Автор работы: Пользователь скрыл имя, 13 Февраля 2011 в 15:21, реферат
Термин "тяжелый металл" относится к любому металлическому химическому элементу, который имеет относительно высокую плотность и токсичен или ядовит при низких концентрациях. Тяжелые металлы опасны, потому что они имеют тенденцию к биоаккумулированию. Биоаккумуляция означает увеличение концентрации химического элемента в биологическом организме, через какое-то время, по сравнению с концентрацией этого элемента в окружающей среде. Соединения тяжелых металлов накапливаются в живых существах, и накапливаются быстрее чем разрушаются или преобразуются.
Введение………………………………………………………………………3стр.
1.Тяжелые металлы….……………………………………………………..4стр.
2.Тяжелые металлы в воде…………….…………………………………….5стр.
1.Источники поступления…………………………………………….5стр.
2.Воздействие на гидробионты и человека…………….……………5стр.
3.Свинец…………….……………………………………….………………6стр.
4.Никель…………………………………………………….……………….7стр.
5.Кобальт…………………………………………..……….……………….8стр.
6.Методы обнаружения тяжелых металлов…………..………….………9стр.
7.Методы очистки…………………………………………………………..9стр.
Заключение…………………………………………………………………12стр.
Список литературы………………………………………………………..13стр.
В природные воды соединения кобальта попадают в результате процессов выщелачивания их из медноколчедановых и других руд, из почв при разложении организмов и растений, а также со сточными водами металлургических, металлообрабатывающих и химических заводов. Некоторые количества кобальта поступают из почв в результате разложения растительных и животных организмов. Соединения кобальта в природных водах находятся в растворенном и взвешенном состоянии, количественное соотношение между которыми определяется химическим составом воды, температурой и значениями рН. Растворенные формы представлены в основном комплексными соединениями, в т.ч. с органическими веществами природных вод. Соединения двухвалентного кобальта наиболее характерны для поверхностных вод. В присутствии окислителей возможно существование в заметных концентрациях трехвалентного кобальта. Кобальт относится к числу биологически активных элементов и всегда содержится в организме животных и в растениях. С недостаточным содержанием его в почвах связано недостаточное содержание кобальта в растениях, что способствует развитию малокровия у животных (таежно-лесная нечерноземная зона). Входя в состав витамина В12, кобальт весьма активно влияет на поступление азотистых веществ, увеличение содержания хлорофилла и аскорбиновой кислоты, активизирует биосинтез и повышает содержание белкового азота в растениях. Вместе с тем повышенные концентрации соединений кобальта являются токсичными.
В
речных незагрязненных и слабозагрязненных
водах его содержание колеблется
от десятых до тысячных долей миллиграмма
в 1 дм3, среднее содержание в морской
воде 0.5 мкг/дм3. ПДКв составляет
0.1 мг/дм3, ПДКвр 0.01 мг/дм3.
В
настоящее время существуют две
основные группы аналитических методов
для определения тяжелых
Определение
содержание тяжёлых металлов в пробе
производится путем перевода пробы
в раствор – за счет химического
растворения в подходящем растворителе
(воде, водных растворах кислот, реже
щелочей) или сплавления с подходящим
флюсом из числа щелочей, оксидов, солей
с последующим выщелачиванием водой.
После этого соединение искомого
металла переводится в осадок
добавлением раствора соответствующего
реагента – соли или щелочи, осадок
отделяется, высушивается или прокаливается
до постоянного веса, и содержание
тяжёлых металлов определяется взвешиванием
на аналитических весах и
Для
определения содержания тяжёлых
металлов электрохимическими методами
пробу также необходимо перевести
в водный раствор. После этого
содержание тяжёлых металлов определяется
различными электрохимическими методами
– полярографическим (вольтамперометрическим),
потенциометрическим, кулонометрическим,
кондуктометрическим и другими, а также
сочетанием некоторых из перечисленных
методов с титрованием. В основу определения
содержания тяжёлых металлов указанными
методами положен анализ вольт-амперных
характеристик, потенциалов ион-селективных
электродов, интегрального заряда, необходимого
для осаждения искомого металла на электроде
электрохимической ячейки (катоде), электропроводности
раствора и др., а также электрохимический
контроль реакций нейтрализации и др.
