Metalele grele sunt elemente chimice cu proprietăți ale metalelor (inclusiv semimetale ) și greutate sau densitate atomică semnificativă .
Conceptul de „metale grele” a fost propus de chimistul german Leopold Gmelin în 1817 [1] .
Sunt cunoscute aproximativ patruzeci de definiții diferite ale termenului de metale grele și este imposibil să menționăm una dintre ele ca fiind cea mai acceptată. În consecință, lista metalelor grele conform diferitelor definiții va include elemente diferite. Criteriul utilizat poate fi o masă atomică relativă mai mare de 50, caz în care toate metalele care încep cu vanadiu , indiferent de densitate, sunt incluse în listă. Un alt criteriu folosit în mod obișnuit este densitatea , aproximativ egală sau mai mare decât densitatea fierului (8 g/cm 3 ), apoi elemente precum plumbul , mercurul , cuprul , cadmiul , cobaltul intră în listă și, de exemplu, staniul mai ușor. iese din listă. Există clasificări bazate pe alte valori ale densității de prag (de exemplu, densitatea de 5 g/cm 3 [2] [3] ) sau greutatea atomică. Unele clasificări fac excepții pentru metalele nobile și rare , neclasificându-le drept grele, unele exclud metalele neferoase ( fier , mangan ). Cel mai adesea, termenul „metale grele” este considerat nu din punct de vedere chimic, ci din punct de vedere medical și al mediului [4] . Când sunt incluse în această categorie, nu numai proprietățile chimice și fizice ale elementului pot fi luate în considerare, ci și activitatea biologică și toxicitatea acestuia , precum și cantitatea de utilizare în activitatea economică [5] .
În legătură cu neconcordanța în definițiile termenului descris mai sus, utilizarea acestuia în literatura științifică în limba engleză a fost criticată de mult timp și face obiectul unor discuții aprinse. În literatura științifică în limba rusă, utilizarea acestui termen nu este în general inacceptabilă [6] .
Multe metale grele , precum fierul , cuprul , zincul , molibdenul , sunt implicate în procesele biologice și în anumite cantități sunt oligoelemente necesare funcționării plantelor, animalelor și oamenilor . Pe de altă parte, metalele grele și compușii lor pot avea un efect dăunător asupra corpului uman, se pot acumula în țesuturi, provocând o serie de boli. Metalele fără rol util în procesele biologice, cum ar fi plumbul și mercurul , sunt definite ca metale toxice . Unele elemente, precum vanadiul sau cadmiul , care au de obicei un efect toxic asupra organismelor vii, pot fi benefice pentru unele specii [7] .
Cationii Pb 2+ , Hg 2+ , Cd 2+ și alții aparținând grupului de acizi Lewis moi formează cu ușurință legături covalente puternice cu grupările tiol SH din molecula de aminoacid cisteină . Enzimele care conțin grupări tiol în centrul lor activ , sub acțiunea chiar și a concentrațiilor scăzute de ioni de metale grele, sunt inhibate , de regulă, ireversibil, ceea ce duce la o tulburare metabolică gravă. [opt]
Dintre diverșii poluanți, metalele grele (inclusiv mercur , plumb , cadmiu , zinc ) și compușii acestora se disting prin prevalența lor, toxicitatea ridicată, multe dintre ele având și capacitatea de a se acumula în organismele vii. Sunt utilizate pe scară largă în diverse producții industriale, prin urmare, în ciuda măsurilor de purificare, conținutul de compuși de metale grele din apele uzate industriale este destul de ridicat. De asemenea, intră în mediu cu canalizare menajeră, cu fum și praf de la întreprinderile industriale. Multe metale formează compuși organici stabili; solubilitatea bună a acestor complexe facilitează migrarea metalelor grele în apele naturale. Peste 40 de elemente chimice sunt clasificate drept metale grele, dar ținând cont de toxicitatea, persistența, capacitatea de acumulare în mediu și gradul de răspândire a compușilor toxici, controlul necesită aproximativ de patru ori mai puține elemente.
Pe lângă apele uzate, mase mari de compuși de metale grele intră în ocean prin atmosferă și cu eliminarea diferitelor deșeuri în oceane . Mercurul , plumbul și cadmiul sunt cele mai periculoase pentru biocenozele marine .
Mercurul este transportat în ocean cu scurgeri continentale (în primul rând din scurgerea apei industriale) și prin atmosferă. Compoziția prafului atmosferic conține aproximativ 12 mii de tone de mercur. Până la o treime din această cantitate este formată din intemperii rocilor care conțin mercur ( cinabru ). Mercurul de origine antropică intră în atmosferă în primul rând atunci când cărbunele este ars în centralele electrice. Aproximativ jumătate din producția industrială anuală a acestui metal (910 mii de tone) ajunge în ocean. Unele bacterii transformă clorurile de mercur toxice în metilmercur și mai toxic [9] . Compușii de mercur sunt acumulați de multe organisme marine și de apă dulce în concentrații de multe ori mai mari decât în apă.
Consumul de pește și fructe de mare a dus în mod repetat la otrăvirea cu mercur a populației. Deci, până în 1977, au fost 2.800 de victime ale bolii Minamata , a cărei cauză a fost intrarea în golful Minamata cu ape uzate de deșeuri de la întreprinderile care foloseau clorură de mercur ca catalizator. Compușii de mercur sunt foarte toxici pentru oameni.
Plumbul este un oligoelement care se găsește în toate componentele mediului: în roci, soluri, ape naturale, atmosferă și organismele vii. În plus, plumbul intră în mediu ca urmare a activităților umane. Înainte de interzicerea utilizării plumbului tetraetil în combustibili la începutul secolului al XXI-lea, gazele de eșapament ale vehiculelor erau o sursă semnificativă de plumb în atmosferă. Cu praf continental în atmosferă, oceanul primește 20-30 de mii de tone de plumb pe an [9] .
Plumbul pătrunde în corpul uman atât cu alimente și apă, cât și din aer. Plumbul poate fi excretat din organism, dar o rată lentă de eliminare poate duce la acumularea în oase, ficat și rinichi.
Cadmiul este un element relativ rar și oligoelement găsit în natură în mineralele de zinc. Intră în apele naturale ca urmare a spălării solului, a intemperiilor minereurilor polimetalice și de cupru și cu ape uzate din industria de prelucrare a minereurilor, metalurgică și chimică. Cadmiul este prezent în mod normal în corpul uman în urme. Odată cu acumularea de compuși ai cadmiului de către organism, sistemul nervos este afectat, metabolismul fosfor-calciu este perturbat. Otrăvirea cronică duce la anemie și distrugerea oaselor.
| Poluare | |
|---|---|
| poluanti | |
| Poluarea aerului |
|
| Poluarea apei |
|
| Poluare a solului | |
| Ecologia radiațiilor |
|
| Alte tipuri de poluare | |
| Măsuri de prevenire a poluării | |
| Tratate interstatale | |
| Vezi si |
|
| Tabelul periodic | |
|---|---|
| Formate |
|
| Lista articole de către | |
| Grupuri | |
| Perioadele | |
| Familii de elemente chimice |
|
| Bloc tabel periodic | |
| Alte | |
| |