Загрязнение окружающей среды свинцом и его соединениями предприятиями промышленности определяется спецификой их производственной деятельности. Это непосредственное производство свинца и его соединений, попутное извлечение свинца из других видов сырья, содержащих свинец в виде примеси, использование свинца в производстве различной продукции и т. д.
Наибольшие выбросы свинца в атмосферу происходит в следующих отраслях производства:
- металлургическая промышленность. Причем на долю цветной металлургии приходится 98% от общего выброса данной промышленности;
- машиностроение. Точнее производство аккумуляторов;
- топливно-энергетический комплекс. Загрязнение среды обусловлено производством этилированных бензинов;
- химический комплекс. Выбросы связаны с производством пигментов, сиккативов, специальных стекол, смазок, антидетонационных присадокк автомобильным бензинам, полимеризацией пластмасс и др.;
- стекольные предприятия;
- консервное производство;
- деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность
- предприятия оборонной промышленности;
В настоящее время свинец занимает первое место среди причин промышленных отравлений. Это вызвано широким применением его в различных отраслях промышленности. Воздействию свинца подвергаются рабочие, добывающие свинцовую руду, на свинцово-плавильных заводах, в производстве аккумуляторов, при пайке, в типографиях, при изготовлении хрустального стекла или керамических изделий, этилированного бензина, свинцовых красок и др. Загрязнение свинцом атмосферного воздуха, почвы и воды в окрестности таких производств, а также вблизи крупных автомобильных дорог создает угрозу поражения свинцом населения, проживающего в этих районах, и прежде всего детей, которые более чувствительны к воздействию тяжелых металлов [15,c.30].
Свинец является одним из наиболее токсичных металлов и включен в списки приоритетных загрязнителей рядом международных организаций, в том числе ВОЗ, ЮНЕП, Американским агентством по контролю за токсичными веществами и заболеваниями (CDC), и другими аналогичных государственными организациями в различных странах.
Отравление свинцом (сатурнизм) - представляет собой пример наиболее частого заболевания, обусловленного воздействием окружающей среды. В большинстве случаев речь идет о поглощении малых доз и накопление их в организме, пока его концентрация не достигнет критического уровня необходимого для токсического проявления. Острые свинцовые отравления встречаются редко. Их симптомы - слюнотечение, рвота, кишечные колики, острая форма отказа почек, поражение мозга. В тяжёлых случаях - смерть через несколько дней. Ранние симптомы отравления свинцом проявляются в виде повышенной возбудимости, депрессии и раздражительности. При отравлении органическими соединениями свинца его повышенное содержание обнаруживают в крови.
Высокие концентрации свинца в почве, атмосферном воздухе источниках питьевой воды, растениеводческой продукции на территории вокруг свинцовоплавильных заводов и вдоль автомобильных трасс обусловливает высокое содержание этого элемента в крови людей (более 40 мкг в 100 мл крови). С учетом этих высоких концентраций свинца, которые обнаруживаются в почве и контактирующих с ней средах, содержание этого элемента в крови людей может достигать 500 мкг на 100 мл. В организме человека, живущего в чистой экологической среде при содержании свинца в почве 10-20 мг на кг, концентрация свинца в крови не превышает 10 мкг на 100 мл. Резкое ухудшение здоровья наступает при концентрации свинца в крови более 40 мкг на 100 мл.Увеличение свинца в почве, как правило, но не всегда, ведет к его накоплению растениями. В соответствии с этим содержание свинца в растениях, выращенных в тяжелосуглинистых почвах, может достигать самой высокой отметки. (7 мг/кг). Боле высокие концентрации свинца (до 1000 мг/кг) характерны для растительности на техногенно загрязненных территориях. Так, например, в окрестностях металлургических предприятий, рудников по добыче полиметаллов и, главным образом, вдоль автострад.
