Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве

Стр 1 из 2Следующая ⇒

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГООБРАЗОВАНИЯ «ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСТИТЕТ ИМЕНИ П.А.СТОЛЫПИНА»

Факультет агрохимии, почвоведения, экологии, природообустройства и водопользования

Направление подготовки 20.03.01 – Техносферная безопасность

Кафедра экологии, природопользования и биологии факультета агрохимии, почвоведения, экологии, природообустройства и водопользования

Доклад

по дисциплине "Экологическая токсикология "

тема.: "Медь в окружающей среде"

Обучающийся 502 группы

заочной формы обучения

Скворцов А.В

Проверила: канд. биол. наук
Кадермас И.Г.

ОМСК 2019

Содержание

Содержание меди в окружающей среде ..................................................................................4

Роль элемента для человека, какие последствия для человеческого здоровья вызывают избыток и недостаток меди.......................................................................................................5

Фитотоксичность элемента.......................................................................................................7

Антропогенное поступление меди в окружающую среду. .................................................8

Нормирование меди в окружающей среде............................................................................10

Библиографический список ...............................................................................................11-12

Введение

Согласно энциклопедическому словарю, медь ( лат.Cuprum )- химический элемент I группы периодической системе Менделеева, атомный номер 29, атомная масса 63, 546.

Чистая медь - тягучий, вязкий металл красного, в изломе розового цвета, а в очень тонких слоях на просвет медь выглядит зеленовато-голубой. Эти же цвета, кстати, характерны и для многих соединений меди, как в твердом состоянии, так и в растворах. В соединениях медь обычно проявляет степени окисления +1 и +2, известны также немногочисленные соединения трехвалентной меди.

Медь - один из семи металлов, известных с глубокой древности. Целый период истории человечества назван медным веком.

В книге Подчаинова В. Н. « Медь» так описывается история применения этого металла: « Итак, медный век (4-3-е тысячелетия до н. э.) – переходный период от каменного века к бронзовому. Человек находил месторождения самородной меди и использовал ее для производства орудий труда, посуды, украшений. Позднее в обиходе появились сплавы меди с оловом (бронза), с цинком (латунь).

1. Содержание меди в окружающей среде

В настоящее время трудно найти область промышленности, где бы ни использовались медь, ее сплавы или соединения. Из меди изготавливают теплообменники, вакуум-аппараты, трубопроводы, электрические провода. Многие соединения меди представляют собой пестициды или удобрения, поэтому их широко используют в сельском хозяйстве».

Биофизик Диордица В. А. в статье « О токсической роли тяжелых металлов» отмечает, что закономерностью, отражающей современное развитие общества, является возрастание техногенной миграции. В результате этого происходит массовое поступление химических элементов в объекты окружающей среды, что может привести к техногенным заболеваниям человека.

Уже свершившимся фактом является наличие большого количества загрязняющих веществ в нашей среде обитания, вредность которых в первую очередь определяется:

- их устойчивостью в среде,

- биологической доступностью,

- вероятность вызывать негативные эффекты в очень малых концентрациях.

Всеми этими характеристиками обладают химические элементы, отнесенные к группе тяжелых металлов. Их токсичность проявляется в способности легко аккумулироваться живыми организмами, вызывая даже в малых количествах нарушения их функционирования. В процессе перемещения по геохимическим циклам эти элементы, в силу своих химических свойств, слабо трансформируются и накапливаются в окружающей среде. В настоящее время приоритетными загрязнителями признаны ртуть, свинец, кадмий, мышьяк, ванадий, олово, цинк, сурьма, молибден, кобальт, никель, а также медь.

В настоящее время установлено, что медь обладает канцерогенными свойствами. Ионы меди образуют комплексы с пуриновыми и пиримидиновыми основаниями, это влечет за собой изменения в структуре и свойствах ДНК и РНК, приводящие к бесконтрольному делению клеток (образованию опухоли).

