Forschung zur Wasserqualität. Untersuchung von Mineralien auf das Vorhandensein von Blei. Qualitative Bestimmung von Blei in biologischem Material

BLEIVERBINDUNGEN

In den Körper gelangende Bleiionen verbinden sich mit Sulfhydryl- und anderen funktionellen Enzymgruppen sowie einigen anderen lebenswichtigen Proteinverbindungen. Bleiverbindungen hemmen die Synthese von Porphyrin und verursachen Funktionsstörungen des zentralen und peripheren Systems nervöses System. Etwa 90 % der ins Blut gelangenden Bleiionen werden von den roten Blutkörperchen gebunden.

Bleiverbindungen werden vom Körper hauptsächlich über den Kot ausgeschieden. Kleinere Mengen dieser Verbindungen werden über die Galle und Spuren im Urin ausgeschieden. Bleiverbindungen werden teilweise darin abgelagert Knochengewebe in Form von trisubstituiertem Phosphat. Es ist zu bedenken, dass Spuren von Blei im Körper als normaler Bestandteil von Zellen und Geweben vorkommen.

Untersuchung von Mineralisaten auf das Vorhandensein von Blei

Zum Nachweis von Blei in Organen von Leichen, Blut, Urin und anderen Gegenständen biologischen Ursprungs wird ein Sediment verwendet, das sich nach der Zerstörung biologischen Materials mit einem Gemisch aus Schwefel- und Salpetersäure in Mineralisaten bildet.

Nach der Zerstörung von biologischem Material mit einer Mischung aus Schwefel- und Salpetersäure fällt im Mineralisat Blei in Form eines weißen Bleisulfatniederschlags aus. Bei einer Vergiftung mit Bariumverbindungen bildet sich ein gleichfarbiger Bariumsulfatniederschlag. Durch die Mitfällung können Sedimente aus Blei- und Bariumsulfaten mit Ionen von Kalzium, Chrom, Eisen usw. verunreinigt werden. Wenn Chrom im Sediment vorhanden ist, hat es eine schmutziggrüne Farbe. Um die Niederschläge von Blei- und Bariumsulfaten von Verunreinigungen zu befreien, werden diese Niederschläge mit Schwefelsäure und Wasser gewaschen und anschließend wird der Bleisulfat-Niederschlag in einer angesäuerten Ammoniumacetatlösung gelöst:

Der Fortschritt der Analyse auf das Vorhandensein von Blei hängt von der Menge des in den Mineralisaten vorhandenen Sediments ab.

Untersuchung relativ großer Bleisulfatausfällungen

Reaktion mit Kaliumiodid. In Gegenwart von Bleiionen fällt ein gelber Niederschlag von PbI 2 aus, der sich beim Erhitzen auflöst und beim Abkühlen der Lösung in Form gelber Plättchen wieder erscheint.

Reaktion mit Kaliumchromat. Die Bildung eines orange-gelben Niederschlags von Bariumchromat weist auf das Vorhandensein von Bleiionen in der Lösung hin. Nachweisgrenze: 2 µg Blei pro Probe.

Reaktion mit Schwefelwasserstoffwasser. Das Auftreten eines schwarzen Bleisulfidniederschlags (oder einer Trübung) weist auf das Vorhandensein von Bleiionen in der Lösung hin. Nachweisgrenze: 6 µg Blei pro Probe.

Reaktion mit Schwefelsäure. Das Erscheinen eines weißen Niederschlags weist auf das Vorhandensein von Bleiionen in der Lösung hin. Nachweisgrenze: 0,2 mg Bleiionen pro Probe.

TETRAETHYL-BLEI

TES ist eine klare, farblose Flüssigkeit mit einem unangenehmen, reizenden Geruch (in vernachlässigbaren Konzentrationen hat es einen angenehm fruchtigen Geruch). Es ist in Wasser nahezu unlöslich, leicht löslich in Kerosin, Benzin und Chloroform.

Die Isolierung von Tetraethylblei erfolgt je nach Art des Objekts mit verschiedenen Methoden.

a) Bei der Untersuchung der inneren Organe einer Leiche erfolgt die Isolierung durch Destillation mit Wasserdampf. Das Destillat in einer Menge von 50–100 ml wird in einer Vorlage gesammelt, die 30 ml einer gesättigten alkoholischen Jodlösung enthält; Der Empfänger ist mit einer Falle verbunden, die ebenfalls eine gesättigte alkoholische Jodlösung enthält.

Nach der Destillation werden der Inhalt der Falle und das Destillat vereinigt, mit einem Uhrglas abgedeckt und 30 Minuten bei Raumtemperatur belassen, dann in einem Porzellanbecher im Wasserbad zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wird mit Salpetersäure (1:2) behandelt und erneut im Wasserbad eingedampft. Der kristalline Rückstand wird in einer kleinen Menge destilliertem Wasser gelöst und gemäß der oben beschriebenen Methode einem qualitativen und quantitativen Test auf Bleiionen unterzogen. Für die Zwecke der chemisch-toxikologischen Analyse wurde die Methode von A. N. Krylova entwickelt.

Untersuchungen an Wärmekraftwerken sollten unmittelbar nach Erhalt des Objekts durchgeführt werden. Ein positives Ergebnis ergibt sich bei einem Gehalt von 0,3 mg TES pro 100 g Prüfling.

Im Falle eines negativen Ergebnisses beim TES-Test ist eine Analyse auf die Zersetzungsprodukte von Tetraethylblei – nichtflüchtige Bleiverbindungen – durchzuführen, für die der Inhalt des Kolbens nach der Destillation des TES in ein großes Porzellan gegeben wird Tasse gegeben und im Wasserbad eingedampft. Der Rückstand wird einer Mineralisierung mit Schwefel- und Salpetersäure unterzogen und wie oben beschrieben untersucht. Ein positives Ergebnis wird bereits bei Anwesenheit von 0,3 mg anorganischem Blei in 100 g Leichenmaterial beobachtet.

b) Isolierung von Pflanzenobjekten.
Bei der Untersuchung von Produkten tierischen Ursprungs (Fleisch, Koteletts etc.) wird TES nach der oben beschriebenen Methode isoliert. Handelt es sich bei den Produkten um Mehl, Getreide, Brot und andere Stoffe pflanzlichen Ursprungs, dämmt das Wärmekraftwerk vor
Bevorzugter ist es, die Extraktion mit einem organischen Lösungsmittel durchzuführen. In diesem Fall werden 50-100 g des Objekts beispielsweise mit Chloroform übergossen und 2 Stunden bei Raumtemperatur in einem Kolben mit Schliffstopfen belassen. Der Chloroform-Extrakt wird in ein Glas filtriert, auf dessen Boden sich etwa 1 g trockenes Wasser befindet
kristallines Jod. Der Inhalt des Glases wird regelmäßig gerührt Rotationsbewegung um die Auflösung von Jod zu beschleunigen. Das Objekt auf dem Filter wird 1-2 Mal mit Chloroform gewaschen und die Waschflüssigkeit im selben Glas aufgefangen. Nach 15–30 Minuten wird der Inhalt des Glases in ein Porzellan überführt
in eine Tasse gießen und im Wasserbad zur Trockne eindampfen. Trockener Rückstand
Mit Schwefel- und Salpetersäure zerstören, Stickoxide entfernen
und auf Pb 2+ untersucht.

Bei der Untersuchung von Kleidung auf das Vorhandensein von TES wird diese einer Extraktion mit einem organischen Lösungsmittel unterzogen, wobei TES weiter in anorganische Bleiverbindungen überführt, nachgewiesen und quantitativ bestimmt wird.

c) Isolierung gegen Benzin. Alle Methoden zur Isolierung von Wärmekraftwerken vom Benzin laufen auf die Zerstörung des Tetraethylbleimoleküls und den Nachweis und die Bestimmung von Pb 2+ hinaus. Lassen Sie uns eine der Methoden als Beispiel geben. Experimentell 20 ml mischen
Benzin mit 20 ml 4%iger alkoholischer Jodlösung. Nach einiger Zeit wird die wässrige Phase in einen Porzellanbecher gegossen und im Wasserbad zur Trockne eingedampft. Der resultierende Rückstand wird auf Pb 2+ untersucht

Qualitative Erkennung und Quantifizierung. Nach der Zerstörung des TES-Moleküls weist der Nachweis und die Bestimmung von Pb 2+ keine Besonderheiten auf. Alle oben beschriebenen Reaktionen und Methoden sind geeignet.

