TPP's, worden winkel-, niet-winkel- en blokwinkelorganisatie- en productiestructuren onderscheiden.

Workshop organisatie- en productiestructuur voorziet in de verdeling van technologische apparatuur en grondgebied van TPP in: aparte secties en toewijzen aan gespecialiseerde eenheden - werkplaatsen, laboratoria. In dit geval is de belangrijkste structurele eenheid is een werkplaats. Winkels zijn, afhankelijk van hun deelname aan de productie, verdeeld in hoofd- en hulpstoffen. Daarnaast kunnen TPP's ook niet-industriële huishoudens omvatten (huisvestings- en nevenboerderijen, kleuterscholen, rusthuizen, sanatoria, enz.).

Hoofdworkshops zijn direct betrokken bij de energieproductie. Deze omvatten de brandstof- en transport-, ketel-, turbine-, elektrische en chemische winkels.

De samenstelling van de brandstof- en transportwinkel omvat delen van de spoorvoorzieningen en de brandstofvoorziening met een brandstofmagazijn. Deze workshop wordt georganiseerd bij elektriciteitscentrales die vaste brandstof of stookolie verbranden wanneer deze per spoor wordt aangevoerd.

De samenstelling van de ketelwinkel omvat ruimtes voor toevoer van vloeibare of gasvormige brandstoffen, stofvoorbereiding, ontassing.

De turbinewinkel omvat: afdeling verwarming, centraal gemaal en waterbeheer.

Bij een productiestructuur met twee winkels, evenals bij grote TPP's, worden de ketel- en turbinewinkels gecombineerd tot een enkele ketel-turbinewinkel (KTT's).

De elektrische werkplaats is verantwoordelijk voor: alle elektrische uitrusting van de thermische centrale, een elektrisch laboratorium, een olie-economie, een elektrische reparatiewerkplaats.

De chemische fabriek omvat: chemisch laboratorium en chemische waterbehandeling.

Hulpwinkels dienen de belangrijkste productie. Deze omvatten: een winkel voor gecentraliseerde reparatie, reparatie en constructie, thermische automatisering en communicatie.

Niet-industriële boerderijen zijn niet direct gerelateerd aan energieproductie en voorzien in de huishoudelijke behoeften van TPP-arbeiders.

Werkplaatsloze organisatie- en productiestructuur voorziet in de specialisatie van divisies in de uitvoering van de belangrijkste productiefuncties: bediening van apparatuur, onderhoud, technologische controle. Hierdoor ontstaan ​​productiediensten in plaats van werkplaatsen: bediening, reparatie, controle en verbetering van apparatuur. De productiediensten zijn op hun beurt onderverdeeld in gespecialiseerde secties.

creatie Block-shop organisatie- en productiestructuur door de opkomst van complexe energie-eenheidsblokken. De blokapparatuur voert verschillende fasen van het energieproces uit: brandstofverbranding in een stoomgenerator, elektriciteitsopwekking in een turbogenerator en soms de transformatie ervan in een transformator. In tegenstelling tot de werkplaats, met een block-shop-structuur, zijn de blokken de belangrijkste productie-eenheid van de energiecentrale. Ze zijn opgenomen in de CTC, die zich bezighouden met de gecentraliseerde werking van de hoofd- en hulpapparatuur ketel blokken. De blokwinkelstructuur zorgt voor het behoud van de hoofd- en hulpwinkels die in de winkelstructuur plaatsvinden, bijvoorbeeld de brandstof- en transportwinkel (TTTS), chemie, enz.

Alle soorten organisatie- en productiestructuren voorzien in de uitvoering van het productiebeheer op basis van eenheid van bevel. Bij elke TPP is er een administratieve, economische, productie- en technische en operationele expeditieafdeling.

Het administratief en economisch hoofd van het TPP is de directeur, de technisch manager is de hoofdingenieur. De operationele en dispatchingcontrole wordt uitgevoerd door de dienstdoende ingenieur van de elektriciteitscentrale. Operationeel is hij ondergeschikt aan de dienstdoende coördinator EPS.

Naam en aantal structurele verdelingen, en de noodzaak om aparte functies in te voeren wordt bepaald afhankelijk van het standaard aantal industriële en productiepersoneel van de energiecentrale.

De gespecificeerde technologische, organisatorische en economische kenmerken van elektriciteitsproductie beïnvloeden de inhoud en taken van activiteitenbeheer energiebedrijven en verenigingen.

De belangrijkste vereiste voor de elektriciteitsindustrie is een betrouwbare en ononderbroken stroomvoorziening voor consumenten, die het vereiste laadschema dekt. Deze vereiste wordt omgezet in specifieke indicatoren die de deelname van de elektriciteitscentrale- en netwerkbedrijven aan de uitvoering van het productieprogramma van energieverenigingen evalueren.

Voor de energiecentrale wordt de gereedheid om de last te dragen ingesteld, die wordt bepaald door het verzendschema. Voor netwerkbedrijven wordt een schema opgesteld voor reparaties van apparatuur en faciliteiten. Het plan bevat ook andere technische en economische indicatoren: specifiek brandstofverbruik bij elektriciteitscentrales, vermindering van energieverliezen in netwerken en financiële indicatoren. Echter productieprogramma energiebedrijven kunnen niet rigide worden bepaald door het productie- of leveringsvolume elektrische energie en warmte. Dit is onpraktisch vanwege de uitzonderlijke dynamiek van het energieverbruik en daarmee de energieproductie.

Het volume van de energieproductie is echter een belangrijke rekenindicator die het niveau van vele andere indicatoren (bijvoorbeeld kosten) en de resultaten van economische activiteit bepaalt.

Inhoud zware metalen(HM) in bodems hangt, zoals door veel onderzoekers is vastgesteld, af van de samenstelling van de initiaal rotsen, waarvan een aanzienlijk aantal wordt geassocieerd met een complex geologische geschiedenis ontwikkeling van territoria. De chemische samenstelling van bodemvormende rotsen, vertegenwoordigd door de verweringsproducten van rotsen, is vooraf bepaald chemische samenstelling bronrotsen en hangt af van de omstandigheden van hypergene transformatie.

BIJ recente decennia in de processen van HM-migratie naar natuurlijke omgeving intensief ingeschakeld antropogene activiteit de mensheid.

Een van de belangrijkste groepen giftige stoffen die de bodem vervuilen, zijn zware metalen. Deze omvatten metalen met een dichtheid van meer dan 8000 kg / m 3 (behalve edele en zeldzame): Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Hg, Co, Sb, Sn, Be. In toegepaste werken worden Pt, Ag, W, Fe en Mn vaak toegevoegd aan de lijst van zware metalen. bijna alle zware metalen zijn giftig. Antropogene verspreiding van deze groep verontreinigingen (ook in de vorm van zouten) in de biosfeer leidt tot vergiftiging of de dreiging van vergiftiging van de levenden.

De toewijzing van zware metalen die de bodem binnendringen van emissies, afval, afval, tot gevarenklassen (volgens GOST 17.4.1.02-83. Natuurbescherming. Bodems) wordt weergegeven in de tabel. een.

Tafel 1. Classificatie van chemicaliën naar gevarenklassen

Koper- is een van de belangrijkste onvervangbare elementen die nodig zijn voor levende organismen. In planten is het actief betrokken bij de processen van fotosynthese, ademhaling, herstel en stikstofbinding. Koper maakt deel uit van een aantal oxidase-enzymen - cytochroomoxidase, ceruloplasmine, superoxidedismutase, uraatoxidase en andere, en is betrokken bij biochemische processen als integraal onderdeel van enzymen die oxidatiereacties van substraten met moleculaire zuurstof uitvoeren.

Clark in aardkorst 47mg/kg. Chemisch gezien is koper een inactief metaal. De fundamentele factor die de waarde van het Cu-gehalte beïnvloedt, is de concentratie ervan in bodemvormende gesteenten. Van de stollingsgesteenten wordt de grootste hoeveelheid van het element verzameld door de belangrijkste gesteenten - basalt (100-140 mg/kg) en andesieten (20-30 mg/kg). Dekkende en lössachtige leemsoorten (20-40 mg/kg) zijn minder koperrijk. Het laagste gehalte wordt opgemerkt in zandsteen, kalksteen en graniet (5-15 mg/kg). De metaalconcentratie in klei van het Europese deel van Rusland bereikt 25 mg/kg, in löss-achtige leem - 18 mg/kg. Zand- en zandbodemvormende rotsen van het Altai-gebergte verzamelen gemiddeld 31 mg/kg koper, zuid West-Siberië– 19mg/kg.

In de bodem is koper een zwak migrerend element, hoewel het gehalte aan de mobiele vorm vrij hoog is. De hoeveelheid mobiel koper is afhankelijk van veel factoren: chemisch en mineralogische samenstelling moedergesteente, pH van de bodemoplossing, gehalte aan organische stof, enz. De grootste hoeveelheid koper in de bodem wordt geassocieerd met ijzeroxiden, mangaan-, ijzer- en aluminiumhydroxiden, en vooral met vermiculietmontmorilloniet. Humus- en fulvinezuren kunnen stabiele complexen vormen met koper. Bij pH 7-8 is de oplosbaarheid van koper het laagst.

MPC voor koper in Rusland is 55 mg/kg, APC voor zandige en zanderige leembodems is 33 mg/kg.

Gegevens over de toxiciteit van het element voor planten zijn schaars. Momenteel is het grootste probleem het gebrek aan koper in de bodem of de onbalans met kobalt. De belangrijkste tekenen van kopertekort voor planten zijn een vertraging en vervolgens stopzetting van de vorming van voortplantingsorganen, het verschijnen van nietige korrels, lege oren en een afname van de weerstand tegen ongunstige omgevingsfactoren. Tarwe, haver, gerst, luzerne, rode bieten, uien en zonnebloemen zijn het meest gevoelig voor een tekort.

Mangaan Het wordt wijd verspreid in de bodem, maar wordt daar in kleinere hoeveelheden aangetroffen in vergelijking met ijzer. Mangaan wordt in verschillende vormen in de bodem aangetroffen. De enige vormen die voor planten beschikbaar zijn, zijn de uitwisselbare en in water oplosbare vormen van mangaan. De beschikbaarheid van bodemmangaan neemt af met toenemende pH (met afnemende zuurgraad van de bodem). Zelden zijn bodems door uitspoeling echter zo uitgeput dat er niet voldoende mangaan beschikbaar is voor plantenvoeding.

Afhankelijk van de grondsoort varieert het mangaangehalte: kastanjegrond 15,5 ± 2,0 mg/kg, grijze aarde 22,0 ± 1,8 mg/kg, weidegrond 6,1 ± 0,6 mg/kg, gele aarde 4,7 ± 3,8 mg/kg , zandig 6,8 ± 0,7 mg/kg.

Mangaanverbindingen zijn sterke oxidatiemiddelen. De maximaal toegestane concentratie voor chernozem-bodems is
1500 mg/kg grond.

Het gehalte aan mangaan in plantaardig voedsel dat wordt geteeld op weidegronden, gele aarde en zandgronden correleert met het gehalte in deze bodems. De hoeveelheid mangaan in de dagelijkse voeding in deze geochemische provincies is meer dan 2 keer minder dagelijkse behoefte menselijke en voedselrantsoen van mensen die in de zones van kastanje- en sierozemgronden leven.