Размеры зоны влияния автотранспорта на экосистемы сильно меняются. Ширина придорожных аномалий содержания свинца в почве может достигать 100-150м. Лесные полосы вдоль дорого задерживают в своих кронах потоки свинца от автотранспорта. В условиях города размеры свинцовых загрязнений определяются условиями застройки и структурой зеленых насаждений. В сухую погоду происходит накопление свинца на поверхности растений, но после обильных дождей значительная его часть (до 45%) смывается. На загрязненных свинцом почвах безопаснее всего выращивать зерновые культуры. Возделывание в этих зонах овощей, кукурузы на силос, кормовых трав может оказаться рискованным. Аккумуляция свинца представителями животного мира зависит от множества факторов и, в первую очередь, от их таксономической принадлежности. Подтверждена прямая зависимость между уровнем загрязнения атмосферного воздуха свинцом и степенью его накопления в организме теплокровных животных, обитающих рядом с металлургическими производствами. У беспозвоночных животных, имеющих твердые покровы, свинец в наибольшей степени концентрируется в них. У позвоночных животных свинец в наибольшей степени накапливается в костной ткани, у рыб - в гонадах, у птиц - в перьях, у млекопитающих - в головном мозге и печени. По степени воздействия на живые организмы свинец отнесен к классу высокоопасных веществ наряду с мышьяком, кадмием, ртутью, селеном, цинком, фтором и бензапиреном.
Опасность свинца для человека определяется его значительной токсичностью и способностью накапливаться в организме. Различные соединения свинца обладают разной токсичностью: малотоксичен стеарин свинца; токсичны соли неорганических кислот (хлорид свинца, сульфат свинца и др.); высокотоксичные алкилированные соединения, в частности, тетраэтилсвинец. Однако на практике, как правило, анализируется только общее содержание свинца в различных компонентах окружающей среды, продовольственном сырье и пищевых продуктах, без дифференциации на фракции и идентификации вида соединений.
Свинец содержится в выбросах предприятиями металлургии, металлообработки, электротехники, нефтехимии и автотранспорта. Влияние свинца на здоровье происходит при вдыхании воздуха, содержащего свинец, и поступлении свинца с пищей, водой, на пылевых частицах. Свинец накапливается в теле, в костях и поверхностных тканях. Свинец влияет на почки, печень, нервную систему и органы кровообразования. Пожилые и дети особенно чувствительны даже к низким дозам свинца. В организм человека большая часть свинца поступает с продуктами питания (от 40 до 70% в разных странах и по различным возрастным группам), а также с питьевой водой, атмосферным воздухом, при курении, при случайном попадании в пищевод кусочков свинец содержащей краски или загрязненной свинцом почвы [16,c.35].
Загрязненная свинцом почва является источником его поступления в продовольственное сырье и непосредственно в организм человека, особенно детей. Наиболее высокие концентрации свинца обнаруживаются в почве городов, где расположены предприятия по выплавке свинца, производству свинецсодержащих аккумуляторов или стекла. Ведущими по числу случаев "сатурнизма" (отравление свинцом) являются: электротехническая промышленность (производство аккумуляторов), приборостроение, полиграфия, цветная металлургия. В электротехнической промышленности, цветной металлургии и машиностроении интоксикация обусловлена превышением ПДК свинца в воздухе рабочей зоны в 20 и более раз.
Свинец нарушает деятельность сердечно-сосудистой системы, вызывая изменения электрической и механической активности сердечной мышцы, морфологические и биохимические изменения в миокарде с признаками сосудистой дегенерации, повреждения мышечной стенки сосудов и нарушение сосудистого тонуса. Ведущими по числу случаев "сатурнизма" являются: электротехническая промышленность (производство аккумуляторов), приборостроение, полиграфия, цветная металлургия.
Органические соединения свинца, например тетраэтилсвинец, высокотоксичные для нервных тканей – они подавляют метаболизм глюкозы,
синтезы РНК и ДНК, повреждают миелиновые оболочки нервных клеток, что
сопровождается снижением скорости передачи нервного возбуждения. Тетраэтилсвинец значительно изменяет метаболизм серотонина и норадреналина, повышает уровень пирувата в крови, что ведет к нарушению снабжения мозга кислородом.
Свинцовые отравления весьма различны в проявлениях и включают психическое возбуждение, тревогу, ночные кошмары, галлюцинации, нарушение памяти и интеллекта с симптоматикой распада личности.
Очень опасны неврологические нарушения у детей – гиперактивность, ухудшение показателей психического развития, снижение работоспособности к обучению. Отравления свинцом и его солями вызывает поражение десен, расстройство кишечника заболевания почек. Соединения свинца обладают канцерогенностью и генотоксичностью – они могут вызвать мутации, нарушая третичную структуру и функции ферментов синтеза и репарации ДНК.