Iodometrisch ist es möglich, bis zu 1 mg TES in der Untersuchungsprobe zu bestimmen (A. N. Krylova).

BARIUMVERBINDUNGEN

Lösliche Bariumverbindungen, die über den Nahrungskanal in den Körper gelangen, werden im Magen absorbiert und verursachen Vergiftungen.

Bariumverbindungen werden hauptsächlich über den Darm aus dem Körper ausgeschieden. Spuren dieser Verbindungen werden über die Nieren ausgeschieden und lagern sich teilweise in den Knochen ab. Über den Gehalt an Barium als normalem Bestandteil der Zellen und Gewebe des Körpers gibt es in der Literatur keine Informationen.

MANGANVERBINDUNGEN

Manganverbindungen zählen zu den starken protoplasmatischen Giften. Sie wirken auf das Zentralnervensystem und verursachen dort organische Veränderungen, die sich auf Nieren, Lunge, Kreislauforgane usw. auswirken. Bei der Verwendung konzentrierter Kaliumpermanganatlösungen zum Gurgeln kann es zu Schwellungen der Schleimhäute von Mund und Rachen kommen.

Manganverbindungen reichern sich in der Leber an. Sie werden über den Verdauungskanal und mit dem Urin aus dem Körper ausgeschieden. Bei der pathologischen und anatomischen Obduktion der Leichen von Personen, die an den Folgen einer Vergiftung mit Manganverbindungen gestorben sind, werden Verbrennungen der Schleimhäute in verschiedenen Teilen des Verdauungskanals festgestellt, die an Verbrennungen durch Ätzalkalien erinnern. In einigen Parenchymorganen werden degenerative Veränderungen festgestellt.

CHROMVERBINDUNGEN

Bei einer akuten Vergiftung mit Chromverbindungen reichern sie sich in Leber, Nieren und endokrinen Drüsen an. Chromverbindungen werden hauptsächlich über die Nieren aus dem Körper ausgeschieden. In diesem Zusammenhang wirkt sich eine Vergiftung mit diesen Verbindungen auf die Nieren und die Schleimhäute der Harnwege aus.

SILBERVERBINDUNGEN

Silberverbindungen, die in den Magen gelangen, werden in geringen Mengen vom Blut aufgenommen. Einige dieser Verbindungen reagieren mit der Salzsäure im Mageninhalt und wandeln sich in wasserunlösliches Chlorid um. Silbernitrat wirkt auf Haut und Schleimhäute. Infolgedessen kann es zu „chemischen“ Verbrennungen kommen. Wenn silberhaltiger Staub oder seine Verbindungen über die Atemwege in den Körper gelangen, besteht die Gefahr einer Kapillarschädigung. Die langfristige Einnahme von Silberverbindungen kann zu Argyrie (Silberablagerung im Gewebe) führen, bei der die Haut eine graugrüne oder bräunliche Farbe annimmt.

Silberverbindungen werden hauptsächlich über den Darm aus dem Körper ausgeschieden.

KUPFERVERBINDUNGEN

Die Aufnahme von Kupferverbindungen aus dem Magen in das Blut erfolgt langsam. Da Kupfersalze, die in den Magen gelangen, Erbrechen auslösen, können sie mit Erbrochenem aus dem Magen ausgeschieden werden. Daher gelangen nur geringe Mengen Kupfer aus dem Magen ins Blut. Wenn Kupferverbindungen in den Magen gelangen, kann es zu Funktionsstörungen und Durchfall kommen. Nachdem Kupferverbindungen ins Blut aufgenommen wurden, wirken sie auf die Kapillaren und verursachen Hämolyse sowie Leber- und Nierenschäden. Wenn konzentrierte Lösungen von Kupfersalzen in Form von Tropfen in die Augen eingebracht werden, kann es zu einer Bindehautentzündung und einer Schädigung der Hornhaut kommen.

Kupferionen werden aus dem Körper hauptsächlich über den Darm und die Nieren ausgeschieden.

ANTIMONVERBINDUNGEN

Ins Blut gelangende Antimonverbindungen wirken als „Kapillargift“. Eine Vergiftung mit organischen Antimonverbindungen stört die Funktion des Herzmuskels und der Leber.

Bei der pathologischen Untersuchung der Leichen von mit Antimonverbindungen vergifteten Personen werden Hyperämie des Lungengewebes, Blutungen in der Lunge und im Verdauungskanal festgestellt.

Antimon wird hauptsächlich über die Nieren aus dem Körper ausgeschieden. Daher kann es bei einer Antimonvergiftung zu einer Nephritis kommen.

Arsenverbindungen

Arsen kann sich im Körper ansammeln. Bei akuter Vergiftung mit Arsenverbindungen reichern sie sich hauptsächlich in Parenchymorganen an, bei chronischer Vergiftung in Knochen und verhorntem Gewebe (Haut, Nägel, Haare etc.).

Arsen wird aus dem Körper über die Nieren, den Urin, den Darm und einige Drüsen ausgeschieden. Die Freisetzung von Arsen aus dem Körper erfolgt langsam, was die Möglichkeit einer Akkumulation erklärt. In Exkrementen kann Arsen noch mehrere Wochen später, in Leichenmaterial sogar mehrere Jahre nach dem Tod nachgewiesen werden.

Wismutverbindungen

Ins Blut aufgenommene Wismutionen verbleiben lange im Körper (in Leber, Nieren, Milz, Lunge und Hirngewebe).

Wismut wird aus dem Körper über die Nieren, den Darm, die Schweißdrüsen usw. ausgeschieden. Durch die Ansammlung von Wismut in den Nieren ist deren Schädigung möglich. Wenn Wismut durch die Schweißdrüsen aus dem Körper ausgeschieden wird, kann es zu Juckreiz der Haut und dem Auftreten von Dermatosen kommen.

Daten zum Vorkommen von Wismut als normalem Bestandteil von Zellen und Geweben im Körper liegen in der Literatur nicht vor.

CADMIUMVERBINDUNGEN

Die Aufnahme von Cadmiumverbindungen erfolgt über den Nahrungskanal und Dämpfe über die Atemwege. Lösliche Cadmiumverbindungen denaturieren Proteine, die in den Wänden des Nahrungskanals enthalten sind. Ins Blut gelangende Cadmiumionen verbinden sich mit den Sulfhydrylgruppen von Enzymen und stören deren Funktionen. Cadmiumverbindungen reichern sich hauptsächlich in Leber und Nieren an. Sie können eine Fettleberdegeneration verursachen. Cadmiumverbindungen werden aus dem Körper hauptsächlich über die Nieren mit dem Urin und die Darmwände ausgeschieden. In einigen Fällen werden bei Vergiftungen mit Cadmiumverbindungen Darmblutungen beobachtet.

ZINKVERBINDUNGEN

Zink und seine Verbindungen können über den Nahrungskanal sowie über die Atemwege in Form von Staub, der beim Abbau und der Verarbeitung von Zinkerzen entsteht, in den Körper gelangen. Zink kann über die eingeatmete Luft in Form von Dämpfen, die beim Schmelzen von Zink und bei der Herstellung von Legierungen freigesetzt werden, in den Körper gelangen. Nachdem Zink in Form von Staub und Dampf in den Körper gelangt, geht es Verbindungen mit Proteinen ein und verursacht Fieberanfälle, beginnend mit Schüttelfrost (das sogenannte Gießerfieber oder Messingfieber). Das Einatmen von Zinkstaub und -dämpfen kann Übelkeit, Erbrechen und Muskelschmerzen verursachen. Es wurden Fälle von Vergiftungen durch in verzinkten Behältern zubereitete und gelagerte Lebensmittel aus säurehaltigen Produkten (säurereiche Früchte, Tomaten etc.) beschrieben. Zinkverbindungen, die in den Magen gelangen, können zu akuten Vergiftungen führen, die Erbrechen, Durchfall, Krämpfe usw. zur Folge haben.

