Что относится к тяжелым металлам


Список тяжелых металлов: виды и особенности

Из всех 104 известных человечеству на сегодня химических элементов 82 составляют металлы. Они занимают видное место в жизни людей в промышленной, биологической и экологической сфере. Современная наука подразделяет металлы на тяжёлые, лёгкие и благородные. В этой статье мы рассмотрим список тяжёлых металлов и их особенности.

Определение тяжёлых металлов

Изначально тяжёлыми металлами принято было называть тех их представителей, которые имеют атомную массу выше 50. Однако употребление названного термина на сегодняшний день происходит чаще не с химической точки зрения, а в зависимости от их воздействия на загрязнение окружающей среды. Таким образом, список тяжёлых металлов включает те металлы и металлоиды (полуметаллы), которые загрязняют элементы человеческой биосферы (почву, воду). Давайте рассмотрим их.

Сколько элементов включает список тяжёлых металлов?

На сегодня не существует единого мнения относительно количества элементов в названном перечне, поскольку нет общих критериев, относящих металлы к тяжёлым. Тем не менее, список тяжёлых металлов может быть сформирован в зависимости от различных свойств металлов и их признаков. К ним относят:

  • Атомный вес. Исходя из этого критерия, к названным принадлежат более 40 элементов с атомной массой, превышающей 50 а.е.м (г/моль).
  • Плотность. Исходя из этого критерия, тяжёлыми считаются те металлы, у которых плотность равна или превосходит плотность железа.
  • Биологическая токсичность объединяет тяжёлые металлы, негативно влияющие на жизнедеятельность человека и живых организмов. В их списке порядка 20 элементов.

Влияние на организм человека

Большинство названных веществ оказывают негативное воздействие на все живые организмы. Ввиду значительной атомной массы, они плохо транспортируются и накапливаются в тканях человека, вызывая различные заболевания. Так, для человеческого организма кадмий, ртуть и свинец признаны как самые опасные и самые тяжёлые металлы.

Список токсичных элементов группируется по степени опасности по так называемым правилам Мертца, согласно которым наиболее токсичные металлы имеют наименьший диапазон экспозиции:

  1. Кадмий, ртуть, таллий, свинец, мышьяк (группа самых опасных металлических ядов, превышение допустимых норм которых способно привести к серьёзным психо-физиологическим нарушениям и даже к летальному исходу).
  2. Кобальт, хром, молибден, никель, сурьма, скандий, цинк.
  3. Барий, марганец, стронций, ванадий, вольфрам

Это однако не означает, что ни один из элементов, сгруппированных выше, по правилам Мертца, не должен присутствовать в человеческом организме. Напротив, список тяжёлых металлов насчитывает в нем эти и ещё более 20 элементов, небольшая концентрация которых не только не опасна для жизнедеятельности человека, но и необходима в метаболических процессах, особенно железо, медь, кобальт, молибден и даже цинк.

Загрязнение окружающей среды тяжёлыми металлами

Элементами биосферы, подвергающимся загрязнению тяжёлыми металлами, являются почва и вода. Чаще всего виновниками этого выступают металлургические предприятия, перерабатывающие лёгкие и тяжёлые цветные металлы. Список загрязняющих агентов также пополняют предприятия по сжиганию мусора, автомобильные выхлопы, котельные, химико-производственные, типографические компании и даже электростанции.

Чаще всего токсинами являются: свинец (автомобильное производство), ртуть (пример распространения: разбитые в быту градусники и люминесцентные осветительные приборы), кадмий (образуется в результате сжигания мусора). Кроме этого, большинство заводов в производстве используют тот или иной элемент, который может быть охарактеризован как тяжёлый. Металл группы, список которой был приведен выше, в виде отходов поступает чаще всего в водоёмы и далее по трофической цепи доходит до человека.

Кроме техногенных факторов загрязнения природы тяжёлыми металлами, существуют также природные – это извержения вулканов, в лаве которых обнаружено повышенное содержание кадмия.

Особенности распространения в природе самых токсичных металлов

Ртуть в природе более всего локализуется в водной и воздушной среде. В воды мирового океана ртуть поступает из промышленных сливов, также встречаются пары ртути, образующиеся вследствие горения угля. Токсичные соединения аккумулируются в живых организмах, особенно в морепродуктах.

Свинец имеет широкую область распространения. Он накапливается и в горах, и в почве, и в воде, и в живых организмах, и даже в воздухе, в виде выхлопных газов от автомобилей. Конечно, свинец поступает в окружающую среду и в результате антропологического действия в виде отходов от промышленной отрасли и неутилизированных отходов (аккумуляторы и батарейки).

А источником загрязнения окружающей среды кадмием являются сточные воды промышленных предприятий, а также природные факторы: выветривание медных руд, вымывание почв, а также результаты вулканической активности.

Область применения тяжёлых металлов

Несмотря на токсичность, современная промышленность создаёт огромное множество полезных продуктов, перерабатывая тяжёлые цветные металлы, список которых включает сплавы меди, цинка, свинца, олова, никеля, титана, циркония, молибдена и др.

Медь – высокопластичный материал, из которого получаются разнообразные провода, трубы, кухонная утварь, украшения, кровельное покрытие и многое другое. Кроме того, она широко используется в машиностроении и кораблестроительстве.

Цинк обладает высокими антикоррозийными свойствами, поэтому распространено использование цинковых сплавов для покрытия металлических изделий (т. н. оцинковка). Области применения продуктов из цинка: строительство, машиностроение, полиграфия (изготовление печатных форм), ракетостроение, химическая промышленность (производство лаков и красок) и даже медицина (антисептические средства и др.).

Свинец легко плавится, поэтому используется в качестве сырья во многих отраслях: лакокрасочной, химической, автомобильной (входит в состав аккумуляторов), радиоэлектронной, медицинской (изготовление защитных фартуков для пациентов во время прохождения рентген-исследований).

