Реферат: Свинец и экология

--PAGE_BREAK--
Для диагностики загрязнения организма свинцом служит анализ крови. Концентрация свинца в крови не должна  превышать 15 мкг/100 мл, у беременных и детей – 7 мкг/100 мл. Уже при концентрации свинца в крови 50-60 мкг/100 мл в поведении человека появляются признаки депрессии, агрессивности, а также ухудшения общего самочувствия.

Вероятно, существуют связи между свинцовым загрязнением, приобретенным человеком до рождения и /или в раннем детстве, и снижением уровня его интеллекта, способности к обучению, нарушением двигательных процессов и поведения (сверхактивность). Наиболее выражены изменения психоневрологического статуса у детей, проживающих вблизи аккумуляторных и металлургических заводов.

Свинец активно влияет на синтез белка, энергетический баланс клетки и её генетический аппарат. Многие факты говорят в пользу денатурационного механизма действия. Свинец нарушает синтез порфиринов и гема, угнетая ряд ферментов, учавствующих в обмене порфиринов. Свинец подавляет также активность SH- содержащих ферментов, холинэстеразы в мембранах эритроцитов. Свинец вызывает заметное отклонение в липоидном обмене – повышается содержание общего и не связанного с белками холестирина. Считают, что свинец предрасполагает к развитию атеросклероза. Не стоит забывать, что дети более чувствительны к свинцу, чем взрослые. Одним словом, свинец – яд, действующий на все живое, но вызывающий изменения особенно в нервной системе, крови и сосудах.

Все соединения свинца действуют в общем сходно; разница в токсичности объясняется в основном неодинаковой растворимостью их  в жидкостях организма, в частности в желудочном соке; но и труднорастворимые соединения свинца подвергаются в кишечнике изменениям, в результате чего их растворимость и всасываемость сильно повышаются. Свинцовые белила, сульфат и окись свинца токсичнее других соединений.

5.2. Влияние ионов свинца на почву и растения.

Вследствие глобального загрязнения окружающей среды свинцом, он стал вездесущим компонентом любой растительной и животной пищи и кормов. Растительные продукты в целом содержат больше свинца, чем животные.

Причины летнего листопада – высокое содержание свинца в воздухе. Но, концентрируя свинец, деревья тем самым очищают воздух. В течении вегетативного периода одно дерево обезвреживает соединения свинца, содержащиеся в 130 л. бензина. Наименее восприимчивым к свинцу является клен, а наиболее восприимчивы орешник и ель. Сторона деревьев, обращенная к автомобильным магистралям, на 30-60 % “металличнее”. Хвоя ели и сосны обладает свойствами хорошего фильтра по отношению к свинцу. Она его накапливает и не обменивает с окружающей средой.

Накопление свинца ведут интенсивно грибы, мхи и лишайники и доводят его концентрацию до 64,76 частей на миллион соответственно. А вот более знакомые нам овес и клевер уже при концентрации свинца 50 частей на миллион начинают замедлять рост и урожайность снижается.

Исследователи изучили процесс накопления свинца в почве. Из атмосферы в почву свинец попадает чаще всего в форме оксидов, где постепенно растворяется, переходя в гидроксиды, карбонаты или форму катионов.

Атмосфера.

поступление металла в почву с газопылевыми выбросами

<img width=«214» height=«79» src=«ref-2_13512367-531.coolpic» v:shapes="_x0000_s1043 _x0000_s1028 _x0000_s1042 _x0000_s1030 _x0000_s1031 _x0000_s1032 _x0000_s1033 _x0000_s1034 _x0000_s1035 _x0000_s1036 _x0000_s1037 _x0000_s1038 _x0000_s1039 _x0000_s1040 _x0000_s1041">

                                     PbO
  Почва
<img width=«12» height=«41» src=«ref-2_13512898-112.coolpic» v:shapes="_x0000_s1047">


<img width=«32» height=«12» src=«ref-2_13513010-96.coolpic» v:shapes="_x0000_s1048">                                                                      PbO      PbCO2

<img width=«371» height=«150» src=«ref-2_13513106-1877.coolpic» v:shapes="_x0000_s1057 _x0000_s1049 _x0000_s1051 _x0000_s1052 _x0000_s1053 _x0000_s1054 _x0000_s1055 _x0000_s1056">                                                                       Pb3(CO3)2(OH)2
Миграции  грунтовых вод

Если почва прочно связывает свинец, это предохраняет от загрязнения её грунтовые и питьевые воды, растительную продукцию. Но тогда сама почва постепенно становится все более зараженной и в какой-то момент может произойти разрушение органического вещества почвы с выбросом свинца в почвенный раствор. В итоге такая почва окажется непригодной для сельскохозяйственного использования. Общее количество свинца, которое может задержать метровый слой почвы на 1 гектаре, достигает 500-600 тонн. Такого количества свинца даже при очень сильном загрязнении в обычной обстановке не бывает. Почвы песчаные, малогумусовые устойчивы против загрязнения; это значит, что они слабо связывают свинец, легко отдают его растениям или пропускают через себя с фильтровыми водами.