Bei einer Vergiftung mit Zinkverbindungen reichern sie sich in Leber und Bauchspeicheldrüse an.

Quecksilberverbindungen

Metallische Quecksilberdämpfe und Stäube, die Verbindungen dieses Metalls enthalten, können mit der eingeatmeten Luft in den Körper gelangen. Dies betrifft das Zentralnervensystem (hauptsächlich die Großhirnrinde). Metallisches Quecksilber und seine Verbindungen binden, wenn sie in den Körper gelangen, an die Sulfhydrylgruppen von Enzymen und anderen lebenswichtigen Proteinen. Dadurch werden die physiologischen Funktionen einiger Zellen und Gewebe des Körpers gestört. Quecksilberverbindungen, die über den Nahrungskanal in den Körper gelangen, wirken sich auf Magen, Leber, Nieren und Drüsen aus, über die Quecksilber aus dem Körper ausgeschieden wird. In diesem Fall sind Schmerzen in der Speiseröhre und im Magen zu spüren, es kommt zu Erbrechen und blutigem Durchfall. Im Körper lagert sich Quecksilber hauptsächlich in der Leber und den Nieren ab.

Quecksilber wird langsam aus dem Körper ausgeschieden. Noch zwei Wochen nach einer akuten Quecksilbervergiftung können bestimmte Mengen in einzelnen Geweben nachgewiesen werden. Quecksilber wird vom Körper über Urin und Kot sowie über Schweiß, Speichel und Brustdrüsen ausgeschieden.

Zerstörung von biologischem Material. Quecksilber ist in biologischem Material an Sulfhydryl und einige andere funktionelle Gruppen von Proteinsubstanzen gebunden. Bei der Zerstörung unter dem Einfluss starker Säuren beim Erhitzen werden starke kovalente Bindungen zwischen Quecksilber und Sulfhydryl oder anderen funktionellen Gruppen von Eiweißstoffen aufgebrochen. Durch die Zerstörung wird Quecksilber zum Zerstörer in Form von Ionen, die mit geeigneten Reaktionen und physikalisch-chemischen Methoden nachgewiesen und bestimmt werden können. Somit enthält der Destruktor nach der Zerstörung von biologischem Material Quecksilberionen, Proteine, Peptide, Aminosäuren, Lipide usw. in unterschiedlichen Mengen.

Um die Zerstörung zu beschleunigen, wird dem biologischen Material Ethylalkohol zugesetzt, der als Katalysator für diesen Prozess fungiert. Um bei der Zerstörung entstehende Salpetersäure, salpetrige Säuren und Stickoxide aus dem Zerstörer zu entfernen, wird Harnstoff zugesetzt.

Stickoxide werden durch Luftsauerstoff zu Stickoxid (IV) oxidiert, das mit Wasser unter Bildung von Salpetersäure und salpetriger Säure reagiert, die wie oben angegeben durch Harnstoff zersetzt werden.

Methode zur Zerstörung von Leichenorganen. 20 g zerkleinerte Leichenorgane werden in einen Erlenmeyerkolben mit einem Fassungsvermögen von 200 ml gegeben, in den 5 ml Wasser, 1 ml Ethylalkohol und 10 ml konzentrierte Salpetersäure gegeben werden. Anschließend werden 20 ml konzentrierte Schwefelsäure in kleinen Portionen so in den Kolben gegeben, dass keine Stickoxide aus dem Kolben freigesetzt werden. Nachdem die Zugabe der konzentrierten Schwefelsäure abgeschlossen ist, wird der Kolben 5–10 Minuten bei Raumtemperatur belassen (bis die Freisetzung von Stickoxiden aufhört). Anschließend wird der Kolben in ein kochendes Wasserbad gestellt und 10–20 Minuten erhitzt. Bleiben nach dem Erhitzen des Kolbens in einem kochenden Wasserbad Stücke biologischen Materials unzerstört, werden diese vorsichtig mit einem Glasstab an den Wänden des Kolbens gerieben. Wenn die Reaktion heftig unter Freisetzung von Stickoxiden verläuft, 30–50 ml in den Kolben geben heißes Wasser. Der resultierende heiße Zerstörer wird mit der doppelten Menge kochendem Wasser vermischt und ohne Kühlung der Flüssigkeit durch einen doppelt befeuchteten Filter filtriert. Der Filter, durch den der Destruktor gefiltert wurde, und das darauf verbleibende Fett werden 2-3 Mal mit heißem Wasser gewaschen. Das Waschwasser wird dem gefilterten Destruktor zugesetzt. Die resultierende Flüssigkeit wird in einem Kolben gesammelt, der 20 ml einer gesättigten Harnstofflösung enthält, die zur Denitrierung des Destruktors bestimmt ist. Anschließend wird der Destruktor abgekühlt, mit Wasser auf ein bestimmtes Volumen gebracht und auf das Vorhandensein von Quecksilber untersucht.

Zerstörung organische Substanz im Urin. Im Urin gesunder Menschen sind weder Quecksilber noch Quecksilberverbindungen enthalten. Bei einer Quecksilbervergiftung kann es jedoch zu Nierenschäden kommen und in Form von Verbindungen mit Proteinen, Aminosäuren und anderen organischen Stoffen über den Urin aus dem Körper ausgeschieden werden. Ein Teil des Quecksilbers kann auch in Form von Ionen in den Urin gelangen. Um Quecksilber im Urin nachzuweisen, ist es daher notwendig, Proteine und andere quecksilberhaltige Verbindungen, die in den Urin gelangen, zu zerstören.

A.F. Rubtsov und A.N. Krylova entwickelten zwei Methoden zur Zerstörung organischer Substanzen im Urin:

1. Geben Sie eine 200-ml-Probe ungefilterten Tagesurins in einen 500-ml-Kjeldahl-Kolben. Dem Urin werden 35 ml konzentrierte Salpetersäure, 2 ml Ethylalkohol und in kleinen Portionen 25 ml konzentrierte Schwefelsäure in den Kolben gegeben. Diese Säure wird zugesetzt, damit die Flüssigkeit im Kolben nicht schäumt und keine Stickoxide aus ihr freigesetzt werden. Nachdem die Zugabe der konzentrierten Schwefelsäure beendet ist, wird der Kolbeninhalt 40 Minuten lang in einem siedenden Wasserbad erhitzt, dann werden 20 ml einer gesättigten Harnstofflösung zugegeben. Sollte sich im Destruktor ein Niederschlag bilden, wird dieser abfiltriert und der Filter mit heißem Wasser gewaschen. Das Waschwasser wird dem Destruktor zugesetzt, der auf das Vorhandensein von Quecksilber untersucht wird.

2. 200 ml ungefilterten Tagesurin in einen 500-ml-Kjeldahl-Kolben geben, in kleine Portionen 25 ml konzentrierte Schwefelsäure und anschließend in kleinen Portionen 7 g Kaliumpermanganat hinzufügen. Der Inhalt des Kolbens wird 40 Minuten bei Raumtemperatur unter gelegentlichem Schütteln belassen und dann in kleinen Portionen in den Kolben gegeben gesättigte Lösung Oxalsäure, bis die Farbe von Kaliumpermanganat verschwindet. Der resultierende Zerstörer wird zum Nachweis und zur quantitativen Bestimmung von Quecksilber verwendet.

Diese Methode zur Zerstörung von Eiweißstoffen im Urin ist schneller als die oben beschriebene.

Zerstörung organischer Substanzen im Blut. Hierzu wird eine Technik eingesetzt, die zur Organzerstörung von Leichen eingesetzt wird (siehe oben), mit dem einzigen Unterschied, dass der Blutprobe kein Wasser zugesetzt wird. Zur Untersuchung werden 50-100 ml Blut entnommen.