Распределение и идентификация источников тяжелых металлов в бассейне реки Вохчи, пострадавшем от горнодобывающей деятельности (Армения)

Целью данного исследования является оценка распределения тяжелых металлов в водах и отложениях реки Вохчи и ее притоков, подвергшихся воздействию горнодобывающая деятельность и выявление реального источника каждого из тяжелых металлов в окружающей среде для оценки уровня загрязнения тяжелыми металлами. Река Вохчи с двумя основными притоками (Геги и Норашеник) впадает в два горнодобывающих района.Для выявления источников распространения и загрязнения тяжелых металлов пробы воды и донных отложений были собраны в восьми местах отбора проб. Результаты статистического анализа на основе наборов данных за период 2014–2016 гг. Показали, что после воздействия дренажных и сточных вод горнодобывающих регионов содержание тяжелых металлов в бассейне реки Вохчи резко увеличилось. Воды реки Вохчи сильно загрязнены Mn, Co, Cu, Zn, Mo, Cd и Pb. Соотношение содержания металлов сильно изменилось из-за антропогенного воздействия, нарушившего геохимический баланс реки Вохчи.Качество воды, основанное на содержании только тяжелых металлов в истоке реки Вохчи, относится к «хорошему» химическому статусу, а в истоках рек Геги и Норашеник - к «умеренному». Качество воды рек Вохчи и Норашеник резко ухудшается под влиянием горных работ, приобретая «плохой» химический статус. В ходе исследования были выявлены источники загрязнения каждого металла.

1. Введение

Воздействие добычи полезных ископаемых на водные экосистемы стало проблемой, вызывающей все большее беспокойство.Горная промышленность по своей природе потребляет, отвлекает и серьезно загрязняет водные ресурсы [1–3]. Горнодобывающие и обогатительные работы вместе с измельчением, обогащением руд и удалением хвостов являются очевидными источниками загрязнения в поверхностной среде, наряду со сбросом или переполнением сточных вод, стоком от дождя или таяния снега, дренажом из подножия отвалов и сброс загрязненных грунтовых вод в ручьи и родники. Проблемы загрязнения воды, вызванные добычей полезных ископаемых, включают кислотный дренаж шахт, загрязнение металлами и повышенный уровень наносов в ручьях [4, 5].Образование кислого дренажа и сброс воды с высокой концентрацией растворенных металлов из шахтных отходов представляют собой экологическую проблему международного масштаба [6–8]. Химическое выщелачивание металлов происходит, когда осадки в результате дождя или таяния снегов проникают через руду или отходы и растворяют или десорбируют металлы из твердого материала. Как следствие, потоки переносят высокое содержание токсичных микроэлементов, таких как As, Cd, Pb, Zn, Cu, Sb и Se [9].

Тяжелые металлы являются важным классом загрязнителей, которые могут нанести значительный вред окружающей среде, когда их концентрация превышает определенные [10–12].Эти элементы могут попадать в поверхностные или подземные воды, поглощаться растениями и могут полупостоянно связываться с такими компонентами почвы, как глина или органическое вещество, что впоследствии влияет на здоровье человека [13]. После попадания тяжелых металлов в водоем они могут нанести вред водным организмам, а в результате процессов химической адсорбции и физического осаждения тяжелые металлы могут накапливаться в отложениях водной среды [14]. Содержание тяжелых металлов в поверхностных отложениях обычно значительно выше, чем в водоеме, поэтому очень важно изучить содержание тяжелых металлов в поверхностных отложениях [15, 16].

Тяжелые металлы определяются как металлические элементы, которые имеют относительно высокую плотность по сравнению с водой. Исходя из предположения, что тяжесть и токсичность взаимосвязаны, тяжелые металлы также включают металлоиды, такие как мышьяк, которые способны вызывать токсичность при низком уровне воздействия, и неметаллический селен [17].

В Республике Армения (РА) развита горнодобывающая промышленность. Из-за отсутствия надлежащего управления и планирования, а также плохого опыта эксплуатации и управления отходами, эта отрасль промышленности является одним из основных источников загрязнения воды и окружающей среды в целом тяжелыми металлами (Pb, Cu, Ni , Cd, Mo, As и др.). Предыдущие исследования в бассейне реки Вохчи [18–21] выявили повышенные концентрации тяжелых металлов и микроэлементов, таких как As, Cu, Mo, Sb, Cu, Co, Ni и Zn, в поверхностных водах и отложениях. Проблемы загрязнения отмечены в почвах, расположенных вблизи детских садов и школ городов Капан и Каджаран [22, 23].

Однако имеется неадекватная информация о концентрациях и распределении тяжелых металлов и микроэлементов в бассейне реки Вохчи. Таким образом, целью данного исследования было изучение распределения тяжелых металлов (Ti, Fe, Mn, V, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, As, Se, Mo, Cd, Sb, Pb) в водах и отложениях. реки Вохчи и ее притоков, пострадавших от горных работ; выявить источник каждого из тяжелых металлов в окружающей среде и взаимосвязь между параметрами, оценить уровень загрязнения тяжелыми металлами; и оценить влияние временной изменчивости концентраций тяжелых металлов.

2. Материалы и методы
2.1. Область исследования

Река Вохчи - левый приток реки Аракс, расположенный на юго-востоке Армении. Истоки реки Вохджи - горные источники и небольшие озера горы Капутджух на высоте 3650 м над уровнем моря, расположенной в юго-западной части Армении. Общая длина реки составляет 82 км (в Армении 52 км), а площадь водосборного бассейна составляет 2337 км 2 (в Армении 1240,47 км 2 ). Самые крупные притоки - Геги и Норашеник.На своем пути ручей питается за счет грунтовых вод, дождя и талого снега и имеет постоянный сток в течение всего года. Среднегодовые расходы воды рек Вохчи, Норашеник и Геги оцениваются в 334,3, 69,7 и 135,3 млн м 3 3 или 10,6, 2,21 и 4,29 м 3 / с соответственно [24].

Река Вохчи протекает через два горнопромышленных района. Один из них - Зангезурский медно-молибденовый комбинат (ЗМК), расположенный в верховьях реки Вохчи на территории города Каджаран, на юго-востоке Армении.ZCMC - крупнейший в регионе карьерный карьер, который добывает богатую медью и молибденом руду, а затем производит два отдельных концентрата меди и молибдена. ZCMC производит 21 млн т руды (и такое же количество отходов) в год. Помимо основных элементов, в руде присутствует ряд ценных сопутствующих элементов, таких как Pb, Zn, Cd, As, Co и Ni. Шламовые хвосты, 33% которых составляют вода, транспортируются с завода ЗГМК на дамбу хвостохранилища Арцваника по трубопроводу. Хвостохранилище Арцваника находится в ущелье той же реки.После выпадения шламов поверхностные воды хвостохранилища стекают в реку Норашеник. Кроме того, дренажные воды (поверхностные и грунтовые) из карьера также попадают в реку Вохчи на территории города Каджаран.

