Загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами, микроэлементами и его последствия для живых организмов

Федеральное агентство по образованию

Сибирский государственный аэрокосмический университет

имени академика М.Ф. Решетнёва

Филиал в г. Зеленогорск

Финансово-экономический факультет

Реферат по природопользованию

“ Загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами, микроэлементами и его последствия для живых организмов

г. Зеленогорск, 2010

Содержание

Введение…………………………………………………………………….…..3

1.Загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами и микроэлементами………………………………………………......................4

2.  Последствия загрязнения для живых организмов………………..….….9

Заключение………………………………………………………………..…..15

Список литературы…………………………………………………….…….16

Введение

Естественное содержание тяжелых металлов в грунт для нас абсолютно безопасный. Но жаль, с развитием промышленности и транспорта, частица тяжелых металлов резко увеличилась не только в земной толще, но и во всей окружающей среде, и теперь составляет серьезную угрозу для здоровья человека.

Цель: изучить данную тему.

Задачи:

1.      Проанализировать литературу по данной теме

2.      Сделать выводы.

1.     Загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами и микроэлементами.

Кроме традиционной классификации металлов по Периодической системе химических элементов также существует их деление с точки зрения технического назначения - например на тяжелых и легких. К легким металлам относят 15 химических элементов, густота которых не превышает 5г/см3. Все это представители из литиевой и берилловой (кроме радия) главных подгрупп И и ІІ группы Периодической системы, а также алюминий, скандий, иттрий и титан.

Тяжелые металлы – все другие, включая полученные искусственным способом трансурановые элементы, а также ты металлоиды (полуметаллы) – мышьяк, горн и телур. Наименьшую густоту среди них имеет радий, наибольшую – осмий и иридий.

Уже давно биохимическими и физиологичными исследованиями доказано негативное влияние тяжелых металлов на человеческий организм. Правда в микроскопических дозах некоторые из них являются для человека необходимыми микроэлементами, но как только концентрация превышает определенный уровень, то практически любой тяжелый металл становится токсичным. И наиболее опасным из них является свинец, ртуть и кадмий, которые очень часто «называют металлами смерти».

Свинец

Свинец (Pb) – металл, который обнаруживает разнообразное токсичное действие на организм человека. Он поражает нервную систему – нарушает прохождение нервных импульсов, так как тормозит работу синапса (место контакта двух нервных клеток). В сердечно-сосудистой системе он снижает активность энзимов, которые принимают участие в синтезе гемму; под действием свинца сокращается жизнь красных кровяных телец. Этот металл негативно влияет и на почки: длилось присутствие этого металла в очищаемой почками крови сначала разрушает клетки нефронив (основных фильтрацийних элементов), что на более поздних стадиях интоксикации может вызывать фибриому (опухоль).

В промышленности свинец используется для производства автомобильных аккумуляторов, а его соединения используются в качестве антидетонатор в проворных топливах. Хотя сейчас все больше автомобилей уже ездят на экологически чистых видах топлива, у нас в стране еще очень много старых автомобилей, которые заправляются бензином с добавкой тетраетилсвинцю, – вещества, которое улучшает работу двигателя во время сжигания топлива. Большинство свинца, который идет на производство аккумуляторов, используются в качестве втор сырье, однако при его неправильном хранении, загрязнение окружающей среды может повлечь серьезные экологические проблемы. Потому сейчас все промышленно развитые страны пытаются как можно быстрее лишиться старых машин – в среднем один такой автомобиль, ежегодно выбрасывающий в атмосферу 4кг свинца.

Еще одна причина свинцового отравления – некоторые краски, которые имеют в своем составе этот металл. В первую очередь такой опасности подвергаются дети, которые тают к рту куски краски, которые отстают от стены. Кроме того, беременным женщинам или во время кормления ребенка вообще нельзя быть там, где используются вещества с содержанием свинца.