Среди рабочих, страдающих от воздействия свинца, около 40% составляют женщины. Для женщин свинец представляет особую опасность, так как этот элемент обладает способностью проникать через плаценту и накапливаться в грудном молоке. ВОЗ отмечает возможность риска спонтанных абортов при концентрации свинца в крови беременных работниц 30 мкг/л и увеличения числа хромосомных аберраций у рабочих при содержании свинца в крови свыше 80 мкг/л.
Основным показателем воздействия свинца на здоровье детей является уровень его содержания в крови, причем происходит постоянный пересмотр рекомендуемого нормативного содержания свинца в крови.
Результаты ряда крупных международных и национальных проектов подтвердили, что при увеличении концентрации свинца в крови ребенка с 10 до 20 мкг/дл происходит снижение коэффициента умственного развития (IQ). Допустимый уровень содержания свинца в волосах - 8-9 мкг/г. Среди детского населения, подвергающегося воздействию повышенных концентраций свинца, наиболее высокие уровни его накопления отмечаются на территориях вблизи металлургических и аккумуляторных производств, а также в зоне влияния Чернобыльской катастрофы.
Эффекты воздействия cвинца на здоровье детского населения рассмотрены по отдельным системам организма, на состояние которых этот металл оказывает наиболее выраженное влияние. У маленьких детей изменения психомоторных реакций связывают с повышенным поступлением свинца в организм при облизывании пальцев рук и игрушек, побывавших на загрязненной почве. Для детей школьного возраста характерно изменение показателя IQ. Влияние свинца проявляется также в изменениях двигательной активности, координации движений, времени зрительной и слухомоторной реакции, слухового восприятия и памяти. Эти изменения в психоневрологическом статусе ребенка возможны и в более старшем возрасте, что выражается в трудностях обучения и поступления в высшие учебные заведения. Наиболее выражены изменения психоневрологического статуса у детей, проживающих вблизи аккумуляторных заводов в городах.
Свинец не является жизненно необходимым элементом. Он токсичен и относится к I классу опасности. Неорганические его соединения нарушают обмен веществ и являются ингибиторами ферментов (подобно большинству тяжелых металлов). Одним из наиболее коварных последствий действия неорганических соединений свинца считается его способность заменять кальций в костях и быть постоянным источником отравления в течение длительного времени. Биологический период полураспада свинца в костях - около 10 лет. Количество свинца, накопленного в костях, с возрастом увеличивается, и в 30-40 лет у лиц, по роду занятий не связанных с загрязнением свинца, составляет 80-200 мг. Органические соединение свинца считаются ещё более токсичными, чем неорганические. Вдыхаемая пыль примерно на 30-35 % задерживается в легких, значительная доля её всасывается потоком крови. Всасывания в желудочно-кишечном тракте составляют в целом 5-10 %, у детей - 50 %. Дефицит кальция и витамина Д усиливает всасывание свинца.
Вследствие глобального загрязнения окружающей среды свинцом он стал вездесущим компонентом любой пищи и кормов. Растительные продукты в целом содержат больше свинца, чем животные. Важнейшим источником свинца для человека служит питьевая вода. Доказано, что повышение содержания свинца в воде обуславливает, как правило, увеличение его концентрации в крови. В настоящее время в качестве гигиенического норматива утверждена ПДК свинца в питьевой воде на уровне 0,03 мг/л. Комитет экспертов ФАО/ВОЗ установил, что допустимый еженедельный прием свинца составляет 3 мг на человека, или около 7 мг/кг массы тела. Эти значения были основаны на данных о токсичности для взрослых людей и на предположении, что поглощается только 10% принятого с пищей свинца. Было отмечено, что эта величина не относится к грудным и маленьким детям, так как неизвестна степень отрицательного влияния свинца на них и не могли быть установлены уровни приема [17, c.40].