в растворах. С помощью этих методов можно
определять тяжёлые металлы до 10-9
моль/л.
В
случае если металлы содержатся в
воде в ионной форме, обработка воды
сводится к изменению водородного
показателя (pH) до нужного уровня, чтобы
перевести металлы в нерастворимую форму
(для многих металлов оптимальным является
pH 9.0-10.5) с последующим отделением металла
в виде осадка от воды. В каждом конкретном
случае, в зависимости от присутствия
различных примесей в обрабатываемой
воде, концентрации металла, степени требуемой
очистки, и т. д., для обработки могут применяться
различные химикаты - катализаторы, коагуляторы
и т. д., каждый из которых позволяет сделать
процесс обработки более надёжным и эффективным.
Самый простой способ разделения металла,
переведённого в нерастворимую форму,
и воды - это гравитационное осаждение
в специальных осаждающих ёмкостях с периодической
откачкой осевшего на дно металла на обезвоживание
и просушку. Самым большим недостатком
этого метода является его повышенная
чувствительность к присутствию в воде
других соединений и, в особенности - перекиси
водорода и мыла или детергентов, которые
не дают сформироавшемуся осадку высаживаться
на дно. Значительно более надёжным является
мембранный метод сепарации, где вместо
осаждающей ёмкости используется специальная
мембранная установка, позволяющая сконцентрировать
осадок до густоты зубной пасты и при этом
получать обработанную воду с постоянно
низкой остаточной концентрацией металла
(обычно менее 1мг/литр). В случае необходимости
обработки больших объёмов сточных вод
с относительно невысоким содержанием
металлов наиболее оптимальной является
ионо-обменная технология, использующая
способность ионообменных смол аккумулировать
на своей поверхности, при определённых
условиях, ионы металлов. Степень очистки
воды данным методом очень высока. Смола,
по достижении точки насыщения, регенерируется
кислотой. В процессе регенерации получается
небольшой объём кислоты с высоким содержанием
металла. Срок службы смолы, в зависимости
от нагрузки, исчисляется годами. Если
сточные воды, содержащие тяжелые металлы,
осложнены присутствием сильных хелантов,
то перечисленные выше методы обработки
будут малоэффективны. Как правило, сточные
воды подобного типа встречаются в гальванических
и электролизных производствах в виде
отработанных растворов и сравнительно
не велики по объёму. Для сточных вод подобного
типа рекомендуется химический метод
циклической обработки в специальных
ёмкостях-реакторах. Циклический процесс
обработки состоит из нескольких последовательных
операций: закачки обрабатываемого раствора,
выставления необходимого pH, добавления
необходимых химикатов, перемешивания,
прокачки через прессующий фильтр (обезвоживание)
и, если необходимо, подсушивание получаемого
твёрдого продукта. В зависимости от содержащихся
в растворе металлов, соответственно меняется
и состав реактивов для обработки.
Заключение
В
заключение моей работы хотелось бы сказать,
что воздействие тяжелых
Список
литературы
1. Майстренко В.Н., Хамитов Р.З., Будников Г.К. Экологический мониторинг суперэкотоксикантов. М.: Химия, 1996. - 320 с.
2. Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Экология России. М.: 1995. - 232 с.
3. Мур Дж., Рамамурти С. Тяжелые металлы в природных водах. М.: Мир, 1987. - 286 с.
4. Никаноров А.М., Жулидов А.В. Биомониторинг металлов в пресноводных экосистемах. СПб.: Гидрометеоиздат, 1991. - 312 с.
5. Уильямс Д. Металлы жизни. М.: Мир, 1975. - 236 с.
6. Шустов С.Б., Шустова Л.В. Химические основы экологии. М.: Просвещение, 1995. - 240 с.