METHYLALKOHOL

Methylalkohol (Methanol) ist eine farblose Flüssigkeit (Siedepunkt 64,5 °C, Dichte 0,79), die in jedem Verhältnis mit Wasser und vielen organischen Lösungsmitteln mischbar ist.

Methylalkohol kann über den Nahrungskanal sowie über die eingeatmete Luft, die Dämpfe dieses Alkohols enthält, in den Körper gelangen. In geringen Mengen kann Methylalkohol über die Haut in den Körper eindringen. Die tödliche Dosis von oral eingenommenem Methylalkohol beträgt 30-100 ml. Der Tod tritt durch Atemstillstand, Hirn- und Lungenödem, Kollaps oder Urämie ein. Die lokale Wirkung von Methylalkohol auf die Schleimhäute ist stärker und die narkotische Wirkung schwächer als die von Ethylalkohol.

Die gleichzeitige Aufnahme von Methyl- und Ethylalkohol in den Körper verringert die Toxizität von Methylalkohol. Dies erklärt sich aus der Tatsache, dass Ethylalkohol die Oxidationsrate von Methylalkohol um fast 50 % reduziert und somit dessen Toxizität verringert.

Stoffwechsel. In den Körper gelangender Methylalkohol verteilt sich zwischen Organen und Geweben. Die größte Menge reichert sich in der Leber und dann in den Nieren an. Kleinere Mengen dieses Alkohols reichern sich in Muskeln, Fett und Gehirn an. Der Metabolit von Methylalkohol ist Formaldehyd, der zu Ameisensäure oxidiert wird. Ein Teil dieser Säure zerfällt in Kohlenmonoxid (IV) und Wasser. In der ausgeatmeten Luft wird eine bestimmte Menge Methylalkohol freigesetzt, der keinen Stoffwechsel durchlaufen hat. Es kann als Glucuronid im Urin ausgeschieden werden. Allerdings können geringe Mengen unveränderten Methylalkohols mit dem Urin ausgeschieden werden. Methylalkohol oxidiert im Körper langsamer als Ethylalkohol.

ETHANOL

Ethylalkohol C 2 H 5 OH (Ethanol, Ethylalkohol, Weinalkohol) ist eine farblose, flüchtige Flüssigkeit mit charakteristischem Geruch, brennendem Geschmack (pl. 0,813–0,816, Kp. 77–77,5 °C). Ethylalkohol brennt mit bläulicher Flamme, mischt sich in allen Mengenverhältnissen mit Wasser, Diethylether und vielen anderen organischen Lösungsmitteln und wird mit Wasserdampf destilliert.

Ethylalkohol ist in den Geweben und biologischen Flüssigkeiten des Körpers ungleichmäßig verteilt. Dies hängt von der Wassermenge im Organ oder der biologischen Flüssigkeit ab. Der quantitative Gehalt an Ethylalkohol ist direkt proportional zur Wassermenge und umgekehrt proportional zur Menge an Fettgewebe im Organ. Der Körper enthält etwa 65 % des gesamten Körpergewichts aus Wasser. Davon sind 75-85 % Wasser im Vollblut enthalten. Aufgrund des großen Blutvolumens im Körper reichert sich darin deutlich mehr Ethylalkohol an als in anderen Organen und Geweben. Daher ist die Bestimmung des Ethylalkohols im Blut von großer Bedeutung für die Beurteilung der Menge dieses Alkohols, die in den Körper gelangt.

Stoffwechsel. Ein Teil des Ethylalkohols (2-10 %) wird unverändert mit Urin, Ausatemluft, Schweiß, Speichel, Kot usw. aus dem Körper ausgeschieden. Der Rest dieses Alkohols wird verstoffwechselt. Darüber hinaus kann der Stoffwechsel von Ethylalkohol auf verschiedene Weise erfolgen. Eine bestimmte Menge Ethylalkohol wird zu Wasser und Kohlenmonoxid (IV) oxidiert. Eine etwas größere Menge dieses Alkohols wird zu Acetaldehyd und dann zu Essigsäure oxidiert.

ISOAMYLALKOHOL

Isoamylalkohol (CH 3) 2 -CH-CH 2 -CH 2 -OH (2-Methylbutanol-4 oder Isobutylcarbinol) ist eine optisch inaktive Flüssigkeit (Siedepunkt 132,1 °C, Pl. 0,814 bei 20 °C) mit einem unangenehmen Geruch Geruch.

Isoamylalkohol (2-Methylbutanol-4) ist der Hauptbestandteil von Fuselölen. Zur Zusammensetzung von Fuselölen gehören auch optisch aktiver Isoamylalkohol CH 3 -CH 2 -CH (CH 3) -CH 2 -OH (2-Methylbutanol-1), Isobutylalkohol und normaler Propylalkohol. Zusätzlich zu diesen Alkoholen enthalten Fuselöle in geringen Mengen Fettsäuren, deren Ester und Furfural. Das Vorhandensein von 2-Methylbutanol-4 in Fuselölen erklärt seinen starken unangenehmen Geruch und seine hohe Toxizität. Isoamylalkohol (2-Methylbutanol-4) ist ein Nebenprodukt der alkoholischen Gärung von Kohlenhydraten, die in Rüben, Kartoffeln, Früchten, Weizen, Roggen, Gerste und anderen Nutzpflanzen vorkommen.

Isoamylalkohol ist 10-12-mal giftiger als Ethylalkohol. Es wirkt auf das Zentralnervensystem und hat narkotische Eigenschaften.

Stoffwechsel. Ein Teil der in den Körper gelangenden Dosis Isoamylalkohol wird in Isovaleriansäurealdehyd und dann in Isovaleriansäure umgewandelt. Eine bestimmte Menge an unverändertem Isoamylalkohol und den oben genannten Metaboliten wird vom Körper über den Urin und die ausgeatmete Luft ausgeschieden.

ETHYLENGLYKOL

Ethylenglykol (HO-CH 2 -CH 2 -OH) gehört zu den toxikologisch bedeutsamen Vertretern der zweiwertigen Alkohole. Es ist eine farblose ölige Flüssigkeit (Siedepunkt 197 °C) mit süßlichem Geschmack. Ethylenglykol ist in jedem Verhältnis mit Wasser mischbar, in Diethylether schlecht löslich und in Ethylalkohol löslich. Ethylenglykol wird dampfdestilliert.

Stoffwechsel. Der Stoffwechsel von Ethylenglykol ist komplex. Der Hauptstoffwechselweg dieses Arzneimittels besteht darin, dass es zu Glykolsäurealdehyd HO-CH 2 -CHO oxidiert wird, das weiter zu Glykolsäure HO-CH 2 - COOH oxidiert wird, das in Kohlenmonoxid (IV) und Ameisensäure zerfällt. Ein Teil des Ethylenglykols im Körper wird in Oxalsäure umgewandelt, die durch die Ablagerung von Oxalaten in den Nierentubuli zu Nierenschäden führen kann. Kohlenmonoxid (IV) wird als Metabolit von Ethylenglykol vom Körper mit der ausgeatmeten Luft freigesetzt. Die restlichen Metaboliten und ein Teil des unveränderten Ethylenglykols werden vom Körper über den Urin ausgeschieden.

Isolierung von Ethylenglykol aus biologischem Material. Eine Methode zur Isolierung von Ethylenglykol aus Objekten der chemisch-toxikologischen Analyse wurde von N. B. Lapkina und V. A. Nazarenko vorgeschlagen. Diese Methode basiert auf der Verwendung von Benzol als selektivem Träger von Ethylenglykol von Objekten zum Destillat. Benzol wird zusammen mit Ethylenglykoldampf und einer kleinen Menge Wasserdampf in das Destillat überführt. Das destillierte Wasser enthält in diesem Fall fast das gesamte Ethylenglykol.