Экспериментально доказаны факты аккумуляции свинца растениями, произрастающими на почвах, загрязненных выбросами промышленных предприятий. Концентрация свинца в таких растениях может превышать допустимые концентрации от 2 до 100 раз. Отмечено, что количество свинца на поверхности и внутри растений зависело от места, времени, направления ветров, регулярность осадков, свойств поверхности листьев и других причин. В растительное сырье, в том числе зерно, овощи, плоды свинец попадает из почвы также с удобрениями, водой, частично вносится средствами химической защиты растений. Выхлопные газы, как уже говорилось, являются важнейшим источником свинца. Многие данные свидетельствуют о резком возрастании содержания свинца в растениях, выросших по краям автострад (в среднем в 10 раз). При этом установлена прямая зависимость содержания свинца в плодах и ягодах от длительности воздействия выхлопных газов и плотности транспорта на дорогах. Следует обратить внимание на то, что речь идет в основном об их поверхности. При химическом анализе вымытых и невымытых плодов оказалось, что от 30 до 65% свинца удалялось путем обычной мойки.
По данным американских исследователей, основным источником свинца в консервированных продуктах является жестяные банки, которые используются для упаковки 10-15% консервной продукции. Использование свинцового припоя в швах банок и для закрытия выпускных отверстий было причиной попадания свинца в различные консервы, в том числе сгущенные молочные продукты для детского питания. В последние годы в связи с усовершенствованием методов пайки и закатки банок содержание свинца заметно снизилось. Однако при длительном хранении в жестяных банках продуктов, имеющих высокую кислотность - компотов, соков, маринадов, томатопродуктов - из-за частичной коррозии содержание свинца и других металлов может превышать ПДК. Например, при хранении разных видов консервов в жестяных банках в течение 24 мес. содержание свинца возросло в мясе в 2 раза, в горошке - в 4, в персиках - в 8 раз. Следует отметить, что соли свинца могут попадать в пищу в случаях, когда металлическая или керамическая посуда и оборудование покрыты эмалью, глазурью и другими материалами с повышенным содержанием свинцах. Иногда источниками свинца являются также некоторые виды пищевого сырья, способного к сорбированию повышенных количеств тяжелых металлов, в том числе свинца. Это моллюски, креветки и другие морепродукты, особенно при обитании их в загрязненных водоемах. Интенсивное накапливание металлов наблюдается постоянно в грибах, а также в печени, почках и других внутренних органах животных по сравнению с мышечной тканью.
Источниками избыточного загрязнения свинцом винограда и вин служат свинцово-мышьяковистые инсектициды (СМИ), применяемые на виноградниках. Например, исследование сухих вин, изготовленных на 14 винзаводах США, показало, что при использовании СМИ на виноградниках содержание свинца в винах составило в среднем 0,31 мг/л. В аналогичных винах из винограда, выращенного без применения СМИ, содержание свинца не превышало 0,03 мг/л. В виноградных и яблочных винах бывшей Чехословакии, полученных из сырья, выращенного на виноградниках и в садах, где проводились обработки металлорганическими фунгицидами, содержание свинца колебалось в пределах 0,91-1,8 мг/л [18, c.6].
Для выведения из организма накопившегося свинца необходимо как можно чаще употреблять в пищу молочные продукты, содержащие кальций. Поэтому и рекомендуется всем, кто подвержен воздействию воздуха, загрязненного свинцом, пить молоко и употреблять больше молочных продуктов. Очень важно, чтобы в продуктах питания содержалось большое количество клетчатки. Нужно больше есть овощей, фруктов и зерновых продуктов. Тогда тяжелые металлы будут оседать в желудочно-кишечном тракте, и выводиться из организма, не всасываясь. Пища не должна быть жирной.
Распределение тяжелых металлов по поверхности почвы определяется многими факторами. Оно зависит от особенностей источников загрязнения, метеорологических особенностей региона, геохимических факторов и ландшафтной обстановке в целом. Зона максимального загрязнения распространяется на расстояние, равное 10-40-кратной высоте трубы при высоком и горячем выбросе, 5-20 кратной высоте трубы при низком промышленном выбросе.
Полученные данные заставляют задуматься над тем, насколько сильно загрязнены улицы нашего города свинцом, и что необходимо сделать, для того чтобы уменьшить это загрязнение. Может необходимо посадить больше деревьев, может уменьшить использование этилированного бензина, может создать какой- либо другой барьер, может еще что-то.
1.4 Краткая характеристика БГМК
В качестве объекта исследования был выбран г. Балхаш, являющийся типичным для Центрального Казахстана городом с развитой промышленностью, количество населения составляет более 70 тысяч человек.
