Sunkiųjų metalų sąrašas: tipai ir savybės

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 10:34

Iš visų 104 šiandien žmonijai žinomų cheminių elementų 82 yra metalai. Jie užima svarbią vietą žmonių gyvenime pramonės, biologijos ir aplinkosaugos srityse. Šiuolaikinis mokslas skirsto metalus į sunkiuosius, lengvuosius ir tauriuosius. Šiame straipsnyje apžvelgsime sunkiųjų metalų sąrašą ir jų savybes.

Sunkiųjų metalų nustatymas

Iš pradžių sunkiaisiais metalais buvo įprasta vadinti tuos atstovus, kurių atominė masė didesnė nei 50. Tačiau įvardijamas terminas šiandien dažniau vartojamas ne cheminiu požiūriu, o priklausomai nuo jų poveikio aplinkos tarša. Taigi į sunkiųjų metalų sąrašą patenka tie metalai ir metaloidai (pusmetalai), kurie teršia žmogaus biosferos elementus (dirvožemį, vandenį). Pažvelkime į juos.

Kiek elementų yra sunkiųjų metalų sąraše?

Šiandien nėra sutarimo dėl elementų skaičiaus nurodytame sąraše, nes nėra bendrųjų kriterijų, susijusių su metalaissunkus. Tačiau sunkiųjų metalų sąrašas gali būti sudarytas atsižvelgiant į įvairias metalų savybes ir jų savybes. Tai apima:

• Atominis svoris. Remiantis šiuo kriterijumi, daugiau nei 40 elementų, kurių atominė masė didesnė nei 50 amu (g/mol), priklauso išvardytiems.
• Tankis. Remiantis šiuo kriterijumi, sunkiaisiais laikomi tie metalai, kurių tankis yra lygus arba didesnis už geležies tankį.
• Biologinis toksiškumas jungia sunkiuosius metalus, kurie neigiamai veikia žmonių ir gyvų organizmų gyvenimą. Jų sąraše yra apie 20 elementų.

Poveikis žmogaus organizmui

Dauguma šių medžiagų neigiamai veikia visus gyvus organizmus. Dėl didelės atominės masės jie prastai pernešami ir kaupiasi žmogaus audiniuose, sukelia įvairias ligas. Taigi žmogaus organizmui kadmis, gyvsidabris ir švinas yra pripažinti pavojingiausiais ir sunkiausiais metalais.

Toksiškų elementų sąrašas sugrupuotas pagal pavojaus laipsnį pagal vadinamąsias Mertzo taisykles, pagal kurias nuodingiausi metalai turi mažiausią poveikio diapazoną:

1. Kadmis, gyvsidabris, talis, švinas, arsenas (grupė pavojingiausių metalų nuodų, kurių leistinų ribų viršijimas gali sukelti rimtų psichofiziologinių sutrikimų ir net mirtį).
2. Kob altas, chromas, molibdenas, nikelis, stibis, skandis, cinkas.
3. Baris, manganas, stroncis, vanadis, volframas

Tačiau tai nereiškia, kad nė vienas iš anksčiau sugrupuotų elementų nėraMertzo taisyklės, neturėtų būti žmogaus kūne. Priešingai, sunkiųjų metalų sąraše yra šie ir daugiau nei 20 elementų, kurių nedidelė koncentracija ne tik nepavojinga žmogaus gyvybei, bet ir būtina medžiagų apykaitos procesuose, ypač geležies, vario, kob alto, molibdeno ir net cinko..

Aplinkos tarša sunkiaisiais metalais

Biosferos elementai, užteršti sunkiaisiais metalais, yra dirvožemis ir vanduo. Dažniausiai dėl to k altos lengvuosius ir sunkiuosius spalvotuosius metalus apdirbančios metalurgijos įmonės. Teršiančių medžiagų sąrašą taip pat papildo atliekų deginimo įrenginiai, automobilių išmetamosios dujos, katilinės, chemijos gamybos, spausdinimo įmonės ir net elektrinės.

Dažniausi toksinai yra: švinas (automobilių gamyboje), gyvsidabris (paskirstymo pavyzdys: kasdieniame gyvenime sugedę termometrai ir fluorescenciniai apšvietimo prietaisai), kadmis (susidaro deginant šiukšles). Be to, dauguma gamyklų gamyboje naudoja vieną ar kitą elementą, kurį galima apibūdinti kaip sunkų. Grupės metalas, kurio sąrašas pateiktas aukščiau, atliekų pavidalu dažniausiai patenka į vandens telkinius, o paskui trofine grandine pasiekia žmones.

Be technogeninių gamtos taršos sunkiaisiais metalais veiksnių, yra ir gamtos faktorių – tai ugnikalnių išsiveržimai, kurių lavoje rastas padidėjęs kadmio kiekis.

Toksiškiausių metalų pasiskirstymo gamtoje ypatybės

Gyvsidabris gamtoje daugiausia yra vandens ir oro aplinkoje. Gyvsidabris į pasaulio vandenynų vandenis patenka iš pramoninių išmetimų, taip pat yra gyvsidabrio garų, susidarančių dėl anglies degimo. Toksiški junginiai kaupiasi gyvuose organizmuose, ypač jūros gėrybėse.

Švino platinimo sritis yra plati. Jis kaupiasi ir kalnuose, ir dirvožemyje, ir vandenyje, ir gyvuose organizmuose, ir net ore automobilių išmetamųjų dujų pavidalu. Žinoma, švinas patenka į aplinką dėl antropologinių veiksmų pramonės atliekų ir neperdirbamų atliekų (baterijų ir baterijų) pavidalu.

O aplinkos taršos kadmiu š altinis yra pramonės įmonių nuotekos, taip pat gamtiniai veiksniai: vario rūdų dūlėjimas, dirvožemio išplovimas, taip pat vulkaninės veiklos rezultatai.

Sunkiojo metalo taikymas

Nepaisant toksiškumo, šiuolaikinė pramonė, apdirbdama sunkiuosius spalvotuosius metalus, sukuria daugybę naudingų produktų, kurių sąraše yra vario, cinko, švino, alavo, nikelio, titano, cirkonio, molibdeno ir kt. lydiniai.

Varis yra labai lanksti medžiaga, iš kurios galima gaminti įvairius laidus, vamzdžius, virtuvės reikmenis, papuošalus, stogo dangą ir kt. Be to, jis plačiai naudojamas mechaninėje inžinerijoje ir laivų statyboje.

Cinkas pasižymi aukštomis antikorozinėmis savybėmis, todėl cinko lydinių naudojimas metalo gaminiams dengti (vadinamasis galvanizavimas) yra įprastas. Cinko gaminių pritaikymas: statyba, mechaninė inžinerija, spauda (spausdinimo plokštės), raketų mokslas, chemijos pramonė (lakų ir dažų gamyba) ir net medicina (antiseptikai ir kt.).

Švinas lengvai tirpsta, todėl naudojamas kaip žaliava daugelyje pramonės šakų: dažų ir lako, chemijos, automobilių (įeina į baterijas), elektronikos, medicinos (apsauginių prijuosčių gamyba pacientams atliekant rentgeno tyrimus).