Второй горнорудный район (Капан Полиметалл) расположен в нижнем течении реки Вохчи, в 1,5 км к востоку от города Капан на юго-востоке Армении. Капан Полиметалл (КПМ) - это полностью механизированный подземный рудник с текущей производительностью около 400 тыс. Тонн в год, стандартной флотационной концентрацией на 750 тыс. Тонн в год и различными объектами инфраструктуры.Рудник производит золото-медно-серебряный и цинковый концентрат. Хвосты КПМ сбрасываются в хвостохранилище Гегануш, расположенное в ущелье той же реки. После осаждения хвостов навозной жижи в хвостохранилище хвостовая жидкость попадает в реку Гегануш, а затем в реку Вохчи. Недалеко от города Капан находится заброшенный рудник Каварт (не принадлежит КПМ), который считается возможным источником загрязнения металлами. Богатые тяжелыми металлами воды Каварта по-разному смешиваются с поверхностными и подземными водами.

2.2. Сбор и анализ проб

Пробы воды и донных отложений были отобраны на 8 участках отбора проб в бассейне реки Вохчи в период 2014–2016 гг. (См. Рисунок 1, Таблица 1). Места отбора проб были выбраны с целью охвата всего потока от истока до его слияния с двумя районами добычи. Участки отбора проб были разделены на две группы: участки отбора проб 1, 5 и 7 расположены в истоках рек, которые имеют минимальное антропогенное влияние, отражающее фоновое состояние речного бассейна; участки отбора проб 2, 4 и 6 несут на себе влияние горнодобывающей деятельности и неочищенных сточных вод городов.

9 0040 8

Участок Река Описание местонахождения

1 Вохчи Выше по течению от города Каджаран до слияния с ZCMC
2 Вохчи Ниже города Каджаран, после слияния с ZCMC
3 Вохчи Вверх по течению от города Капан, после стока реки Геги
4 Вохчи Ниже по течению г. Капан, после стока сточные воды КПМ, Каварт и Гегануш
5 Норашеник До впадения сточные воды хвостохранилища Аршваник
6 Норашеник Устье
7 Гехи Источник
Гехи Рот


Пробы воды отбирались ежемесячно.Частота отбора проб в истоках рек Вохчи (WS-1), Геги (WS-7) и Арцваник (WS-5) была меньше по сравнению с другими участками. Пробы наносов отбирались в летний период в июне и августе.

Сбор и обработка проб воды и донных отложений проводились в соответствии со стандартной методологией (ISO 5667-3, -6 и -12). Пробы воды отбирали в полипропиленовые пластиковые бутылки. Пробы воды подкисляли при отборе азотной кислотой.Для консервирования пробы воды использовали бидистиллированную азотную кислоту. Образцы хранили при 4 ° C и транспортировали в лабораторию.

Пробы осадка были собраны с использованием соответствующего пробоотборника. Образцы транспортировали в лабораторию, сушили на воздухе в лаборатории при комнатной температуре до получения стабильного веса, а затем просеивали через сито 2 мм. Затем образцы высушенного осадка помещали в сосуд для разложения с 12 мл раствора HNO 3 / HF (3: 1 об. / Об.) И расщепляли в системе для микроволнового разложения (Speedwave MWS-3, Berghof, GmbH).

Масс-спектрометр с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS, PerkinElmer ELAN 9000, США) использовался для определения концентраций Ti, Fe, Mn, V, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, As, Se, Mo , Cd, Sb и Pb в пробах донных отложений и воды.

Стандартные кривые были получены с использованием отдельных растворов, содержащих известные концентрации каждого тяжелого металла (PerkinElmer, калибровочный стандарт для атомной спектроскопии чистого сорта, США), разбавленных деионизированной водой. Для процедуры калибровки использовались одноэлементные и многоэлементные калибровочные стандартные растворы.Для приготовления стандартных растворов использовали деионизированную воду (18,2 МОм / см), очищенную Thermo Scientific Barnstead Easypure II, и газообразный аргон чистотой 99,998%.

Фоновые помехи от плазменных газов, уноса воздуха и растворителя были скорректированы путем вычитания холостых сигналов реагента. Изобарические спектральные помехи, происходящие от разновидностей многоатомных ионов, включающие элементы матрицы образца, устраненные путем выбора подходящего изотопа, были скорректированы или уменьшены путем применения уравнений коррекции интерференции.Для настройки матричного эффекта и повышения точности использовался внутренний стандарт 115 In.

2.3. Анализ данных

Данные были проанализированы с использованием описательной статистики: указаны максимум, минимум, среднее значение, стандартное отклонение, коэффициент вариации, эксцесс и асимметрия. Для визуализации эксцесса и асимметрии использовался график в виде прямоугольников и усов. Box-and-Whker предоставляет мощный инструмент для анализа паттернов, который помогает оценить источники изменений, а также назначить параметры, связанные с этими источниками.Корреляционный анализ Пирсона был использован для определения наличия линейной связи между микроэлементами. По значению коэффициента корреляции «» корреляцию между двумя параметрами можно назвать положительной или отрицательной. Анализы проводились с использованием SPSS 19.0 (IBM, Нью-Йорк, США).

Оценка уровня загрязнения реки Вохчи тяжелыми металлами проводилась на основе национальных стандартов качества воды [25]. Согласно этим стандартам качество воды подразделяется на 5 классов: «отличное» (I класс), «хорошее» (II класс), «среднее» (III класс), «плохое» (IV класс) и «плохое» ( V класс).Система классификации качества воды основана на фоновых концентрациях тяжелых металлов для каждой зоны управления водным бассейном, и первый класс системы соответствует фоновой концентрации. Схема классификации приведена в таблице 2.


