Formas móviles de metales pesados ​​en el suelo. Resumen: Metales pesados ​​en el suelo

Antimonio

Presente en algunos minerales.

Forma parte de las aleaciones utilizadas en diversos campos industriales.

Su exceso provoca graves trastornos alimentarios.

Arsénico

La principal fuente de contaminación del suelo con arsénico son las sustancias utilizadas para el control de plagas de plantas agrícolas, como herbicidas, insecticidas. El arsénico es un veneno acumulativo que causa efectos crónicos. Sus compuestos provocan enfermedades del sistema nervioso, cerebro y piel.

Manganeso

En el suelo y las plantas se observa un alto contenido de este elemento.

Si una cantidad adicional de manganeso ingresa al suelo, se crea rápidamente un exceso peligroso. Esto afecta al cuerpo humano en forma de destrucción del sistema nervioso.

Un exceso de otros elementos pesados ​​no es menos peligroso.

De lo anterior, podemos concluir que la acumulación de metales pesados ​​en el suelo conlleva graves consecuencias para la salud humana y el medio ambiente en su conjunto.

Los principales métodos para combatir la contaminación del suelo con metales pesados.

Los métodos para tratar la contaminación del suelo con metales pesados ​​pueden ser físicos, químicos y biológicos. Entre ellos se encuentran los siguientes métodos:

• Un aumento de la acidez del suelo aumenta la posibilidad, por lo tanto, la introducción de materia orgánica y arcilla, encalando, ayudan en cierta medida en la lucha contra la contaminación.
• Sembrar, cortar y quitar algunas plantas, como el trébol, de la superficie del suelo reduce significativamente la concentración de metales pesados ​​en el suelo. Además Por aquí es totalmente respetuoso con el medio ambiente.
• Detoxificación de aguas subterráneas, su bombeo y limpieza.
• Predicción y eliminación de la migración de forma soluble de metales pesados.
• En algunos casos particularmente severos, se requiere la eliminación completa de la capa de suelo y su reemplazo por uno nuevo.

El más peligroso de todos estos metales es el plomo. Tiene la propiedad de acumularse para golpear el cuerpo humano. El mercurio no es peligroso si ingresa al cuerpo humano una o varias veces, solo el vapor de mercurio es especialmente peligroso. Creo que las empresas industriales deberían utilizar tecnologías de producción más avanzadas que no sean tan perjudiciales para todos los seres vivos. No debe pensar una persona, sino una masa, entonces llegaremos a un buen resultado.

Proteger el medio ambiente de la contaminación se ha convertido en una tarea urgente de la sociedad. Los metales pesados ​​ocupan un lugar especial entre los numerosos contaminantes. Estos incluyen condicionalmente elementos químicos con una masa atómica de más de 50, que tienen las propiedades de los metales. Entre los elementos químicos, los metales pesados ​​se consideran los más tóxicos.

El suelo es el principal medio de entrada de los metales pesados, incluso de la atmósfera y ambiente acuático. También sirve como fuente de contaminación secundaria del aire superficial y las aguas que ingresan al Océano Mundial desde allí.

Los metales pesados ​​son peligrosos porque tienen la capacidad de acumularse en los organismos vivos, de ser incluidos en el ciclo metabólico, de formar compuestos organometálicos altamente tóxicos, de cambiar de forma al pasar de un medio natural a otro, sin sufrir descomposición biológica. Los metales pesados ​​causan graves trastornos fisiológicos en humanos, toxicosis, alergias, enfermedades oncológicas y afectan negativamente al feto y la herencia genética.

Entre los metales pesados, el plomo, el cadmio y el zinc son considerados contaminantes prioritarios, principalmente porque su acumulación tecnogénica en el ambiente avanza a un ritmo elevado. Este grupo de sustancias tiene una alta afinidad por compuestos orgánicos fisiológicamente importantes.

La contaminación del suelo con formas móviles de metales pesados ​​es la más urgente, ya que en los últimos años el problema de la contaminación ambiental ha asumido un carácter amenazante. En la situación actual, es necesario no sólo intensificar la investigación sobre todos los aspectos del problema de los metales pesados ​​en la biosfera, sino también resumir periódicamente los resultados para comprender los resultados obtenidos en diferentes ramas, a menudo débilmente interconectadas, de la biosfera. ciencia.

El objeto de este estudio son los suelos antropogénicos del distrito Zheleznodorozhny de Ulyanovsk (en el ejemplo de la calle Transportnaya).

El objetivo principal del estudio es determinar el grado de contaminación de los suelos urbanos con metales pesados.

Los objetivos del estudio son: determinación del valor de pH en las muestras de suelo seleccionadas; determinación de la concentración de formas móviles de cobre, zinc, cadmio, plomo; análisis de los datos obtenidos y propuesta de recomendaciones para reducir el contenido de metales pesados ​​en suelos urbanos.

Las muestras en 2005 se tomaron a lo largo de la carretera a lo largo de Transportnaya St., y en 2006 en el territorio de parcelas domésticas personales (a lo largo de la misma calle) ubicadas cerca de las vías del tren. Se tomaron muestras a una profundidad de 0-5 cm y 5-10 cm, se tomaron un total de 20 muestras, cada una con un peso de 500 g.

Las muestras investigadas de muestras de 2005 y 2006 pertenecen al suelo neutro. Los suelos neutros absorben los metales pesados ​​de las soluciones en mayor medida que los ácidos. Pero existe el peligro de un aumento en la movilidad de los metales pesados ​​y su penetración en las aguas subterráneas y un depósito cercano, cuando lluvia ácida(el área encuestada se encuentra en la llanura aluvial del río Sviyagi), lo que afectará de inmediato las cadenas alimentarias. En estas muestras se observa un bajo contenido en humus (2-4%). En consecuencia, no hay capacidad del suelo para formar complejos organometálicos.

Con base en estudios de laboratorio de suelos para el contenido de Cu, Cd, Zn, Pb, se sacaron conclusiones sobre sus concentraciones en los suelos del área de estudio. En las muestras de 2005, se reveló un exceso de MPC de Cu de 1 a 1,2 veces, Cd de 6 a 9 veces, y el contenido de Zn y Pb no superó el MPC. En muestras tomadas en 2006 para parcelas familiares la concentración de Cu no superó el MPC, el contenido de Cd es menor que en las muestras tomadas a lo largo de la carretera, pero aún supera el MPC en diferentes puntos de 0,3 a 4,6 veces. El contenido de Zn se incrementa solo en el punto 5 y es de 23,3 mg/kg de suelo a una profundidad de 0-5 cm (MPC 23 mg/kg), ya una profundidad de 5-10 cm 24,8 mg/kg.

Sobre la base de los resultados del estudio, se extrajeron las siguientes conclusiones: los suelos se caracterizan por una reacción neutra de la solución del suelo; las muestras de suelo tienen un bajo contenido de humus; en el territorio del distrito Zheleznodorozhny de Ulyanovsk, se observa contaminación del suelo con metales pesados ​​​​de intensidad variable; encontró que en algunas muestras se observó un exceso significativo de MPC, especialmente observado en estudios de suelo sobre la concentración de cadmio; para mejorar el estado ecológico y geográfico del suelo en esta zona, se recomienda cultivar plantas acumuladoras de metales pesados ​​y manejar las propiedades ecológicas del propio suelo a través de su diseño artificial; es necesario realizar un seguimiento sistemático e identificar las áreas más contaminadas y peligrosas para la salud pública.

Enlace bibliográfico

La contaminación total del suelo caracteriza la cantidad bruta de metales pesados. La disponibilidad de elementos para plantas está determinada por sus formas móviles. Por lo tanto, el contenido de formas móviles de metales pesados ​​en el suelo - el indicador más importante, que caracteriza la situación sanitaria e higiénica y determina la necesidad de medidas de recuperación de desintoxicación.
Dependiendo del extractante utilizado, cantidad diferente forma móvil de metal pesado, que con cierta convención puede considerarse disponible para las plantas. Para la extracción de formas móviles de metales pesados ​​se utilizan diversos compuestos químicos que tienen poderes extractivos desiguales: ácidos, sales, soluciones tampón y agua. Los extractantes más comunes son HCl 1N y tampón de acetato de amonio pH 4.8. En la actualidad, no se ha acumulado suficiente material experimental para caracterizar la dependencia del contenido de metales pesados ​​en las plantas, que son extraídos por diversas soluciones químicas, de su concentración en el suelo. La complejidad de esta situación también se debe al hecho de que la disponibilidad de una forma móvil de metal pesado para las plantas depende en gran medida de las propiedades del suelo y de las características específicas de las plantas. Al mismo tiempo, el comportamiento de cada elemento en el suelo tiene sus propios patrones específicos inherentes.
Para estudiar la influencia de las propiedades del suelo en la transformación de compuestos de metales pesados, se llevaron a cabo experimentos modelo con suelos con propiedades marcadamente diferentes (Tabla 8). Los extractantes utilizados fueron un ácido fuerte, HNO3 1N, una sal neutra de Ca(NO3)2, una solución tampón de acetato de amonio y agua.