Zur Untersuchung wird die Leber der Leiche herangezogen, die nach der Vergiftung mehr Ethylenglykol enthält als andere Organe. Bei einer akuten Vergiftung mit Ethylenglykol werden zusätzlich Magen und Inhalt untersucht. Zu 10 g Leber- oder Mageninhalt 5 g kristalline Oxalsäure hinzufügen, die Mischung zu einer dünnen Paste vermahlen, in einen 100-ml-Rundkolben umfüllen und 50 ml Benzol hinzufügen. Der Kolben ist mit einem vertikal angeordneten Kühlschrank 3 verschlossen, der mit einer Vorrichtung 2 zum Auffangen von Wasser ausgestattet ist. Anschließend wird der Kolben in ein Wasserbad gestellt und erhitzt. Benzoldampf und das von ihm mitgerissene Wasser und Ethylenglykol kondensieren im Kühlschrank und gelangen in ein spezielles Gerät. Da sich in diesem Gerät (Düse) Benzol (Dichte 0,879) über dem Wasser befindet, fließt es in den Kolben. Das Wasser und das darin enthaltene Ethylenglykol verbleiben in der Düse. Nach Abschluss der Destillation wird das Gerät zerlegt und die zur Analyse benötigte Flüssigkeitsmenge mit einer Pipette aus der Düse entnommen.

Nachweis von Ethylenglykol.

Die Oxidationsreaktion von Ethylenglykol mit Periodat und Nachweis des entstehenden Formaldehyds. Durch diese Reaktion entsteht Formaldehyd, das mit fuchsiniger Säure nachgewiesen werden kann:

Oxidation von Ethylenglykol mit Salpetersäure und Nachweis von Oxalsäure. Beim wiederholten Verdampfen von Ethylenglykol mit Salpetersäure entsteht Oxalsäure, die mit Calciumsalzen Calciumoxalatkristalle mit charakteristischer Form bildet. Diese Kristalle erscheinen in manchen Fällen nach 2-3 Tagen.

Reaktion mit Kupfersulfat. Durch Zugabe von Kupfersulfat und Alkali zu Ethylenglykol entsteht eine blau gefärbte Verbindung:

CHLOROFORM

Chloroform (Trichlormethan) CHCl 3 ist eine farblose, transparente, flüchtige Flüssigkeit mit charakteristischem Geruch. Mischbar mit Diethylether, Ethylalkohol und anderen organischen Lösungsmitteln, schwer löslich in Wasser (siehe Tabelle 1). Unter dem Einfluss von Licht, Luft, Feuchtigkeit und Temperatur zersetzt sich Chloroform allmählich. Dabei können Phosgen, Ameisen- und Salzsäure entstehen.

Stoffwechsel. In den Körper gelangendes Chloroform verschwindet schnell aus dem Blut. Nach 15–20 Minuten werden 30–50 % Chloroform unverändert mit der Ausatemluft abgegeben. Innerhalb einer Stunde werden bis zu 90 % des in den Körper gelangenden Chloroforms über die Lunge freigesetzt. Allerdings sind auch nach 8 Stunden noch geringe Mengen Chloroform im Blut nachweisbar. Ein Teil des Chloroforms unterliegt einer Biotransformation. Dabei entstehen als Metaboliten Kohlenmonoxid (IV) und Chlorwasserstoff. Bei chemisch-toxikologischen Untersuchungen werden vor allem ausgeatmete Luft, fettreiches Leichengewebe und die Leber auf das Vorhandensein von Chloroform im Körper untersucht.

Nachweis von Chloroform

Chloreliminationsreaktion. Beim Erhitzen von Chloroform mit einer alkoholischen Alkalilösung werden Chloratome abgespalten, was durch Reaktion mit Silbernitrat nachgewiesen werden kann:

Bevor Sie diese Reaktion durchführen, müssen Sie sicherstellen, dass sich in der Testlösung (Destillat) und in den Reagenzien keine Chlorionen befinden.

Fujiwara-Reaktion. Chloroform und eine Reihe anderer halogenhaltiger Verbindungen können mithilfe der Fujiwara-Reaktion nachgewiesen werden, die auf der Reaktion dieser Substanzen mit Pyridin in Gegenwart eines Alkalis basiert. Wenn Chloroform mit Pyridin und Alkali reagiert, entsteht ein Polymethinfarbstoff. Bei dieser Reaktion entsteht zunächst ein Pyridiniumsalz:

Unter dem Einfluss von Alkali wird das Pyridiniumsalz in ein Derivat von Glutacaldehyd (I) umgewandelt, bei dessen Hydrolyse Glutacaldehyd (II) entsteht, das folgende Farbe hat:

Zwei Varianten der Fujiwara-Reaktion wurden beschrieben. Bei Verwendung der ersten Option wird die Farbe des resultierenden Glutaconaldehyds beobachtet. Bei der zweiten Variante dieser Reaktion wird dem resultierenden Glutaconaldehyd ein aromatisches Amin oder eine andere Verbindung mit einem beweglichen Wasserstoffatom zugesetzt und anschließend die Farbe beobachtet.

Reaktion mit Resorcin. Wenn Chloroform und Resorcin in Gegenwart von Alkali erhitzt werden, erscheint eine rosa oder purpurrote Farbe.

Die Reaktion der Bildung von Isonitril. Beim Erhitzen von Chloroform mit primären Aminen und Alkali entsteht Isonitril (Carbylamin), das einen unangenehmen Geruch hat:

Reaktion mit Fehling-Reagenz. Wenn Chloroform mit Alkali reagiert, entsteht ein Salz der Ameisensäure (Formiatsäure):

Fehlings Reagenz, das die intrakomplexe Verbindung K 2 Na 2 enthält, die durch die Wechselwirkung von Kupfer(II)-Ionen mit Rochelle-Salz entsteht, oxidiert beim Erhitzen Ameisensäure und ihre Salze. Als Ergebnis der Reaktion fällt ein roter Niederschlag aus Kupfer(I)-oxid aus:

CHLORALHYDRAT

Chloralhydrat bzw

Farblose Kristalle oder feines kristallines Pulver mit charakteristischem stechenden Geruch und leicht bitter, löslich in Wasser, Ethylalkohol, Diethylether und Chloroform. Chloralhydrat ist hygroskopisch und verdunstet langsam an der Luft.

Stoffwechsel. Chloralhydrat wird aus dem Verdauungskanal schnell ins Blut aufgenommen. Es wird im Körper verstoffwechselt. Die Metaboliten von Chloralhydrat sind Trichlorethanol und Trichloressigsäure. Es wird angenommen, dass die toxische Wirkung von Chloralhydrat auf den Körper auf die Bildung von Trichlorethanol zurückzuführen ist. Trichloressigsäure kann im Körper auf zwei Wegen gebildet werden: direkt aus Chloralhydrat und aus Trichlorethanol. Trichlorethanol wird vom Körper als Glucuronid mit dem Urin ausgeschieden. Nach dem Tod infolge einer Chloralhydratvergiftung kann eine gewisse Menge davon unverändert in Leber und Magen gefunden werden.

Nachweis von Chloralhydrat

Chloralhydrat löst alle Reaktionen aus, die in der chemisch-toxikologischen Analyse zum Nachweis von Chloroform verwendet werden. Dies erklärt sich dadurch, dass die Reaktionen auf Chloroform, die in der chemisch-toxikologischen Analyse verwendet werden, in Gegenwart eines Alkalis durchgeführt werden, unter dessen Einfluss sich Chloralhydrat unter Freisetzung von Chloroform zersetzt:

Um Chloralhydrat von Chloroform zu unterscheiden, kann eine Reaktion mit Nesslers Reagenz verwendet werden. Diese Reaktion wird durch Chloralhydrat hervorgerufen, das eine Aldehydgruppe enthält. Chloroform löst diese Reaktion nicht aus.

Reaktion mit Nessler-Reagenz. Wenn Chloralhydrat mit Nesslers Reagenz reagiert, wird freies Quecksilber freigesetzt:

CARBON TECHLORID

Tetrachlorkohlenstoff CCl 4 ist eine transparente Flüssigkeit mit eigenartigem Geruch (Siedepunkt 75-77 °C). Es kann in jedem Verhältnis mit Aceton, Benzol, Benzin, Schwefelkohlenstoff und anderen organischen Lösungsmitteln gemischt werden. Etwa 0,01 % Tetrachlorkohlenstoff lösen sich in Wasser bei 20 °C. Tetrachlorkohlenstoff ist nicht brennbar; sein Dampf ist um ein Vielfaches schwerer als Luft.

