Пахолок З. В., уч. 9 кл., Мбоу сош №5 Руководители

Средняя общеобразовательная школа № 5

Определение ионов свинца в водах Красноярского водохранилища и реки Енисей

Пахолок З.В., уч. 9 кл.,

МБОУ СОШ № 5

Руководители:

Лычакова С.Н., МБОУ СОШ № 5

учитель биологии и химии

Солодухина С.Н., МБОУ СОШ № 5

педагог дополнительного

образования

Первышина Г.Г. д-р.биолог.наук, доцент, проф. каф. ЭХЭТ ГОУ ВПО «КГТЭИ»

Дивногорск, 2012

1.Изучить литературу по теме исследования.

2.Отобрать пробы воды и провести анализ на определение ионов свинца.

3.Сделать выводы и рекомендации.

Исследования производятся следующим образом. К испытуемому раствору прибавить немного KI, после чего, добавив CH₃COOH, нагреть содержимое пробирки до полного растворения первоначально выпавшего мало характерного жёлтого осадка PbI₂. Охладить полученный раствор под краном, при этом PbI₂ выпадет снова, но уже в виде красивых золотистых кристаллов Pb₂⁺ + 2I^- = PbI₂.

Для всех регионов России свинец — основной антропогенный токсичный элемент из группы тяжелых металлов, что связано с высоким индустриальным загрязнением и выбросами автомобильного транспорта, работающего на этилированном бензине. Свинец накапливается в теле, костях и поверхностных тканях. Свинец влияет на почки, печень, нервную систему и органы кровообразования. Пожилые и дети особенно чувствительны даже к низким дозам свинца

Говоря о повышенной концентрации в воде металлов, как правило, подразумевают ее загрязнение тяжелыми металлами (Cd, Pb, Zn, Cr, Ni, Co, Hg и др.). Тяжелые металлы, попадая в воду, могут существовать в виде растворимых токсичных солей и комплексных соединений (иногда очень устойчивых), коллоидных частиц, осадков (свободных металлов, оксидов, гидроксидов и др.). Главными источниками загрязнения воды тяжелыми металлами являются гальванические производства, предприятия горнорудной, черной и цветной металлургии, машиностроительные заводы и др. Тяжелые металлы в водоеме вызывают целый ряд негативных последствий: попадая в пищевые цепи и нарушая элементный состав биологических тканей, они оказывают тем самым прямое или косвенное токсическое воздействие на водные организмы. Тяжелые металлы по пищевым цепям попадают в организм человека[4].

К стойким химическим загрязнителям кумулятивного действия со специфическими токсическими свойствами относятся и тяжелые металлы. Тройку наиболее экологически опасных тяжелых металлов составляют свинец, ртуть и кадмий. Более 35 видов металлов извлекается в составе руд и химического топлива из недр Земли на ее поверхность.

В процессе переработки руд, сжигания энергоносителей, потребления тяжелых металлов огромные их количества поступают в атмосферу и водоемы в виде отходов.

Например, в Мировой океан из атмосферы ежегодно поступает 200 тыс. т свинца. А антропогенное накопление ртути в биосфере (главным образом в гидросфере) к настоящему времени оценивается в 1 млн. т. Потери кадмия в биосферу составляет 5 тыс. т/год. Поступая в водную среду, тяжелые металлы вступают во взаимодействие с другими компонентами среды, образуя гидратированные ионы, оксигидраты, ионные пары, комплексные неорганические и органические соединения. Конкретная форма существования металлов зависит от их природы, природы ионов и молекул, конкурирующих за место лиганда, pH, температуры и ионности среды.

Многие тяжелые металлы образуют так называемые синергетические смеси, которые оказывают на водные организмы токсическое воздействие, значительно превышающее сумму действий отдельных компонентов.

Вместе с золотом, серебром, медью, оловом, железом и ртутью свинец входит в число 7 металлов, известных людям с незапамятных времён. Это синевато-серый мягкий и тяжёлый металл, один из важнейших цветных металлов.