SALTO DE PÁGINA-- metales pesados, que caracteriza a un amplio grupo de contaminantes, se ha generalizado recientemente. En varios trabajos científicos y aplicados, los autores interpretan el significado de este concepto de diferentes maneras. En este sentido, el número de elementos asignados al grupo de los metales pesados ​​varía en un amplio rango. Numerosas características se utilizan como criterios de pertenencia: masa atómica, densidad, toxicidad, prevalencia en el medio ambiente natural, el grado de participación en los ciclos naturales y tecnogénicos. En algunos casos, la definición de metales pesados ​​incluye elementos que son frágiles (por ejemplo, bismuto) o metaloides (por ejemplo, arsénico).

En los trabajos dedicados a los problemas de contaminación ambiental y vigilancia ambiental, hasta la fecha, a metales pesados incluyen más de 40 metales del sistema periódico D.I. Mendeleev con una masa atómica de más de 50 unidades atómicas: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi etc. Al mismo tiempo, las siguientes condiciones juegan un papel importante en la categorización de los metales pesados: su alta toxicidad para los organismos vivos en concentraciones relativamente bajas, así como su capacidad para bioacumularse y biomagnificarse. Casi todos los metales que se incluyen en esta definición (a excepción del plomo, el mercurio, el cadmio y el bismuto, cuyo papel biológico no está claro en la actualidad), participan activamente en procesos biológicos y forman parte de muchas enzimas. Según la clasificación de N. Reimers, los metales con una densidad superior a 8 g/cm3 deben considerarse pesados. Así, los metales pesados ​​son Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg.

Definido formalmente metales pesados corresponde un gran número de elementos. Sin embargo, según investigadores involucrados en actividades prácticas relacionadas con la organización de observaciones del estado y contaminación del medio ambiente, los compuestos de estos elementos distan mucho de ser equivalentes como contaminantes. Por lo tanto, en muchas obras hay una reducción del alcance del grupo de metales pesados, de acuerdo con los criterios de prioridad, debido a la dirección y especificidades de la obra. Entonces, en las obras ya clásicas de Yu.A. Israel en la lista de productos químicos que se determinará en ambientes naturales en estaciones de fondo reservas de biosfera, en el capítulo metales pesados llamado Pb, Hg, Cd, As. Por otro lado, según la decisión del Grupo de Trabajo sobre Emisiones de Metales Pesados, que opera bajo los auspicios de la Comisión Económica para Europa de las Naciones Unidas y recopila y analiza información sobre emisiones contaminantes en países europeos, solo Zn, As, Se y Sb fueron asignados a metales pesados. Según la definición de N. Reimers, los metales nobles y raros se distinguen de los metales pesados, respectivamente, permanecen solo Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg. En el trabajo aplicado, los metales pesados ​​se agregan con mayor frecuencia. Pt, Ag, W, Fe, Au, Mn.

Los iones metálicos son componentes indispensables de los cuerpos de agua naturales. Dependiendo de las condiciones ambientales (pH, potencial redox, presencia de ligandos), existen en diferentes grados de oxidación y forman parte de una variedad de compuestos inorgánicos y organometálicos, que pueden estar verdaderamente disueltos, coloidalmente dispersos o formar parte de suspensiones minerales y orgánicas.

Las formas verdaderamente disueltas de los metales, a su vez, son muy diversas, lo que está asociado con los procesos de hidrólisis, polimerización hidrolítica (formación de complejos hidroxo polinucleares) y complejación con varios ligandos. En consecuencia, tanto las propiedades catalíticas de los metales como la disponibilidad para los microorganismos acuáticos dependen de las formas de su existencia en el ecosistema acuático.

Muchos metales forman complejos bastante fuertes con compuestos orgánicos; estos complejos son una de las formas más importantes de migración de elementos en las aguas naturales. La mayoría de los complejos orgánicos están formados por el ciclo del quelato y son estables. Los complejos formados por ácidos del suelo con sales de hierro, aluminio, titanio, uranio, vanadio, cobre, molibdeno y otros metales pesados ​​son relativamente bien solubles en medios neutros, ligeramente ácidos y ligeramente alcalinos. Por tanto, los complejos organometálicos son capaces de migrar en aguas naturales a distancias muy considerables. Esto es especialmente importante para aguas poco mineralizadas y, en primer lugar, superficiales, en las que es imposible la formación de otros complejos.

Para comprender los factores que regulan la concentración de metales en las aguas naturales, su reactividad química, biodisponibilidad y toxicidad, es necesario conocer no solo el contenido total, sino también la proporción de formas metálicas libres y ligadas.

La transición de metales en un medio acuoso a la forma de complejo metálico tiene tres consecuencias:

1. Puede haber un aumento en la concentración total de iones metálicos debido a su transición a la solución desde los sedimentos del fondo;

2. La permeabilidad de la membrana de los iones complejos puede diferir significativamente de la permeabilidad de los iones hidratados;

3. La toxicidad del metal como resultado de la complejación puede cambiar mucho.

Entonces, formas queladas Cu, Cd, Hg menos tóxico que los iones libres. Para comprender los factores que regulan la concentración de metales en las aguas naturales, su reactividad química, biodisponibilidad y toxicidad, es necesario conocer no solo el contenido total, sino también la proporción de formas ligadas y libres.

Las fuentes de contaminación del agua con metales pesados ​​son las aguas residuales de los talleres de galvanización, la minería, la metalurgia ferrosa y no ferrosa y las plantas de construcción de maquinaria. Los metales pesados ​​se encuentran en fertilizantes y pesticidas y pueden ingresar a los cuerpos de agua junto con la escorrentía de las tierras agrícolas.

Un aumento en la concentración de metales pesados ​​en las aguas naturales a menudo se asocia con otros tipos de contaminación, como la acidificación. La precipitación de la precipitación ácida contribuye a la disminución del valor del pH y la transición de los metales de un estado adsorbido en sustancias minerales y orgánicas a un estado libre.

En primer lugar, son de interés aquellos metales que más contaminan la atmósfera por su uso en volúmenes significativos en actividades productivas y, como consecuencia de su acumulación en el medio exterior, suponen un grave peligro en cuanto a su actividad biológica y propiedades tóxicas. . Estos incluyen plomo, mercurio, cadmio, zinc, bismuto, cobalto, níquel, cobre, estaño, antimonio, vanadio, manganeso, cromo, molibdeno y arsénico.
Propiedades biogeoquímicas de los metales pesados

H - alto, Y - moderado, H - bajo

Vanadio.

El vanadio se encuentra predominantemente en estado disperso y se encuentra en minerales de hierro, petróleo, asfalto, betún, esquisto bituminoso, carbón, etc. Una de las principales fuentes de contaminación por vanadio de las aguas naturales es el petróleo y sus productos.

Ocurre en aguas naturales en concentraciones muy bajas: en agua de río 0.2 - 4.5 µg/dm3, en agua de mar - un promedio de 2 µg/dm3

En agua forma complejos aniónicos estables (V4O12)4- y (V10O26)6-. En la migración del vanadio es fundamental el papel de sus compuestos complejos disueltos con sustancias orgánicas, especialmente con ácidos húmicos.

Las concentraciones elevadas de vanadio son dañinas para la salud humana. MPCv de vanadio es 0,1 mg/dm3 (el indicador límite de nocividad es sanitario-toxicológico), MPCvr es 0,001 mg/dm3.

Las fuentes naturales de bismuto que ingresan a las aguas naturales son los procesos de lixiviación de minerales que contienen bismuto. La fuente de entrada a las aguas naturales también puede ser aguas residuales de industrias farmacéuticas y de perfumes, algunas empresas de la industria del vidrio.

Se encuentra en aguas superficiales no contaminadas en concentraciones de submicrogramos. La mayor concentración se encontró en aguas subterráneas y es de 20 µg/dm3, en aguas de mar- 0,02 µg/dm3 MPCv es 0,1 mg/dm3

Las principales fuentes de compuestos de hierro en las aguas superficiales son los procesos de meteorización química de las rocas, acompañados de su destrucción y disolución mecánica. En el proceso de interacción con sustancias minerales y orgánicas contenidas en las aguas naturales, se forma un complejo complejo de compuestos de hierro, que se encuentran en el agua en estado disuelto, coloidal y suspendido. Cantidades importantes de hierro provienen de escorrentías subterráneas y de aguas residuales de empresas de la industria metalúrgica, metalmecánica, textil, de pinturas y barnices y con efluentes agrícolas.