Тяжелый металл Класс качества
I II III IV В

Zn, µ г / л 3 100 200 500 > 500
Cu, µ г / л 4 24 50 100 > 100
Cr, µ г / л 0.5 10,5 100 250 > 250
As, µ г / л 0,3 20,3 50 100 > 100
Cd, µ г / л 0,1 1,1 2,1 4,1 > 4,1
Pb, µ г / л 0,1 10,1 25 50 > 50
Ni, µ г / л 0.6 10,6 50 100 > 100
Mo, µ г / л 15 30 60 120 > 120
Mn, µ г / л 4 8 16 32 > 32
V, µ г / л 0,4 10 20 100 > 100
Co, µ г / л 0.09 0,18 0,36 0,72 > 0,72
Fe, мг / л 0,03 0,06 0,5 1,0 > 1,0
Sb, µ г / L 0,5 1 2 4 > 4
Ti, µ г / л 1,5 10 20 100 > 100
Se , µ г / л 1.1 20 40 80 > 80

Поскольку в Армении нет установленных национальных рекомендаций по качеству донных отложений, результаты содержания тяжелых металлов в отложениях сравнивались с Канадские временные рекомендации по качеству отложений (ISQG), предложенные Канадскими рекомендациями по качеству отложений для защиты водных организмов [26].

3. Результаты и обсуждение
3.1. Тяжелые металлы в водах реки Вохчи и ее притоков

Данные в таблице 3 представляют собой сводку описательной статистики по тяжелым металлам в водах реки Вохчи и ее притоков. Высокое значение CV означает, что измеренные концентрации всех металлов варьировались между станциями (; ANOVA).

0,03 0,05 2,00 900 0,116 1,05

WS BS Fe Mn Ti V Cr Co Ni Cu Zn As Mo Cd Sb Pb Se

1
()
AM 0.038 0,004 1,82 0,243 0,395 0,082 0,927 3,07 3,21 0,938 5,83 0,045 0,044 0,039 0,765
SD 0,002 0,66 0,12 0,24 0,057 0,36 1,51 1,88 0,56 2,85 0.02 0,03 0,03 0,798
VC 69 54 36 51 60 70 38 49 59 60 49 48 71 87 104
2
()
AM 0,183 0,023 5,54 1,06 1,030 0,316 1.67 10,9 4,75 1,79 111,6 0,372 0,39 0,397 7,69
SD 0,14 0,02 3,12 0,76 0,57 0,24 0,67 5,66 4,77 0,95 94,2 0,34 0,36 0,47 7,94
VC 74 102 56 72 55 76 40 52 101 53 84 92 92 119 103
3
()
AM 0.074 0,004 2,79 1,17 0,559 0,157 1,07 5,62 1,59 1,94 46,3 0,153 0,33 0,463 1,38
SD 0,00 2,05 0,42 0,29 0,12 0,46 2,14 1,25 0,77 17,5 0.07 0,19 0,56 1,09
VC 68 62 74 36 51 73 43 38 78 40 38 46 59 121 79,0
4
()
AM 0,376 0,181 3,95 1,36 0,677 2,57 2.92 82,5 105,5 1,51 64,2 1,18 0,778 0,329 1,81
SD 0,189 0,137 2,38 0,875 0,436 1,95 51,3 84,6 0,818 65,1 0,779 0,851 0,238 1,36
VC 50 76 60 64 64 76 68 62 80 54 101 66 109 72 75.3
5
()
AM 0,110 0,003 4,14 4,61 0,716 0,227 1,28 1,28 0,94 0,688 1,19 0,009 0,099 0,728
SD 0,078 0,00 1,98 1,62 0,50 0,10 0,56 0.44 0,67 0,19 0,48 0,01 0,07 0,10 1,14
VC 71 56 48 35 69 44 44 34 72 27 40 59 61 100 157
6
()
AM 0,236 0,178 6.18 6,90 0,790 0,720 2,150 11,5 82,1 4,59 400,5 1,891 5,87 0,522 4,25
SD 0,21 0,14 4,68 5,80 0,70 0,51 1,22 7,79 50,4 2,29 217,5 0,78 3,43 0.47 2,57
VC 88 77 76 84 57 70 57 68 61 50 54 41 58 90 60,6
7
()
AM 0,075 0,005 2,12 0,647 0,297 0,126 0,805 1,51 1.39 0,616 7,15 0,036 0,084 0,048 1,57
SD 0,06 0,01 1,21 0,32 0,25 0,06 0,37 0,47 0,46 2,95 0,02 0,05 0,04 2,08
VC 85 99 57 49 86 44 46 31 75 75 41 42 58 93 132
8
()
AM 0.077 0,011 2,76 0,840 0,503 0,150 1,025 3,23 2,35 1,14 15,3 0,057 0,166 0,114 1,71
SD 0,07 0,01 2,40 0,35 0,46 0,07 0,53 1,75 1,79 0,61 12,2 0.04 0,12 0,15 2,09
VC 86 59 87 42 92 47 52 54 76 53 79 63 69 129 122

Пространственное распределение некоторых тяжелых металлов в водах рек Вохчи, Норашеник и Геги было проанализировано в виде ящичков с усами ( См. Рисунок 2).


Они отображают пакеты данных с пятью значениями, используемыми для описания набора данных. Длина рамки представляет собой межквартильный диапазон, который содержит 50% значений, а жирная горизонтальная линия внутри рамки указывает медианное значение. «Бакенбарды» - это линии, идущие от прямоугольника до самого высокого и самого низкого значений.

Схема пространственного распределения оказалась мощным инструментом для определения горячих точек загрязнения и возможных источников тяжелых металлов.Сравнение содержания тяжелых металлов, наблюдаемых в источниках рек и других участках, позволяет различать геологическое и антропогенное происхождение загрязняющих веществ.

Наибольшая концентрация Cu в водах реки Вохчи и ее притоков (медианное значение 71,3 μ г / л) (см. Рис. 2) наблюдалась на WS-4, примерно в 30–60 раз выше по сравнению с фоновыми участками WS -1, WS-5 и WS-7 (см. Карту, рисунок 1). Концентрация Cu тоже на порядок выше по сравнению с WS-3.Это явление свидетельствует о том, что воды реки Вохчи загрязнены Cu на территории города Капана, а источником загрязнения Cu являются сточные воды КПМ. Также существует вероятность диффузного загрязнения медью из заброшенной шахты Каварт. Другой источник загрязнения Cu реки Вохчи, хотя и не такой большой, как сточные воды KPM, - это ZCMC с его хвостохранилищем в Арцванике, о чем свидетельствует увеличение концентрации Cu после города Каджаран и в устье Норашеника по сравнению с источником. рек Вохчи (БС-1) и Норашеник (БС-5).Вариация концентрации Cu вокруг среднего значения также выше из-за неконтролируемого точечного и неточечного загрязнения.