Tetrachlorkohlenstoff gelangt durch das Einatmen seiner Dämpfe in den Körper und kann auch über die intakte Haut und den Verdauungskanal aufgenommen werden. Tetrachlorkohlenstoff ist im Körper ungleichmäßig verteilt. Seine Menge im fettreichen Gewebe ist um ein Vielfaches höher als im Blut. Der Gehalt an Tetrachlorkohlenstoff ist in Leber und Knochenmark deutlich höher als in der Lunge. Die roten Blutkörperchen von Leichen enthalten etwa 2,5-mal mehr Tetrachlorkohlenstoff als Plasma.

Stoffwechsel. Tetrachlorkohlenstoff wird schnell aus dem Körper ausgeschieden. Bereits 48 Stunden nach Eintritt in den Körper ist es in der Ausatemluft nicht mehr nachweisbar. Seine Metaboliten sind Chloroform und Kohlenmonoxid (IV).

DICHLORETHAN

Von Dichlorethan (C 2 H 4 Cl 2) sind zwei Isomere bekannt: 1,1-Dichlorethan und 1,2-Dichlorethan.

1,1-Dichlorethan (Ethylidenchlorid) CH 3 CHCl 2 – farblose Flüssigkeit (Dichte 1,189 bei 10 °C), siedend bei 58 °C. 1,2-Dichlorethan (Ethylenchlorid) Cl-CH 2 -CH 2 -Cl – Flüssigkeit (Dichte 1,252 bei 20 °C), Siedepunkt 83,7 °C. In der Industrie wird 1,2-Dichlorethan häufiger verwendet als 1,1-Dichlorethan.

1,2-Dichlorethan ist in Wasser schwer löslich und in den meisten organischen Lösungsmitteln gut löslich. Es ist beständig gegen Säuren und Laugen. Schwer zu entzünden. Technisches 1,2-Dichlorethan enthält eine Beimischung von Trichlorethylen C1-CH = CC1 2.

Isolierung von Dichlorethan aus biologischem Material. Dichlorethan wird durch Wasserdampfdestillation vom biologischen Material getrennt. Die ersten Teile des Destillats werden für Forschungszwecke verwendet. In Fällen, in denen es besondere Anweisungen gibt, biologisches Material auf das Vorhandensein von 1,2-Dichlorethan zu untersuchen, werden etwa 300 ml Destillat gewonnen, das einer wiederholten Destillation unterzogen wird und die ersten 200 ml Destillat gesammelt werden. Dieses Destillat wird zweimal mit einem Rückflusskühler destilliert. Das letzte Destillat (Volumen 10 ml), das durch Abdestillieren der Flüssigkeit mit einem Rückflusskühler gewonnen wird, wird auf das Vorhandensein von 1,2-Dichlorethan untersucht.

FORMALDEHYD

Formaldehyd (Ameisensäurealdehyd) ist ein Gas, das gut wasserlöslich ist und einen stechenden, spezifischen Geruch hat. Eine wässrige Lösung, die 36,5–37,5 % Formaldehyd enthält, wird als Formaldehyd bezeichnet.

Formaldehyd wird durch Wasserdampfdestillation aus biologischem Material isoliert. Allerdings wird bei dieser Methode nur ein kleiner Teil des Formaldehyds destilliert. Es wird angenommen, dass Formaldehyd in wässrigen Lösungen in Form eines Hydrats (Methylenglykol) vorliegt, das sich mit Wasserdampf nur schwer abdestillieren lässt:

HCNO + NOH ---> CH 2 (OH) 2 .

Formaldehyd schwächt das zentrale Nervensystem, was zu Bewusstlosigkeit und Krämpfen führen kann. Unter dem Einfluss von Formaldehyd kommt es zu degenerativen Schäden an Leber, Nieren, Herz und Gehirn. Formaldehyd beeinflusst einige Enzyme. 60-90 ml Formalin sind eine tödliche Dosis.

Stoffwechsel. Metaboliten von Formaldehyd sind Methylalkohol und Ameisensäure, die wiederum einem weiteren Stoffwechsel unterliegen.

Formaldehyd-Erkennung

Reaktion mit Chromotropsäure. Chromotrope Säure (1,8-Dioxynaphthalin-3,6-disulfonsäure) ergibt mit Formaldehyd in Gegenwart von Schwefelsäure eine violette Farbe.

Studierende, Doktoranden und junge Wissenschaftler, die die Wissensbasis in ihrem Studium und ihrer Arbeit nutzen, werden Ihnen sehr dankbar sein.

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Kursarbeit

Bestimmung von Blei in städtischer Vegetation

Einführung

Bleititrimetrisches Metallreagenz

Blei ist eine giftige Substanz, deren Anreicherung eine Reihe von Körpersystemen beeinträchtigt und besonders für kleine Kinder schädlich ist.

Es wird geschätzt, dass die Exposition von Kindern gegenüber Blei jedes Jahr zu etwa 600.000 neuen Fällen geistiger Behinderung bei Kindern führt.

Es wird geschätzt, dass Bleiexposition jedes Jahr 143.000 Todesfälle verursacht, wobei die Belastung in Entwicklungsregionen am höchsten ist.

Im Körper gelangt Blei in Gehirn, Leber, Nieren und Knochen. Im Laufe der Zeit reichert sich Blei in Zähnen und Knochen an. Die Exposition des Menschen wird typischerweise anhand des Bleigehalts im Blut bestimmt.

Es gibt keinen bekannten Grad der Bleiexposition, der als sicher gilt.

Die Hauptquellen der Bleiverschmutzung sind Kraftfahrzeuge, die bleihaltiges Benzin verwenden, Hüttenwerke, Rauchquellen wie Wärmekraftwerke usw.

Pflanzen nehmen Blei aus Boden und Luft auf.

Sie erfüllen eine nützliche Rolle für den Menschen und fungieren als Adsorbentien für Blei im Boden und in der Luft. Bleihaltiger Staub sammelt sich auf Pflanzen, ohne sich auszubreiten.

Je nach Inhalt mobiler Formulare Schwermetalle Bei Pflanzen kann man die Verunreinigung eines bestimmten Raumes durch sie beurteilen.

In diesem Kursarbeit Der Bleigehalt in der Vegetation des Stadtgebiets wird untersucht.

1. LeeLiteraturische Rezension

Die Literaturübersicht basiert auf dem Buch „Analytical Chemistry of Elements. Führen".

1. 1 UmAllgemeine Informationen zum Thema Blei

Svinemts (lat. Plumbum; gekennzeichnet durch das Symbol Pb) ist ein Element der 14. Gruppe (veraltete Klassifizierung - die Hauptuntergruppe der Gruppe IV), der sechsten Periodensystem chemische Elemente DI. Mendeleev hat die Ordnungszahl 82 und enthält somit die magische Anzahl an Protonen. Der einfache Stoff Blei (CAS-Nummer: 7439-92-1) ist ein formbares, relativ schmelzbares Metall von silbrig-weißer Farbe mit bläulicher Tönung. Seit der Antike bekannt.

Das Bleiatom hat die elektronische Struktur 1s 2 2s 2 p 6 3s 2 p 6 d 10 4s 2 p 6 d 10 f 14 5s 2 p 6 d 10 6s 2 p 2 . Die Atommasse wird mit 207,2 angenommen, ihre Schwankungen um 0,03 – 0,04 a.c. sind jedoch möglich.

Blei ist Bestandteil von mehr als 200 Mineralien, aber nur drei davon (Bleiglanz, Anglesit, Cerussit) kommen in der Natur in Form industrieller Bleierzvorkommen vor. Das wichtigste davon ist Bleiglanz PbS (86,5 % Pb).