Город Балхаш расположен на южной, равнинной, окраине Казахского мелкосопочника, на северном берегу оз. Балхаш.
Поверхность окружающей город местности представляет собой холмистую равнину с выходами коренных горных пород в виде отдельных скал или холмов с каменистой поверхностью. Относительная высота их редко превышает десяток метров. Поверхность равнины имеет незначительный уклон в направлении озера. Разность высот между северной и южной частями города составляет 50 метров. При строительстве города территория, предназначенная под застройку, была спланирована, поэтому рельеф в пределах города представляет собой слабоволнистую поверхность.
В северо-западной части города находятсячастные, в основном одноэтажные, строения. В восточной – деловой части города и ряде микрорайонов двух–пятиэтажные дома. Улицы в городе достаточно широкие и, для полупустынной зоны, хорошо озеленены. Промышленное предприятие Балхашский горнометаллургический комбинат (БГМК) находится в юго-западной части города. На западе от комбината расположено хвостохранилище, общая площадь которого – 40 км2 .
Город Балхаш является крупным промышленным регионом в Центральном Казахстане с населением порядка 74 000 человек. Город Балхаш расположен на южной, равнинной окраине Казахского мелкосопочника, на северном берегу озера Балхаш. Поверхность равнины имеет незначительный уклон в направлении озера. При строительстве города территория, предназначенная под застройку, была спланирована, поэтому рельеф в пределах города собой слабоволнистую поверхность [22,c.5].
Рисунок 1. Карта-схема г. Балхаша
В географическом отношении город расположен на северном берегу озера Балхаш, на равнинной местности, поверхность которой имеет незначительный уклон в сторону озера. Озеро Балхаш – одно из крупнейших бессточных озер Земли. Оно формирует благоприятный для проживания людей климат. Кроме природных богатств, создаваемых водоемом, в регионе сосредоточены большие запасы сырья.
Ветер имеет северо-восточное направление, среднегодовая скорость составляет 4,7 м/с. Значительных колебаний скорости ветра от месяца к месяцу не наблюдается. Наиболее часто наблюдаются ветры со скоростями от 4 до 5 м/с (31,5 %), несколько реже ветры - от 2 до 3 м/с (25,9%). Довольно высокая повторяемость ветров 6 - 7 м/с –19,8 %. Максимальные скорости ветра 14 - 15 м/с бывают крайне редко – 0,2 %.
В течение года по многолетним данным преобладают восточные (23%) и северо-восточные (17%) ветры, причем наибольшее преобладание этого направления выражено в зимний период. Ветры северо-восточных направлений наиболее благоприятны для города. Ветры южного и юго-западного направлений (при которых факелы БГМК накрывают город) бывают гораздо реже (4% и 6% в год соответственно). Однако, в многолетнем суточном ходе, ветры юго-западного направления возрастают в сроки 9, 12, 15, 18 часов (т.е. в дневное время) до 10 – 19 %. Штили наблюдаются 18% в год от общего числа случаев.
Климат в этой местности резко-континентальный, зимой небольшие морозы (8-110С) часто сменяются оттепелями. В холодные зимы морозы до – 300С. Снежный покров небольшой, держится с декабря до марта. Лето жаркое с ясной погодой, преобладающая температура +25-350С, в отдельные дни достигает 450С.
Как показывают данные, климатические условия г. Балхаша в целом благоприятны для рассеивания выбросов. Близость к мощным источникам выбросов БГМК, ТЭЦ и хвостохранилищу при неблагоприятных направлениях ветра приводит к значительному возрастанию содержания SO2 и пыли в воздухе.
Острой экологической проблемой является хвостохранилище комбината. Отсутствие полигона для захоронения промышленных отходов приводит к тому, что основная масса токсичных отходов 1-3 класса опасности накапливается в нем и способствует дополнительному техногенному загрязнению почвенного покрова и вторичному загрязнению атмосферного воздуха. В хвостохранилище складируются твердые отходы производства обогатительной фабрики комбината, поступающие туда по пульпопроводу. При выплавке меди от 70 до 90% первичного сырья переходит в отвалы (приложение 3).