Характер пространственного распределения Co и Fe аналогичен Cu с наблюдаемыми самыми высокими значениями концентрации в WS-4 (см. Рисунок 2 и таблицу 3).

Медианные значения Zn и Mn были значительно выше () в WS-6 и WS-4 (см. Рисунок 2). Они были примерно на два порядка выше, чем самые высокие концентрации Zn и Mn, измеренные на других участках, которые связаны с притоком сточных вод как от Арцваникского хвостохранилища, так и КПМ.Концентрации Zn и Mn в БС-6 (устье Норашеник) после воздействия сточных вод Арцваникского хвостохранилища увеличиваются в 99 и 55 раз соответственно. Диапазон разброса среднего значения также выше.

В случае Sb, Mo, Se, As и Cd медианные значения были значительно выше для WS-6: 4,78, 340,1, 4,0, 4,0 и 1,93 мк г / л (), соответственно (см. Рисунок 2 и Таблица 3). Увеличение концентрации между WS-6 и WS-5 составляет примерно 2-3 порядка.Он связан с притоком сточных вод от Арцваникского хвостохранилища. Несмотря на наблюдаемые более высокие концентрации Sb и Mo в устье реки Норашеник (WS-6), воздействие на реку Вохчи не столь велико из-за разницы в количестве воды рек Норашеник и Вохчи (см. Раздел 2.1). Эта картина показывает, что сточные воды КПМ не загрязнены Sb и Mo. Увеличение концентраций Sb, Cd и Mo наблюдается также на WS-2 из-за точечного и неточечного загрязнения ZCMC.Концентрация Cd увеличивается на WS-4 из-за воздействия сточных вод КПМ.

Картина пространственного распределения Pb имеет сходство с Cd (см. Таблицу 3). Вариация средней концентрации Pb внутри участков отбора проб составляет более 80%, что указывает на большую разницу между концентрацией фоновых и подвергнутых воздействию участков. Как видно из данных (Таблица 3), содержание Pb в реке Вохчи увеличилось из-за воздействия сточных вод ZCMC и KPM.

Различия средних концентраций Cr, Ni и Ti между точками отбора проб составляют 37%, 49% и 41% соответственно.Небольшое увеличение содержания Cr и Ti наблюдалось только на WS-2 (0,97 и 5,05 мк г / л) (рис. 2). Концентрация Ni незначительно увеличивается на WS-2 и WS-6.

Картина пространственного распределения V отличается от других металлов. Под влиянием ZCMC наблюдалось небольшое увеличение концентрации V в WS-2, что намного ниже, чем концентрация, наблюдаемая в WS-5. Содержание нескольких тяжелых металлов, таких как Ti, Cr, Co, Ni, Sb и Pb, выше на WS-5 по сравнению с двумя другими фоновыми участками (WS-1 и WS-7).

В целом в реке Норашеник концентрации Mn, Mo, Zn, Cd и Sb резко возросли под влиянием сточных вод хвостохранилища Арцваник. В Ривере Геги наблюдалось небольшое увеличение значений концентраций Mn, As, Sb и Pb.

Коэффициент вариации (ВК) использовался для исследования изменчивости концентраций в течение периода отбора проб (2014–2016 гг.). Наиболее сезонно изменчивыми металлами являются Pb, Fe и Se (см. Таблицу 2). Значения VC для Pb были выше 80% (86–136%) на всех участках отбора проб, за исключением WS-4.На фоновых участках, за исключением WS-7, значения VC составляют менее 80% (кроме Se и Pb), что указывает на меньшую изменчивость тяжелых металлов на фоновых участках. В WS-7 переменными металлами (CV> 80%) являются Fe, Mn, Cr и Pb. Самые высокие значения в течение года наблюдались с марта по май и частично с октября по ноябрь. Весной содержание тяжелых металлов увеличивается из-за таяния снегов и осадков на водосборе. Сточные воды с горных выработок и шахтных стоков считаются неточечным источником загрязнения тяжелыми металлами.

Чтобы различить источники загрязнения, тяжелые металлы также были проанализированы с помощью корреляции Пирсона. Корреляционный анализ был проведен для наблюдаемых 15 тяжелых металлов на основе данных за период 2014–2016 гг. (См. Таблицу 4). Учитывалась только сильная и положительная (> 0,7) корреляция между металлами. Среди металлов единственным некоррелированным металлом является Ni.


WS Коэффициенты корреляции Пирсона между металлами

1 Cu-V (0.70)
2 Cd-Se (0,88), Mo-Cd (0,84), Mo-Se (0,81), Pb-Ti (0,79), Mo-As (0,78), Fe-Mn (0,78) , V-Ti (0,75) Se-As (0,74), V-As (0,72), Cd-As (0,70), V-Co (0,70), Pb-Fe (0,70)
3 Mo- As (0,88), Mo-Cd (0,76), Ti-Fe (0,74), Cu-Fe (0,72), Cd-As (0,70)
4 Mo-As (0,95), Cu-Zn ( 0,89), Sb-As (0,88), Mo-V (0,86), Mo-Sb (0,86), As-V (0,85), Cu-Co (0,82), Co-Zn (0,81), Cd-Zn (0,79 ), Co-Mn (0,77), Cd-Sb (0.73), Cd-Co (0,72), Sb-V (0,71)
5 Mn-Fe (0,74), Mn-Ti (0,71)
6 As-V (0,76), Pb-Co (0,73), Zn-Cu (0,73), Cu-V (0,70), Cu-Co (0,70), Fe-Cr (0,70), Fe-Ti (0,70), Ti-Cr (0,70)
7 Fe-Ti (0,87), Fe-Co (0,85), Fe-V (0,84), Sb-Co (0,82), V-Ti (0,80), Pb-Ti (0,77), Co-V (0,75), Fe-Pb (0,72), Fe-Sb (0,72), Fe-Cu (0,72), Co-Ti (0,71), Mo-Cr (0,70)
8 Cd-Mo (0 .93), As-Mo (0,86), Fe-Pb (0,85), Cu-V (0,84), Fe-Ti (0,83), Cd-As (0,79), Cu-Ti (0,79), Pb-Ti (0,75 ), Cu-Co (0,75), Cu-Cr (0,73), Fe-Cu (0,72), Cr-Mn (0,72), Ti-V (0,71), Cr-V (0,70), Co-V (0,70) , Co-Ti (0,70), Fe-V (0,70), Mn-Ti (0,70), Pb-Ti (0,70)