Los equilibrios de fase dependen de composición química agua, pH, Eh y, en cierta medida, temperatura. En el análisis de rutina forma ponderada emiten partículas con un tamaño de más de 0,45 micras. Se trata predominantemente de minerales que contienen hierro, hidrato de óxido de hierro y compuestos de hierro adsorbidos en suspensiones. Las formas verdaderamente disueltas y coloidales generalmente se consideran juntas. hierro disuelto representado por compuestos en forma iónica, en forma de hidroxocomplejo y complejos con sustancias inorgánicas y orgánicas disueltas de las aguas naturales. En la forma iónica, migra principalmente el Fe(II), y el Fe(III) en ausencia de sustancias complejantes no puede estar en una cantidad significativa en estado disuelto.

El hierro se encuentra principalmente en aguas con valores bajos de Eh.

Como resultado de la oxidación química y bioquímica (con la participación de las bacterias del hierro), el Fe(II) pasa a Fe(III), que, tras la hidrólisis, precipita en forma de Fe(OH)3. Tanto el Fe(II) como el Fe(III) tienden a formar hidroxocomplejos del tipo +, 4+, +, 3+, - y otros que coexisten en solución a diferentes concentraciones dependiendo del pH y generalmente determinan el estado del sistema hierro-hidroxilo. La principal forma de ocurrencia del Fe(III) en aguas superficiales son sus compuestos complejos con compuestos inorgánicos y orgánicos disueltos, principalmente sustancias húmicas. A pH = 8,0, la forma principal es Fe(OH) 3. La forma coloidal del hierro es la menos estudiada, es el óxido de hierro hidrato Fe(OH) 3 y forma complejos con sustancias orgánicas.

El contenido de hierro en las aguas superficiales de la tierra es décimas de miligramo, cerca de los pantanos, unos pocos miligramos. Se observa un mayor contenido de hierro en las aguas pantanosas, en las que se encuentra en forma de complejos con sales de ácidos húmicos: humatos. Las concentraciones más altas de hierro (hasta varias decenas y cientos de miligramos por 1 dm3) se observan en aguas subterráneas con valores bajos de pH.

Al ser un elemento biológicamente activo, el hierro afecta hasta cierto punto la intensidad del desarrollo del fitoplancton y la composición cualitativa de la microflora en el reservorio.

Las concentraciones de hierro están sujetas a marcadas fluctuaciones estacionales. Por lo general, en reservorios con alta productividad biológica, durante el período de estancamiento de verano e invierno, se nota un aumento en la concentración de hierro en las capas inferiores del agua. La mezcla otoño-primavera de las masas de agua (homotermia) va acompañada de la oxidación de Fe(II) a Fe(III) y la precipitación de este último en forma de Fe(OH)3.

Ingresa a las aguas naturales durante la lixiviación de suelos, minerales polimetálicos y de cobre, como resultado de la descomposición de organismos acuáticos capaces de acumularlo. Los compuestos de cadmio se transportan a las aguas superficiales con las aguas residuales de las plantas de plomo-zinc, las plantas de preparación de minerales, varias empresas químicas (producción de ácido sulfúrico), la producción galvánica y también con las aguas de las minas. La disminución de la concentración de compuestos de cadmio disueltos ocurre debido a los procesos de sorción, precipitación de hidróxido y carbonato de cadmio y su consumo por los organismos acuáticos.

Las formas disueltas de cadmio en aguas naturales son principalmente complejos minerales y organominerales. La principal forma suspendida de cadmio son sus compuestos adsorbidos. Una parte significativa del cadmio puede migrar dentro de las células de los organismos acuáticos.

En aguas de ríos no contaminadas y ligeramente contaminadas, el cadmio se encuentra en concentraciones de submicrogramos; en aguas contaminadas y residuales, la concentración de cadmio puede alcanzar decenas de microgramos por 1 dm3.

Los compuestos de cadmio juegan un papel importante en la vida de los animales y los humanos. Es tóxico en altas concentraciones, especialmente en combinación con otras sustancias tóxicas.

MPCv es 0,001 mg/dm3, MPCvr es 0,0005 mg/dm3 (el signo limitante de nocividad es toxicológico).

Los compuestos de cobalto ingresan a las aguas naturales como resultado de su lixiviación de la pirita de cobre y otros minerales, de los suelos durante la descomposición de organismos y plantas, así como con las aguas residuales de las plantas metalúrgicas, metalúrgicas y químicas. Algunas cantidades de cobalto provienen de los suelos como resultado de la descomposición de organismos animales y vegetales.

Los compuestos de cobalto en las aguas naturales se encuentran en estado disuelto y suspendido, cuya relación cuantitativa está determinada por la composición química del agua, la temperatura y los valores de pH. Las formas disueltas están representadas principalmente por compuestos complejos, incl. con materia orgánica en aguas naturales. Los compuestos de cobalto divalente son más característicos de las aguas superficiales. En presencia de agentes oxidantes, el cobalto trivalente puede existir en concentraciones apreciables.

El cobalto es uno de los elementos biológicamente activos y siempre se encuentra en el cuerpo de animales y plantas. El contenido insuficiente de cobalto en las plantas está asociado con su contenido insuficiente en los suelos, lo que contribuye al desarrollo de anemia en los animales (zona no chernozem del bosque de taiga). Como parte de la vitamina B12, el cobalto tiene un efecto muy activo en la ingesta de sustancias nitrogenadas, un aumento en el contenido de clorofila y ácido ascórbico, activa la biosíntesis y aumenta el contenido de nitrógeno proteico en las plantas. Sin embargo, las concentraciones elevadas de compuestos de cobalto son tóxicas.

En aguas de río no contaminadas y ligeramente contaminadas, su contenido varía de décimas a milésimas de miligramo por 1 dm3, el contenido promedio en agua de mar es de 0,5 μg/dm3. MPCv es 0,1 mg/dm3, MPCv es 0,01 mg/dm3.

Manganeso

El manganeso ingresa a las aguas superficiales como resultado de la lixiviación de minerales de ferromanganeso y otros minerales que contienen manganeso (pirolusita, psilomelana, brownita, manganita, ocre negro). Cantidades significativas de manganeso provienen de la descomposición de animales acuáticos y organismos vegetales, especialmente azul-verde, diatomeas y plantas acuáticas. Los compuestos de manganeso se descargan en embalses con aguas residuales de plantas de procesamiento de manganeso, plantas metalúrgicas, empresas de la industria química y aguas de mina.

Se produce una disminución en la concentración de iones de manganeso en las aguas naturales como resultado de la oxidación de Mn(II) a MnO2 y otros óxidos de alta valencia que precipitan. Los principales parámetros que determinan la reacción de oxidación son la concentración de oxígeno disuelto, el valor de pH y la temperatura. La concentración de compuestos de manganeso disueltos disminuye debido a su utilización por las algas.

La principal forma de migración de los compuestos de manganeso en las aguas superficiales son las suspensiones, cuya composición está determinada a su vez por la composición de las rocas drenadas por las aguas, así como por los hidróxidos coloidales de metales pesados ​​y los compuestos de manganeso adsorbidos. De importancia esencial en la migración de manganeso en formas disueltas y coloidales son las sustancias orgánicas y los procesos de formación de complejos de manganeso con ligandos inorgánicos y orgánicos. Mn(II) forma complejos solubles con bicarbonatos y sulfatos. Los complejos de manganeso con un ion cloruro son raros. Los compuestos complejos de Mn(II) con sustancias orgánicas suelen ser menos estables que con otros metales de transición. Estos incluyen compuestos con aminas, ácidos orgánicos, aminoácidos y sustancias húmicas. Mn(III) en altas concentraciones puede estar en estado disuelto solo en presencia de agentes complejantes fuertes; Mn(YII) no ocurre en aguas naturales.

En aguas de río, el contenido de manganeso suele oscilar entre 1 y 160 µg/dm3, el contenido medio en aguas de mar es de 2 µg/dm3, en aguas subterráneas - n.102 - n.103 µg/dm3.

La concentración de manganeso en aguas superficiales está sujeta a fluctuaciones estacionales.

Los factores que determinan los cambios en las concentraciones de manganeso son la relación entre la escorrentía superficial y subterránea, la intensidad de su consumo durante la fotosíntesis, la descomposición del fitoplancton, los microorganismos y la vegetación acuática superior, así como los procesos de su sedimentación al fondo. cuerpos de agua.