Хвостохранилище, которое состоит из пруда отстойника (362,8 м3/с) и пруда испарителя (356,8 м3/с), расположено на западе от комбината и непосредственно примыкает к нему. С юга оно отделено от залива Торангалык плоской песчаной полосой, заросшей невысоким камышом. Ширина этой полосы 250-300 метров. Расстояние от восточной стороны хвостохранилища до жилого массива г. Балхаш составляет 2,5-3 км. Площадь хвостохранилища составляет 22 км2, вместе с прудом – испарителем 40 км2 . В нем накоплено до 1200 млн. тонн отходов, содержащих значительное количество тяжелых металлов. Большая часть этих отходов медеплавильного производства подвергается выветриванию и выносится за пределы хвостохранилища.
По содержанию ионов тяжелых металлов, по мнению ряда авторов пробы хвостохранилиша нельзя относить к категории природных почв – по концентрации тяжелых металлов эти искусственные почвы являются промышленно обогащенными концентратами, готовыми к вторичному использованию [23,c.14].
Исследование выноса частиц с поверхности хвостохранилища Балхашского горно-металлургического комбината, проведенные Казгидрометом, показали наличие интенсивных процессов дефляции примерно на половине его площади. Повседневно действующий конвективный механизм подъема мелкодисперсных частиц на фоне умеренных скоростей ветра (4 - 5 м/с) дает в сутки величину выноса порядка 100 т. Учитывая длительность теплого периода, когда действуют конвективные процессы, вынос этим механизмом, достигает, по мнению О.Е. Семенова, порядка 24000 - 25000 т в год.
При рассмотрении факторов, определяющих степень загрязнения окружающей среды и влияния их на состояние здоровья населения, обращает на себя внимание отсутствие санитарно-защитной зоны. Жилая зона города привязана к территории комбината, в результате чего источники загрязнения находятся в непосредственной близости от проживающего населения, где проживает порядка 21 тысячи человек.
Таким образом, резко-континентальный климат города, с северо-восточным направлением ветра, способствует тому, что большая часть выбросов уносится от города. Однако по данным гидрометеостанции, 12% дней в году приходится на ветры западного, юго-западного направления и тогда все выбросы поворачиваются в город. Органами государственного санитарного надзора г. Балхаша было замерено, что при таких днях превышение сернистого ангидрида составляют десятки ПДК от Балхашского горно-металлургического комбината, являющимся крупнейшим комбинатом Казахстана с численностью работающих около 13 тысяч человек.
2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА
В настоящее время тяжелые металлы (ТМ) являются признанными приоритетными загрязнителями атмосферного воздуха, воды водоемов и почвы в глобальном и региональном масштабе. Из-за своей высокой миграционной способности, склонности к биоаккумуляции и биомагнификации, политропности металлы представляют опасность для человека не только при непосредственном воздействии на организм, но и через негативное влияние на санитарно-гигиенические показатели объектов окружающей среды.
Исследования проводились на базе Национального центра гигиены труда и профессиональных заболеваний РК.
Техногенная эмиссия металлов в городских условиях прежде всего представлена продуктами сгорания минерального топлива, отходами металлообрабатывающей промышленности, выбросами различных отраслей промышленности и выхлопами отработанных транспортных газов.
В связи с трудоемкостью отбора проб воздуха за продолжительный период и сложности анализа на тяжелые металлы, наблюдения за их содержанием в воздухе ведется, даже в крупных городах, в 1-2 точках, что в условиях сложной промышленно-селитебной застройки не позволяет получить достоверную информацию от их пространственном распределении на всей городской территории.
Для характеристики промышленных предприятий города как возможных источников загрязнения объектов окружающей среды свинцом проводилось изучение технологии производства и характеристики промышленных выбросов предприятий. Кроме того уровень загрязнения объектов окружающей среды проводилось по 7 маршрутным постам (1 – 500 м от БГМК, 2 – 1500 м от БГМК, 3- 3000 м от БГМК, 4 – ТЭЦ, 5 - автостанция, 6 – вокзал, 7 – Центральный парк.
Для определения загрязнения почвенного покрова проводилось определение содержания свинца по разработанным и утвержденным 18.11.02 г. МЗ РК Методическим указаниям по контролю загрязнения почвы, растений и снега тяжелыми металлами [19, c.206].
С выбранной площадки отбирался смешанный образец почвы, состоящий из 5 проб, взятых по методу «конверта» (по углам площадки и в центре). Пробы отбирались буром на глубину 5 см.