Unter dem Einfluss gelöster Stoffe natürliche Gewässer, und verwandelt sich bei der Verwitterung in Anglesit PbSO 4 (63,3 % Pb), das durch doppelten Austausch mit Calcium- und Magnesiumcarbonaten Cerussit PbCO 3 (77,5 % Pb) bildet.

Gemessen an der industriellen Produktion liegt Blei in der Gruppe der Nichteisenmetalle an vierter Stelle, gleich hinter Aluminium, Kupfer und Zink.

Blei gewinnen Höchster Wert haben polymetallische Sulfid- und Mischerze, da reine Bleierze selten sind.

Es wird für die Zwecke verwendet Schutz vor Radioaktivität, als Strukturmaterial in der chemischen Industrie, zur Herstellung von Schutzbeschichtungen für Elektrokabel und Batterieelektroden. Aus großen Mengen Blei werden verschiedene Legierungen hergestellt: mit Wismut (Kühlmittel in der Kerntechnik), mit Zinn und geringen Zusätzen von Gold und Kupfer (Lote zur Herstellung gedruckter Schaltungen), mit Antimon, Zinn und anderen Metallen (Lote und Legierungen). für Druck- und Antifriktionszwecke). Die Fähigkeit zur Bildung intermetallischer Verbindungen wird zur Herstellung von Bleitellurid genutzt, aus dem IR-Strahlungsdetektoren und Konverter von thermischer Strahlungsenergie in elektrische Energie hergestellt werden. Ein großer Anteil an Blei wird bei der Synthese metallorganischer Verbindungen verwendet.

Viele bleihaltige organische Verbindungen sind Produkte „untergeordneter“ Chemie, haben aber eine große Wirkung praktische Bedeutung. Dazu gehören Bleistearat und -phthalat (Wärme- und Lichtstabilisatoren für Kunststoffe), basisches Bleifumarat (Wärmestabilisator für elektrische Isolatoren und Vulkanisationsmittel für Chlorsulfopolyethylen), Bleidiamyldithiocarbamat (multifunktionaler Schmierölzusatz), Bleiethylendiamintetraacetat (Röntgenkontrastmittel), Bleitetraacetat ( Oxidationsmittel in der organischen Chemie). Zu den praktisch wichtigen anorganischen Verbindungen zählen Bleioxid (wird bei der Herstellung von Gläsern mit hohem Brechungsindex, Emails, Batterien und Hochtemperaturschmierstoffe); Bleichlorid (Herstellung von Stromquellen); basisches Carbonat, Bleisulfat und -chromat, Bleimennige (Farbbestandteile); Titanat - Zirkonat. Blei (Herstellung piezoelektrischer Keramik). Als Titriermittel wird Bleinitrat verwendet.

Die außergewöhnliche Vielfalt und Bedeutung der genannten Bleianwendungen haben die Entwicklung zahlreicher Methoden zur quantitativen Analyse verschiedener Objekte angeregt. 1.2. Führen Sie Inhalte ein natürliche Objekte

Die Erdkruste enthält 1,6*10 -3 Massen-% Pb. Die kosmische Häufigkeit dieses Elements variiert nach Angaben verschiedener Autoren zwischen 0,47 und 2,9 Atomen pro 106 Siliziumatome. Für Sonnensystem der entsprechende Wert beträgt 1,3 Atome pro 10 6 Siliziumatome.

Blei kommt in hohen Konzentrationen in vielen Mineralien und Erzen vor, in Mikro- und Ultramikromengen – in fast allen Objekten der umgebenden Welt.

Andere Gegenstände enthalten Blei (Gew.-%); Regenwasser - (6-29) *10 -27, Wasser aus offenen Quellen - 2 * 10 -8, Meerwasser- 1,3 offenes Meerwasser an der Oberfläche - 1,4*10 -9, in einer Tiefe von 0,5 und 2 km - 1,2*10 -9 bzw. 2* 10 -10, Granite, Schwarzschiefer, Basalte - ( 1 - 30) *10 -4, sedimentäre Tonmineralien - 2*10 -3, Vulkangesteine des Pazifikgürtels - 0,9*10 -4, Phosphorite - von 5*10 -4 bis 3*10 -2.

Braunkohle – von 10 –4 bis 1,75 * 10 –2 , Öl – 0,4 4 * 10 –4 , Meteoriten – von 1,4 * 10 –4 bis 5,15 * 10 –2 .

Pflanzen: durchschnittlicher Gehalt - 1*10 -4, in Gebieten mit Bleimineralisierung - 10 -3, Nahrung 16*10 -6, in der Nähe der Autobahn gesammelte Puffballpilze - 5,3*10 -4, Asche: Flechten - 10 - 1, Nadelbäume Bäume – 5*10 –3, Laubbäume und Sträucher – bis zu 3*10 –3. Gesamtbleigehalt (in Tonnen): in der Atmosphäre – 1,8 * 10 4 , in Böden – 4,8 * 10 9 , in Sedimenten – 48 * 10 12 , in Meeresgewässern – 2,7 * 10 7 , in Gewässern Flüssen und Seen – 6,1 * 10 -4 , in Untergrundgewässern - 8,2 * 10 4 , in Wasser- und Landorganismen: lebend - 8,4 * 10 4 , tot - 4,6 * 10 6 .

1.2 IstQuellen der Bleiverschmutzung

Bleiquellen in verschiedenen Bereichen menschlicher und tierischer Lebensräume werden in natürliche (Vulkanausbrüche, Brände, Zersetzung toter Organismen, Meeres- und Windstaub) und anthropogene (Aktivitäten bleiproduzierender und verarbeitender Unternehmen, Verbrennung fossiler Brennstoffe und Abfälle daraus) unterteilt wird bearbeitet).

Bezogen auf das Ausmaß der Emissionen in die Atmosphäre steht Blei unter den Mikroelementen an erster Stelle.

Ein erheblicher Teil des in Kohle enthaltenen Bleis gelangt bei der Verbrennung zusammen mit Rauchgasen in die Atmosphäre. Der Betrieb nur eines Wärmekraftwerks, das 5000 Tonnen Kohle pro Tag verbraucht, setzt jährlich 21 Tonnen Blei und vergleichbare Mengen anderer schädlicher Elemente in die Luft frei. Einen wesentlichen Beitrag zur Luftverschmutzung mit Blei leistet die Produktion von Metallen, Zement etc.

Die Atmosphäre wird nicht nur durch stabile, sondern auch durch radioaktive Bleiisotope verschmutzt. Ihre Quelle sind radioaktive Edelgase, von denen das langlebigste Radon sogar die Stratosphäre erreicht. Das dabei entstehende Blei gelangt teilweise mit Niederschlägen und Aerosolen wieder auf die Erde und verunreinigt die Bodenoberfläche und Gewässer.

1.3 DasToxizität von Blei und seinen Verbindungen

Blei ist ein Gift, das alle Lebewesen befällt. Es und seine Verbindungen sind nicht nur wegen ihrer pathogenen Wirkung gefährlich, sondern auch wegen der kumulativen therapeutischen Wirkung, der hohen Anreicherungsrate im Körper, der geringen Rate und der unvollständigen Ausscheidung mit Abfallprodukten. Fakten zur Bleigefahr:

1. Bereits in einer Konzentration von 10 -4 % im Boden hemmt Blei die Aktivität von Enzymen, wobei hochlösliche Verbindungen in dieser Hinsicht besonders schädlich sind.

2. Das Vorhandensein von 2*10 -5 % Blei im Wasser ist schädlich für Fische.

3. Selbst geringe Bleikonzentrationen im Wasser reduzieren die Menge an Carotinoid und Chlorophyll in Algen.

4. Bei den mit Blei arbeitenden Personen wurden viele Fälle von Berufskrankheiten registriert.

5. Basierend auf den Ergebnissen einer 10-jährigen Statistik wurde ein Zusammenhang zwischen der Zahl der Todesfälle durch Lungenkrebs und dem erhöhten Gehalt an Blei und anderen Metallen in der Luft von Gebieten von Industrieunternehmen, die Kohle und Erdölprodukte verbrauchen, festgestellt.