В настоящее время трудно найти область промышленности, где бы ни использовались медь, её сплавы или соединения. Из меди изготовляют теплообменники, вакуум-аппараты, трубопроводы, электрические провода. Бронза, латунь, медно-никелевые и другие медные сплавы применяют как конструкционный материал, антифрикционные, коррозионно-стойкие, высокотепло- и электропроводные материалы в машиностроении, судостроении, авиационной промышленности. Оксиды меди используют в производстве стекла и эмали, сульфат меди(II) — в пиротехнике. Многие соединения меди представляют собой пестициды или удобрения, поэтому их широко используют в сельском хозяйстве. http://docs.cntd.ru/document/1200126731

2. Роль элемента для человека, какие последствия для человеческого здоровья вызывают избыток и недостаток меди .

В организм медь поступает в основном с пищей. В некоторых овощах и фруктах содержится от 30 до 230 мг% меди. Много меди содержится в морских продуктах, бобовых, капусте, картофеле, крапиве, кукурузе, моркови, шпинате, яблоках, какао-бобах.

В желудочно-кишечном тракте абсорбируется до 95% поступившей в организм меди (причем в желудке ее максимальное количество), затем в двенадцатиперстной кишке, тощей и подвздошной кишке. Лучше всего организмом усваивается двухвалентная медь. В крови медь связывается с сывороточным альбумином (12-17%), аминокислотами - гистидином, треонином, глутамином (10-15%), транспортным белком транскуприном (12-14%) и церулоплазмином (до 60-65%).

Считается, что оптимальная интенсивность поступления меди в организм составляет 2-3 мг/сутки. Дефицит меди в организме может развиваться при недостаточном поступлении этого элемента (1 мг/сутки и менее), а порог токсичности для человека равен 200 мг/сутки.

Медь способна проникать во все клетки, ткани и органы. Максимальная концентрация меди отмечена в печени, почках, мозге, крови, однако медь можно обнаружить и в других органах и тканях.

Ведущую роль в метаболизме меди играет печень, поскольку здесь синтезируется белок церулоплазмин, обладающий ферментативной активностью и участвующий в регуляции гомеостаза меди.

Медь является жизненно важным элементом, который входит в состав многих витаминов, гормонов, ферментов, дыхательных пигментов, участвует в процессах обмена веществ, в тканевом дыхании и т.д. Медь имеет большое значение для поддержания нормальной структуры костей, хрящей, сухожилий (коллаген), эластичности стенок кровеносных сосудов, легочных альвеол, кожи (эластин). Медь входит в состав миелиновых оболочек нервов. Действие меди на углеводный обмен проявляется посредством ускорения процессов окисления глюкозы, торможения распада гликогена в печени. Медь входит в состав многих важнейших ферментов, таких как цитохромоксидаза, тирозиназа, аскорбиназа и др. Медь присутствует в системе антиоксидантной защиты организма, являясь кофактором фермента супероксиддисмутазы, участвующей в нейтрализации свободных радикалов кислорода. Этот биоэлемент повышает устойчивость организма к некоторым инфекциям, связывает микробные токсины и усиливает действие антибиотиков. Медь обладает выраженным противовоспалительным свойством, смягчает проявления аутоиммунных заболеваний (напр., ревматоидного артрита), способствует усвоению железа.

Токсическая доза для человека: более 250 мг.

Летальная доза для человека: нет данных.

Индикаторы элементного статуса меди

Оценку содержания меди в организме определяют по результатам исследований крови, мочи, волос. Средняя концентрация меди в плазме крови составляет 0,75-1,3 мг/л, в моче 2-25 мг/л, в волосах 7,5-20 мг/кг. Об обмене меди можно судить с помощью определения уровня церулоплазмина в сыворотке крови, а также по активности медьсодержащих ферментов.

Пониженное содержание меди в организме

Причины дефицита меди:

недостаточное поступление;
длительный прием кортикостероидов, нестероидных противовоспалительных препаратов, антибиотиков;
нарушение регуляции обмена меди.

