Список тяжелых металлов: виды и особенности

Из всех 104 химических элементов, известных сегодня человечеству, 82 — металлы. Они играют ведущую роль в жизни людей в промышленном, биологическом и экологическом секторах. Современная наука делит металлы на тяжелые, легкие и благородные. В этой статье мы рассмотрим список тяжелых металлов и их характеристики.

Определение тяжёлых металлов

Изначально тяжелыми металлами их представителей было принято называть те, которые имеют атомную массу больше 50. Однако использование этого термина сегодня чаще встречается не с химической точки зрения, а в зависимости от их воздействия на окружающую среду загрязнение . Поэтому в список тяжелых металлов входят те металлы и металлоиды (полуметаллы), которые загрязняют элементы биосферы человека (почву, воду). Давайте посмотрим на них.

Сколько элементов включает список тяжёлых металлов?

На сегодняшний день нет единого мнения о количестве позиций в вышеупомянутом списке, поскольку нет общих критериев для классификации металлов как тяжелых. Однако список тяжелых металлов может формироваться в зависимости от различных свойств металлов и их характеристик. Это включает:

• Биологическая токсичность сочетает в себе тяжелые металлы, отрицательно влияющие на жизнь человека и живых организмов. В их списке около 20 наименований.
• Плотность. Согласно этому критерию, эти металлы считаются тяжелыми, если их плотность равна или превышает плотность железа.
• Атомный вес. По этому критерию к названным относятся более 40 элементов с атомной массой более 50 а.е.м. (г / моль).

Влияние на организм человека

Большинство этих веществ негативно действуют на все живые организмы. Из-за своей значительной атомной массы они плохо переносятся и накапливаются в тканях человека, вызывая различные заболевания. Следовательно, для человеческого организма кадмий, ртуть и свинец признаны наиболее опасными и тяжелыми металлами.

Список токсичных элементов сгруппирован по степени опасности согласно так называемым правилам Мерца, согласно которым наиболее токсичные металлы имеют наименьший диапазон воздействия:

1. Кадмий, ртуть, таллий, свинец, мышьяк (группа самых опасных металлических ядов, превышение допустимых пределов может привести к серьезным психофизиологическим нарушениям и даже смерти).
2. Кобальт, хром, молибден, никель, сурьма, скандий, цинк.
3. Барий, марганец, стронций, ванадий, вольфрам

Однако это не означает, что ни один из элементов, сгруппированных выше, согласно правилам Мерца, не должен присутствовать в организме человека. Напротив, в список тяжелых металлов входят эти и более 20 элементов, небольшая концентрация которых не только не опасна для жизни человека, но и необходима в обменных процессах, в частности железо, медь, кобальт, молибден и даже цинк.

Загрязнение окружающей среды тяжёлыми металлами

Элементами биосферы, подверженными загрязнению тяжелыми металлами, являются почва и вода. Чаще всего виноваты металлургические предприятия, перерабатывающие легкие и тяжелые цветные металлы. Мусоросжигательные заводы, выхлопные газы автомобилей, котельные, химическая промышленность, полиграфические компании и даже электростанции добавляют к списку загрязнителей.

Чаще всего это токсины: свинец (автомобилестроение), ртуть (пример распространения: сломанные в быту термометры и люминесцентные осветительные приборы), кадмий (образующийся в результате сжигания отходов). Кроме того, на большинстве заводов в производстве используется тот или иной элемент, который можно охарактеризовать как тяжелый. Металл группы, список которой был приведен выше, в виде отходов чаще всего попадает в водоемы и далее по пищевой цепочке достигает человека.

Помимо техногенных факторов загрязнения природы тяжелыми металлами, существуют еще и природные: это извержения вулканов, в лаве которых обнаружено увеличение содержания кадмия.

Особенности распространения в природе самых токсичных металлов

Ртуть в природе в основном локализуется в воде и воздухе. Ртуть попадает в воды Мирового океана из промышленных отходов; есть также пары ртути, образующиеся в результате сгорания угля. Токсичные соединения накапливаются в живых организмах, особенно в морепродуктах.

Свинец имеет большую зону распространения. Он накапливается в горах, почве, воде, живых организмах и даже в воздухе в виде автомобильных выхлопов. Конечно, свинец также попадает в окружающую среду в результате антропологической деятельности в виде промышленных отходов и неиспользованных отходов (батарей и батарей).

А источником загрязнения окружающей среды кадмием являются промышленные сточные воды, а также природные факторы: эрозия медных минералов, выщелачивание почвы и результаты вулканической деятельности.

Область применения тяжёлых металлов

Несмотря на токсичность, современная промышленность создает огромное количество разнообразных полезных продуктов путем переработки тяжелых цветных металлов, в список которых входят сплавы меди, цинка, свинца, олова, никеля, титана, циркония, молибдена и др.

Медь — это очень пластичный материал, из которого делают самые разные провода, трубы, кухонную утварь, украшения, крышки и многое другое. Кроме того, он широко применяется в машиностроении и судостроении.

Цинк обладает высокими антикоррозионными свойствами, поэтому широко распространено использование цинковых сплавов для покрытия металлических изделий (так называемое цинкование). Области применения изделий из цинка: строительство, машиностроение, полиграфия (печатные формы), ракетостроение, химическая промышленность (производство лаков и красок) и даже медицина (антисептики и др.).

Свинец легко растворяется, поэтому его используют в качестве сырья во многих отраслях промышленности: лакокрасочной, химической, автомобильной (включая аккумуляторы), радиоэлектронной, медицинской (производство защитных фартуков для пациентов при рентгенологических исследованиях).