Zware metalen in de bodem

BIJ recente tijden in verband met de snelle ontwikkeling van de industrie is er een significante toename van het gehalte aan zware metalen in het milieu. De term "zware metalen" wordt gebruikt voor metalen met een dichtheid van meer dan 5 g/cm 3 of met een atoomnummer meer dan 20. Hoewel er een ander gezichtspunt is, volgens welke zware metalen meer dan 40 . bevatten chemische elementen met atoommassa's groter dan 50 at. eenheden Van de chemische elementen zijn zware metalen het meest giftig en komen alleen op de tweede plaats voor pesticiden in termen van hun mate van gevaar. Tegelijkertijd zijn de volgende chemische elementen giftig: Co, Ni, Cu, Zn, Sn, As, Se, Te, Rb, Ag, Cd, Au, Hg, Pb, Sb, Bi, Pt.

Fytotoxiciteit van zware metalen hangt af van hun chemische eigenschappen: valentie, ionenstraal en vermogen tot complexvorming. In de meeste gevallen zijn de elementen, afhankelijk van de mate van toxiciteit, gerangschikt in de volgorde: Cu> Ni> Cd> Zn> Pb> Hg> Fe> Mo> Mn. Deze reeks kan echter enigszins veranderen door de ongelijke neerslag van elementen door de bodem en de overdracht naar een staat die ontoegankelijk is voor planten, groeiomstandigheden en de fysiologische en genetische kenmerken van de planten zelf. De transformatie en migratie van zware metalen vindt plaats met directe en indirecte invloed complexe vormingsreacties. Bij het beoordelen van vervuiling omgeving er moet rekening worden gehouden met de eigenschappen van de bodem en allereerst de granulometrische samenstelling, het humusgehalte en de buffering. Onder buffercapaciteit wordt verstaan ​​het vermogen van bodems om de concentratie van metalen in de bodemoplossing op een constant niveau te houden.

In bodems zijn zware metalen in twee fasen aanwezig: vast en in bodemoplossing. De vorm van bestaan ​​van metalen wordt bepaald door de reactie van de omgeving, chemische en materiaal samenstelling bodemoplossing en in de eerste plaats het gehalte aan organische stof. Elementen - complexanten die de bodem vervuilen, zijn voornamelijk geconcentreerd in de bovenste laag van 10 cm. Wanneer bodem met een lage buffer echter wordt aangezuurd, gaat een aanzienlijk deel van de metalen uit de door uitwisseling geabsorbeerde toestand in de bodemoplossing. Sterk trekkend vermogen zure omgeving bezit cadmium, koper, nikkel, kobalt. Een verlaging van de pH met 1,8-2 eenheden leidt tot een toename van de mobiliteit van zink met 3,8-5,4, cadmium - met 4-8, koper - met 2-3 keer. .

Tabel 1 MPC (MAC) normen, achtergrondconcentraties van chemische elementen in bodems (mg/kg)

	Gevarenklasse		AEC door bodemgroepen
	Extraheerbaar met ammoniumacetaatbuffer (рН=4.8)	Zandig, zanderig	leemachtig, kleiachtig
pH xl< 5,5	pH xl > 5,5

Bij het binnendringen van de bodem gaan zware metalen dus snel een wisselwerking aan met organische liganden om complexe verbindingen te vormen. Dus bij lage concentraties in de bodem (20-30 mg/kg) komt ongeveer 30% van het lood voor in de vorm van complexen met organische stoffen. Het aandeel loodcomplexverbindingen neemt toe met de concentratie tot 400 mg/g en neemt daarna af. Metalen worden ook gesorbeerd (al dan niet uitgewisseld) door precipitatie van ijzer- en mangaanhydroxiden, kleimineralen en organisch bodemmateriaal. Metalen die beschikbaar zijn voor planten en in staat zijn uit te logen, worden in de bodemoplossing aangetroffen in de vorm van vrije ionen, complexen en chelaten.

HM opname door bodem in meer hangt af van de reactie van het medium en van welke anionen de overhand hebben in de bodemoplossing. In een zure omgeving worden koper, lood en zink meer geabsorbeerd en in een alkalische omgeving worden cadmium en kobalt intensief opgenomen. Koper bindt bij voorkeur aan organische liganden en ijzerhydroxiden.

Tabel 2 Mobiliteit van sporenelementen in verschillende bodems afhankelijk van de pH van de bodemoplossing

Bodemklimatologische factoren bepalen vaak de richting en snelheid van migratie en transformatie van HM's in de bodem. Dus de bodemgesteldheid en waterregimes bos-steppezone dragen bij aan intensieve verticale migratie van HM langs het bodemprofiel, inclusief de mogelijke overdracht van metalen met waterstroom langs scheuren, wortelpassages, enz. .

Nikkel (Ni) - element van groep VIII periodiek systeem met atoom massa 58.71. Nikkel behoort samen met Mn, Fe, Co en Cu tot de zogenaamde overgangsmetalen, waarvan de verbindingen zeer biologisch actief zijn. Vanwege de eigenaardigheden van de structuur van elektronenorbitalen, hebben de bovengenoemde metalen, waaronder nikkel, een goed uitgesproken vermogen tot complexe vorming. Nikkel kan stabiele complexen vormen met bijvoorbeeld cysteïne en citraat, maar ook met veel organische en anorganische liganden. De geochemische samenstelling van moedergesteenten bepaalt grotendeels het nikkelgehalte in de bodem. Het grootste aantal Nikkel zit in bodems gevormd uit basis- en ultrabasisch gesteente. Volgens sommige auteurs zijn de grenzen van overmaat en giftige niveaus nikkel voor de meeste soorten varieert van 10 tot 100 mg/kg. De hoofdmassa van nikkel is onbeweeglijk in de grond gefixeerd en een zeer zwakke migratie in de colloïdale toestand en in de samenstelling van mechanische suspensies heeft geen invloed op hun verdeling langs het verticale profiel en is vrij uniform.

Lood (Pb). De chemie van lood in de bodem wordt bepaald door een delicate balans van tegengesteld gerichte processen: sorptie-desorptie, oplossen-overgang in vaste toestand. Lood dat met emissies in de bodem vrijkomt, maakt deel uit van de cyclus van fysische, chemische en fysisch-chemische transformaties. Aanvankelijk domineren de processen van mechanische verplaatsing (looddeeltjes bewegen langs het oppervlak en in de bodem langs scheuren) en convectieve diffusie. Als loodverbindingen in de vaste fase oplossen, treden meer complexe fysisch-chemische processen (met name ionendiffusieprocessen) in het spel, vergezeld van de transformatie van loodverbindingen die met stof gepaard gaan.

Het is vastgesteld dat lood zowel verticaal als horizontaal migreert, waarbij het tweede proces prevaleert boven het eerste. Gedurende 3 jaar observaties op een forb-weide, bewoog loodstof dat plaatselijk op het bodemoppervlak was afgezet in een horizontale richting met 25-35 cm, terwijl de penetratiediepte in de bodem 10-15 cm was. Belangrijke rol spelen in leadmigratie biologische factoren: plantenwortels absorberen metaalionen; tijdens het groeiseizoen verplaatsen ze zich in de dikte van de grond; Als planten afsterven en uiteenvallen, komt lood vrij in de omringende bodemmassa.

Het is bekend dat de bodem het vermogen heeft om binnengedrongen technogeen lood te binden (sorberen). Aangenomen wordt dat sorptie verschillende processen omvat: volledige uitwisseling met de kationen van het absorberende complex van bodems (niet-specifieke adsorptie) en een aantal complexeringsreacties van lood met donoren van bodemcomponenten (specifieke adsorptie). In de bodem wordt lood voornamelijk in verband gebracht met organische stof, maar ook met kleimineralen, mangaanoxiden, ijzer- en aluminiumhydroxiden. Door lood te binden, voorkomt humus de migratie naar aangrenzende omgevingen en beperkt het de toegang tot planten. Van de kleimineralen worden illites gekenmerkt door een neiging tot loodsorptie. Een verhoging van de pH van de bodem tijdens het kalken leidt tot een nog grotere binding van lood door de bodem door de vorming van slecht oplosbare verbindingen (hydroxiden, carbonaten, enz.).

Lood, dat in mobiele vormen in de bodem aanwezig is, wordt met de tijd gefixeerd door bodemcomponenten en wordt ontoegankelijk voor planten. Volgens binnenlandse onderzoekers is lood het sterkst gefixeerd in chernozem en veenslibbodems.

Cadmium (Cd) Een kenmerk van cadmium dat het onderscheidt van andere HM's is dat het in de bodemoplossing voornamelijk in de vorm van kationen (Cd 2+) aanwezig is, hoewel het in bodem met een neutrale reactie van de omgeving slecht oplosbare vormen kan vormen. complexen met sulfaten, fosfaten of hydroxiden.

Volgens de beschikbare gegevens varieert de cadmiumconcentratie in bodemoplossingen van achtergrondbodems van 0,2 tot 6 µg/l. In de centra van bodemverontreiniging loopt het op tot 300-400 µg/l. .

Het is bekend dat cadmium in bodems zeer mobiel is; in staat om te verhuizen naar grote hoeveelheden van de vaste fase naar de vloeibare fase en vice versa (waardoor het moeilijk is om de intrede in de plant te voorspellen). De mechanismen die de concentratie van cadmium in de bodemoplossing regelen, worden bepaald door de processen van sorptie (onder sorptie verstaan ​​we de eigenlijke adsorptie, neerslag en complexering). Cadmium wordt in kleinere hoeveelheden door de bodem opgenomen dan andere HM's. Om de mobiliteit van zware metalen in de bodem te karakteriseren, wordt de verhouding van de concentraties van metalen in de vaste fase tot die in de evenwichtsoplossing gebruikt. Hoge waarden Deze verhouding geeft aan dat HM's in de vaste fase worden vastgehouden vanwege de sorptiereactie, laag - vanwege het feit dat de metalen in oplossing zijn, van waaruit ze naar andere media kunnen migreren of verschillende reacties kunnen aangaan (geochemisch of biologisch). Het is bekend dat het leidende proces bij de binding van cadmium de adsorptie door klei is. Onderzoek recente jaren toonde ook een belangrijke rol in dit proces hydroxylgroepen, ijzeroxiden en organisch materiaal. Bij een lage vervuilingsgraad en een neutrale reactie van het medium wordt cadmium voornamelijk door ijzeroxiden geadsorbeerd. En in een zure omgeving (pH = 5) begint organische stof te werken als een krachtig adsorbens. Bij een lagere pH (pH=4) gaan de adsorptiefuncties bijna uitsluitend naar: organisch materiaal. Minerale componenten in deze processen spelen geen rol meer.

Het is bekend dat cadmium niet alleen wordt geabsorbeerd door het bodemoppervlak, maar ook wordt gefixeerd door neerslag, coagulatie en absorptie tussen pakketten door kleimineralen. Het diffundeert in bodemdeeltjes door microporiën en op andere manieren.