Основные проявления дефицита меди:

торможение всасывания железа, нарушение гемоглобинообразования, угнетение кроветворения, развитие микроцитарной гипохромной анемии;
ухудшение деятельности сердечно-сосудистой системы, увеличение риска ишемической болезни сердца, образование аневризм стенок кровеносных сосудов, кардиопатии;
ухудшение состояния костной и соединительной ткани, нарушение минерализации костей, остеопороз, переломы костей;
усиление предрасположенности к бронхиальной астме, аллергодерматозам;
дегенерация миелиновых оболочек нервных клеток, увеличение риска развития рассеянного склероза;
нарушение пигментации волос, витилиго;
увеличение щитовидной железы (гипотиреоз, дефицит тироксина);
задержка полового развития у девочек, нарушение менструальной функции, снижение полового влечения у женщин, бесплодие;
развитие дистресс-синдрома у новорожденных;
нарушение липидного обмена (атеросклероз, ожирение, диабет);
угнетение функций иммунной системы;
ускорение старения организма.

Повышенное содержание меди в организме

Повышенное содержание соединений меди в организме весьма токсично для человека.

Причины избытка меди:

избыточное поступление в организм (вдыхание паров и пыли соединений меди в условиях производства, бытовые интоксикации растворами соединений меди, использование медной посуды);
нарушение регуляции обмена меди.

Основные проявления избытка меди:

функциональные расстройства нервной системы (ухудшение памяти, депрессия, бессонница);
при вдыхании паров может проявляться "медная лихорадка" (озноб, высокая температура, проливной пот, судороги в икроножных мышцах);
воздействие пыли и окиси меди может приводить к слезотечению, раздражению конъюнктивы и слизистых оболочек, чиханию, жжению в зеве, головной боли, слабости, болям в мышцах, желудочно-кишечным расстройствам;
нарушения функций печени и почек;
поражение печени с развитием цирроза и вторичным поражением головного мозга, связанным с наследственным нарушением обмена меди и белков (болезнь Вильсона-Коновалова);
аллергодерматозы;
увеличение риска развития атеросклероза;
гемолиз эритроцитов, появление гемоглобина в моче, анемия.

Продукты питания, в которых содержится медь, достаточно разнообразны и доступны. Из животных продуктов обязательно следует отметить баранину, телятину и, на всякий случай, верблюжатину. Также не забываем про морепродукты, они являются богатым кладезем элемента.

Из действительно доступных каждому человеку, но не менее полезных во всех смыслах в список попали картофель, орехи, грибы, гречка, пшеница, овес, яичный желток, какао, мята, рябина, петрушка, чернослив.

Молочные продукты очень бедны медью, и кроме того, способны ее «дисквалифицировать» в других продуктах, поэтому их употребление следует отделить от основного приема пищи хотя бы на час. Такое же действие оказывают полуфабрикаты и продукты фаст-фуда. http://xcook.info/makrojelementy/med.html

3. Фитотоксичность элемента

Природные медные минералы в почвах включают сульфаты, фосфаты, оксиды и гидроксиды. Медные сульфиды могут образовываться в плохо дренируемых или затопляемых почвах, где реализуются восстановительные условия. Медные минералы обычно слишком растворимы, чтобы оставаться в свободно дренируемых сельскохозяйственных почвах. В загрязненных металлом почвах, однако, химическая среда может контролироваться неравновесными процессами, приводящими к накоплению метастабильных твердых фаз. Предполагается, что и в восстановленных, загрязненных медью почвах могут находиться ковеллин (CuS) или халькопирит (CuFeS₂).

Следовые количества меди могут содержаться в виде отдельных сульфидных включений в силикатах и могут изоморфно замещать катионы в филлосиликатах. Несбалансированные по заряду глинистые минералы неспецифически абсорбируют медь, а вот оксиды и гидроксиды железа и марганца показывают очень высокое специфическое сродство к меди. Высокомолекулярные органические соединения способны быть твердыми абсорбентами для меди, а низкомолекулярные органические вещества склонны образовывать растворимые комплексы.

Сложность состава почв ограничивает возможность количественного разделения медных соединений на конкретные химические формы. указывает на -->Наличие большой массы медных конгломератов находится и в органических веществах, и в оксидах Fe и Mn. Внесение медьсодержащих отходов или неорганических солей меди повышает концентрацию соединений меди в почве, способных к экстрагированию сравнительно мягкими реагентами; таким образом, медь может находиться в почве в виде лабильных химических форм. Но легко растворимый и заменяемый элемент - медь - образует малое количество форм, способных к поглощению растениями, обычно менее 5% от общего содержания меди в почве.