На участке 2 количество коррелированных параметров и значения коэффициента корреляции увеличиваются. Сильная корреляция была обнаружена между 9 металлами (Ti, V, Co, Cu, As, Mo, Cd, Pb и Fe).После добычи и переработки молибдена и меди состав речной воды изменился. Коррелированные металлы связаны с составом местных минералов: молибдена, халькопирита, магнетита и пирита.

На участке 3 сильная корреляция наблюдалась для 5 пар. На участке 4 коэффициенты корреляции снизились с 0,95 до 0,70 среди 13 пар. Высокая корреляция указывает на то, что эти элементы принадлежат одним и тем же искусственным источникам.

В истоке реки Норашеник (WS-5) сильная корреляция наблюдалась только между 3 металлами (Fe, Mn и Ti).Эти металлы являются основными компонентами нескольких распространенных минералов и горных пород. На участке 6 увеличивается количество коррелированных параметров и значения коэффициента корреляции. Корреляция была обнаружена между 8 парами, коэффициенты корреляции были изменены с 0,76 до 0,7.

На участке 7 коэффициенты корреляции снизились с 0,87 до 0,70 среди 12 пар. Хотя WS-7 рассматривается как фоновый участок коррелированных пар, очевидно, что существует антропогенное воздействие. Наиболее коррелированные пары наблюдались на WS-8.На участке 8 коэффициенты корреляции снизились с 0,93 до 0,70. Это указывает на то, что эти пары металлов, вероятно, произошли из одних и тех же источников.

3.2. Пространственное распределение тяжелых металлов в отложениях

Результаты анализа тяжелых металлов в отложениях рек Вохчи, Геги и Норашеник (см. Таблицу 5) показали увеличение концентраций тяжелых металлов в отложениях в нижнем течении Каджарана (SS-2 ), за исключением Ti, Mn и Fe, по сравнению с SS-1 (исток реки Вохчи), связанным с осушением горных территорий ЗГМК.Наибольшие концентрации Cu, Zn, Mo и Pb наблюдались на SS-2 и SS-3. На SS-1 среднее содержание металлов следует в порядке Fe> Ti> Mn> Cu> Zn> V> Mo> Pb> Ni> Cr> As> Co> Cd> Sb. На SS-2 среднее содержание металлов следует в порядке Fe> Ti> Cu> Mn> Mo> Zn> V> Pb> Ni> Cr> As> Co> Sb> Cd. Несмотря на увеличение содержания металлов на ПС-2, порядок средних значений концентраций металлов остается практически неизменным.

75,4

SS Fe Ti V Cr Mn Co Ni Cu Zn As Mo Cd Sb Pb

1 8962 840 25.4 8,89 450 5,34 11,3 119 41,4 6,93 24,0 0,32 0,23 11,5
2 4674 2037 45.9 9,42 239 8,12 14,8 620 99,6 9,41 109 0,44 1,54 30,1
3 20018 4203 121 11.1 245 13,8 17,0 494 54,4 29,7 80,0 0,33 2,96 40,5
4 4471 1499 35,3 1,95 4,36 3,22 137
.

Simple English Wikipedia, бесплатная энциклопедия

Некоторые химические элементы называются металлами . Это большинство элементов периодической таблицы. Эти элементы обычно обладают следующими свойствами:

  1. Они могут проводить электричество и тепло.
  2. Их легко сформировать.
  3. У них блестящий вид.
  4. Они имеют высокую температуру плавления.

Большинство металлов являются твердыми при комнатной температуре, но это не обязательно.Ртуть жидкая. Сплавы - это смеси, в которых хотя бы одна часть смеси представляет собой металл. Примеры металлов: алюминий, медь, железо, олово, золото, свинец, серебро, титан, уран и цинк. Хорошо известные сплавы включают бронзу и сталь.

Изучение металлов называется металлургией.

Признаки сходства металлов (свойства металлов) [изменить | изменить источник]

Большинство металлов твердые, блестящие, они кажутся тяжелыми и плавятся только при очень высоких температурах.Куски металла будут издавать звон колокольчика при ударе чего-то тяжелого (они звучные). Тепло и электричество могут легко проходить через металл (он проводящий). Кусок металла можно разбить на тонкий лист (он ковкий) или растянуть на тонкую проволоку (он пластичный). Металл трудно разорвать (у него высокая прочность на разрыв) или разбить (у него высокая прочность на сжатие). Если надавить на длинный тонкий кусок металла, он согнется, а не сломается (он эластичный). За исключением цезия, меди и золота, металлы имеют нейтральный серебристый цвет.

Не все металлы обладают этими свойствами. Ртуть, например, жидкая при комнатной температуре, свинец очень мягкий, а тепло и электричество не проходят через железо так, как через медь.

Мост в России металлический, вероятно, железный или стальной.

Металлы очень полезны людям. Их используют для изготовления инструментов, потому что они могут быть прочными и легко поддающимися обработке. Из железа и стали строили мосты, здания или корабли.

Некоторые металлы используются для изготовления таких предметов, как монеты, потому что они твердые и не изнашиваются быстро.Например, медь (блестящая и красного цвета), алюминий (блестящая и белая), золото (желтая и блестящая), а также серебро и никель (также белые и блестящие).

Некоторые металлы, например сталь, можно сделать острыми и оставаться острыми, поэтому их можно использовать для изготовления ножей, топоров или бритв.

Редкие металлы высокой стоимости, такие как золото, серебро и платина, часто используются для изготовления ювелирных изделий. Металлы также используются для изготовления крепежа и шурупов. Кастрюли, используемые для приготовления пищи, могут быть сделаны из меди, алюминия, стали или железа.Свинец очень тяжелый и плотный, и его можно использовать в качестве балласта на лодках, чтобы не допустить их опрокидывания или защитить людей от ионизирующего излучения.