El papel del manganeso en la vida de las plantas superiores y las algas en los cuerpos de agua es muy importante. El manganeso contribuye a la utilización de CO2 por las plantas, lo que aumenta la intensidad de la fotosíntesis, participa en los procesos de reducción de nitratos y asimilación de nitrógeno por parte de las plantas. El manganeso promueve la transición de Fe(II) activo a Fe(III), lo que protege a la célula del envenenamiento, acelera el crecimiento de organismos, etc. El importante papel ecológico y fisiológico del manganeso requiere el estudio y la distribución del manganeso en las aguas naturales.

Para cuerpos de agua de uso sanitario, el MPCv (según el ion manganeso) se fija en 0,1 mg/dm3.

A continuación se muestran mapas de distribución de concentraciones promedio de metales: manganeso, cobre, níquel y plomo, construidos según datos observacionales de 1989 - 1993. en 123 ciudades. El uso de datos posteriores se considera inadecuado, ya que debido a la reducción de la producción, las concentraciones de sólidos en suspensión y, en consecuencia, de metales han disminuido significativamente.

Impacto en la salud. Muchos metales son un componente del polvo y tienen un impacto significativo en la salud.

El manganeso ingresa a la atmósfera a partir de emisiones de empresas de metalurgia ferrosa (60% de todas las emisiones de manganeso), ingeniería mecánica y metalurgia (23%), metalurgia no ferrosa (9%), numerosas fuentes pequeñas, por ejemplo, de soldadura.

Altas concentraciones de manganeso provocan la aparición de efectos neurotóxicos, daño progresivo del sistema nervioso central, neumonía.
Las concentraciones más altas de manganeso (0,57 - 0,66 µg/m3) se observan en los grandes centros metalúrgicos: en Lipetsk y Cherepovets, así como en Magadan. La mayoría de las ciudades con altas concentraciones de Mn (0,23 - 0,69 µg/m3) se concentran en la península de Kola: Zapolyarny, Kandalaksha, Monchegorsk, Olenegorsk (ver mapa).

Para 1991 - 1994 Las emisiones de manganeso de fuentes industriales disminuyeron en un 62 %, las concentraciones promedio, en un 48 %.

El cobre es uno de los oligoelementos más importantes. La actividad fisiológica del cobre está asociada principalmente a su inclusión en la composición de los centros activos de las enzimas redox. El contenido insuficiente de cobre en los suelos afecta negativamente la síntesis de proteínas, grasas y vitaminas y contribuye a la infertilidad de los organismos vegetales. El cobre está involucrado en el proceso de fotosíntesis y afecta la absorción de nitrógeno por parte de las plantas. Al mismo tiempo, las concentraciones excesivas de cobre tienen un efecto adverso sobre los organismos vegetales y animales.

Los compuestos de Cu(II) son los más comunes en las aguas naturales. De los compuestos de Cu(I), los más comunes son Cu2O, Cu2S y CuCl, que son poco solubles en agua. En presencia de ligandos en un medio acuoso, junto con el equilibrio de disociación de hidróxido, es necesario tener en cuenta la formación de varias formas complejas que están en equilibrio con iones de agua metálicos.

La principal fuente de cobre que ingresa a las aguas naturales son las aguas residuales de las industrias química y metalúrgica, las aguas de las minas y los reactivos de aldehído utilizados para matar las algas. El cobre se puede formar como resultado de la corrosión de las tuberías de cobre y otras estructuras utilizadas en los sistemas de agua. En las aguas subterráneas, el contenido de cobre se debe a la interacción del agua con las rocas que lo contienen (calcopirita, calcocita, covellita, bornita, malaquita, azurita, crisacolla, brotantina).

La concentración máxima permisible de cobre en el agua de los embalses para uso sanitario y doméstico es de 0,1 mg/dm3 (el signo límite de nocividad es el sanitario general), en el agua de los embalses de pesca es de 0,001 mg/dm3.

Ciudad

Norilsk

Mónchegorsk

Krasnouralsk

Kolchugino

Zapolyarny

Emisiones М (miles de toneladas/año) de óxido de cobre y concentraciones medias anuales q (µg/m3) de cobre.

El cobre entra al aire con las emisiones de las industrias metalúrgicas. En las emisiones de material particulado, está contenido principalmente en forma de compuestos, principalmente óxido de cobre.

Las empresas de metalurgia no ferrosa representan el 98,7% de todas las emisiones antropogénicas de este metal, de las cuales el 71% son realizadas por empresas de la empresa Norilsk Nickel ubicada en Zapolyarny y Nikel, Monchegorsk y Norilsk, y aproximadamente el 25% de las emisiones de cobre son transportadas. en Revda, Krasnouralsk, Kolchugino y otros.

Altas concentraciones de cobre provocan intoxicación, anemia y hepatitis.

Como se puede ver en el mapa, las mayores concentraciones de cobre se observan en las ciudades de Lipetsk y Rudnaya Pristan. Las concentraciones de cobre también aumentaron en las ciudades de la península de Kola, en Zapolyarny, Monchegorsk, Nikel, Olenegorsk y también en Norilsk.

Las emisiones de cobre de fuentes industriales disminuyeron en un 34%, las concentraciones promedio - en un 42%.

Molibdeno

Los compuestos de molibdeno ingresan a las aguas superficiales como resultado de la lixiviación de minerales exógenos que contienen molibdeno. El molibdeno también ingresa a los cuerpos de agua con las aguas residuales de las plantas de procesamiento y las empresas de metalurgia no ferrosa. Se produce una disminución en las concentraciones de compuestos de molibdeno como resultado de la precipitación de compuestos poco solubles, procesos de adsorción por suspensiones minerales y consumo por organismos acuáticos vegetales.

El molibdeno en las aguas superficiales se encuentra principalmente en forma MoO42-. Es muy probable que exista en forma de complejos organominerales. La posibilidad de cierta acumulación en el estado coloidal se deriva del hecho de que los productos de la oxidación de la molibdenita son sustancias sueltas finamente dispersas.

En las aguas de los ríos, el molibdeno se encuentra en concentraciones de 2,1 a 10,6 µg/dm3. El agua de mar contiene una media de 10 µg/dm3 de molibdeno.

En pequeñas cantidades, el molibdeno es necesario para el desarrollo normal de los organismos animales y vegetales. El molibdeno es parte de la enzima xantina oxidasa. Con una deficiencia de molibdeno, la enzima se forma en cantidades insuficientes, lo que provoca reacciones negativas en el cuerpo. En altas concentraciones, el molibdeno es dañino. Con un exceso de molibdeno, se altera el metabolismo.

La concentración máxima permisible de molibdeno en cuerpos de agua para uso sanitario es de 0,25 mg/dm3.

El arsénico ingresa a las aguas naturales desde manantiales minerales, áreas de mineralización de arsénico (piritas de arsénico, rejalgar, oropimente), así como desde zonas de oxidación de rocas de tipo polimetálico, cobre-cobalto y tungsteno. Una cierta cantidad de arsénico proviene de los suelos, así como de la descomposición de organismos vegetales y animales. El consumo de arsénico por parte de los organismos acuáticos es una de las razones de la disminución de su concentración en el agua, que se manifiesta con mayor claridad durante el período de desarrollo intensivo del plancton.

Cantidades significativas de arsénico ingresan a los cuerpos de agua con las aguas residuales de las plantas de procesamiento, los desechos de la producción de tintes, curtiembres y fábricas de pesticidas, así como de las tierras agrícolas donde se usan pesticidas.

En las aguas naturales, los compuestos de arsénico se encuentran en estado disuelto y suspendido, cuya relación está determinada por la composición química del agua y los valores de pH. En forma disuelta, el arsénico se presenta en forma trivalente y pentavalente, principalmente como aniones.

En aguas de ríos no contaminadas, el arsénico generalmente se encuentra en concentraciones de microgramos. EN aguas minerales su concentración puede alcanzar varios miligramos por 1 dm3, en aguas de mar contiene en promedio 3 µg/dm3, en aguas subterráneas se presenta en concentraciones de n.105 µg/dm3. Los compuestos de arsénico en altas concentraciones son tóxicos para el cuerpo de animales y humanos: inhiben los procesos oxidativos, inhiben el suministro de oxígeno a órganos y tejidos.

MPCv para arsénico es de 0,05 mg/dm3 (el indicador límite de nocividad es sanitario-toxicológico) y MPCv es de 0,05 mg/dm3.