Установлено, что в слое глубиной до 5 см свинец накапливается более интенсивно, чем медь, молибден, железо, никель и хром. И это печально, поскольку из всего этого ряда свинец – самый ядовитый. Ученые изучали почву и растительность в районах расположения свинцово-цинкового завода и завода по производству аккумуляторов. И, конечно же, свинец в почве обнаружили в количествах, превышающих раз в 40-50 среднее. При такой “подкормке” растения “свинцевеют”. Отмечено интересная особенность растений – различных своих частях накоплять различное количество свинца.  Например, салат и сельдерей в листьях накапливают значительно больше свинца, чем в корнях, а морковь и одуванчик – наоборот.

Отмечено активное накопление свинца в капусте и корнеплодах, причем именно в тех, которые повсеместно употребляются в пищу; например, отмечают большое содержание свинца в картофеле.

Выявили интересную особенность репчатого лука. Оказалось, что на фоновых участках он содержит свинца всего 0,07 частей на 1 млн. частей сухого вещества. На придорожных участках его концентрация гораздо меньше, но степень возрастания этой концентрации десятикратная. Так что и у репчатого лука “свинцовые фильтры” не вполне надежны. Но вот, что особенно странно: зеленый лук и ежа сборная оказались самыми устойчивыми к накоплению свинца из всех изученных растений; содержание свинца в них не превышало 4 частей на 1 млн.

Водное растение эйхорния, которое преимущественно произрастает в Америке, удивило ученых своим свойством жадно поглощать всяческую “химию”, в частности свинец. Эйхорния оказалась великолепным работником по очистке водоема от химических соединений, причем работает она очень быстро. Это объясняется тем, что у эйхорнии длинные, разветвленные корни. Заметим, что поглощая большие количества свинца, сама эйхорния остается здоровой. Оказалось, что и после насыщения ядами эйхорния может быть полезна. Её подвергают газификации и получают газ, по свойствам близкий к природному. А из золы извлекают металлы: свинец, ртуть, кадмий.

Но, пожалуй, рекордсменом среди растений по стойкости к соединениям свинца являются дрожжи. Биологи утверждают, что дрожжи могут поглощать огромные количества свинца в виде уксуснокислой соли – до 15 тысяч частей на миллион частей веса дрожжей – без всякого угнетения обмена веществ. Так может быть дрожжи помогут в борьбе с загрязнением солями свинца? Хлористый и йодистый свинец угнетают брожение. Однако, повторяю, дрожжи – рекордсмен по “свинцовостойкости”. Увы! Этим замечательным свойством обладают не все растения.

В ничтожном количестве свинец необходим живым организмам. Растительность суши вовлекает в биологический круговорот ежедневно 70-80 тыс. т свинца. Содержание его в растениях обычно не значительные: примерно 1-2 тысячных долей % от веса золы. Верхний порог концентраций свинца для растений пока не установлен. Воды рек выносят в год 17-18 тыс.т свинца, что примерно в 200 раз меньше количества выплавляемого металла. Техногенное рассеяние свинца происходит интенсивно.

6. Экспериментальное определение содержания оксида углерода (II) в отработавших газах автомобилей.

6.1. Общие требования.Выпускная система автомобиля должна быть исправна. Перед измерением двигатель должен быть прогрет не ниже рабочей температуры охлаждающей жидкости. Средства измерения, в данном случае газоанализатор “Infralit 2Т”, должны соответствовать требованиям настоящего стандарта.

6.2. Требования безопасности. 1)Помещение, предназначенные для измерения содержания окиси углерода в отработавших газах автомобилей, должны быть оборудованы принудительной или естественной вентиляцией, обеспечивающей санитарно-гигиенические требования к воздуху в зоне измерений. 2)Уровень шума в зоне проведения измерений должен соответствовать определенному ГОСТу. 3)Уровень вибрации в зоне проведения измерений также должен соответствовать определенному ГОСТу. 4)При измерениях должны быть приняты меры безопасности, исключающие самопроизвольное движение автомобиля.