Токсичность меди увеличивается с увеличением pH почвы и при низкой катионообменной емкости почвы. Обогащение медью за счет экстракции происходит только в поверхностных слоях почвы, и зерновые культуры с глубокой корневой системой не страдают от этого.

Окружающая среда и питание растений могут повлиять на фитотоксичность меди. Так, например, медная токсичность для риса на равнинных землях отмечалась явно, когда растения поливали холодной, а не теплой водой. Дело в том, что микробиологическая активность подавляется в холодной почве и создает те востановительные условия в почве, которые бы способствовали осаждению меди из раствора.

Фитотоксичность по меди происходит изначально от избытка в почве доступной меди и усиливается кислотностью почвы. Поскольку медь сравнительно малоподвижна в почве, почти вся попадающая в почву медь остается в верхних слоях. Внесение органических веществ в загрязненные медью почвы может снизить токсичность благодаря адсорбции растворимого металла органическим субстратом (при этом ионы Cu²⁺ превращаются в менее доступные для растения комплексные соединения) либо повышением мобильности ионов Cu²⁺ и вымыванием их из почвы в виде растворимых медьорганических комплексов. https://studfiles.net/preview/3142374/page:2/

4. Антропогенное поступление меди в окружающую среду.

Основными источниками являются предприятия цветной металлургии (промышленные выбросы, сточные воды, отходы), транспорт, медьсодержащие удобрения и пестициды, процессы сварки, гальванотехники, сжигание водородных топлив в различных отраслях промышленности (Copper; Copper and its compounds). Годовой объем техногенных поступлений М.: в атмосферу 56 тыс. т, с отходами 77 тыс. т, с удобрениями 94 тыс. т. Химические предприятия выбрасывают на поверхность Земли ежегодно до 155 тыс. т. М. Каменный уголь содержит около 15 мг/кг М., но в некоторых видах угольной пыли содержание ее может достигать 340 мг/кг. При сжигании угля и нефти в атмосферу ежегодно поступает около 2100 т М. (Манчук, Рябов). На расстоянии нескольких километров от горнометаллургического комбината концентрация М. в воздухе может достигать 1,3 мг/м³ при средней концентрации М. в атмосфере города 0,09 мг/м³. На территории комбината содержание М. в слое почвы глубиной до 2 см составляет 1,1%, при этом металл представлен в основном водорастворимыми, легко мигрирующими формами. В зоне действия твердых выбросов металлургического комбината (1–3 км) поступление М. в почву может составлять 0,3–0,7 мг/кг, на расстоянии 25 км — до 0,05 мг/кг. При этом содержание металла в картофеле, моркови и томатах достигает соответственно 3,02; 4,97; 11,08 мг/кг, тогда как на расстоянии 25 км эти величины составляют 1,93; 4,97; 4,05 мг/кг сухой массы. Загрязненная почва теряет четкую структуру, общая порозность ее уменьшается. Разрушение структуры приводит к нарушению водопроницаемости, ухудшению водовоздушного режима почв. Интенсивность загрязнения почвы М. на расстоянии 50 м от автострады в Прибалтике, по данным Д.Ж. Бериня и др., составляет 60–140 мкг/м² в месяц. Содержание металла в листьях и корнях одуванчика в этой зоне соответственно 1,7 и 1,3 мг/кг сухого вещества. На расстоянии 25 м, с увеличением загрязнения почвы выхлопными газами автотранспорта, содержание металла в растениях ближней зоны увеличивается до 8,2 и 13,2 мг/кг. Значительное увеличение М. в почве является следствием вносимых туда удобрений, пестицидов, а также орошения полей сточными водами. В лесных почвах содержание М. свыше 100 мг/кг вызывает резкое уменьшение минерализации азота и фосфора.