Многие изделия, сделанные из металлов, на самом деле могут быть сделаны из смесей по крайней мере одного металла с другими металлами или с неметаллами. Эти смеси называются сплавами. Некоторые распространенные сплавы:

Люди впервые начали делать вещи из металла более 9000 лет назад, когда они обнаружили, как получать медь из [] руды. Затем они научились делать более твердый сплав - бронзу, добавляя к ней олово.Около 3000 лет назад они открыли железо. Добавляя небольшое количество углерода в железо, они обнаружили, что из них можно получить особенно полезный сплав - сталь.

В химии металл - это слово, обозначающее группу химических элементов, обладающих определенными свойствами. Атомы металла легко теряют электрон и становятся положительными ионами или катионами. Таким образом, металлы не похожи на два других вида элементов - неметаллы и металлоиды. Большинство элементов периодической таблицы - металлы.

В периодической таблице мы можем провести зигзагообразную линию от элемента бора (символ B) до элемента полония (символ Po). Элементы, через которые проходит эта линия, - это металлоиды. Элементы, расположенные выше и справа от этой линии, являются неметаллами. Остальные элементы - это металлы.

Большинство свойств металлов обусловлено тем, что атомы в металле не очень крепко удерживают свои электроны. Каждый атом отделен от других тонким слоем валентных электронов.

Однако некоторые металлы отличаются. Примером может служить металлический натрий. Он мягкий, плавится при низкой температуре и настолько легкий, что плавает на воде. Однако людям не следует пробовать это, потому что еще одно свойство натрия состоит в том, что он взрывается при соприкосновении с водой.

Большинство металлов химически стабильны и не вступают в реакцию легко, но некоторые реагируют. Реактивными являются щелочные металлы, такие как натрий (символ Na) и щелочноземельные металлы, такие как кальций (символ Ca). Когда металлы действительно вступают в реакцию, они часто реагируют с кислородом.Оксиды металлов являются основными. Оксиды неметаллов кислые.

Соединения, в которых атомы металлов соединены с другими атомами, образуя молекулы, вероятно, являются наиболее распространенными веществами на Земле. Например, поваренная соль - это соединение натрия.

Кусок чистой меди, найденной как самородная медь

Считается, что использование металлов отличает людей от животных. До того, как стали использовать металлы, люди делали инструменты из камня, дерева и костей животных. Сейчас это называется каменным веком.

Никто не знает, когда был найден и использован первый металл. Вероятно, это была так называемая самородная медь, которую иногда находят большими кусками на земле. Люди научились делать из него медные инструменты и другие вещи, хотя для металла он довольно мягкий. Они научились плавке, чтобы получать медь из обычных руд. Когда медь плавили на огне, люди научились делать сплав под названием бронза, который намного тверже и прочнее меди. Из бронзы делали ножи и оружие.Это время в истории человечества примерно после 3300 г. до н.э. часто называют бронзовым веком, то есть временем бронзовых орудий и оружия.

Примерно в 1200 году до нашей эры некоторые люди научились делать железные орудия труда и оружие. Они были даже тверже и прочнее бронзы, и это было преимуществом на войне. Время железных инструментов и оружия теперь называется железным веком. . Металлы были очень важны в истории человечества и цивилизации. Железо и сталь сыграли важную роль в создании машин. Золото и серебро использовались как деньги, чтобы люди могли торговать, то есть обмениваться товарами и услугами на большие расстояния.

В астрономии металл - это любой элемент, кроме водорода или гелия. Это потому, что эти два элемента (а иногда и литий) - единственные, которые образуются вне звезд. В небе спектрометр может видеть признаки металлов и показывать астроному металлы в звезде.

В организме человека некоторые металлы являются важными питательными веществами, такими как железо, кобальт и цинк. Некоторые металлы могут быть безвредными, например рутений, серебро и индий. Некоторые металлы могут быть токсичными в больших количествах. Другие металлы, такие как кадмий, ртуть и свинец, очень ядовиты.Источники отравления металлами включают горнодобывающую промышленность, хвостохранилища, промышленные отходы, сельскохозяйственные стоки, профессиональные воздействия, краски и обработанную древесину.

.

Аюрведическая добавка мумие содержит тревожно высокие уровни тяжелых металлов свинца и мышьяка: Health Ranger предупреждает потребителей


(NaturalNews) Недавние испытания в моей международной аккредитованной научной лаборатории (аккредитация ISO 17025, «золотой стандарт» аналитического мастерства) показали, что добавка shilajit содержит поразительные 2700+ частей на миллиард (частей на миллиард) свинца, токсичного тяжелого металла. связано с когнитивным повреждением.

Это тот же токсичный тяжелый металл, который обнаружен в системе водоснабжения Флинта, штат Мичиган, в результате чего правительственным ученым были предъявлены обвинения в совершении тяжких преступлений.Предел EPA по свинцу в системе водоснабжения составляет 15 частей на миллиард. Продукт мумие, который мы тестировали, был более чем в 180 раз выше .

Было обнаружено, что та же добавка мумие содержит более 600 частей на миллиард мышьяка , другого токсичного тяжелого металла. Вызывает тревогу то, что он также содержит эти концентрации еще большего количества элементов и металлов, которые могут быть токсичными при высоких концентрациях:

Медь: 4200+ частей на миллиард
Никель: 4900+ частей на миллиард
Алюминий: 1380747 частей на миллиард (или 1380 частей на миллион)

Согласно шкале оценки тяжелых металлов, которую я разработал и опубликовал в Low Heavy Metals Verified, эта концентрация свинца принесет этой добавке для мумие сорт "F".

В связи с металлическим составом, обнаруженным в мумие, я издаю предупреждение для потребителей , чтобы избегать добавок мумие , если вы не знаете наверняка, что они в значительной степени чисты от токсичных тяжелых металлов. (Оценка «A» или выше на LowHeavyMetalsVerified.org.)

Лично я не только никогда не буду есть ничего, содержащее 2700+ частей на миллиард свинца, Я бы никогда не стал продавать такую ​​добавку . Я как ученый, автор и разработчик суперпродуктов считаю крайне неэтичным продавать добавки населению, если они содержат такие высокие уровни свинца, меди, мышьяка, никеля и алюминия.