La presencia de níquel en las aguas naturales se debe a la composición de las rocas a través de las cuales pasa el agua: se encuentra en lugares de depósitos de minerales sulfurados de cobre-níquel y minerales de hierro-níquel. Entra al agua desde los suelos y desde los organismos vegetales y animales durante su descomposición. Se encontró un mayor contenido de níquel en comparación con otros tipos de algas en las algas verdeazuladas. Los compuestos de níquel también ingresan a los cuerpos de agua con las aguas residuales de los talleres de niquelado, las plantas de caucho sintético y las plantas de enriquecimiento de níquel. Enormes emisiones de níquel acompañan a la quema de combustibles fósiles.

Su concentración puede disminuir como consecuencia de la precipitación de compuestos como cianuros, sulfuros, carbonatos o hidróxidos (con valores de pH crecientes), debido a su consumo por organismos acuáticos y procesos de adsorción.

En las aguas superficiales, los compuestos de níquel se encuentran en estado disuelto, suspendido y coloidal, cuya relación cuantitativa depende de la composición del agua, la temperatura y los valores de pH. Los absorbentes de compuestos de níquel pueden ser hidróxido de hierro, sustancias orgánicas, carbonato de calcio altamente disperso, arcillas. Las formas disueltas son principalmente iones complejos, la mayoría de las veces con aminoácidos, ácidos húmicos y fúlvicos, y también en forma de un fuerte complejo de cianuro. Los compuestos de níquel son los más comunes en las aguas naturales, en las que se encuentra en estado de oxidación +2. Los compuestos de Ni3+ normalmente se forman en un medio alcalino.

Los compuestos de níquel juegan un papel importante en los procesos hematopoyéticos, siendo catalizadores. Su mayor contenido tiene un efecto específico sobre el sistema cardiovascular. El níquel es uno de los elementos cancerígenos. Puede causar enfermedades respiratorias. Se cree que los iones libres de níquel (Ni2+) son unas 2 veces más tóxicos que sus compuestos complejos.

En aguas de ríos no contaminadas y ligeramente contaminadas, la concentración de níquel suele oscilar entre 0,8 y 10 µg/dm3; en contaminado es varias decenas de microgramos por 1 dm3. La concentración media de níquel en agua de mar es de 2 µg/dm3, en aguas subterráneas - n.103 µg/dm3. En aguas subterráneas que lavan rocas que contienen níquel, la concentración de níquel a veces aumenta hasta 20 mg/dm3.

El níquel ingresa a la atmósfera de empresas de metalurgia no ferrosa, que representan el 97% de todas las emisiones de níquel, de las cuales el 89% proviene de empresas de la empresa Norilsk Nickel ubicadas en Zapolyarny y Nikel, Monchegorsk y Norilsk.

El aumento del contenido de níquel en el medio ambiente conduce a la aparición de enfermedades endémicas, cáncer de bronquios. Los compuestos de níquel pertenecen al primer grupo de carcinógenos.
El mapa muestra varios puntos con altas concentraciones promedio de níquel en las ubicaciones de la preocupación de Norilsk Nickel: Apatity, Kandalaksha, Monchegorsk, Olenegorsk.

Las emisiones de níquel de las empresas industriales disminuyeron en un 28%, las concentraciones promedio, en un 35%.

Emisiones М (miles de toneladas/año) y concentraciones medias anuales q (µg/m3) de níquel.

Entra en aguas naturales como resultado de la lixiviación de minerales que contienen estaño (casiterita, estannina), así como con aguas residuales de diversas industrias (teñido de telas, síntesis de tintes orgánicos, producción de aleaciones con la adición de estaño, etc.).

El efecto tóxico del estaño es pequeño.

El estaño se encuentra en aguas superficiales no contaminadas en concentraciones de submicrogramos. En las aguas subterráneas, su concentración alcanza unos pocos microgramos por 1 dm3. MPCv es de 2 mg/dm3.

Los compuestos de mercurio pueden ingresar a las aguas superficiales como resultado de la lixiviación de las rocas en el área de los depósitos de mercurio (cinabrio, metacinabarita, piedra viva), en el proceso de descomposición de los organismos acuáticos que acumulan mercurio. Cantidades significativas ingresan a los cuerpos de agua con aguas residuales de empresas que producen tintes, pesticidas, productos farmacéuticos y algunos explosivos. Las centrales térmicas de carbón emiten cantidades significativas de compuestos de mercurio a la atmósfera que, como resultado de la lluvia radiactiva seca y húmeda, ingresan a los cuerpos de agua.

La disminución de la concentración de compuestos de mercurio disueltos se produce como consecuencia de su extracción por parte de muchos organismos marinos y de agua dulce, que tienen la capacidad de acumularlo en concentraciones muchas veces superiores a su contenido en el agua, así como de procesos de adsorción por sólidos en suspensión y sedimentos del fondo.

En las aguas superficiales, los compuestos de mercurio se encuentran en estado disuelto y suspendido. La relación entre ellos depende de la composición química del agua y los valores de pH. El mercurio suspendido son compuestos de mercurio adsorbidos. Las formas disueltas son moléculas no disociadas, compuestos orgánicos y minerales complejos. En el agua de los cuerpos de agua, el mercurio puede estar en forma de compuestos de metilmercurio.

Los compuestos de mercurio son altamente tóxicos, afectan el sistema nervioso humano, causan cambios en la membrana mucosa, deterioro de la función motora y secreción. tracto gastrointestinal, cambios en la sangre, etc. Los procesos de metilación bacteriana tienen como objetivo la formación de compuestos de metilmercurio, que son muchas veces más tóxicos que las sales minerales de mercurio. Los compuestos de metilmercurio se acumulan en los peces y pueden ingresar al cuerpo humano.

MPCv de mercurio es 0,0005 mg/dm3 (el signo limitante de nocividad es sanitario-toxicológico), MPCv es 0,0001 mg/dm3.

Las fuentes naturales de plomo en aguas superficiales son los procesos de disolución de minerales endógenos (galena) y exógenos (anglesita, cerusita, etc.). Un aumento significativo en el contenido de plomo en el medio ambiente (incluso en aguas superficiales) está asociado con la combustión de carbón, el uso de tetraetilo de plomo como agente antidetonante en combustible para motores, con la eliminación en cuerpos de agua con aguas residuales de plantas de procesamiento de minerales. , algunas plantas metalúrgicas, industrias químicas, minas, etc. Los factores significativos para reducir la concentración de plomo en el agua son su adsorción por los sólidos en suspensión y la sedimentación con ellos en los sedimentos del fondo. Entre otros metales, los hidrobiontes extraen y acumulan el plomo.

El plomo se encuentra en aguas naturales en estado disuelto y suspendido (absorbido). En forma disuelta, se presenta en forma de complejos minerales y organominerales, así como de iones simples, en forma insoluble, principalmente en forma de sulfuros, sulfatos y carbonatos.

En las aguas de los ríos, la concentración de plomo varía de décimas a unidades de microgramos por 1 dm3. Incluso en el agua de cuerpos de agua adyacentes a áreas de minerales polimetálicos, su concentración rara vez alcanza decenas de miligramos por 1 dm3. Solo en las aguas termales cloruradas la concentración de plomo alcanza a veces varios miligramos por 1 dm3.

El indicador limitante de la nocividad del plomo es sanitario-toxicológico. MPCv de plomo es 0,03 mg/dm3, MPCv es 0,1 mg/dm3.

El plomo está contenido en las emisiones de empresas metalúrgicas, metalúrgicas, de ingeniería eléctrica, petroquímicas y de transporte motorizado.

El impacto del plomo en la salud ocurre a través de la inhalación de aire que contiene plomo y la ingesta de plomo con alimentos, agua y partículas de polvo. El plomo se acumula en el cuerpo, en los huesos y en los tejidos superficiales. El plomo afecta los riñones, el hígado, el sistema nervioso y los órganos que forman la sangre. Los ancianos y los niños son especialmente sensibles incluso a dosis bajas de plomo.

Emisiones M (miles de toneladas/año) y concentraciones medias anuales q (µg/m3) de plomo.

En siete años, las emisiones de plomo de fuentes industriales han disminuido en un 60% debido a los cortes de producción y el cierre de muchas empresas. La fuerte disminución de las emisiones industriales no va acompañada de una disminución de las emisiones de los vehículos. Las concentraciones promedio de plomo disminuyeron solo un 41%. La diferencia en las tasas de reducción y las concentraciones de plomo puede explicarse por la subestimación de las emisiones de los vehículos en años anteriores; Actualmente, ha aumentado el número de automóviles y la intensidad de su movimiento.

tetraetilo de plomo

Ingresa a las aguas naturales debido al uso como agente antidetonante en el combustible para motores de vehículos acuáticos, así como con las escorrentías superficiales de las áreas urbanas.