6.3. Методы подготовки.

6.3.1.
Подготовка прибора к работе. Подключить прибор к электросети 220 В. соединить шлангом газозаборный зонд с отделителем конденсата. Соединить шлангом отделитель конденсата с входом прибора. На газозаборный зонд надеть термостойкий шланг. Заполнить сборник отделителя конденсата водой. К выходному штуцеру присоединить шланг для отвода газа, выходящего из прибора, от места измерения.

6.3.2. Регулировка прибора. Перед включением прибора необходимо проверить механическую установку нуля. При отклонениях выполняют коррекцию регулятором (Н). Нажатием на кнопку сетевого выключателя (В) включают прибор. Через 20-30 минут, нажатием на кнопку выключателя насоса (Г) в прибор подается чистый воздух. Проверяют электрическую точку нуля. При отклонениях коррекцию выполняют регулятором электрической установки нуля (Т). Для индикации прибора нажимают кнопку выключателя для контроля чувствительности (Ч). Если показания выше или ниже красной маркировки на шкале прибора, то выполняют коррекцию регулятором чувствительности (М). Отключить все выключатели, кроме сетевого. Прибор готов к работе. Принцип действия газоанализатора основан на испускании инфракрасного излучения и его приеме. Поток излучения сначала преобразуется в электрический сигнал, затем в сигнал, поступающий на показывающий прибор.
<img width=«451» height=«371» src=«ref-2_13514983-8072.coolpic» v:shapes="_x0000_s1086 _x0000_s1085 _x0000_s1062 _x0000_s1063 _x0000_s1064 _x0000_s1065 _x0000_s1066 _x0000_s1067 _x0000_s1068 _x0000_s1069 _x0000_s1070 _x0000_s1071 _x0000_s1072 _x0000_s1073 _x0000_s1074 _x0000_s1075 _x0000_s1076 _x0000_s1077 _x0000_s1078 _x0000_s1079">
И – индикатор – деление в объемн. — %СО.

Н – механическая настройка нулевой точки для индикатора.

В – сетевой выключатель.

Г – выключатель для подающего газового насоса.

Ч – выключатель для контроля чувствительности.

Т – электрическая настройка нулевой точки.

М – регулятор чувствительности, мелкий.

Ш – шнур для сетевого подключения.

Ф – защитный фильтр.

6.3.3. Подготовка автомобиля к проверке.

Устновить рычаг переключения передач в нейтральное положение. Затормозить автомобиль стояночным тормозом. Заглушить двигатель. Установить пробоотборный зонд газоанализатора в выпускную трубу автомобиля на глубину не менее 300 мм от среза. Полностью открыть воздушную заслонку карбюратора. Запустить двигатель. Увеличить частоту вращения вала двигателя до nпов и работать на этом режиме не менее 15 секунд.

6.4. Определение содержания окиси углерода в отработавших газах. Установить минимальную частоту вращения вала двигателя и, не ранее чем через 30 с., измерить содержание окиси углерода. Установить повышенную частоту вращения вала двигателя, равную nпов и, не ранее чем через 30 с, измерить содержание окиси углерода. Измеряют фактическую величину содержания окиси углерода в отработавших газах.  После проведения замера вынимают газозаборный зонд и через 30 с отключают насос прибора (Г). После проведения измерений прибор отключается от сети.

6.5. Содержание окиси углерода в отработавших газах автомобилей должно быть в пределах значений, установленных предприятием – изготовителем, но не выше приведенных в таблице №7.
Таблица №7.

Частота вращения

Предельное допустимое содержание окиси углерода, объемная доля, %

nmin

1,5

nпов

2,0

6.6.
Результаты проверок автомобилей на содержание оксида углерода (II) в отработавших газах автомобилей.

№ п.п.

Дата измерения

Модель автомобиля

Содержание СО в отработавших газах

До регулировки

После регулировки

nmin

nпов

nmin

nпов

1.

30.10.98

М 412

8,0

8,0

1,5

1,5

2.

30.10.98

М 412

3,0

3,0

1,5

1,5

3.

01.12.98

ВАЗ 21063

10,0

10,0

1,0

1,0

4.

11.01.99

ВАЗ 21061

0,5

0,5

0,5

0,5

5.