Cadmium wordt op verschillende manieren in de bodem gefixeerd ander type. Tot nu toe is er weinig bekend over de concurrentieverhoudingen van cadmium met andere metalen in de sorptieprocessen in het bodemabsorberende complex. Volgens deskundig onderzoek Technische Universiteit Kopenhagen (Denemarken), in aanwezigheid van nikkel, kobalt en zink, werd de opname van cadmium door de bodem onderdrukt. Andere studies hebben aangetoond dat de processen van sorptie van cadmium door bodembederf in aanwezigheid van chloride-ionen. Verzadiging van de bodem met Ca2+-ionen leidde tot een toename van de sorptiecapaciteit van cadmium. Veel bindingen van cadmium met bodemcomponenten blijken kwetsbaar; onder bepaalde omstandigheden (bijvoorbeeld een zure reactie van de omgeving) komt het vrij en gaat het weer in oplossing.

De rol van micro-organismen in het proces van het oplossen van cadmium en de overgang naar een mobiele toestand wordt onthuld. Als gevolg van hun vitale activiteit worden ofwel in water oplosbare metaalcomplexen gevormd, ofwel worden fysische en chemische omstandigheden gecreëerd die de overgang van cadmium van de vaste fase naar de vloeistof bevorderen.

De processen die plaatsvinden met cadmium in de bodem (sorptie-desorptie, overgang naar oplossing, enz.) zijn onderling verbonden en onderling afhankelijk; de stroom van dit metaal naar planten hangt af van hun richting, intensiteit en diepte. Het is bekend dat de waarde van de sorptie van cadmium door de bodem afhangt van de pH-waarde: hoe hoger de pH van de bodem, hoe meer cadmium wordt opgenomen. Volgens de beschikbare gegevens nam de sorptiecapaciteit van bodems met betrekking tot cadmium in het pH-bereik van 4 tot 7,7, bij een stijging van de pH per eenheid, dus ongeveer drievoudig toe.

Zink (Zn). Zinkgebrek kan zich zowel manifesteren op zure, sterk gepodzoleerde lichte gronden als op carbonaat-, zinkarme en humusrijke gronden. Verbeter de manifestatie van zinktekort hoge doses fosfaatmeststoffen en krachtig ploegen van de ondergrond tot aan de akkerhorizon.

Het hoogste totale zinkgehalte in toendra (53-76 mg/kg) en chernozem (24-90 mg/kg) bodems, het laagste - in zode-podzolische bodems (20-67 mg/kg). Zinkgebrek komt meestal tot uiting in neutrale en licht alkalische kalkrijke bodems. In zure bodems is zink mobieler en beschikbaar voor planten.

Zink is in ionische vorm in de bodem aanwezig, waar het wordt geadsorbeerd door het kationenuitwisselingsmechanisme in een zuur milieu of als gevolg van chemisorptie in een alkalisch medium. Het Zn 2+ ion is het meest mobiel. De mobiliteit van zink in de bodem wordt vooral beïnvloed door de pH-waarde en het gehalte aan kleimineralen. bij pH<6 подвижность Zn 2+ возрастает, что приводит к его выщелачиванию. Попадая в межпакетные пространства кристаллической решетки монтмориллонита, ионы цинка теряют свою подвижность. Кроме того, цинк образует устойчивые формы с органическим веществом почвы, поэтому он накапливается в основном в горизонтах почв с высоким содержанием гумуса и в торфе .

PAGINA-EINDE-- zware metalen, dat een brede groep verontreinigende stoffen kenmerkt, is de laatste tijd wijdverbreid. In verschillende wetenschappelijke en toegepaste werken interpreteren de auteurs de betekenis van dit begrip op verschillende manieren. In dit opzicht varieert het aantal elementen dat aan de groep zware metalen wordt toegewezen over een breed bereik. Als lidmaatschapscriteria worden tal van kenmerken gebruikt: atoommassa, dichtheid, toxiciteit, prevalentie in de natuurlijke omgeving, mate van betrokkenheid bij natuurlijke en technogene cycli. In sommige gevallen omvat de definitie van zware metalen elementen die broos zijn (bijvoorbeeld bismut) of metalloïden (bijvoorbeeld arseen).

In de werken gewijd aan de problemen van milieuvervuiling en milieumonitoring, tot nu toe, tot zware metalen omvatten meer dan 40 metalen van het periodiek systeem D.I. Mendelejev met een atoommassa van meer dan 50 atoomeenheden: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi enz. Tegelijkertijd spelen de volgende omstandigheden een belangrijke rol bij de categorisering van zware metalen: hun hoge toxiciteit voor levende organismen in relatief lage concentraties, evenals hun vermogen tot bioaccumulatie en biomagnificatie. Vrijwel alle metalen die onder deze definitie vallen (met uitzondering van lood, kwik, cadmium en bismut, waarvan de biologische rol momenteel niet duidelijk is), zijn actief betrokken bij biologische processen en maken deel uit van veel enzymen. Volgens de classificatie van N. Reimers moeten metalen met een dichtheid van meer dan 8 g/cm3 als zwaar worden beschouwd. Zo zijn zware metalen Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg.

formeel gedefinieerd zware metalen komt overeen met een groot aantal elementen. Volgens onderzoekers die betrokken zijn bij praktische activiteiten met betrekking tot de organisatie van observaties van de toestand en de vervuiling van het milieu, zijn de verbindingen van deze elementen echter verre van gelijkwaardig aan verontreinigende stoffen. Daarom is er in veel werken een vernauwing van de reikwijdte van de groep zware metalen, in overeenstemming met de prioriteitscriteria, vanwege de richting en de specifieke kenmerken van het werk. Dus in de toch al klassieke werken van Yu.A. Israël in de lijst van chemicaliën die moeten worden bepaald in natuurlijke media op achtergrondstations in biosfeerreservaten, in de sectie zware metalen genaamd Pb, Hg, Cd, As. Aan de andere kant, volgens het besluit van de Task Force on Heavy Metal Emissions, die opereert onder auspiciën van de Economische Commissie voor Europa van de Verenigde Naties en informatie verzamelt en analyseert over de uitstoot van verontreinigende stoffen in Europese landen, alleen Zn, As, Se en Sb waren toegewezen aan zware metalen. Volgens de definitie van N. Reimers staan ​​edele en zeldzame metalen los van respectievelijk zware metalen alleen Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg. Bij toegepast werk worden meestal zware metalen toegevoegd Pt, Ag, W, Fe, Au, Mn.

Metaalionen zijn onmisbare componenten van natuurlijke waterlichamen. Afhankelijk van de omgevingsomstandigheden (pH, redoxpotentiaal, de aanwezigheid van liganden), bestaan ​​ze in verschillende oxidatiegraden en maken ze deel uit van een verscheidenheid aan anorganische en organometaalverbindingen, die echt kunnen worden opgelost, colloïdaal gedispergeerd of deel kunnen uitmaken van minerale en organische suspensies.

De echt opgeloste vormen van metalen zijn op hun beurt zeer divers, wat gepaard gaat met de processen van hydrolyse, hydrolytische polymerisatie (vorming van polynucleaire hydroxocomplexen) en complexering met verschillende liganden. Dienovereenkomstig zijn zowel de katalytische eigenschappen van metalen als de beschikbaarheid voor aquatische micro-organismen afhankelijk van de vormen van hun bestaan ​​in het aquatische ecosysteem.

Veel metalen vormen vrij sterke complexen met organische stoffen; deze complexen zijn een van de belangrijkste vormen van elementmigratie in natuurlijke wateren. De meeste organische complexen worden gevormd door de chelaatcyclus en zijn stabiel. De complexen gevormd door bodemzuren met zouten van ijzer, aluminium, titaan, uranium, vanadium, koper, molybdeen en andere zware metalen zijn relatief goed oplosbaar in neutrale, licht zure en licht alkalische media. Daarom zijn organometaalcomplexen in staat om over zeer grote afstanden in natuurlijke wateren te migreren. Dit is vooral van belang voor laaggemineraliseerde en allereerst oppervlaktewateren, waarin de vorming van andere complexen onmogelijk is.

Om de factoren te begrijpen die de metaalconcentratie in natuurlijke wateren reguleren, hun chemische reactiviteit, biologische beschikbaarheid en toxiciteit, is het noodzakelijk om niet alleen het totale gehalte te kennen, maar ook het aandeel van vrije en gebonden metaalvormen.

De overgang van metalen in een waterig medium naar de metaalcomplexvorm heeft drie gevolgen:

1. Er kan een toename zijn in de totale concentratie van metaalionen vanwege de overgang naar oplossing vanuit bodemsedimenten;

2. De membraanpermeabiliteit van complexe ionen kan aanzienlijk verschillen van de permeabiliteit van gehydrateerde ionen;

3. De toxiciteit van het metaal als gevolg van complexering kan sterk veranderen.

Dus, chelaatvormen Cu, Cd, Hg minder toxisch dan vrije ionen. Om de factoren te begrijpen die de metaalconcentratie in natuurlijke wateren reguleren, hun chemische reactiviteit, biologische beschikbaarheid en toxiciteit, is het noodzakelijk om niet alleen het totale gehalte te kennen, maar ook het aandeel gebonden en vrije vormen.

De bronnen van waterverontreiniging met zware metalen zijn afvalwater van galvanisatiebedrijven, mijnbouw, ferro- en non-ferrometallurgie en machinebouwinstallaties. Zware metalen worden aangetroffen in meststoffen en pesticiden en kunnen samen met de afvoer van landbouwgrond in waterlichamen terechtkomen.

Een toename van de concentratie van zware metalen in natuurlijke wateren gaat vaak gepaard met andere vormen van vervuiling, zoals verzuring. De precipitatie van zure precipitatie draagt ​​bij aan een verlaging van de pH-waarde en de overgang van metalen van een aan minerale en organische stoffen geadsorbeerde toestand naar een vrije toestand.

In de eerste plaats zijn die metalen van belang die de atmosfeer het meest vervuilen vanwege hun gebruik in aanzienlijke hoeveelheden bij productieactiviteiten en, als gevolg van accumulatie in de externe omgeving, een ernstig gevaar vormen in termen van hun biologische activiteit en toxische eigenschappen . Deze omvatten lood, kwik, cadmium, zink, bismut, kobalt, nikkel, koper, tin, antimoon, vanadium, mangaan, chroom, molybdeen en arseen.
Biogeochemische eigenschappen van zware metalen

H - hoog, Y - matig, H - laag

Vanadium.

Vanadium bevindt zich voornamelijk in een gedispergeerde toestand en wordt aangetroffen in ijzererts, olie, asfalt, bitumen, olieschalie, steenkool, enz. Een van de belangrijkste bronnen van vanadiumverontreiniging van natuurlijk water is olie en zijn producten.

Het komt voor in natuurlijke wateren in zeer lage concentraties: in rivierwater 0,2 - 4,5 µg/dm3, in zeewater - gemiddeld 2 µg/dm3

In water vormt het stabiele anionische complexen (V4O12)4- en (V10O26)6-. Bij de migratie van vanadium is de rol van zijn opgeloste complexe verbindingen met organische stoffen, vooral met humuszuren, essentieel.

Verhoogde concentraties vanadium zijn schadelijk voor de menselijke gezondheid. MPCv van vanadium is 0,1 mg/dm3 (de beperkende indicator van schadelijkheid is sanitair-toxicologisch), MPCvr is 0,001 mg/dm3.