Все 5 проб ссыпались вместе, освобождались от камней, корней и других включений и тщательно перемешивались. После этого из общей массы методом квартования (деления на 4 части и взятие одной из них) отбиралось 1,5-2 кг почвы, которая ссыпалась в хлопчато-бумажный мешочек. Отобранные пробы почвы высушивали до воздушно-сухого состояния на бумаге в тени, безветренном месте.
После высушивания проба почвы перетиралась в большой фарфоровой ступке и просеивалась через капроновое сито с размером отверстий 1 мм. Из измельченной пробы методом квартования брали средние пробы. Для этого просеянную почву помещали на лист чистой бумаги, перемешивали, распределяли ровным слоем толщиной около 0,5 см, делили на квадратики площадью 3х3 см и из каждого квадратика брали шпателем небольшое количество почвы (около 5 г), захватывая ее на всю глубину слоя.
Воздушно-сухие образцы почвы размельчали в агатовой ступке до пудрообразного состояния и из них брали навески для определения свинца.
Отобрано 35 проб почвы (7 пунктам по 5 проб).
С целью изучения загрязнения почвы г. Балхаша тяжелыми металлами сотрудниками лаборатории экологической биохимии и биофизики НЦГТ и ПЗ были произведены количественный и качественный спектральные анализы на содержание химических элементов в почвенном покрове г. Балхаша методом атомной эмиссии, вышеназванным методом определялось порядка 20-30 химических элементов.
Содержание меди в почвах составляет в среднем 15-20 мг/кг. Медь и ее соединения очень токсичны для почвенной микрофлоры, для всех представителей водной флоры и фауны, для теплокровных и человека.
Основными антропогенными источниками поступления меди в окружающую среду являются предприятия цветной металлургии, транспорт, содержащие медь удобрения и пестициды, процессы сварки, гальванизации, сжигание углеродного топлива.
Наиболее широко распространенным методом определения меди является экстракционный метод с диэтилдитиокарбаматом свинца. Определение меди основано на образовании растворимого в органических растворителях окрашеного комплекса ионов Сu2+ с диэтилдитиокарбаматом. Этот реагент образует окрашенные комплексы не только с медью, но и с рядом других элементов, поэтому, чтобы определение было селективным, необходимо строгое соблюдение рН.
Реакция проходит в щелочной среде, где возможно образование гидроксидов ряда металлов, с которыми может соосаждаться медь. Поэтому используется раствор диэтилдитиокарбамата свинца в хлористом углероде.
Образовавшийся комплекс меди растворяют в хлороформе, в присутствии анионов лимонной кислоты. При этом гидроксиды железа, цинка, марганца и другие остаются в водной фазе.
Для определения меди в почве использовались такие оборудования как:
1) ротатор; 2) делительная воронка; 3) пробирки на 20 мл; 4) колбы конические на 200 мл с пробирками; 5)пипетки на 1 мл,10 мл с делениями и на 5 мл и без делений; 6) бюретка; 7) мерные колбы на 100 мл,1000 мл; 8) раствор диэтилдитиокарбамата свинца в CCl:664 мг диэтилдитиокарбамата поместить в двух литровую делительную воронку и прилить 1 л CCl, прибавить 486 мг нитрата свинца, растворенного в 100 мл бидистиллята и встряхивать в течении 5 мин. После разделения фаз нижний слой CCl с растворенным в нем диэтилдитиокарбаматом свинца фильтруют в темную склянку. Раствор хранят в холодильнике; 9) 5%-ный лимонно-кислый аммоний: 50 г химически чистой соли растворить в 1 л бидистиллированной воды; 10) разбавленный аммиак готовят разбавлением концентрированного аммиака в 2 раза; 11) стандартный раствор меди:3,928 г сульфата меди, содержащих 1 г меди, растворить в 1 л бидистиллированной воды и прибавить 5 мл концентрированной серной кислоты. Для приготовления шкалы стандартных растворов этот раствор разбавляют в 100 раз. Получают раствор, содержащий 100 мкг/мл меди. Ионы меди сильно сорбируются стеклом, поэтому рабочий стандартный раствор готовят в день употребления; 12) раствор HCl 1:82 мл концентрированного HCl (d=1,19) разбавить дистиллированной водой до 1 л.
Дата добавления: 2015-08-29; просмотров: 52 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |