Загрязнение тяжелыми металлами окружающей среды

Тяжелые металлы загрязняют все слои биосферы. В результате антропогенной нагрузки в атмосферу попадают выбросы дыма, пыли и аэрозоли, которые выпадают в виде кислотных дождей. Далее тяжелые металлы накапливаются в почве, а затем проникают в подземные воды.

Во время работы промышленных объектов загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами происходит различными путями:

1. в воздух в виде аэрозолей, распространяясь на обширные территории;
2. вместе с промышленными стоками металлы поступают в водоемы, изменяя химический состав рек, морей, океанов, а также попадают в грунтовые воды;
3. оседая в слое почвы, металлы изменяют ее состав, что приводит к ее истощению.

Загрязнение почв

Почва является основной средой, в которую попадают тяжёлые металлы, в том числе из атмосферы и водной среды. Она же служит источником вторичного загрязнения приземного воздуха и вод, попадающих из неё в Мировой океан. Из почвы тяжёлые металлы усваиваются растениями, которые затем попадают в пищу более высокоорганизованным животным. Основным источником поступления тяжелых металлов в почву является антропогенная деятельность (добыча и переработка полезных ископаемых, сжигание топлива, движение транспорта, деятельность сельского хозяйства).

Тяжелые металлы накапливаются в почве, особенно в верхних гумусовых горизонтах, и медленно удаляются при выщелачивании, потреблении растениями, эрозии и дефляции - выдувании почв.

В число негативных для почвы последствий загрязнения входят:

• ухудшение роста растений;
• снижение общей плодородности грунта;
• гибель полезных растительных культур;
• ухудшение качества воды;
• уменьшение количества питательных веществ в земле и т.д.

Загрязнение водных объектов

Состояние поверхностных водных объектов в настоящее время имеет одно из приоритетных значений при организации питьевого водоснабжения населенных пунктов.

Состояние водоемов, которые используются в качестве хозяйственно-питьевых целях, является очень важной экологической проблемой в регионах страны. На данный момент времени очень актуальны характеристики и оценка качества воды водных объектов, это показывает степень загрязнения и экологическое состояние объекта. Качество воды в водоеме определяет пригодность ее для использования в питьевых и рекреационных целях, а также для жизни водных обитателей.

Многие системы поверхностного водоснабжения используются в качестве источника для производства питьевой воды, и потенциальный сброс биоактивных химических веществ с очистных сооружений может также представлять потенциальную угрозу для здоровья человека из-за воздействия через питьевую воду. Питьевая вода в Челябинске производится из поверхностных вод, и значительная часть этих поверхностных вод подвергается воздействию стоков. Эффективность удаления химических веществ в процессах очистки сточных вод традиционно контролируется с помощью химического анализа. Химические элементы, особенно металлы и металлоиды, представляют серьезную угрозу для экосистемы и здоровья человека, поскольку они не поддаются разложению, обладают высокой токсичностью и легко накапливаются, а также могут легко обогащаться пищевой цепью и угрожать продовольственной безопасности и в конечном итоге наносить вред организму человека.

Самыми опасными тяжелыми металлами являются: кадмий, медь, мышьяк, никель, ртуть, свинец, цинк, хром, кобальт.

Для Челябинской области характерно загрязнения подземных вод железом и марганцем. Повышенная концентрация железа также вредна для организма человека. Оно может накапливаться в печени в виде коллоидных оксидов железа, получивших название гемосидирина, который вредно воздействует на клетки печени, вызывая их разрушение. Кроме того, вода от железа имеет желто-бурую окраску, неприятный привкус. Повышенное содержание в воде марганца неблагоприятно сказывается на высшей нервной деятельности человека. Как правило, соединения, содержащие марганец присутствуют в воде вместе с растворенным железом Fe+2.

Кроме того что загрязненная марганцем вода наносит значительный ущерб здоровью человека, она также приводит к значительно более быстрому износу бытовой техники и систем отопления. Марганец способен накапливаться в трубах, создавая отложения. Также существуют «марганцевые» бактерии, которые подобно железобактериям, могут становиться причиной закупорки труб.

Сейчас существует большой выбор систем по очистки воды как для воды из скважин, так и для водопроводной воды. Для того что бы правильно подобрать оборудования для очистки воды необходимо провести анализ воды на качество, чтобы понимать, от каких примесей её надо очищать.

В настоящее время основной метод определения тяжелых металлов — это атомно-абсорбционная спектрометрия (ААС). Метод ААС позволяет определить содержание металлов в объектах окружающей среды, воде, почве, воздухе и т.д. Также метод используется для анализа состава горных пород, отходов и металлургии для определения состава сталей.

Лаборатория оснащена современным оборудованием, исследования тяжелых металлов проводится на спектрофотометрах МГА -1000 и Квант 2 МТ. Основными особенностями МГА-1000 является: универсальность и селективность. Благодаря своей высокой селективности, позволяет определять содержание широкого круга элементов в пробах самого разного состава с минимальной пробоподготовкой. Спектрометр МГА – 1000 с зеемановским корректором неселективного поглощения во всем мире признан в качестве референтного метода при определении малых содержаний элементах в пробах сложного состава.

«МГА-1000» предназначен для измерения содержания элементов (Ag, Al, As, Ba, Be, Bi, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, Mn, Mo, Ni, Pb, Pd, Ru, Se, Sn, Sb, Sr, Ti, V, Zn и др.) в широком круге объектов: различных типах вод (питьевые, природные, сточные, морские), атмосферном воздухе, почвах, донных отложениях и осадках сточных вод.

Мы проводим анализ:

• водопроводной воды,
• природной воды из скважин и поверхностных источников,
• сточных вод,
• почвы,
• отходов,
• воздуха рабочей зоны,
• воздуха промышленной зоны,
• атмосферного воздуха и т.д.