De natuurlijke bronnen van bismut die natuurlijke wateren binnenkomen, zijn de processen van uitloging van bismutbevattende mineralen. De bron van toegang tot natuurlijke wateren kan ook afvalwater zijn van de farmaceutische en parfumindustrie, sommige bedrijven in de glasindustrie.

Het wordt aangetroffen in niet-verontreinigde oppervlaktewateren in submicrogramconcentraties. De hoogste concentratie werd gevonden in grondwater en is 20 µg/dm3, in zeewater - 0,02 µg/dm3 MPCv is 0,1 mg/dm3

De belangrijkste bronnen van ijzerverbindingen in oppervlaktewateren zijn de processen van chemische verwering van gesteenten, vergezeld van hun mechanische vernietiging en ontbinding. In het proces van interactie met minerale en organische stoffen in natuurlijk water, wordt een complex complex van ijzerverbindingen gevormd, die zich in opgeloste, colloïdale en gesuspendeerde toestand in water bevinden. Aanzienlijke hoeveelheden ijzer komen met ondergrondse afvoer en met afvalwater van bedrijven in de metallurgische, metaalverwerkende, textiel-, verf- en lakindustrie en met agrarisch afvalwater.

Fase-evenwichten hangen af ​​van de chemische samenstelling van water, pH, Eh en, tot op zekere hoogte, temperatuur. In routineanalyse gewogen vorm deeltjes uitstoten met een grootte van meer dan 0,45 micron. Het zijn voornamelijk ijzerhoudende mineralen, ijzeroxidehydraat en ijzerverbindingen geadsorbeerd aan suspensies. Echt opgeloste en colloïdale vorm worden meestal samen beschouwd. Opgelost ijzer weergegeven door verbindingen in ionische vorm, in de vorm van een hydroxocomplex en complexen met opgeloste anorganische en organische stoffen van natuurlijk water. In de ionische vorm migreert voornamelijk Fe(II) en Fe(III) kan bij afwezigheid van complexvormende stoffen niet in een significante hoeveelheid in opgeloste toestand zijn.

IJzer komt vooral voor in wateren met lage Eh-waarden.

Door chemische en biochemische oxidatie (met deelname van ijzerbacteriën) gaat Fe(II) over in Fe(III), dat bij hydrolyse neerslaat in de vorm van Fe(OH)3. Zowel Fe(II) als Fe(III) hebben de neiging om hydroxocomplexen te vormen van het type +, 4+, +, 3+, - en andere die in oplossing naast elkaar bestaan ​​in verschillende concentraties, afhankelijk van de pH en die in het algemeen de toestand van het ijzer-hydroxylsysteem bepalen. De belangrijkste vorm van voorkomen van Fe(III) in oppervlaktewateren zijn de complexe verbindingen met opgeloste anorganische en organische verbindingen, voornamelijk humusstoffen. Bij pH = 8,0 is de belangrijkste vorm Fe(OH) 3. De colloïdale vorm van ijzer is het minst bestudeerd, het is ijzeroxidehydraat Fe(OH)3 en complexen met organische stoffen.

Het ijzergehalte in het oppervlaktewater van het land is tienden van een milligram, in de buurt van de moerassen - een paar milligram. Een verhoogd ijzergehalte wordt waargenomen in moeraswater, waarin het wordt aangetroffen in de vorm van complexen met zouten van humuszuren - humaten. De hoogste ijzerconcentraties (tot enkele tientallen en honderden milligrammen per 1 dm3) worden waargenomen in grondwater met lage pH-waarden.

Als biologisch actief element beïnvloedt ijzer tot op zekere hoogte de intensiteit van de ontwikkeling van fytoplankton en de kwalitatieve samenstelling van de microflora in het reservoir.

IJzerconcentraties zijn onderhevig aan duidelijke seizoensfluctuaties. Meestal is in reservoirs met een hoge biologische productiviteit, tijdens de periode van zomer- en winterstagnatie, een toename van de ijzerconcentratie in de onderste waterlagen merkbaar. De herfst-lente vermenging van watermassa's (homothermie) gaat gepaard met de oxidatie van Fe(II) tot Fe(III) en de precipitatie van de laatste in de vorm van Fe(OH)3.

Het komt in natuurlijke wateren terecht tijdens het uitlogen van bodems, polymetaal- en koperertsen, als gevolg van de ontbinding van waterorganismen die het kunnen ophopen. Cadmiumverbindingen worden met afvalwater van lood-zinkfabrieken, ertsbehandelingsfabrieken, een aantal chemische bedrijven (zwavelzuurproductie), galvanische productie en ook met mijnwater naar het oppervlaktewater gebracht. De afname van de concentratie van opgeloste cadmiumverbindingen treedt op als gevolg van de processen van sorptie, precipitatie van cadmiumhydroxide en -carbonaat en hun consumptie door waterorganismen.

Opgeloste vormen van cadmium in natuurlijk water zijn voornamelijk minerale en organo-minerale complexen. De belangrijkste gesuspendeerde vorm van cadmium zijn de geadsorbeerde verbindingen. Een aanzienlijk deel van cadmium kan migreren in de cellen van waterorganismen.

In niet-verontreinigde en licht vervuilde rivieren zit cadmium in submicrogramconcentraties; in vervuild en afvalwater kan de cadmiumconcentratie tientallen microgrammen per 1 dm3 bereiken.

Cadmiumverbindingen spelen een belangrijke rol in het leven van dieren en mensen. Het is giftig in hoge concentraties, vooral in combinatie met andere giftige stoffen.

MPCv is 0,001 mg/dm3, MPCvr is 0,0005 mg/dm3 (het beperkende teken van schadelijkheid is toxicologisch).

Kobaltverbindingen komen in natuurlijke wateren terecht als gevolg van hun uitloging uit koperpyriet en andere ertsen, uit de bodem tijdens de afbraak van organismen en planten, evenals met afvalwater van metallurgische, metaalverwerkende en chemische fabrieken. Sommige hoeveelheden kobalt komen uit de bodem als gevolg van de ontbinding van plantaardige en dierlijke organismen.

Kobaltverbindingen in natuurlijke wateren bevinden zich in een opgeloste en gesuspendeerde toestand, waarvan de kwantitatieve verhouding wordt bepaald door de chemische samenstelling van water, temperatuur en pH-waarden. Opgeloste vormen worden voornamelijk weergegeven door complexe verbindingen, incl. met organisch materiaal in natuurlijke wateren. Tweewaardige kobaltverbindingen zijn het meest kenmerkend voor oppervlaktewateren. In aanwezigheid van oxidatiemiddelen kan driewaardig kobalt in aanzienlijke concentraties voorkomen.

Kobalt is een van de biologisch actieve elementen en wordt altijd aangetroffen in het lichaam van dieren en planten. Een onvoldoende gehalte aan kobalt in planten wordt in verband gebracht met het onvoldoende gehalte ervan in de bodem, wat bijdraagt ​​aan de ontwikkeling van bloedarmoede bij dieren (taiga-bos non-chernozem zone). Als onderdeel van vitamine B12 heeft kobalt een zeer actief effect op de opname van stikstofhoudende stoffen, verhoogt het het gehalte aan chlorofyl en ascorbinezuur, activeert het de biosynthese en verhoogt het het gehalte aan eiwitstikstof in planten. Hoge concentraties van kobaltverbindingen zijn echter giftig.

In niet-verontreinigde en licht vervuilde rivierwateren varieert het gehalte van tienden tot duizendsten van een milligram per 1 dm3, het gemiddelde gehalte in zeewater is 0,5 g/dm3. MPCv is 0,1 mg/dm3, MPCv is 0,01 mg/dm3.

Mangaan

Mangaan komt in het oppervlaktewater terecht als gevolg van uitloging van ferromangaanertsen en andere mangaanhoudende mineralen (pyrolusiet, psilomelaan, browniet, manganiet, zwarte oker). Aanzienlijke hoeveelheden mangaan zijn afkomstig van de ontbinding van waterdieren en plantaardige organismen, vooral blauwgroen, diatomeeën en hogere waterplanten. Mangaanverbindingen worden geloosd in reservoirs met afvalwater van mangaanverwerkingsfabrieken, metallurgische fabrieken, chemische industriebedrijven en mijnwateren.

Een afname van de concentratie mangaanionen in natuurlijk water treedt op als gevolg van de oxidatie van Mn(II) tot MnO2 en andere neerslaande hoogwaardige oxiden. De belangrijkste parameters die de oxidatiereactie bepalen zijn de concentratie van opgeloste zuurstof, pH-waarde en temperatuur. De concentratie van opgeloste mangaanverbindingen neemt af door hun gebruik door algen.

De belangrijkste vorm van migratie van mangaanverbindingen in oppervlaktewateren zijn suspensies, waarvan de samenstelling op haar beurt wordt bepaald door de samenstelling van gesteenten die door water worden afgevoerd, evenals colloïdale hydroxiden van zware metalen en gesorbeerde mangaanverbindingen. Van essentieel belang bij de migratie van mangaan in opgeloste en colloïdale vormen zijn organische stoffen en de processen van complexvorming van mangaan met anorganische en organische liganden. Mn(II) vormt oplosbare complexen met bicarbonaten en sulfaten. Complexen van mangaan met een chloride-ion zijn zeldzaam. Complexe verbindingen van Mn(II) met organische stoffen zijn doorgaans minder stabiel dan met andere overgangsmetalen. Deze omvatten verbindingen met aminen, organische zuren, aminozuren en humusstoffen. Mn(III) in hoge concentraties kan alleen opgelost zijn in aanwezigheid van sterke complexvormers; Mn(YII) komt niet voor in natuurlijke wateren.

In rivierwateren varieert het mangaangehalte gewoonlijk van 1 tot 160 µg/dm3, het gemiddelde gehalte in zeewater is 2 µg/dm3, in ondergrondse wateren - n.102 - n.103 µg/dm3.

De concentratie van mangaan in oppervlaktewateren is onderhevig aan seizoensschommelingen.

De factoren die veranderingen in mangaanconcentraties bepalen, zijn de verhouding tussen oppervlakte- en ondergrondse afvoer, de intensiteit van het verbruik tijdens fotosynthese, de afbraak van fytoplankton, micro-organismen en hogere watervegetatie, evenals de processen van de afzetting op de bodem van waterlichamen.

De rol van mangaan in het leven van hogere planten en algen in waterlichamen is erg groot. Mangaan draagt ​​bij aan het gebruik van CO2 door planten, wat de intensiteit van de fotosynthese verhoogt, en neemt deel aan de processen van nitraatreductie en stikstofassimilatie door planten. Mangaan bevordert de overgang van actief Fe(II) naar Fe(III), dat de cel beschermt tegen vergiftiging, de groei van organismen versnelt, enz. De belangrijke ecologische en fysiologische rol van mangaan vereist de studie en distributie van mangaan in natuurlijke wateren.

Voor waterlichamen voor sanitair gebruik wordt MPCv (volgens het mangaanion) gelijk gesteld aan 0,1 mg/dm3.

Hieronder vindt u kaarten met de verdeling van de gemiddelde concentraties van metalen: mangaan, koper, nikkel en lood, gebouwd volgens waarnemingsgegevens voor 1989 - 1993. in 123 steden. Het gebruik van recentere gegevens wordt als ongepast beschouwd, aangezien door de vermindering van de productie de concentraties van gesuspendeerde vaste stoffen en bijgevolg metalen aanzienlijk zijn gedaald.