Esta sustancia se caracteriza por una alta toxicidad, tiene propiedades acumulativas.

Las fuentes de plata que ingresan a las aguas superficiales son las aguas subterráneas y las aguas residuales de las minas, las plantas de procesamiento y las empresas fotográficas. El mayor contenido de plata está asociado con el uso de preparaciones bactericidas y alguicidas.

En las aguas residuales, la plata puede estar presente en forma disuelta y suspendida, principalmente en forma de sales de haluros.

En aguas superficiales no contaminadas, la plata se encuentra en concentraciones de submicrogramos. En el agua subterránea, la concentración de plata varía de unos pocos a decenas de microgramos por 1 dm3, en agua de mar, en promedio, 0,3 μg/dm3.

Los iones de plata son capaces de destruir bacterias y esterilizar el agua incluso en pequeñas concentraciones (el límite inferior de la acción bactericida de los iones de plata es 2,10-11 mol/dm3). El papel de la plata en el cuerpo de animales y humanos no se ha estudiado lo suficiente.

MPCv de plata es 0,05 mg/dm3.

El antimonio ingresa a las aguas superficiales a través de la lixiviación de minerales de antimonio (stibnita, senarmontita, valentinita, serverita, estibiocanita) y con aguas residuales de empresas de caucho, vidrio, teñido y fósforos.

En las aguas naturales, los compuestos de antimonio se encuentran en estado disuelto y suspendido. En las condiciones redox características de las aguas superficiales, puede existir tanto antimonio trivalente como pentavalente.

En aguas superficiales no contaminadas, el antimonio se encuentra en concentraciones de submicrogramos, en agua de mar su concentración alcanza 0,5 µg/dm3, en aguas subterráneas - 10 µg/dm3. MPCv de antimonio es 0,05 mg/dm3 (el indicador límite de nocividad es sanitario-toxicológico), MPCv es 0,01 mg/dm3.

Los compuestos de cromo trivalente y hexavalente ingresan a las aguas superficiales como resultado de la lixiviación de las rocas (cromita, crocoita, uvarovita, etc.). Algunas cantidades provienen de la descomposición de organismos y plantas, de los suelos. Cantidades significativas pueden ingresar a cuerpos de agua con aguas residuales de talleres de galvanoplastia, talleres de teñido de empresas textiles, curtiembres e industrias químicas. Se puede observar una disminución en la concentración de iones de cromo como resultado de su consumo por organismos acuáticos y procesos de adsorción.

En las aguas superficiales, los compuestos de cromo se encuentran en estado disuelto y suspendido, cuya relación depende de la composición del agua, la temperatura y el pH de la solución. Los compuestos de cromo suspendidos son principalmente compuestos de cromo sorbidos. Los adsorbentes pueden ser arcillas, hidróxido de hierro, carbonato de calcio de sedimentación altamente disperso, residuos vegetales y animales. En forma disuelta, el cromo puede estar en forma de cromatos y dicromatos. En condiciones aeróbicas, el Cr(VI) se transforma en Cr(III), cuyas sales en medio neutro y alcalino se hidrolizan con liberación de hidróxido.

En aguas de ríos no contaminadas y ligeramente contaminadas, el contenido de cromo varía de varias décimas de microgramo por litro a varios microgramos por litro, en cuerpos de agua contaminados alcanza varias decenas y cientos de microgramos por litro. La concentración media en aguas marinas es de 0,05 µg/dm3, en aguas subterráneas, normalmente entre n.10 y n.102 µg/dm3.

Los compuestos de Cr(VI) y Cr(III) en cantidades elevadas tienen propiedades cancerígenas. Los compuestos de Cr(VI) son más peligrosos.

Entra en aguas naturales como resultado de procesos naturales de destrucción y disolución de rocas y minerales (esfalerita, zincita, goslarita, smithsonita, calamina), así como con aguas residuales de plantas de procesamiento de minerales y talleres de galvanoplastia, producción de papel pergamino, pinturas minerales. , fibra de viscosa y otros

En el agua, existe principalmente en forma iónica o en forma de sus complejos minerales y orgánicos. A veces se presenta en formas insolubles: en forma de hidróxido, carbonato, sulfuro, etc.

En aguas fluviales, la concentración de zinc suele oscilar entre 3 y 120 µg/dm3, en aguas marinas, entre 1,5 y 10 µg/dm3. El contenido en mineral y especialmente en aguas de mina con valores de pH bajos puede ser significativo.

El zinc es uno de los oligoelementos activos que afectan el crecimiento y desarrollo normal de los organismos. Al mismo tiempo, muchos compuestos de zinc son tóxicos, principalmente su sulfato y cloruro.

MPCv Zn2+ es 1 mg/dm3 (indicador limitante de nocividad - organoléptico), MPCvr Zn2+ - 0,01 mg/dm3 (signo limitante de nocividad - toxicológico).

Los metales pesados ​​ya ocupan el segundo lugar en términos de peligrosidad, cediendo ante los pesticidas y muy por delante de contaminantes tan conocidos como el dióxido de carbono y el azufre, pero en el pronóstico deberían convertirse en los más peligrosos, más peligrosos que los desechos y sólidos de las centrales nucleares. desperdiciar. La contaminación con metales pesados ​​está asociada con su uso generalizado en producción industrial aunado a sistemas de depuración débiles, como resultado de lo cual los metales pesados ​​ingresan al medio ambiente, incluido el suelo, contaminándolo y envenenándolo.

Los metales pesados ​​se encuentran entre los contaminantes prioritarios, cuyo seguimiento es obligatorio en todos los entornos. En varios trabajos científicos y aplicados, los autores interpretan el significado del concepto de "metales pesados" de diferentes maneras. En algunos casos, la definición de metales pesados ​​incluye elementos que son frágiles (por ejemplo, bismuto) o metaloides (por ejemplo, arsénico).

El suelo es el principal medio de entrada de los metales pesados, incluso de la atmósfera y del medio acuático. También sirve como fuente de contaminación secundaria del aire superficial y las aguas que ingresan al Océano Mundial desde allí. Los metales pesados ​​son asimilados del suelo por las plantas, que luego pasan a la comida de animales más organizados.
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--SALTO DE PÁGINA-- 3.3. intoxicación por plomo
Actualmente, el plomo ocupa el primer lugar entre las causas de intoxicación industrial. Esto se debe a su amplia aplicación en diversas industrias. Los trabajadores del mineral de plomo están expuestos al plomo en las fundiciones de plomo, en la producción de baterías, en la soldadura, en imprentas, en la fabricación de productos de vidrio o cerámica, gasolina con plomo, pinturas con plomo, etc. Contaminación por plomo del aire atmosférico, suelo y agua en las inmediaciones de tales industrias, así como cerca de grandes carreteras supone una amenaza de exposición al plomo para la población que vive en estas zonas, y especialmente para los niños, que son más sensibles a los efectos de los metales pesados.
Cabe señalar con pesar que en Rusia no existe una política estatal sobre la regulación legal, reglamentaria y económica del impacto del plomo en el medio ambiente y la salud pública, sobre la reducción de las emisiones (vertidos, desechos) de plomo y sus compuestos en el medio ambiente. , y sobre el cese completo de la producción de gasolina con plomo.

Debido al trabajo educativo extremadamente insatisfactorio para explicar a la población el grado de peligro de la exposición a metales pesados ​​para el cuerpo humano, en Rusia el número de contingentes con contacto ocupacional con plomo no está disminuyendo, sino que está aumentando gradualmente. Se han registrado casos de intoxicación crónica por plomo en 14 industrias en Rusia. Las principales industrias son la industria eléctrica (producción de baterías), instrumentación, imprenta y metalurgia no ferrosa, en las que la intoxicación se produce por un exceso de la concentración máxima permisible (MAC) de plomo en el aire del área de trabajo en 20 o mas veces.

Una fuente importante de plomo son los gases de escape de los automóviles, ya que la mitad de Rusia todavía usa gasolina con plomo. Sin embargo, las plantas metalúrgicas, en particular las fundiciones de cobre, siguen siendo la principal fuente de contaminación ambiental. Y hay líderes aquí. En el territorio de la región de Sverdlovsk hay 3 mayores fuentes de emisiones de plomo en el país: en las ciudades de Krasnouralsk, Kirovograd y Revda.

Las chimeneas de la fundición de cobre de Krasnouralsk, construida en los años de la industrialización estalinista y con equipos de 1932, arrojan anualmente entre 150 y 170 toneladas de plomo a la ciudad de 34.000 habitantes, cubriendo todo con polvo de plomo.