Содержание свинца в земной коре 1.6 • 10^-3% по массе. Самородный свинец встречается крайне редко. Он входит в состав около 80минералов. Чаще всего свинец встречается в виде сульфида PbS. Этот хрупкий блестящий минерал серого цвета называют гагенитом, или свинцовым блеском.

Соединения свинца, как и других тяжёлых металлов, токсичны, однако некоторые из них (в соответствующих дозах) используются в качестве лекарств. Вспомните, например, о свинцовsp примочках, которыми пользуются при ушибах. При некоторых заболеваниях кожи врачи нередко назначают свинцовый пластырь, в котором антисептиком служит

оксид свинца (IV) PbO₂ [1]..

Естественными источниками поступления свинца в поверхностные воды служат (англезит, церуссит и др.) минералы. Значительное повышение содержания свинца в окружающей среде (в т.ч. и в поверхностных водах) связано со сжиганием углей, применением тетраэтилсвинца в качестве антидетонатора в моторном топливе, с выносом в водные объекты со сточными водами рудообогатительных фабрик, некоторых металлургических заводов, химических производств, шахт и т.д. Существенными факторами понижения концентрации свинец в воде является адсорбция его взвешенными веществами и осаждение с ними в донных отложениях. В числе других металлов свинец извлекается и накапливается гидробионтами.

Свинец находится в природных водах в растворённом и взвешенном (сорбированном) состоянии. В растворённой форме встречается в виде минеральных и органоминеральных комплексов, а также простых ионов, в нерастворимой – главным образом в виде сульфидов, сульфатов и карбонатов.

В речных водах концентрация свинца колеблется от десятых долей до единиц микрограммов в 1 дм³. Даже в воде водных объектов, прилегающих к районам полиметаллических руд, концентрация его редко достигает десятков микрограммов в 1 дм³. В кислых рудных водах в противоположность другим микрокомпонентам концентрация свинца тоже относительно невелика – десятки или сотни микрограммов в 1 дм³. Лишь в хлоридных термальных водах концентрация иногда достигает нескольких миллиграммов в 1 дм³ [2].

Свинец находится в природных водах в растворённом и взвешенном (сорбированном) состояниях. В растворённой форме он встречается в виде неорганических и органоминеральных комплексов, а также простых ионов, в нерастворимой – главным образом в виде сульфидов, сульфатов и карбонатов.

В речных водах содержание свинца колеблется от десятых долей до первых единиц микрограммов в литре. Даже в водах районов полиметаллических руд содержание его редко достигает десятков микрограммов на литр. В кислых рудничных водах в противоположность другим микрокомпонентам содержание его тоже относительно невелико – десятки или сотни микрограммов на литр. Это объясняется малой растворимостью PbSO₄ особенно при больших концентрациях сульфат-иона. Лишь в хлоридных термальных водах содержание свинца иногда достигает нескольких миллиграммов в литре [3].

Концентрация свинца в природных водах обычно не превышает 10 мкг/л, что обусловлено его осаждением и комплексообразованием с органическими и неорганическими лигандами; интенсивность этих процессов во многом зависит от рН. ПДК свинца в питьевой воде составляет: для стран ЕС — 0,05 мг/дм3, для России — 0,03 мг/дм3.

Анализ воды на свинец важен для поверхностных вод питьевых и сточных вод. Необходимо проверить воду на содержание свинца, если есть подозрения в попадании в водоток промышленных стоков.

Поступление свинца из водопровода зависит от многих факторов: pH воды, жесткости, длительности стоя-ния воды в водопроводных трубах. Свинец наиболее растворим в кислой и мягкой воде[7].

При употреблении с водой повышенных концентраций свинца в зависимости от дозы и времени поступления могут развиваться острые или хронические отравления. Острое отравление развивается при однократном поступлении свинца в дозах: для взрослых 100-120 мг/мл воды, для детей 80-100 мг/мл воды. При остром от-равлении может наступить смертельный исход.