Invloed op de gezondheid. Veel metalen zijn een bestanddeel van stof en hebben een grote invloed op de gezondheid.

Mangaan komt in de atmosfeer door emissies van ferrometallurgiebedrijven (60% van alle mangaanemissies), machinebouw en metaalbewerking (23%), non-ferrometallurgie (9%), talrijke kleine bronnen, bijvoorbeeld van lassen.

Hoge concentraties mangaan leiden tot het optreden van neurotoxische effecten, progressieve schade aan het centrale zenuwstelsel, longontsteking.
De hoogste mangaanconcentraties (0,57 - 0,66 µg/m3) worden waargenomen in grote metaalcentra: in Lipetsk en Cherepovets, evenals in Magadan. De meeste steden met hoge concentraties Mn (0,23 - 0,69 µg/m3) zijn geconcentreerd op het Kola-schiereiland: Zapolyarny, Kandalaksha, Monchegorsk, Olenegorsk (zie kaart).

Voor 1991 - 1994 mangaanemissies uit industriële bronnen daalden met 62%, gemiddelde concentraties - met 48%.

Koper is een van de belangrijkste sporenelementen. De fysiologische activiteit van koper wordt voornamelijk geassocieerd met de opname ervan in de samenstelling van de actieve centra van redox-enzymen. Onvoldoende kopergehalte in de bodem heeft een nadelige invloed op de synthese van eiwitten, vetten en vitamines en draagt ​​bij aan de onvruchtbaarheid van plantaardige organismen. Koper is betrokken bij het proces van fotosynthese en beïnvloedt de opname van stikstof door planten. Tegelijkertijd hebben te hoge concentraties koper een nadelig effect op plantaardige en dierlijke organismen.

Cu(II)-verbindingen komen het meest voor in natuurlijke wateren. Van de Cu(I)-verbindingen komen Cu2O, Cu2S en CuCl, die slecht oplosbaar zijn in water, het meest voor. In aanwezigheid van liganden in een waterig medium, samen met het evenwicht van dissociatie van hydroxide, moet rekening worden gehouden met de vorming van verschillende complexe vormen die in evenwicht zijn met metaalwaterionen.

De belangrijkste bron van koper dat in natuurlijke wateren terechtkomt, is afvalwater van de chemische en metallurgische industrie, mijnwateren en aldehydereagentia die worden gebruikt om algen te doden. Koper kan ontstaan ​​als gevolg van corrosie van koperen leidingen en andere constructies die in watersystemen worden gebruikt. In grondwater is het kopergehalte te wijten aan de interactie van water met gesteenten dat het bevat (chalcopyriet, chalcociet, covelliet, borniet, malachiet, azuriet, chrysacolla, brotantine).

De maximaal toelaatbare concentratie koper in het water van reservoirs voor sanitair en huishoudelijk watergebruik is 0,1 mg/dm3 (het grensteken van schadelijkheid is algemeen sanitair), in het water van visserijreservoirs is dit 0,001 mg/dm3.

Stad

Norilsk

Monchegorsk

Krasnouralsk

Kolchugino

Zapolyarny

Emissies М (duizend ton/jaar) koperoxide en gemiddelde jaarconcentraties q (µg/m3) koper.

Koper komt in de lucht met emissies van de metallurgische industrie. Bij fijnstofemissies zit het voornamelijk in de vorm van verbindingen, voornamelijk koperoxide.

Non-ferrometallurgiebedrijven zijn goed voor 98,7% van alle antropogene emissies van dit metaal, waarvan 71% wordt uitgevoerd door ondernemingen van het Norilsk Nickel-concern in Zapolyarny en Nikel, Monchegorsk en Norilsk, en ongeveer 25% van de koperemissies wordt gedragen in Revda, Krasnouralsk, Kolchugino en anderen.

Hoge concentraties koper leiden tot intoxicatie, bloedarmoede en hepatitis.

Zoals op de kaart te zien is, worden de hoogste concentraties koper waargenomen in de steden Lipetsk en Rudnaya Pristan. De koperconcentraties werden ook verhoogd in de steden van het Kola-schiereiland, in Zapolyarny, Monchegorsk, Nikel, Olenegorsk en ook in Norilsk.

Emissies van koper uit industriële bronnen daalden met 34%, gemiddelde concentraties - met 42%.

Molybdeen

Molybdeenverbindingen komen in het oppervlaktewater terecht als gevolg van hun uitloging uit exogene mineralen die molybdeen bevatten. Molybdeen komt ook in waterlichamen met afvalwater van verwerkingsfabrieken en non-ferrometallurgiebedrijven. De afname van de concentraties van molybdeenverbindingen treedt op als gevolg van de precipitatie van slecht oplosbare verbindingen, de processen van adsorptie door minerale suspensies en consumptie door plantaardige waterorganismen.

Molybdeen in oppervlaktewater komt vooral voor in de vorm MoO42-. Het is zeer waarschijnlijk dat het bestaat in de vorm van organo-minerale complexen. De mogelijkheid van enige accumulatie in de colloïdale toestand volgt uit het feit dat de producten van molybdenietoxidatie losse fijn verdeelde stoffen zijn.

In rivierwater wordt molybdeen aangetroffen in concentraties van 2,1 tot 10,6 µg/dm3. Zeewater bevat gemiddeld 10 µg/dm3 molybdeen.

Molybdeen is in kleine hoeveelheden nodig voor de normale ontwikkeling van plantaardige en dierlijke organismen. Molybdeen maakt deel uit van het xanthine-oxidase-enzym. Bij een tekort aan molybdeen wordt het enzym in onvoldoende hoeveelheden gevormd, wat negatieve reacties in het lichaam veroorzaakt. In hoge concentraties is molybdeen schadelijk. Bij een overmaat aan molybdeen is de stofwisseling verstoord.

De maximaal toelaatbare concentratie van molybdeen in waterlichamen voor sanitair gebruik is 0,25 mg/dm3.

Arseen komt in natuurlijke wateren uit minerale bronnen, gebieden met arseenmineralisatie (arseenpyriet, realgar, orpiment), evenals uit oxidatiezones van gesteenten van polymetallische, koper-kobalt- en wolfraamtypes. Een bepaalde hoeveelheid arseen komt uit de bodem, maar ook uit de afbraak van plantaardige en dierlijke organismen. De consumptie van arseen door in het water levende organismen is een van de redenen voor de afname van de concentratie in water, die het duidelijkst tot uiting komt tijdens de periode van intensieve ontwikkeling van plankton.

Aanzienlijke hoeveelheden arseen komen terecht in waterlichamen met afvalwater van verwerkingsfabrieken, afval van de productie van kleurstoffen, leerlooierijen en pesticidenfabrieken, evenals van landbouwgronden waar pesticiden worden gebruikt.

In natuurlijke wateren bevinden arseenverbindingen zich in een opgeloste en gesuspendeerde toestand, waarvan de verhouding wordt bepaald door de chemische samenstelling van water en pH-waarden. In opgeloste vorm komt arseen voor in drie- en vijfwaardige vormen, voornamelijk als anionen.

In niet-verontreinigde rivierwateren wordt arseen meestal aangetroffen in microgramconcentraties. In mineraalwater kan de concentratie enkele milligrammen per 1 dm3 bereiken, in zeewater bevat het gemiddeld 3 µg/dm3, in ondergronds water komt het voor in concentraties van n.105 µg/dm3. Arseenverbindingen in hoge concentraties zijn giftig voor het lichaam van dieren en mensen: ze remmen oxidatieve processen, remmen de toevoer van zuurstof naar organen en weefsels.

MPCv voor arseen is 0,05 mg/dm3 (de beperkende indicator van schadelijkheid is sanitair-toxicologisch) en MPCv is 0,05 mg/dm3.

De aanwezigheid van nikkel in natuurlijke wateren is te wijten aan de samenstelling van de rotsen waardoor water stroomt: het wordt gevonden op plaatsen waar sulfidekoper-nikkelertsen en ijzer-nikkelertsen zijn afgezet. Het komt in het water uit de bodem en uit plantaardige en dierlijke organismen tijdens hun verval. In blauwalgen werd een verhoogd nikkelgehalte gevonden in vergelijking met andere soorten algen. Nikkelverbindingen komen ook in waterlichamen met afvalwater van vernikkelingswinkels, synthetische rubberfabrieken en nikkelverrijkingsfabrieken. Enorme nikkelemissies gaan gepaard met de verbranding van fossiele brandstoffen.

De concentratie kan afnemen als gevolg van de precipitatie van verbindingen zoals cyaniden, sulfiden, carbonaten of hydroxiden (met toenemende pH-waarden), vanwege de consumptie door waterorganismen en adsorptieprocessen.

In oppervlaktewateren bevinden nikkelverbindingen zich in opgeloste, gesuspendeerde en colloïdale toestanden, waarvan de kwantitatieve verhouding afhangt van de watersamenstelling, temperatuur en pH-waarden. Absorptiemiddelen van nikkelverbindingen kunnen ijzerhydroxide, organische stoffen, sterk gedispergeerd calciumcarbonaat, klei zijn. Opgeloste vormen zijn voornamelijk complexe ionen, meestal met aminozuren, humus- en fulvinezuren, en ook in de vorm van een sterk cyanidecomplex. Nikkelverbindingen komen het meest voor in natuurlijke wateren, waarin het zich in de +2-oxidatietoestand bevindt. Ni3+ verbindingen worden meestal gevormd in een alkalisch milieu.

Nikkelverbindingen spelen een belangrijke rol in hematopoëtische processen als katalysatoren. Het verhoogde gehalte heeft een specifiek effect op het cardiovasculaire systeem. Nikkel is een van de kankerverwekkende elementen. Het kan luchtwegaandoeningen veroorzaken. Er wordt aangenomen dat vrije nikkelionen (Ni2+) ongeveer 2 keer giftiger zijn dan de complexe verbindingen.

In niet-verontreinigde en licht vervuilde rivierwateren varieert de nikkelconcentratie meestal van 0,8 tot 10 µg/dm3; in vervuild is het enkele tientallen microgram per 1 dm3. De gemiddelde nikkelconcentratie in zeewater is 2 µg/dm3, in grondwater - n.103 µg/dm3. In ondergrondse wateren die nikkelhoudend gesteente wassen, neemt de nikkelconcentratie soms toe tot 20 mg/dm3.

Nikkel komt in de atmosfeer van non-ferrometallurgiebedrijven, die verantwoordelijk zijn voor 97% van alle nikkelemissies, waarvan 89% afkomstig is van bedrijven van het Norilsk Nickel-concern in Zapolyarny en Nikel, Monchegorsk en Norilsk.

Het verhoogde nikkelgehalte in het milieu leidt tot het optreden van endemische ziekten, bronchiale kanker. Nikkelverbindingen behoren tot de 1e groep van kankerverwekkende stoffen.
De kaart toont verschillende punten met hoge gemiddelde nikkelconcentraties op de locaties van het Norilsk Nickel concern: Apatity, Kandalaksha, Monchegorsk, Olenegorsk.

Nikkelemissies van industriële ondernemingen daalden met 28%, gemiddelde concentraties - met 35%.

Emissies М (duizend ton/jaar) en gemiddelde jaarconcentraties q (µg/m3) nikkel.

Het komt in natuurlijke wateren terecht als gevolg van uitloging van tinbevattende mineralen (cassiteriet, stannine), evenals met afvalwater van verschillende industrieën (weefselverven, synthese van organische kleurstoffen, productie van legeringen met toevoeging van tin, enz.).

De toxische werking van tin is klein.

Tin wordt aangetroffen in niet-verontreinigde oppervlaktewateren in submicrogramconcentraties. In grondwater bereikt de concentratie enkele microgrammen per 1 dm3. MPCv is 2 mg/dm3.

Kwikverbindingen kunnen oppervlaktewater binnendringen als gevolg van uitspoeling van rotsen in het gebied van kwikafzettingen (cinnaber, metacinnabarite, livingstone), tijdens het ontbindingsproces van waterorganismen die kwik accumuleren. Aanzienlijke hoeveelheden komen terecht in waterlichamen met afvalwater van bedrijven die kleurstoffen, pesticiden, farmaceutische producten en sommige explosieven produceren. Kolengestookte thermische centrales stoten aanzienlijke hoeveelheden kwikverbindingen uit in de atmosfeer, die als gevolg van natte en droge neerslag in waterlichamen terechtkomen.

De afname van de concentratie van opgeloste kwikverbindingen treedt op als gevolg van hun extractie door veel zee- en zoetwaterorganismen, die het vermogen hebben om het te accumuleren in concentraties die vele malen hoger zijn dan het gehalte in water, evenals adsorptieprocessen door gesuspendeerde vaste stoffen en bodemsedimenten.

In oppervlaktewateren bevinden kwikverbindingen zich in opgeloste en gesuspendeerde toestand. De verhouding daartussen hangt af van de chemische samenstelling van water en de pH-waarde. Gesuspendeerd kwik is gesorbeerde kwikverbindingen. Opgeloste vormen zijn niet-gedissocieerde moleculen, complexe organische en minerale verbindingen. In het water van waterlichamen kan kwik de vorm hebben van methylkwikverbindingen.

Kwikverbindingen zijn zeer giftig, ze tasten het menselijk zenuwstelsel aan, veroorzaken veranderingen in het slijmvlies, verminderde motorische functie en secretie van het maagdarmkanaal, veranderingen in het bloed, enz. Bacteriële methyleringsprocessen zijn gericht op de vorming van methylkwikverbindingen, die zijn vele malen giftiger dan minerale zouten kwik. Methylkwikverbindingen hopen zich op in vissen en kunnen het menselijk lichaam binnendringen.

MPCv van kwik is 0,0005 mg/dm3 (het beperkende teken van schadelijkheid is sanitair-toxicologisch), MPCv is 0,0001 mg/dm3.

Natuurlijke bronnen van lood in oppervlaktewateren zijn de processen van ontbinding van endogene (galena) en exogene (anglesiet, cerussiet, enz.) mineralen. Een significante toename van het loodgehalte in het milieu (ook in oppervlaktewateren) houdt verband met de verbranding van steenkool, het gebruik van tetra-ethyllood als antiklopmiddel in motorbrandstof, met de verwijdering in waterlichamen met afvalwater van ertsverwerkingsfabrieken , sommige metallurgische fabrieken, chemische industrieën, mijnen, enz. Belangrijke factoren bij het verlagen van de concentratie van lood in water zijn de adsorptie door gesuspendeerde vaste stoffen en sedimentatie daarmee in bodemsedimenten. Onder andere metalen wordt lood gewonnen en geaccumuleerd door hydrobionten.

Lood wordt gevonden in natuurlijke wateren in een opgeloste en gesuspendeerde (gesorbeerde) toestand. In opgeloste vorm komt het voor in de vorm van minerale en organo-mineralen, evenals eenvoudige ionen, in onoplosbare vorm - voornamelijk in de vorm van sulfiden, sulfaten en carbonaten.

In rivierwateren varieert de loodconcentratie van tienden tot eenheden van microgram per 1 dm3. Zelfs in het water van waterlichamen die grenzen aan gebieden met polymetaalertsen, bereikt de concentratie zelden tientallen milligrammen per 1 dm3. Alleen in thermaal water met chloride bereikt de loodconcentratie soms enkele milligrammen per 1 dm3.

De beperkende indicator van de schadelijkheid van lood is sanitair-toxicologisch. MPCv van lood is 0,03 mg/dm3, MPCv is 0,1 mg/dm3.

Lood zit in emissies van metallurgie, metaalbewerking, elektrotechniek, petrochemie en autotransport.

De impact van lood op de gezondheid vindt plaats door het inademen van loodhoudende lucht en de opname van lood met voedsel, water en stofdeeltjes. Lood hoopt zich op in het lichaam, in botten en oppervlakteweefsels. Lood tast de nieren, lever, zenuwstelsel en bloedvormende organen aan. Vooral ouderen en kinderen zijn gevoelig voor zelfs lage doses lood.

Emissies M (duizend ton/jaar) en gemiddelde jaarconcentraties q (µg/m3) lood.

In zeven jaar tijd is de uitstoot van lood uit industriële bronnen met 60% gedaald als gevolg van productiebeperkingen en de sluiting van veel bedrijven. De scherpe daling van de industriële emissies gaat niet gepaard met een daling van de voertuigemissies. De gemiddelde loodconcentraties daalden met slechts 41%. Het verschil in reductiepercentages en loodconcentraties kan worden verklaard door de onderschatting van voertuigemissies in voorgaande jaren; Momenteel is het aantal auto's en de intensiteit van hun verplaatsingen toegenomen.

Tetraethyllood

Het komt in natuurlijke wateren terecht vanwege het gebruik als antiklopmiddel in de motorbrandstof van watervoertuigen, maar ook bij oppervlakte-afvoer uit stedelijke gebieden.

Deze stof wordt gekenmerkt door een hoge toxiciteit, heeft cumulatieve eigenschappen.

De bronnen van zilver dat in het oppervlaktewater terechtkomt, zijn grondwater en afvalwater van mijnen, verwerkingsfabrieken en fotografische bedrijven. Het verhoogde zilvergehalte wordt geassocieerd met het gebruik van bacteriedodende en algicide preparaten.

In afvalwater kan zilver in opgeloste en gesuspendeerde vorm aanwezig zijn, meestal in de vorm van halogenidezouten.

In niet-verontreinigde oppervlaktewateren wordt zilver aangetroffen in submicrogramconcentraties. In grondwater varieert de zilverconcentratie van enkele tot tientallen microgrammen per 1 dm3, in zeewater gemiddeld 0,3 µg/dm3.

Zilverionen zijn in staat om bacteriën te vernietigen en water te steriliseren, zelfs in kleine concentraties (de ondergrens van de bacteriedodende werking van zilverionen is 2,10-11 mol/dm3). De rol van zilver in het lichaam van dieren en mensen is onvoldoende onderzocht.

MPCv van zilver is 0,05 mg/dm3.

Antimoon komt in oppervlaktewateren door het uitlogen van antimoonmineralen (stibniet, senarmontiet, valentinite, servingiet, stibiocanite) en met afvalwater van rubber-, glas-, ververings- en luciferbedrijven.

In natuurlijke wateren bevinden antimoonverbindingen zich in een opgeloste en gesuspendeerde toestand. Onder de voor oppervlaktewater kenmerkende redoxomstandigheden kan zowel driewaardig als vijfwaardig antimoon voorkomen.

In niet-verontreinigd oppervlaktewater wordt antimoon aangetroffen in submicrogramconcentraties, in zeewater bereikt de concentratie 0,5 µg/dm3, in grondwater - 10 µg/dm3. MPCv van antimoon is 0,05 mg/dm3 (de beperkende indicator van schadelijkheid is sanitair-toxicologisch), MPCv is 0,01 mg/dm3.

Drie- en zeswaardige chroomverbindingen komen in het oppervlaktewater terecht als gevolg van uitloging van gesteenten (chromiet, crocoite, uvarovite, etc.). Sommige hoeveelheden zijn afkomstig van de ontbinding van organismen en planten, van de bodem. Aanzienlijke hoeveelheden kunnen waterlichamen binnendringen met afvalwater van galvaniseerbedrijven, verfbedrijven van textielbedrijven, leerlooierijen en chemische industrieën. Een afname van de concentratie van chroomionen kan worden waargenomen als gevolg van hun consumptie door waterorganismen en adsorptieprocessen.

In oppervlaktewateren bevinden chroomverbindingen zich in opgeloste en gesuspendeerde toestand, waarvan de verhouding afhangt van de samenstelling van het water, de temperatuur en de pH van de oplossing. Gesuspendeerde chroomverbindingen zijn voornamelijk gesorbeerde chroomverbindingen. Absorptiemiddelen kunnen klei, ijzerhydroxide, sterk gedispergeerd bezinkend calciumcarbonaat, plantaardige en dierlijke resten zijn. In opgeloste vorm kan chroom de vorm hebben van chromaten en dichromaten. Onder aerobe omstandigheden wordt Cr(VI) omgezet in Cr(III), waarvan de zouten in neutrale en alkalische media worden gehydrolyseerd onder afgifte van hydroxide.

In niet-verontreinigde en licht vervuilde rivierwateren varieert het chroomgehalte van enkele tienden van een microgram per liter tot enkele microgrammen per liter, in vervuilde wateren bereikt het enkele tientallen en honderden microgrammen per liter. De gemiddelde concentratie in zeewater is 0,05 µg/dm3, in grondwater - meestal tussen n.10 - n.102 µg/dm3.

Cr(VI)- en Cr(III)-verbindingen in verhoogde hoeveelheden hebben kankerverwekkende eigenschappen. Cr(VI)-verbindingen zijn gevaarlijker.

Het komt terecht in natuurlijke wateren als gevolg van natuurlijke processen van vernietiging en ontbinding van gesteenten en mineralen (sfaleriet, zinkiet, goslariet, smithsoniet, calamine), evenals met afvalwater van ertsverwerkingsfabrieken en galvaniseerbedrijven, productie van perkamentpapier, minerale verven , viscosevezels en andere

In water bestaat het voornamelijk in ionische vorm of in de vorm van zijn minerale en organische complexen. Soms komt het voor in onoplosbare vormen: in de vorm van hydroxide, carbonaat, sulfide, enz.

In rivierwateren varieert de zinkconcentratie gewoonlijk van 3 tot 120 µg/dm3, in zeewater van 1,5 tot 10 µg/dm3. Het gehalte in erts en vooral in mijnwateren met lage pH-waarden kan aanzienlijk zijn.

Zink is een van de actieve sporenelementen die de groei en normale ontwikkeling van organismen beïnvloeden. Tegelijkertijd zijn veel zinkverbindingen giftig, voornamelijk sulfaat en chloride.

MPCv Zn2+ is 1 mg/dm3 (limiterende indicator van schadelijkheid - organoleptisch), MPCvr Zn2+ - 0,01 mg/dm3 (limiterende indicator van schadelijkheid - toxicologisch).

Zware metalen staan ​​al op de tweede plaats wat betreft gevaar, ze wijken voor pesticiden en lopen ruim voor op bekende verontreinigende stoffen als kooldioxide en zwavel, maar volgens de voorspelling zouden ze de gevaarlijkste, gevaarlijker dan afval van kerncentrales en vaste stoffen moeten worden. afval. Vervuiling met zware metalen wordt geassocieerd met het wijdverbreide gebruik ervan in de industriële productie, gekoppeld aan zwakke reinigingssystemen, waardoor zware metalen in het milieu terechtkomen, inclusief de bodem, deze vervuilen en vergiftigen.

Zware metalen behoren tot de prioritaire verontreinigende stoffen, waarvan monitoring in alle omgevingen verplicht is. In verschillende wetenschappelijke en toegepaste werken interpreteren de auteurs de betekenis van het begrip "zware metalen" op verschillende manieren. In sommige gevallen omvat de definitie van zware metalen elementen die broos zijn (bijvoorbeeld bismut) of metalloïden (bijvoorbeeld arseen).

De bodem is het belangrijkste medium waarin zware metalen binnendringen, ook uit de atmosfeer en het aquatisch milieu. Het dient ook als een bron van secundaire vervuiling van de oppervlaktelucht en wateren die van daaruit de Wereldoceaan binnenkomen. Zware metalen worden door planten uit de bodem opgenomen, die vervolgens in het voedsel van beter georganiseerde dieren terechtkomen.
voortzetting
--PAGINA-EINDE-- 3.3. loodintoxicatie
Momenteel neemt lood de eerste plaats in bij de oorzaken van industriële vergiftiging. Dit komt door de brede toepassing in verschillende industrieën. Loodertsarbeiders worden blootgesteld aan lood in loodsmelterijen, bij de productie van batterijen, bij het solderen, in drukkerijen, bij de vervaardiging van kristalglas of keramische producten, gelode benzine, loodverven, enz. Loodverontreiniging van atmosferische lucht, bodem en water in de buurt van dergelijke industrieën, evenals in de buurt van grote snelwegen, leidt tot een gevaar voor loodvergiftiging van de bevolking die in deze gebieden woont, en vooral van kinderen, die gevoeliger zijn voor de effecten van zware metalen.
Het moet met spijt worden opgemerkt dat er in Rusland geen staatsbeleid bestaat inzake de wettelijke, regelgevende en economische regulering van de impact van lood op het milieu en de volksgezondheid, op het verminderen van de emissies (lozingen, afval) van lood en zijn verbindingen in het milieu en over de volledige stopzetting van de productie van loodhoudende benzine.

Vanwege het uiterst onbevredigende educatieve werk om de bevolking de mate van gevaar van blootstelling aan zware metalen voor het menselijk lichaam uit te leggen, neemt in Rusland het aantal contingenten met beroepscontact met lood niet af, maar neemt het geleidelijk toe. Gevallen van chronische loodintoxicatie zijn geregistreerd in 14 industrieën in Rusland. De leidende industrieën zijn de elektrische industrie (productie van batterijen), instrumentatie, printen en non-ferrometallurgie, waarin bedwelming wordt veroorzaakt door een overschrijding van de maximaal toelaatbare concentratie (MAC) lood in de lucht van het werkgebied met 20 of meer tijden.

Een belangrijke bron van lood zijn uitlaatgassen van auto's, aangezien de helft van Rusland nog steeds gelode benzine gebruikt. Metallurgische fabrieken, met name kopersmelterijen, blijven echter de belangrijkste bron van milieuvervuiling. En er zijn leiders hier. Op het grondgebied van de regio Sverdlovsk zijn er 3 grootste bronnen van loodemissies in het land: in de steden Krasnouralsk, Kirovograd en Revda.

De schoorstenen van de kopersmelterij in Krasnouralsk, gebouwd in de jaren van de stalinistische industrialisatie en gebruikmakend van apparatuur uit 1932, spuwen jaarlijks 150-170 ton lood in de stad met 34.000 inwoners en bedekken alles met loodstof.

De concentratie van lood in de bodem van Krasnouralsk varieert van 42,9 tot 790,8 mg/kg met de maximaal toelaatbare concentratie MPC = 130 micron/kg. Watermonsters in de watervoorziening van het naburige dorp. Oktyabrsky, gevoed door een ondergrondse waterbron, registreerde tot twee keer toe een overmaat aan MPC.

Loodvervuiling heeft een impact op de menselijke gezondheid. Blootstelling aan lood verstoort het vrouwelijke en mannelijke voortplantingssysteem. Voor vrouwen in de zwangerschap en in de vruchtbare leeftijd vormt een verhoogd loodgehalte in het bloed een bijzonder gevaar, aangezien lood de menstruatiefunctie verstoort, en vaker zijn er vroeggeboorten, miskramen en foetale sterfte als gevolg van het binnendringen van lood door de placentabarrière. Pasgeborenen hebben een hoog sterftecijfer.

Loodvergiftiging is extreem gevaarlijk voor jonge kinderen - het beïnvloedt de ontwikkeling van de hersenen en het zenuwstelsel. Testen van 165 Krasnouralsk-kinderen vanaf de leeftijd van 4 jaar onthulden een significante mentale retardatie bij 75,7%, en 6,8% van de onderzochte kinderen bleek mentale retardatie te hebben, inclusief mentale retardatie.

Kleuters zijn het meest vatbaar voor de schadelijke effecten van lood omdat hun zenuwstelsel zich nog in de ontwikkelingsfase bevindt. Zelfs bij lage doses veroorzaakt loodvergiftiging een afname van de intellectuele ontwikkeling, aandacht en concentratievermogen, een vertraging bij het lezen, leidt tot de ontwikkeling van agressiviteit, hyperactiviteit en andere problemen in het gedrag van het kind. Deze ontwikkelingsafwijkingen kunnen langdurig en onomkeerbaar zijn. Een laag geboortegewicht, dwerggroei en gehoorverlies zijn ook het gevolg van loodvergiftiging. Hoge doses intoxicatie leiden tot mentale retardatie, coma, convulsies en overlijden.

Een door Russische experts gepubliceerd witboek meldt dat loodvervuiling het hele land bestrijkt en een van de vele milieurampen in de voormalige Sovjet-Unie is die de afgelopen jaren aan het licht zijn gekomen. Het grootste deel van het grondgebied van Rusland ondervindt een belasting van loden neerslag die de kritische waarde voor de normale werking van het ecosysteem overschrijdt. In tientallen steden is er een overschot aan loodconcentraties in de lucht en bodem boven de waarden die overeenkomen met de MPC.

Het hoogste niveau van luchtvervuiling met lood, dat de MPC overschrijdt, werd waargenomen in de steden Komsomolsk-on-Amur, Tobolsk, Tyumen, Karabash, Vladimir, Vladivostok.

De maximale belasting van loodafzetting die leidt tot de degradatie van terrestrische ecosystemen wordt waargenomen in de regio's Moskou, Vladimir, Nizhny Novgorod, Ryazan, Tula, Rostov en Leningrad.

Stationaire bronnen zijn verantwoordelijk voor de lozing van meer dan 50 ton lood in de vorm van verschillende verbindingen in waterlichamen. Tegelijkertijd lozen 7 batterijfabrieken jaarlijks 35 ton lood via het riool. Een analyse van de verdeling van lozingen van lood in waterlichamen op het grondgebied van Rusland toont aan dat de regio's Leningrad, Yaroslavl, Perm, Samara, Penza en Oryol leiders zijn in dit soort belasting.

Het land heeft dringend maatregelen nodig om de loodvervuiling te verminderen, maar tot dusver overschaduwt de economische crisis in Rusland de milieuproblemen. In een langdurige industriële depressie heeft Rusland niet de middelen om vroegere vervuiling op te ruimen, maar als de economie begint te herstellen en fabrieken weer aan het werk gaan, kan de vervuiling alleen maar erger worden.
10 meest vervuilde steden van de voormalige USSR

(Metalen worden weergegeven in aflopende volgorde van prioriteitsniveau voor een bepaalde stad)

4. Bodemhygiëne. Afvalverwerking.
De bodem in steden en andere nederzettingen en hun omgeving is lange tijd anders geweest dan de natuurlijke, biologisch waardevolle bodem, die een belangrijke rol speelt bij het handhaven van het ecologisch evenwicht. De bodem in steden is onderhevig aan dezelfde schadelijke effecten als de stedelijke lucht en de hydrosfeer, dus de aanzienlijke degradatie ervan vindt overal plaats. Bodemhygiëne krijgt niet voldoende aandacht, hoewel het belang ervan als een van de belangrijkste componenten van de biosfeer (lucht, water, bodem) en een biologische omgevingsfactor zelfs belangrijker is dan water, aangezien de hoeveelheid van dit laatste (voornamelijk de kwaliteit van grondwater) wordt bepaald door de toestand van de bodem en het is onmogelijk om deze factoren van elkaar te scheiden. De bodem heeft het vermogen tot biologische zelfreiniging: in de bodem is er een splitsing van het afval dat erin is gevallen en hun mineralisatie; uiteindelijk compenseert de bodem de verloren mineralen op hun kosten.

Als als gevolg van overbelasting van de bodem een ​​van de componenten van zijn mineraliserend vermogen verloren gaat, zal dit onvermijdelijk leiden tot een schending van het zelfzuiveringsmechanisme en tot volledige degradatie van de bodem. En integendeel, het creëren van optimale omstandigheden voor zelfzuivering van de bodem draagt ​​bij aan het behoud van het ecologische evenwicht en de voorwaarden voor het bestaan ​​van alle levende organismen, inclusief de mens.

Daarom is het probleem van het neutraliseren van afval dat een schadelijk biologisch effect heeft niet beperkt tot de kwestie van hun export; het is een complexer hygiënisch probleem, aangezien de bodem de schakel is tussen water, lucht en mens.
4.1.
De rol van de bodem in de stofwisseling

De biologische relatie tussen bodem en mens vindt voornamelijk plaats via de stofwisseling. De bodem is als het ware een leverancier van mineralen die nodig zijn voor de stofwisselingscyclus, voor de groei van planten die door mensen worden geconsumeerd en herbivoren, die op hun beurt worden gegeten door mensen en carnivoren. Zo levert de bodem voedsel voor veel vertegenwoordigers van de planten- en dierenwereld.

Bijgevolg veroorzaakt de achteruitgang van de bodemkwaliteit, de afname van de biologische waarde, het zelfreinigend vermogen een biologische kettingreactie die bij langdurige schadelijke effecten kan leiden tot allerlei gezondheidsproblemen bij de bevolking. Bovendien kunnen, als mineralisatieprocessen vertragen, nitraten, stikstof, fosfor, kalium, enz., gevormd tijdens het verval van stoffen, in het grondwater komen dat wordt gebruikt voor drinkdoeleinden en ernstige ziekten veroorzaken (nitraten kunnen bijvoorbeeld methemoglobinemie veroorzaken, voornamelijk bij zuigelingen) .

De consumptie van water uit een bodem die arm is aan jodium kan endemisch struma veroorzaken, enz.
4.2.
Ecologische relatie tussen bodem en water en vloeibaar afval (afvalwater)

Een persoon haalt uit de bodem het water dat nodig is om metabolische processen en het leven zelf in stand te houden. De kwaliteit van water hangt af van de toestand van de bodem; het weerspiegelt altijd de biologische toestand van een bepaalde bodem.

Dit geldt in het bijzonder voor grondwater, waarvan de biologische waarde hoofdzakelijk wordt bepaald door de eigenschappen van de bodem en de bodem, het vermogen van deze laatste om zichzelf te zuiveren, het filtratievermogen, de samenstelling van de macroflora, microfauna, enz.