Мумие - это черное минеральное вещество, богатое фульвокислотой, которое использовалось в аюрведической медицине на протяжении тысяч лет. В настоящее время он продается как аюрведическая пищевая добавка, вместе с некоторыми довольно рискованными заявлениями о том, что он способствует сексуальной функции, функции мозга, иммунной функции и даже детоксикации. Трудно представить, как мумие может считаться таким целительным, когда он загрязнен такими высокими концентрациями тяжелых металлов и токсичных элементов.

Свинец, конечно, нарушает когнитивные функции и вредит нервному развитию у детей.Это исчерпывающе связано с пониженным IQ у людей , что очень затрудняет понимание того, как продукт с такой высокой концентрацией свинца может утверждать, что поддерживает «функцию мозга».

Вот изображение того же названия продукта и бренда, которые я тестировал:

А вот ссылка на веб-страницу Healthforce Shilajit, где эта пищевая добавка описывается как «густой смолистый материал, сочащийся из трещин в коже. ... скалы "и съели обезьяны.На той же странице объясняется, что металлы и элементы, содержащиеся в мумие, являются «минералами с высокой биодоступностью». (Как раз то, что я хотел на Рождество ... свинец, мышьяк, никель и алюминий с высокой биодоступностью!)

Другие утверждения на веб-сайте, кажется, сильно противоречат известным токсическим эффектам тяжелых металлов, содержащихся в продукте. Например, утверждается, что продукт «поддерживает память, обучение и здоровую работу мозга», хотя известно, что свинец наносит вред памяти, обучению и здоровому функционированию мозга.

Пожалуй, наиболее шокирующим является то, что веб-страница Healthforce объясняет: «Мы проверяем наш мумие на идентичность, пестициды, микробиалы, тяжелые металлы, облучение, ГМО, остатки растворителей и содержание фульвокислот, чтобы гарантировать высокий уровень чистоты и эффективности, который наши клиенты заслуживают. " Это, совершенно очевидно, означает, что компания Healthforce знает о свинце, мышьяке, алюминии и других потенциально вредных элементах, обнаруженных в их продукте из мумие , но они все равно продолжают его продавать.

Меня это действительно шокирует. Healthforce прямо признает, что даже несмотря на то, что они тестируют свои продукты на наличие тяжелых металлов, они не прекращают их продавать, когда в их продуктах обнаруживается высокий уровень этих тяжелых металлов. Так в чем, собственно, смысл их тестирования? Испытывают ли они их только для того, чтобы на своем веб-сайте сказать, что «мы проверяли на тяжелые металлы»?

Для справки, добавок мумие были запрещены в Канаде по той самой причине, которую вы можете подозревать: это вещество настолько богато тяжелыми металлами, что Министерство здравоохранения Канады уже давно определило, что оно слишком опасно для потребления человеком .

На странице государственного архива Канады:

Министерство здравоохранения Канады предупреждает потребителей не использовать определенные аюрведические лекарственные средства, поскольку они содержат высокие уровни тяжелых металлов, таких как свинец, ртуть и / или мышьяк. Министерство здравоохранения Канады принимает меры по удалению этих продуктов с рынка и предотвращению дальнейшего импорта в Канаду.

Аюрведические лекарства используются в традиционном индийском целительстве и часто импортируются из Индии. Согласно принципам аюрведической медицины, тяжелые металлы могут использоваться из-за их известных терапевтических свойств.Однако неправильные производственные процессы могут привести к опасно высоким уровням тяжелых металлов, остающимся в конечном продукте.

Тяжелые металлы представляют особую опасность для здоровья, поскольку они могут накапливаться в жизненно важных органах. Дети наиболее подвержены токсическому воздействию отравления тяжелыми металлами. Например, отравление мышьяком может вызвать тошноту, боль в животе, рвоту, мышечные спазмы, сердечные аномалии, повреждение печени, анемию и снижение функции двигательных нервов. Отравление свинцом может вызвать потерю веса, бессонницу, головокружение, отек мозга и паралич.Отравление ртутью может вызвать тремор, бессонницу, потерю памяти, замедление работы сенсорных и двигательных нервов и снижение умственной функции.

В качестве меры предосторожности Министерство здравоохранения Канады рекомендует канадцам не использовать какие-либо другие продукты Karela, Safi, Maha Sudarshan Churna, Yograj Guggul, Sudarshan или Shilajit, если у них нет необходимого разрешения на продажу.

Как вы знаете, если вы очень долго следили за моей работой, я являюсь основателем и научным директором лаборатории CWC Labs. Там я провел несколько лет, проводя первые исследования тяжелых металлов в пищевых продуктах и ​​диетических добавках с помощью приборов ИСП-МС.(Патентное ведомство США только что выдало мне два патента, связанных с ИСП-МС, которые находятся на рассмотрении почти три года. Они будут опубликованы правительством всего через несколько недель.)

Моя лаборатория также была проверена. награжден этим Сертификатом качества за выдающуюся аналитическую работу, достижение «100% приемлемых данных» при получении данных анализа для проб воды, отклонение которых составляет всего 0,3 частей на миллиард (0,0003 частей на миллион). Я также являюсь автором широко известной книги Food Forensics, получившей признание на Amazon.com # 1 Самая продаваемая книга НАУКА в рейтинге до того, как она была выпущена.

Чтобы протестировать эту добавку мумие, я использовал наш аккредитованный внутренний метод, основанный на EPA 200.8, опубликованном научном методе элементного анализа. Внутренний стандарт, который я составил для этого определения, - это Висмут-209 , широко известный как самое тяжелое стабильное ядро ​​из существующих, с периодом полураспада, который более чем в миллиард раз превышает возраст нашей Вселенной.

Сегодня я регулярно тестирую пищевые добавки для многих коммерческих клиентов.С момента запуска этой услуги по коммерческому тестированию в CWC Labs я видел только один продукт для здоровья с более тревожным профилем тяжелых металлов, чем эта пищевая добавка мумие: порошковый цеолит (который обычно содержит очень много свинца и алюминия, по сравнению с чем-либо еще в вся отрасль).

.

Смотрите также