La concentración de plomo en el suelo de Krasnouralsk varía de 42,9 a 790,8 mg/kg, con la concentración máxima permitida MPC=130 micrones/kg. Muestras de agua en el abastecimiento de agua del pueblo vecino. Oktyabrsky, alimentado por una fuente de agua subterránea, registró un exceso de MPC hasta dos veces.

La contaminación por plomo tiene un impacto en la salud humana. La exposición al plomo altera los sistemas reproductivos femenino y masculino. Para las mujeres embarazadas y en edad fértil, los niveles elevados de plomo en la sangre representan un peligro particular, ya que el plomo interrumpe la función menstrual, con mayor frecuencia se producen partos prematuros, abortos espontáneos y muertes fetales debido a la penetración del plomo a través de la barrera placentaria. Los recién nacidos tienen una alta tasa de mortalidad.

El envenenamiento por plomo es extremadamente peligroso para los niños pequeños: afecta el desarrollo del cerebro y el sistema nervioso. Las pruebas de 165 niños de Krasnouralsk de 4 años de edad revelaron un retraso mental significativo en el 75,7%, y se encontró que el 6,8% de los niños examinados tenían retraso mental, incluido el retraso mental.

Niños edad preescolar más susceptibles a los efectos nocivos del plomo, ya que su sistema nervioso está en proceso de formación. Incluso en dosis bajas, el envenenamiento por plomo causa una disminución desarrollo intelectual, la atención y la capacidad de concentración, el retraso en la lectura, conduce al desarrollo de la agresividad, hiperactividad y otros problemas en el comportamiento del niño. Estas anomalías del desarrollo pueden ser a largo plazo e irreversibles. El bajo peso al nacer, el retraso en el crecimiento y la pérdida de la audición también son el resultado del envenenamiento por plomo. Altas dosis de intoxicación conducen a retraso mental, coma, convulsiones y muerte.

Un libro blanco publicado por expertos rusos informa que la contaminación por plomo cubre todo el país y es uno de los muchos desastres ambientales en la antigua Unión Soviética que han salido a la luz en los últimos años. La mayor parte del territorio de Rusia está experimentando una carga de lluvia radiactiva de plomo que supera el valor crítico para el funcionamiento normal del ecosistema. En decenas de ciudades hay un exceso de concentraciones de plomo en el aire y el suelo por encima de los valores correspondientes al MPC.

El nivel más alto de contaminación del aire con plomo, que excedió el MPC, se observó en las ciudades de Komsomolsk-on-Amur, Tobolsk, Tyumen, Karabash, Vladimir, Vladivostok.

Las cargas máximas de deposición de plomo que conducen a la degradación de los ecosistemas terrestres se observan en las regiones de Moscú, Vladimir, Nizhny Novgorod, Ryazan, Tula, Rostov y Leningrado.

Las fuentes fijas son responsables de la descarga de más de 50 toneladas de plomo en forma de diversos compuestos a los cuerpos de agua. Al mismo tiempo, 7 fábricas de baterías vierten 35 toneladas anuales de plomo a través del sistema de alcantarillado. Un análisis de la distribución de las descargas de plomo en cuerpos de agua en el territorio de Rusia muestra que las regiones de Leningrado, Yaroslavl, Perm, Samara, Penza y Oriol son líderes en este tipo de carga.

El país necesita medidas urgentes para reducir la contaminación por plomo, pero hasta ahora la crisis económica en Rusia eclipsa problemas ecológicos. En una depresión industrial prolongada, Rusia carece de los fondos para limpiar la contaminación del pasado, pero si la economía comienza a recuperarse y las fábricas vuelven a funcionar, la contaminación solo podría empeorar.
Las 10 ciudades más contaminadas de la antigua URSS

(Los metales se enumeran en orden descendente de nivel de prioridad para una ciudad determinada)

4. Higiene del suelo. Deposito de basura.
El suelo de las ciudades y otros asentamientos y sus alrededores ha sido durante mucho tiempo diferente del suelo natural, biológicamente valioso, que juega un papel importante en el mantenimiento del equilibrio ecológico. El suelo de las ciudades está sujeto a los mismos efectos nocivos que el aire de la ciudad y la hidrosfera, por lo que su importante degradación se produce en todas partes. No se presta suficiente atención a la higiene del suelo, aunque su importancia como uno de los principales componentes de la biosfera (aire, agua, suelo) y factor biológico ambiental es incluso mayor que la del agua, ya que la cantidad de esta última (principalmente la calidad de los agua subterránea) está determinada por el estado del suelo, y es imposible separar estos factores entre sí. El suelo tiene la capacidad de autodepuración biológica: en el suelo se produce un desdoblamiento de los desechos que han caído en él y su mineralización; al final, el suelo compensa los minerales perdidos a su costa.

Si, como resultado de la sobrecarga del suelo, se pierde alguno de los componentes de su capacidad mineralizante, esto conducirá inevitablemente a una violación del mecanismo de autodepuración y a la degradación completa del suelo. Y, por el contrario, la creación de condiciones óptimas para la autodepuración del suelo contribuye a la preservación del equilibrio ecológico y las condiciones para la existencia de todos los organismos vivos, incluidos los humanos.

Por tanto, el problema de la neutralización de residuos que tienen un efecto biológico nocivo no se limita al tema de su exportación; es un problema higiénico más complejo, ya que el suelo es el nexo entre el agua, el aire y el hombre.
4.1.
El papel del suelo en el metabolismo.

La relación biológica entre el suelo y el hombre se realiza principalmente a través del metabolismo. El suelo es, por así decirlo, un proveedor de minerales necesarios para el ciclo metabólico, para el crecimiento de plantas consumidas por humanos y herbívoros, comidas a su vez por humanos y carnívoros. Por lo tanto, el suelo proporciona alimento para muchos representantes del mundo vegetal y animal.

En consecuencia, el deterioro de la calidad del suelo, la disminución de su valor biológico, su capacidad de autolimpieza provoca una reacción biológica en cadena, que, en caso de efectos nocivos prolongados, puede conducir a una variedad de trastornos de salud entre la población. Además, si los procesos de mineralización se ralentizan, los nitratos, nitrógeno, fósforo, potasio, etc., formados durante la descomposición de las sustancias, pueden entrar en las aguas subterráneas que se utilizan para beber y causar enfermedades graves (por ejemplo, los nitratos pueden causar metahemoglobinemia, principalmente en los bebés). .

El consumo de agua procedente de suelos pobres en yodo puede provocar bocio endémico, etc.
4.2.
Relación ecológica entre suelo y agua y residuos líquidos (aguas residuales)

Una persona extrae del suelo el agua necesaria para mantener los procesos metabólicos y la vida misma. La calidad del agua depende del estado del suelo; siempre refleja el estado biológico de un suelo dado.

Esto se aplica en particular a las aguas subterráneas, cuyo valor biológico está determinado esencialmente por las propiedades de los suelos y del suelo, la capacidad de este último para autodepurarse, su capacidad de filtración, la composición de su macroflora, microfauna, etc.

La influencia directa del suelo sobre las aguas superficiales ya es menos significativa, se asocia principalmente a las precipitaciones. Por ejemplo, después de fuertes lluvias, varios contaminantes se eliminan del suelo hacia cuerpos de agua abiertos (ríos, lagos), incluidos fertilizantes artificiales (nitrógeno, fosfato), pesticidas, herbicidas; en áreas de karst, depósitos fracturados, los contaminantes pueden penetrar a través de grietas en lo profundo de las aguas subterráneas.

El tratamiento inadecuado de las aguas residuales también puede causar efectos biológicos dañinos en el suelo y, eventualmente, conducir a la degradación del suelo. Por lo tanto, la protección del suelo en los asentamientos es uno de los principales requisitos para la protección del medio ambiente en general.
4.3.
Límites de carga en el suelo para desechos sólidos (desechos domésticos y de la calle, desechos industriales, lodos secos de la sedimentación de aguas residuales, sustancias radioactivas etc.)

El problema se ve agravado por el hecho de que, como consecuencia de la generación de cada vez más residuos sólidos en las ciudades, el suelo de las inmediaciones se ve sometido a una presión cada vez mayor. Las propiedades y la composición del suelo se están deteriorando a un ritmo cada vez más rápido.

De los 64,3 millones de toneladas de papel que se producen en EE. UU., 49,1 millones de toneladas acaban en la basura (de esta cantidad, 26 millones de toneladas son suministradas por el hogar y 23,1 millones de toneladas por la red comercial).