Ртуть

Хотя ртуть (Hg) в природе мало распространенная, хозяйственная деятельность человека внесла в окружающее среду очень много такого металла. Ртуть используется в электротехнике, химической промышленности, при производстве взрывчатки, как наполнитель в термометрах.
Жидкая металлическая ртуть малотоксична, даже если ее случайно глотнуть. Однако ее пара особенно опасна. При вдыхании она попадает в легочные волдырьки, а оттуда – в кровь, которая разносит токсичный металл по всему телу. В организме ртуть поражает спинной мозг и центральную нервную систему. Ртуть также нарушает работу иммунной системы, которая в результате резко повышает риск попадания инфекции, возникновения новообразований и алергий. Высокая токсичность ртути угрожает пищеварительному тракту. Симптомы отравления – воспаление горла, блевота, боли и расстройство желудка, психические нарушения. Ядовитой может быть растительная еда, для защиты которой использовали фунгициды, которые содержат ртуть. Самый известный случай отравления ртутью – трагедия японских рыбалок, которые проживали возле залива Минимата, в который сливались промышленные отходы с содержанием ртути.

В 1956-1960 гг. несколько тысяч жителей этого района отравились, из них 71% погибли.

Кадмий

Кадмий (Cd) используется для антикоррозийного покрытия на других металлах, для производства электродов в некоторых батареях и элементах питания, из него изготовляют стержни, которые используются для контроля работы ядерных реакторов; он является составляющей
сплавов с низкой температурой плавления.

В организм человека кадмий попадает через органы дыхания и пищеварения. острые отравления кадмием и его соединениями случаются относительно редко, но длительное, на протяжении нескольких лет отравления приводит к воспалению легких.

В быту основным источником кадмия является папиросный дым. Накапливаясь в организме годами, кадмий в конце концов проявляет себя явными признаками отравления. Опасность влияния кадмия и его производных – в функциональном расстройстве энзимов, что значительно ухудшает работу внутренних органов, особенно печенки и нырок.

Другие металлы

Свинец, ртуть и кадмий особенно опасны, но избыточная концентрация других тяжелых металлов также может вызывать тяжелые последствия. Доказано канцерогенное влияние на организм человека никеля, гиблое влияние больших концентраций меди на почки и печенку, причинение хромом расстройства дыхательных путей и шлунково-кишечного тракта.

Сейчас огромное значение стали приобретать так называемые техногенные микроэлементозы. Связано это со значительным загрязнением среды свинцом, мышьяком, ртутью, кадмием, никелем и некоторыми другими токсическими микроэлементами в непосредственной близости от промышленных предприятий. Кроме того, техногенные микроэлементозы могут возникать и на значительном удалении от производств за счет воздушного или водного переноса микроэлементов. Загрязнение окружающей среды особенно сказывается на детях, тем более что вредные элементы могут накапливаться уже в плаценте. У детей отмечается снижение иммунитета, задержка умственного и физического развития, развивается множество болезней с хронизацией процессов, могут быть врожденные уродства. Естественно, такое поколение более восприимчиво к инфекционным болезням, больше риск онкологической патологии, ишемической болезни сердца.  

Различные виды человеческой деятельности, и прежде всего производственной, привели к загрязнению окружающей среды многочисленными неорганическими и органическими веществами. Многие из них при постоянном воздействии вызывают серьезные нарушения в основных жизненных системах организма.

Под микроэлементозами человека понимают состояние дефицита, избытка или дисбаланса химических элементов, которые отражаются на здоровье человека. Микроэлементозы тесно связаны с природными и техногенными особенностями окружающей среды, профессией, образом жизни и питанием.

Наибольшее распространение получили гипомикроэлементозы, следствием которых являются снижение сопротивляемости и адаптационной способности организма ребенка, ухудшение показателей роста и развития.

Высокая частота микроэлементозов в Москве обусловлена целым комплексом вредных химических и физических факторов (шум, вибрация, электромагнитные и иные излучения и т. д.), а также повышенными психоэмоциональными перегрузками (темп жизни, интенсивное облучение и др.).

Возникают сложные микроэлементозы и при радиационном поражении. При недостаточной обеспеченности организма стабильными изотопами кальция, калия, йода и других элементов в организме могут усиленно накапливаться радиоактивные изотопы - "двойники", или антагонисты жизненно важных химических элементов. Например, при дефиците кальция (недостаточное поступление) организм получает из окружающей среды повышенное количество стронция, да и других химических элементов, похожих по структуре на кальций (например, свинец). Организм, получающий достаточное для обеспечения нормальной жизнедеятельности количество калия, менее "расположен" к усвоению радиоактивного изотопа цезия Cs-137, своего "двойника-антагониста". Если клеткам обеспечен достаточный ДОСТУП к элементам, необходимым для их жизнедеятельности, то вероятность поглощения ими подобных по химической структуре, но опасных для организма химических элементов снижается. С помощью питания и приема макро- и микроэлементов можно уменьшить риск поглощения организмом и отрицательного действия радиоактивных элементов.
Радиоактивные изотопы, избыточное рентгеновское и другие виды облучения приводят к нарушению минерального баланса, к потере организмом необходимых элементов. Каждый человек, подвергшийся их воздействию, страдает от дефицита важнейших микроэлементов, в первую очередь кальция, магния, цинка, селена, йода.

После аварии на ЧАЭС широко использовались различные препараты йода и продукты, богатые стабильным изотопом йода. Нами совместно с Государственным научным центром перинатологии, акушерства и гинекологии МЗ РФ после обследования в 1992-1993 гг. детей из Гомельской области рекомендовались препараты, содержащие калий, а также диета, богатая этим элементом, для предотвращения отрицательных эффектов радиоактивного цезия - антагониста калия.

Как показывает анализ, инвалиды-чернобыльцы (ИЧ) существенно отличаются по обеспеченности многими жизненно важными элементами и уровню токсических химических элементов от взрослых москвичей, не подвергшихся воздействию повышенных доз радиации.

2.  Последствия загрязнения для живых организмов

Под загрязнением окружающей среды понимают нежелательные изменения физических, физико-химических и биологических характеристик воздуха, почв, вод, которые могут неблагоприятно влиять на жизнь человека, необходимых ему растений, животных и культурное достояние, истощать или портить его сырьевые ресурсы. Эти негативные изменения являются результатом деятельности человека. Они прерывают или нарушают процессы обмена и круговорота веществ, их ассимиляцию, распределение энергии, в результате меняются свойства окружающей среды, условия существования организмов, снижается продуктивность или же разрушаются экосистемы. Прямо или косвенно такие преобразования влияют на человека через биологические ресурсы, воды и продукты.

Основные источники загрязнений антропогенного происхождения:

. тепловые электростанции (27 %),

. предприятия черной (24 %) и цветной (10,5 %) металлургии,

. нефтехимической промышленности (15,5 %),

. строительных материалов (8,1 %), химической промышленности (1,3%),

. автотранспорта (13,3 %).

Типы загрязнений и вредных воздействий: физические загрязнения - радиоактивные элементы (излучение), нагрев или тепловое загрязнение, шумы; биологические загрязнения - микробиологическое отравление дыхательных и пищевых путей (бактерии, вирусы), изменение биоценозов вследствие внедрения чужеродных растений или животных; химические загрязнения - газообразные производные углерода и жидкие углеводороды, моющие средства, пластмассы, пестициды, производные серы, тяжелые металлы, фтористые соединения, аэрозоли и др.; эстетический вред - нарушение ландшафтов, примечательных мест малопривлекательными постройками и др. Кроме того, выделяют группы загрязняющих факторов: материальные, включающие механические (аэрозоли, твердые тела и частицы в воде и почве), химические (разнообразные газообразные, жидкие и твердые химические соединения), биологические загрязнения (микроорганизмы и продукты их деятельности), энергетические (физические) загрязнения - энергия тепловая, механическая (вибрация, шум, ультразвук), световая, электромагнитные поля, ионизирующие излучения.
Радиоактивные отходы - материальные и энергетические загрязнения. Различают также точечные (сосредоточенные) и рассредоточенные источники загрязнения, а также источники загрязнения непрерывного и периодического действия.