Глава III. Отравление свинцом

Хроническое отравление развивается при постоянном употреблении свинца в малых дозах. Свинец имеет свойство накапливаться в тканях организма и симптоматика отравления появляется при достижении концен-трации свинца в крови 40-60 мг/100 мл. Проявляется признаками поражения центральной и периферической нервной системы, кишечника, почек. Свинец откладывается практически во всех органах и тканях (особенно много в волосах, ногтях, слизистой оболочке десен — т.н. свинцовая кайма на деснах). Основной механизм действия свинца на организм заключается в том, что он блокирует ферменты, участвующие в синтезе гемо-глобина, в результате чего красные кровяные тельца не могут переносить кислород, развивается анемия и хроническая недостаточность кислорода.

Особенно чувствительны к влиянию свинца дети[8]. Свинец блокирует образование предшественника витамина Д, необходимого для отложения кальция в костях, нарушение обмена кальция приводит к развитию рахита. Вредное воздействие свинца на нервную систему приводит к замедлению физического и умственного разви-тия, снижению интеллектуальных способностей, поражению слухового нерва и снижению остроты слуха и т.д.

ПДК свинца в питьевой воде по рекомендациям ВОЗ — 0,01 мг/л.

Хроническое отравление развивается при постоянном употреблении свинца в малых дозах. Свинец имеет свойство накапливаться в тканях организма и симптоматика отравления появляется при достижении концентрации свинца в крови 40-60 мг/100 мл. Проявляется признаками поражения центральной и периферической нервной системы, кишечника, почек. Свинец откладывается практически во всех органах и тканях (особенно много в волосах, ногтях, слизистой оболочке десен — т.н. свинцовая кайма на деснах). Основной механизм действия свинца на организм заключается в том, что он блокирует ферменты, участвующие в синтезе гемоглобина, в результате чего красные кровяные тельца не могут переносить кислород, развивается анемия и хроническая недостаточность кислорода.

Особенно чувствительны к влиянию свинца дети. Свинец блокирует образование предшественника витамина Д, необходимого для отложения кальция в костях, нарушение обмена кальция приводит к развитию рахита. Вредное воздействие свинца на нервную систему приводит к замедлению физического и умственного развития, снижению интеллектуальных способностей, поражению слухового нерва и снижению остроты слуха и т.д.

Употребление воды с высоким содержанием свинца беременными женщинами повышает риск преждевременных родов и риск развития врожденных уродств у плода [9].

ПДК свинца в питьевой воде по рекомендациям ВОЗ — 0,01 мг/л.

При употреблении с водой повышенных концентраций свинца в зависимости от дозы и времени поступления могут развиваться острые или хронические отравления. Острое отравление развивается при однократном поступлении свинца в дозах: для взрослых 100-120 мг/мл воды, для детей 80-100 мг/мл воды. При остром отравлении может наступить смертельный исход. Поэтому необходим контроль за содержанием свинца.

1. 
   А.А. Зенин, Н.В. Белоусов Гидрохимический словарь. Ленинград Гидрометеоиздат 1988
   

3. Популярная библиотека химических элементов. Книга вторая

Серебро – нильсборий и далее. Издание 2-е, исправленное и дополненное, в двух книгах.

Издательство "Наука" Москва 1977

4. Муравьёв А.Г.Руководство по определению показателей качества воды полевыми методами. 2-е изд., перераб. и дополн. – СПб.: "Крисмас+", 1999. - 232с.

5. Руководство по химическому анализу поверхностных вод суши. Под редакцией д-ра хим. наук проф. А.Д. Семёнова. Гидрометеоиздат Ленинград 1977

6. [Электронный ресурс] режим доступа: http://www.referatquick.net/files/referats/Natural%20Sciences/ch_te114.htm.

7. [Электронный ресурс] режим доступа: http://uwt.kiev.ua/index.php?id=41

8. [Электронный ресурс] режим доступа: http://stroika.biz.ua/articles/279/

9. [Электронный ресурс] режим доступа: http://www.aquatoris.ru/voda/problems/himzagrvod/