De directe invloed van de bodem op het oppervlaktewater is al minder groot, het hangt vooral samen met neerslag. Na hevige regenval worden bijvoorbeeld verschillende verontreinigende stoffen uit de bodem weggespoeld in open wateren (rivieren, meren), waaronder kunstmest (stikstof, fosfaat), pesticiden, herbiciden; in gebieden met karst, gebroken afzettingen, kunnen verontreinigende stoffen doordringen door scheuren in het diepe Het grondwater.

Onvoldoende afvalwaterzuivering kan ook schadelijke biologische effecten op de bodem veroorzaken en uiteindelijk leiden tot bodemdegradatie. Bodembescherming in nederzettingen is daarom een ​​van de belangrijkste vereisten voor milieubescherming in het algemeen.
4.3.
Bodembelastingsgrenzen voor vast afval (huis- en straatafval, industrieel afval, droog slib van rioolwaterbezinking, radioactieve stoffen, enz.)

Het probleem wordt verergerd door het feit dat door het ontstaan ​​van steeds meer vast afval in steden, de bodem in hun omgeving steeds meer onder druk komt te staan. Bodemeigenschappen en -samenstelling verslechteren in een steeds sneller tempo.

Van de 64,3 miljoen ton papier die in de VS wordt geproduceerd, belandt 49,1 miljoen ton bij het afval (van deze hoeveelheid wordt 26 miljoen ton geleverd door het huishouden en 23,1 miljoen ton door het handelsnetwerk).

In verband met het voorgaande is de verwijdering en definitieve verwijdering van vast afval een zeer belangrijk, moeilijker te implementeren hygiënisch probleem in de context van toenemende verstedelijking.

Definitieve verwijdering van vast afval in verontreinigde grond is mogelijk. Door het voortdurend verslechterende zelfreinigend vermogen van stedelijke grond is de definitieve verwijdering van in de grond begraven afval echter onmogelijk.

Een persoon zou met succes de biochemische processen in de bodem kunnen gebruiken, het neutraliserende en desinfecterende vermogen om vast afval te neutraliseren, maar stedelijke bodem, als gevolg van eeuwenlange menselijke bewoning en activiteiten in steden, is al lang ongeschikt voor dit doel.

De mechanismen van zelfzuivering, mineralisatie in de bodem, de rol van de bacteriën en enzymen die daarbij betrokken zijn, evenals de tussen- en eindproducten van de afbraak van stoffen zijn bekend. Momenteel is het onderzoek gericht op het in kaart brengen van de factoren die zorgen voor het biologisch evenwicht van de natuurlijke bodem en op het verhelderen van de vraag hoeveel vast afval (en welke samenstelling) kan leiden tot een aantasting van het biologisch evenwicht van de bodem.
De hoeveelheid huishoudelijk afval (vuilnis) per inwoner van sommige grote steden van de wereld

Opgemerkt moet worden dat de hygiënische toestand van de bodem in steden als gevolg van de overbelasting snel verslechtert, hoewel het vermogen van de bodem om zichzelf te zuiveren de belangrijkste hygiënische vereiste is voor het handhaven van het biologische evenwicht. De bodem in de steden kan zijn taak niet meer aan zonder de hulp van de mens. De enige uitweg uit deze situatie is het volledig neutraliseren en vernietigen van afval in overeenstemming met hygiënische eisen.

Daarom moet de aanleg van openbare voorzieningen gericht zijn op het behoud van het natuurlijke vermogen van de bodem om zichzelf te zuiveren, en als dit vermogen al onbevredigend is geworden, moet het kunstmatig worden hersteld.

Het meest ongunstig is de toxische werking van industrieel afval, zowel vloeibaar als vast. Er komt steeds meer van dergelijk afval in de bodem terecht, waar het niet tegen kan. Zo werd bijvoorbeeld bodemverontreiniging met arseen aangetroffen in de buurt van superfosfaatproductie-installaties (binnen een straal van 3 km). Zoals bekend, ontbinden sommige bestrijdingsmiddelen, zoals organochloorverbindingen die in de bodem zijn gekomen, niet gedurende lange tijd.

De situatie is vergelijkbaar met sommige synthetische verpakkingsmaterialen (polyvinylchloride, polyethyleen, enz.).

Sommige toxische verbindingen komen vroeg of laat in het grondwater terecht, waardoor niet alleen het biologisch evenwicht van de bodem wordt verstoord, maar ook de kwaliteit van het grondwater zodanig verslechtert dat het niet meer als drinkwater kan worden gebruikt.
Percentage van de hoeveelheid synthetische basismaterialen in het huishoudelijk afval (vuilnis)

*
Samen met afval van andere kunststoffen die hard worden onder invloed van warmte.
Het afvalprobleem is tegenwoordig toegenomen, ook omdat een deel van het afval, voornamelijk menselijke en dierlijke uitwerpselen, wordt gebruikt om landbouwgrond te bemesten [uitwerpselen bevatten een aanzienlijke hoeveelheid stikstof-0,4-0,5%, fosfor (P203)-0,2-0,6 %, kalium (K? 0) -0,5-1,5%, koolstof-5-15%]. Dit probleem van de stad heeft zich verspreid naar de wijken van de stad.
4.4.
De rol van de bodem bij de verspreiding van verschillende ziekten

De bodem speelt een rol bij de verspreiding van infectieziekten. Dit werd in de vorige eeuw gemeld door Petterkoffer (1882) en Fodor (1875), die vooral de rol van de bodem bij de verspreiding van darmziekten belichtten: cholera, tyfus, dysenterie, enz. Ze vestigden ook de aandacht op het feit dat sommige bacteriën en virussen blijven maandenlang levensvatbaar en virulent in de bodem. Vervolgens bevestigden een aantal auteurs hun waarnemingen, vooral met betrekking tot stedelijke bodem. De veroorzaker van cholera blijft bijvoorbeeld levensvatbaar en pathogeen in grondwater van 20 tot 200 dagen, de veroorzaker van buiktyfus in de ontlasting - van 30 tot 100 dagen, de veroorzaker van paratyfus - van 30 tot 60 dagen. (In termen van de verspreiding van infectieziekten is stedelijke grond veel gevaarlijker dan met mest bemeste veldgrond.)

Voor het bepalen van de mate van bodemverontreiniging gebruikt een aantal auteurs de bepaling van het bacteriegetal (E. coli), zoals bij het bepalen van de kwaliteit van water. Andere auteurs achten het nuttig om bovendien het aantal thermofiele bacteriën te bepalen dat bij het proces van mineralisatie is betrokken.

De verspreiding van infectieziekten door de bodem wordt sterk vergemakkelijkt door het land te besproeien met rioolwater. Tegelijkertijd gaan ook de mineralisatie-eigenschappen van de bodem achteruit. Daarom moet irrigatie met afvalwater worden uitgevoerd onder constant strikt sanitair toezicht en alleen buiten het stedelijk gebied.

4.5.
Schadelijk effect van de belangrijkste soorten verontreinigende stoffen (vast en vloeibaar afval) die leiden tot bodemdegradatie

4.5.1.
Neutralisatie van vloeibaar afval in de bodem

In een aantal nederzettingen die geen riolering hebben, wordt een deel van het afval, waaronder mest, geneutraliseerd in de bodem.

Zoals u weet, is dit de gemakkelijkste manier om te neutraliseren. Het is echter alleen toelaatbaar als we te maken hebben met een biologisch waardevolle bodem die het vermogen tot zelfzuivering heeft behouden, wat niet typisch is voor stedelijke bodems. Als de bodem deze eigenschappen niet meer heeft, is er behoefte aan complexe technische voorzieningen voor het neutraliseren van vloeibaar afval om deze te beschermen tegen verdere aantasting.

Op een aantal plaatsen wordt afval geneutraliseerd in compostputten. Technisch gezien is deze oplossing een moeilijke opgave. Bovendien kunnen vloeistoffen over vrij grote afstanden in de bodem doordringen. De taak wordt verder bemoeilijkt door het feit dat stedelijk afvalwater een toenemende hoeveelheid giftig industrieel afval bevat dat de mineralisatie-eigenschappen van de bodem in nog grotere mate aantast dan menselijke en dierlijke uitwerpselen. Daarom is het toegestaan ​​om alleen afvalwater af te voeren in compostputten dat eerder sedimentatie heeft ondergaan. Anders wordt het filtratievermogen van de grond verstoord, dan verliest de grond zijn andere beschermende eigenschappen, raken de poriën geleidelijk verstopt, enz.

Het gebruik van menselijke uitwerpselen om landbouwgronden te irrigeren is de tweede manier om vloeibaar afval te neutraliseren. Deze methode brengt een dubbel hygiënisch gevaar met zich mee: ten eerste kan het leiden tot overbelasting van de bodem, ten tweede kan dit afval een ernstige bron van infectie worden. Daarom moet uitwerpselen eerst worden gedesinfecteerd en aan een passende behandeling worden onderworpen, en pas daarna als meststof worden gebruikt. Er zijn hier twee tegengestelde standpunten. Volgens de hygiënische eisen wordt uitwerpselen bijna volledig vernietigd, en vanuit het oogpunt van de nationale economie vormen ze een waardevolle meststof. Verse uitwerpselen kunnen niet worden gebruikt voor het besproeien van tuinen en velden zonder deze eerst te desinfecteren. Als je toch verse uitwerpselen moet gebruiken, dan hebben ze een zodanige mate van neutralisatie nodig dat ze als meststof bijna geen waarde hebben.

Uitwerpselen kunnen alleen als meststof worden gebruikt in speciaal daarvoor bestemde gebieden - met constante sanitaire en hygiënische controle, vooral voor de toestand van het grondwater, het aantal vliegen, enz.

De eisen voor de afvoer en afvoer van dierlijke uitwerpselen in de bodem wijken in principe niet af van die voor de afvoer van menselijke uitwerpselen.

Mest was tot voor kort een belangrijke bron van waardevolle voedingsstoffen voor de landbouw om de bodemvruchtbaarheid te verbeteren. De laatste jaren heeft mest echter aan belang ingeboet, deels door de mechanisatie van de landbouw, deels door het toenemende gebruik van kunstmest.

Bij gebrek aan geschikte behandeling en verwijdering is mest ook gevaarlijk, evenals onbehandelde menselijke uitwerpselen. Daarom mag de mest, voordat deze naar de velden wordt gebracht, rijpen, zodat gedurende deze tijd (bij een temperatuur van 60-70 ° C) de nodige biothermische processen erin kunnen plaatsvinden. Daarna wordt de mest als "volwassen" beschouwd en bevrijd van de meeste ziekteverwekkers die erin zitten (bacteriën, wormeieren, enz.).

Er moet aan worden herinnerd dat mestopslag een ideale broedplaats kan zijn voor vliegen die de verspreiding van verschillende darminfecties bevorderen. Opgemerkt moet worden dat vliegen voor reproductie het gemakkelijkst kiezen voor varkensmest, dan paarden-, schapen- en niet in de laatste plaats koeienmest. Voordat mest naar de velden wordt geëxporteerd, moet deze worden behandeld met insectendodende middelen.
voortzetting
--PAGINA-EINDE--