До обработки пестицидами в одном из регионов Молдавии содержание М. в почве составляло 7–8 мг/кг. После опрыскивания деревьев 0,6% суспензией купрозана содержание М. в почве на глубине 0–30 см составило 18 мг/кг, а после обработки бордоской жидкостью — 14,2 мг/кг. Через месяц содержание М. в верхних слоях почвы уменьшилось, что свидетельствует об уходе М. в глубокие слои с возможным проникновением в дальнейшем в водоисточники. По данным Г.В. Меренюк и З.Э. Меджибовской, в воде пруда, питающегося грунтовыми водами и расположенного на супесчаной почве, количество М. за вегетационный период повысилось от 1,1 до 2,03 мг/л, а в колодце за то же время возросло в 10 раз. В результате перенасыщения почвы концентрация М. в яблоках составила 4,16–5,10 мг/кг (в контроле 0,93 мг/кг). Внесение медного купороса в дозе 0,5–2,0 мг/кг почвы привело к миграции М. в ячмень и лук, причем в прямой зависимости от содержания ее в почве.

Миграция М. за счет выноса речной водой, загрязненной металлом, и сточными водами, осаждения из воздушной среды, выпадения с атмосферными осадками, а также в результате хозяйственной деятельности человека на море может приводить к повышению ее концентрации в морской воде. Так, содержание М. в водах Черного моря достигает 30,2 мкг/л (Рябинин, Лазарева). По данным М.Т. Дмитриева и Л.Н. Тарасовой, содержание М. в поверхностном слое вод Мирового океана (до 10 мкм) достигает в настоящее время 235 мкг/л.

Сточные воды ряда производств — металлургического, машиностроительного, химико-фармацевтического и др. — могут содержать М. до 400–500 мг/л (Грушко). Вода для непрерывного орошения сельскохозяйственных культур должна содержать М. не более 2 мг/л, а для кратковременного орошения малочувствительных культур — не более 5 мг/л. Концентрация М. в воде свыше 1,9 мг/л тормозит сбраживание осадков на очистных сооружениях, 1 мг/л снижает эффективность очистки на 5 %, а 75 мг/л является вредной для очистных сооружений при залповых выбросах металла.

Критический уровень, т. е. величина, при которой поступление тяжелых металлов в окружающую среду не приводит к накоплению выбросов в компонентах ландшафта и структурной перестройке последних (иначе говоря, зональный тип ландшафта не меняет своих функциональных свойств), составляет для М. 3–30 кг/км² в год (Дончева и др.). Комбинат «Североникель» в Мончегорске распространяет выбросы, в частности сульфата М., в радиусе 100 км; в радиусе 30 км от него грибы и ягоды не пригодны для употребления; около 10 % территории Мурманской области загрязнены, возможно, бесповоротно (Берлин).

Монеты евро при контакте с руками оставляют на них 0,25 мкг никеля, 1,3 мкг М. и 0,17 мкг цинка (Fournier et al.). Авторы полагают, что при оценке риска аллергического воздействия монет следует учитывать возможный синергизм действия входящих в их состав металлов.

5. Нормирование меди в окружающей среде .

Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве.

Настоящие нормативы действуют на всей территории Российской Федерации и устанавливают предельные допустимые концентрации химических веществ в почве разного характера землепользования. Нормативы распространяются на почвы населенных пунктов, сельскохозяйственных угодий, зон санитарной охраны источников водоснабжения, территории курортных зон и отдельных учреждений. Настоящие нормативы разработаны на основе комплексных экспериментальных исследований опасности опосредованного воздействия вещества - загрязнителя почвы на здоровье человека, а также с учетом его токсичности, эпидемиологических исследований и международного опыта нормирования.

Федеральный закон Российской Федерации
«О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения»
№ 52-ФЗ от 30 марта 1999 г.

«Государственные санитарно-эпидемиологические правила и нормативы (далее - санитарные правила) - нормативные правовые акты, устанавливающие санитарно-эпидемиологические требования (в том числе критерии безопасности и (или) безвредности факторов среды обитания для человека, гигиенические и иные нормативы), несоблюдение которых создает угрозу жизни или здоровью человека, а также угрозу возникновения и распространения заболеваний» (статья 1).

«Соблюдение санитарных правил является обязательным для граждан, индивидуальных предпринимателей и юридических лиц» (статья 39, п. 3)

Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве

Гигиенические нормативы
ГН 2.1.7.2041-06

Дата добавления: 2019-07-17; просмотров: 80; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!