En relación con lo anterior, el retiro y disposición final de los residuos sólidos es un problema higiénico muy significativo y de más difícil implementación en el contexto de creciente urbanización.

Es posible la disposición final de los residuos sólidos en suelo contaminado. Sin embargo, debido al constante deterioro de la capacidad de autolimpieza del suelo urbano, la disposición final de los residuos enterrados en el suelo es imposible.

Una persona podría utilizar con éxito para la eliminación de residuos sólidos procesos bioquimicos que ocurre en el suelo, su capacidad neutralizante y desinfectante, sin embargo, el suelo urbano como resultado de siglos de habitación y actividad humana en las ciudades se ha vuelto inadecuado para este propósito.

Son bien conocidos los mecanismos de autodepuración, la mineralización que se produce en el suelo, el papel de las bacterias y enzimas implicadas en ellos, así como los productos intermedios y finales de la descomposición de las sustancias. Actualmente, la investigación tiene como objetivo identificar los factores que aseguran el equilibrio biológico del suelo natural, así como aclarar la cuestión de cuántos desechos sólidos (y qué composición) pueden conducir a una violación del equilibrio biológico del suelo.
La cantidad de desechos domésticos (basura) por habitante de algunas grandes ciudades del mundo

Cabe señalar que la condición higiénica del suelo en las ciudades como consecuencia de su sobrecarga se está deteriorando rápidamente, aunque la capacidad de autodepuración del suelo es el principal requisito higiénico para mantener el equilibrio biológico. El suelo de las ciudades ya no puede hacer frente a su tarea sin la ayuda del hombre. La única salida a esta situación es la neutralización y destrucción completa de los residuos de acuerdo con los requisitos higiénicos.

Por lo tanto, la construcción de servicios públicos debe tener como objetivo preservar la capacidad natural del suelo para autopurificarse, y si esta capacidad ya no es satisfactoria, debe restaurarse artificialmente.

El más desfavorable es el efecto tóxico de los residuos industriales, tanto líquidos como sólidos. Una cantidad cada vez mayor de estos desechos se deposita en el suelo, que no es capaz de manejar. Así, por ejemplo, se encontró contaminación del suelo con arsénico en las inmediaciones de las plantas de producción de superfosfato (en un radio de 3 km). Como se sabe, algunos plaguicidas, como los compuestos organoclorados que han entrado en el suelo, no se descomponen durante mucho tiempo.

La situación es similar con algunos materiales de embalaje sintéticos (cloruro de polivinilo, polietileno, etc.).

Algunos compuestos tóxicos tarde o temprano ingresan al agua subterránea, como resultado de lo cual no solo se altera el equilibrio biológico del suelo, sino que la calidad del agua subterránea también se deteriora hasta tal punto que ya no se puede usar como agua potable.
Porcentaje de la cantidad de materias sintéticas básicas contenidas en los residuos domésticos (basura)

*
Junto con los residuos de otros plásticos que endurecen bajo la acción del calor.
El problema de los residuos ha aumentado hoy también porque parte de los residuos, principalmente heces humanas y animales, se utilizan para fertilizar tierras agrícolas [las heces contienen una cantidad significativa de nitrógeno-0,4-0,5%, fósforo (P203)-0,2-0,6 %, potasio (K? 0) -0.5-1.5%, carbono-5-15%]. Este problema de la ciudad se ha extendido a los barrios de la ciudad.
4.4.
El papel del suelo en la propagación de diversas enfermedades.

El suelo juega un papel en la distribución. enfermedades infecciosas. Así lo informaron en el siglo pasado Petterkoffer (1882) y Fodor (1875), quienes destacaron principalmente el papel del suelo en la propagación de enfermedades intestinales: cólera, fiebre tifoidea, disentería, etc. También llamaron la atención sobre el hecho de que algunos las bacterias y los virus permanecen viables y virulentos en el suelo durante meses. Posteriormente, varios autores confirmaron sus observaciones, especialmente en relación con el suelo urbano. Por ejemplo, el agente causal del cólera permanece viable y patógeno en las aguas subterráneas de 20 a 200 días, el agente causal de la fiebre tifoidea en las heces, de 30 a 100 días, el agente causal de la paratifoidea, de 30 a 60 días. (En términos de propagación de enfermedades infecciosas, el suelo urbano representa un importante gran peligro que la tierra de los campos fertilizados con estiércol.)

Para determinar el grado de contaminación del suelo, varios autores utilizan la determinación del número bacteriano (E. coli), como en la determinación de la calidad del agua. Otros autores consideran conveniente determinar, además, el número de bacterias termófilas que intervienen en el proceso de mineralización.

La propagación de enfermedades infecciosas a través del suelo se facilita en gran medida al regar la tierra con aguas residuales. Al mismo tiempo, las propiedades de mineralización del suelo también se deterioran. Por lo tanto, el riego con aguas residuales debe realizarse bajo estricta supervisión sanitaria constante y solo fuera del área urbana.

4.5.
Efecto nocivo de los principales tipos de contaminantes (residuos sólidos y líquidos) que conducen a la degradación del suelo

4.5.1.
Neutralización de residuos líquidos en el suelo

En varios asentamientos que no cuentan con sistemas de alcantarillado, algunos desechos, incluido el estiércol, se neutralizan en el suelo.

Como sabes, esta es la forma más fácil de neutralizar. Sin embargo, solo es admisible si se trata de un suelo biológicamente valioso que ha conservado la capacidad de autopurificarse, lo cual no es típico de los suelos urbanos. Si el suelo ya no posee estas cualidades, entonces, para protegerlo de una mayor degradación, se necesitan instalaciones técnicas complejas para la neutralización de los desechos líquidos.

En varios lugares, los desechos se neutralizan en pozos de compost. Técnicamente, esta solución es una tarea difícil. Además, los líquidos pueden penetrar en el suelo a distancias bastante largas. La tarea se complica aún más por el hecho de que las aguas residuales urbanas contienen una cantidad cada vez mayor de desechos industriales tóxicos que degradan las propiedades de mineralización del suelo en un grado aún mayor que las heces humanas y animales. Por lo tanto, está permitido drenar en pozos de compost solo aguas residuales que hayan sido previamente sedimentadas. De lo contrario, se altera la capacidad de filtración del suelo, luego el suelo pierde sus otras propiedades protectoras, los poros se obstruyen gradualmente, etc.

El uso de heces humanas para regar campos agrícolas es la segunda forma de neutralizar los desechos líquidos. Este método presenta un doble peligro higiénico: en primer lugar, puede provocar una sobrecarga del suelo; en segundo lugar, estos residuos pueden convertirse en una fuente grave de infección. Por lo tanto, las heces primero deben desinfectarse y someterse a un tratamiento adecuado, y solo luego usarse como fertilizante. Hay dos puntos de vista opuestos aquí. De acuerdo con los requisitos higiénicos, las heces están sujetas a una destrucción casi completa y, desde el punto de vista de la economía nacional, representan un valioso fertilizante. Las heces frescas no se pueden utilizar para regar jardines y campos sin antes desinfectarlos. Si aún tiene que usar heces frescas, entonces requieren tal grado de neutralización que casi no tienen valor como fertilizante.

Las heces se pueden usar como fertilizante solo en áreas especialmente designadas, con un control sanitario e higiénico constante, especialmente para el estado de las aguas subterráneas, la cantidad de moscas, etc.

Los requisitos para la eliminación y eliminación de heces animales en el suelo no difieren en principio de aquellos para la eliminación de heces humanas.

Hasta hace poco, el estiércol ha sido una fuente importante de valiosos nutrientes para la agricultura para mejorar la fertilidad del suelo. Sin embargo, en los últimos años, el estiércol ha perdido su importancia en parte debido a la mecanización. Agricultura, debido en parte al creciente uso de fertilizantes artificiales.

En ausencia de un tratamiento y eliminación apropiados, el estiércol también es peligroso, al igual que las heces humanas no tratadas. Por ello, antes de ser llevado a los campos, se deja madurar el estiércol para que durante este tiempo (a una temperatura de 60-70 °C) se produzcan en él los procesos biotérmicos necesarios. Después de eso, el estiércol se considera "maduro" y libre de la mayoría de los patógenos que contiene (bacterias, huevos de gusanos, etc.).

Debe recordarse que los depósitos de estiércol pueden proporcionar un caldo de cultivo ideal para las moscas que promueven la propagación de diversas infecciones intestinales. Cabe señalar que las moscas para la reproducción eligen más fácilmente el estiércol de cerdo, luego el caballo, la oveja y, por último, pero no menos importante, el estiércol de vaca. Antes de exportar estiércol a los campos, debe tratarse con agentes insecticidas.
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