12.01.99

ВАЗ 21063

1,0

1,0

1,0

1,0

6.

12.01.99

ВАЗ 2121

1,5

1,5

1,5

1,5

7.

14.01.99

Таврия

2,4

2,4

1,2

1,2

8.

15.01.99

Мицубиси RVR

1,0

1,0

1,0

1,0

9.

15.01.99

Ниссан

8,0

8,0

1,2

1,2

10.

15.01.99

Мазда 626

0,9

0,9

0,9

0,9

11.

17.01.99

ЗАЗ 96 Б

2,0

2,0

1,5

1,5

12.

23.01.99

ГАЗ 2410

6,0

6,0

3,5

3,5

13.

25.01.99

ВАЗ 2107

1,5

1,0

1,5

1,0

14.

25.01.99

АUDI 80

1,0

0,9

1,0

0,9



График содержания СО в отработавших газах.

<img width=«582» height=«298» src=«ref-2_13523055-5003.coolpic» v:shapes="_x0000_s1081">
6.7. Выводы.

По результатам проверки содержания окиси углерода в выхлопных газах автомобилей можно сделать следующие выводы:

1.     При работе двигателя на минимальных оборотах содержание оксида углерода (II) выхлопных газов больше, чем при работе двигателя на повышенных оборотах. Это происходит потому, что двигатель рассчитан на скоростные режимы.

2.     Машины иностранного производства по токсичности не отличаются от машин российского производства.

3.     Содержание оксида углерода (II) в выхлопных газах автомобиля можно регулировать. Каждый автомобиль в обязательном порядке должен подлежать регулировке, в процессе которой автомобиль устанавливается на определенном режиме работы, при котором в атмосферу выбрасывается минимальное количество угарного газа. Некоторые машины без регулировки отвечают требованиям ГОСТа. Если токсичность автомобиля укладывается в норму, то автомобиль не регулируют. Но не все автомобили поддаются регулировке, что говорит об их неисправности и необходимости ремонта двигателя.

4.     Сколько автомобиль не регулируй, а угарный газ все равно будет присутствовать в выхлопных газах и будет оказывать негативное влияние на организм человека.

6.8. Влияние оксида углерода (
II
) на организм человека.

СО вытесняет О2 из оксигемоглобина [ОНb] крови, образуя карбоксигемоглобин [COHb], содержание О2 может снижаться с 18-20 % до 8 % (аноксимия), а разница между содержанием НbО в артериальной и венозной крови уменьшается с 7-8 % до 2-4 %. Способность вытеснять О2 из соединения с гемоглобином объясняется гораздо более высоким сродством последнего к СО, чем к О2. Кроме того в присутствии СО в крови ухудшается способность НbО к диссоциации, а отдача О2 к тканям происходит только при очень низком парциальном давлении и его в тканевой среде. При острых отравлениях в соответствии с концентрацией СО и О2 во вдыхаемом воздухе через некоторое время в крови устанавливается равновесие: определенный процент Нb оказывается связанным с СО, остальная часть с О2. Равновесие между концентрацией СО в крови и в воздухе достигается в течение довольно длительного времени – тем раньше, чем больше минутный объем дыхания. Когда содержание СО во вдыхаемом воздухе и в растворе в жидкой части крови уменьшается, начинается отщепление СО от СОНb и обратное выделение его через легкие. Диссоциация СОНb происходит в 3600 раз медленнее, чем НbО. СО способна оказывать непосредственное токсическое действие на клетки, нарушая тканевое дыхание и уменьшая потребление тканями О2.

СО нарушает фосфорный обмен; нарушение азотистого обмена вызывает азотемию, изменение содержания белков плазмы, снижение активности холинэстеразы крови и уровня витамина В6. Угарный газ влияет на углеводный обмен, усиливает распад гликогена в печени, нарушая утилизацию глюкозы, повышая уровень сахара в крови. Поступление СО из легких в кровь обусловлено концентрацией СО во вдыхаемом воздухе и длительностью ингаляции. Выделение СО происходит главным образом через дыхательные пути.

Больше всего при отравлении страдает ЦНС. При вдыхании небольшой концентрации (до 1 мг/л) – тяжесть и ощущение сдавливания головы, сильная боль во лбу и висках, головокружение, дрожь, жажда, учащение пульса, тошнота, рвота, повышение температуры тела до 38-40 С. Слабость в ногах свидетельствует о распространении действия на спинной мозг.
    продолжение
--PAGE_BREAK--