Der Grad der Toxizität hängt von der Konzentration, dem physikalisch-chemischen Zustand und der Art der Bleiverbindungen ab. Blei ist im Zustand der molekularen Ionendispersion besonders gefährlich; Es dringt von der Lunge in die Lunge ein Kreislauf und von dort aus wird es durch den Körper transportiert. Obwohl Blei und seine anorganischen Verbindungen qualitativ ähnlich wirken, nimmt ihre Toxizität mit ihrer Löslichkeit in biologischen Körperflüssigkeiten zu. Dadurch wird die Gefahr nicht verringert, dass sich schwerlösliche Verbindungen im Darm verändern und dadurch vermehrt resorbiert werden.

Blei hemmt viele enzymatische Prozesse im Körper. Bei einer Bleivergiftung kommt es zu gravierenden Veränderungen im Nervensystem, Thermoregulation, Durchblutung und trophische Prozesse werden gestört, die immunbiologischen Eigenschaften des Körpers und seines genetischen Apparats verändern sich.

1. 4 Betriebssystemadditive und titrimetrische Methoden

1. Gravimetrische Methode – es wird die Bildung von Gewichtsformen von Blei mit organischen und anorganischen Reagenzien verwendet. Unter den anorganischen werden Bleisulfat und Chromat bevorzugt. Auf ihrer Fällung basierende Methoden sind hinsichtlich Selektivität und Umrechnungsfaktor vergleichbar, die Bestimmung von Pb in Form von Chromat erfordert jedoch weniger Zeit. Es empfiehlt sich, beide Sedimente durch „homogene“ Fällungsmethoden zu gewinnen.

Organische Reagenzien bieten Gewichtsformen, die für die Bestimmung kleinerer Pb-Mengen geeignet sind, mit günstigeren Umrechnungsfaktoren als Bleichromat oder Bleisulfat.

Vorteile der Methode: Kristallinität des Niederschlags und hohe Genauigkeit der Ergebnisse ohne störende Verunreinigungen. Relativer Bestimmungsfehler 0,0554-0,2015 Pb< 0,3%. С применением микроаппаратуры выполнены определения 0,125-4,528 мг РЬ с relativer Fehler < 0,8%. Однако присутствие свободной HN0 3 недопустимо, а содержание солей Alkali Metalle und Ammonium sollte so gering wie möglich sein.

2. Niederschlagstitration mit visuellen Indikatoren. Es kommt die Titration mit organischen und anorganischen Reagenzien zum Einsatz. In Abwesenheit von durch Chromat ausgefällten Verunreinigungsionen sind direkte titrimetrische Methoden mit Anzeige des Titrationsendpunkts (ETP) durch Farbänderung von Methylrot oder Adsorptionsindikatoren am praktischsten. Die beste Möglichkeit zur titrimetrischen Bestimmung von Pb nach der Chromatmethode ist die Fällung von PbCr0 4 aus einer Essigsäurelösung, gefolgt vom Auflösen des Niederschlags in 2 M HC1 oder 2 M HC10 4, der Zugabe von überschüssigem Kaliumiodid und der Titration des freigesetzten Jods mit Na 2 S 2 0 3.

3. Titration mit EDTA-Lösungen. Aufgrund der Vielseitigkeit von EDTA als analytisches Reagenz für die meisten Kationen stellt sich die Frage nach einer Erhöhung der Selektivität der Pb-Bestimmung. Dazu greifen sie auf eine Vortrennung von Gemischen, die Einführung von Maskierungsreagenzien und die Regulierung der Reaktion des Mediums auf pH-Werte > 3 zurück. Normalerweise wird die Titration in einem leicht sauren oder alkalischen Medium durchgeführt.

Der Endpunkt der Titration wird am häufigsten mit metallochromen Indikatoren aus der Gruppe der Azo- und Triphenylmethanfarbstoffe, Derivaten zweiatomiger Phenole und einigen anderen Substanzen angezeigt, deren farbige Pb-Komplexe weniger stabil sind als Ethylendiamintetraacetat von Blei. In schwach sauren Medien titrieren gegen 4 - (2-Pyridylazo)-Resorcin, Thiazolyl-Azo-und-Kresol, 2 - (5-Brom-2-Pyridylazo) - 5-Diethylaminophenol, 1 - (2-Pyridylazo) - 2 -Naphthol, 2-(2-Thiazolylazo)-Resorcin, Azoderivate der 1-Naphthol4-Sulfonsäure, Xylenolorange, Brenzkatechinviolett, Methylxylenolblau, Pyrogallol und Brompyrogallolrot, Methylthymolblau, Hämatoxylin, Natriumrhodizonat, Alizarin S und Dithizon.

In alkalischen Umgebungen sind Eriochromschwarz T, Sulfarsazen, 4-(4,5-Dimegyl-2-thiazolylazo)-2-methylresorcin, eine Mischung aus saurem Alizarinschwarz SN und Eriochromrot B, Pyrocatechinphthalein, starkes Solochrom 2 RS, Methylthymolblau und Murexid (Titration der Gesamtmengen an Pb und Cu).

4. Titration mit anderen komplexbildenden Substanzen. Dabei kommt die Bildung von Chelaten mit DCTA, TTGA und schwefelhaltigen Komplexbildnern zum Einsatz.

1.5 Fotometrische Analysemethodenüber Lichtabsorption und -streuung

1. Bestimmung als Sulfid. Die Ursprünge dieser Methode und ihre erste kritische Bewertung reichen bis zum Beginn unseres 20. Jahrhunderts zurück. Farbe und Stabilität eines PbS-Sols hängen von der Partikelgröße der dispergierten Phase ab, die von der Art und Konzentration der gelösten Elektrolyte, der Reaktion des Mediums und der Herstellungsmethode beeinflusst wird. Daher müssen diese Bedingungen unbedingt eingehalten werden.

Die Methode ist insbesondere in alkalischer Umgebung nicht sehr spezifisch, die Konvergenz der Ergebnisse in alkalischen Lösungen ist jedoch besser. In sauren Lösungen ist die Empfindlichkeit der Bestimmung geringer, kann jedoch durch Zugabe von Elektrolyten, beispielsweise NH 4 C1, zur analysierten Probe leicht erhöht werden. Die Selektivität der Bestimmung im alkalischen Medium kann durch den Einsatz maskierender Komplexbildner verbessert werden.

2. Bestimmung in Form komplexer Chloride. Es wurde bereits darauf hingewiesen, dass Pb-Chlorkomplexe Licht im UV-Bereich absorbieren und der molare Extinktionskoeffizient von der Konzentration der Cl-Ionen abhängt. In einer 6 M HCl-Lösung sind die Absorptionsmaxima von Bi, Pb und Tl ausreichend weit voneinander entfernt andere, was es ermöglicht, sie gleichzeitig durch Lichtabsorption bei 323, 271 bzw. 245 nm zu bestimmen. Der optimale Konzentrationsbereich zur Bestimmung von Pb liegt bei 4-10*10-4 %.

3. Die Bestimmung von Pb-Verunreinigungen in konzentrierter Schwefelsäure basiert auf der Verwendung der charakteristischen Absorption bei 195 nm relativ zu einer Standardlösung, die durch Auflösen von Blei in H2S04 (spezielle Reinheit) hergestellt wird.

Bestimmung mit organischen Reagenzien.

4. Bei der Analyse verschiedener Natur- und Industrieobjekte nimmt die photometrische Bestimmung von Pb mittels Dithizon aufgrund seiner hohen Empfindlichkeit und Selektivität einen Spitzenplatz ein. In verschiedenen Varianten bestehender Methoden wird die photometrische Bestimmung von Pb bei der Wellenlänge der maximalen Absorption von Dithizon bzw. Bleidithizonat durchgeführt. Weitere Varianten der Dithizon-Methode werden beschrieben: photometrische Titration ohne Phasentrennung und eine Methode ohne Extraktion zur Bestimmung von Blei in Polymeren, bei der als Reagenz eine Lösung von Dithizon in Aceton verwendet wird, die vor der Verwendung mit Wasser auf eine Konzentration verdünnt wird des organischen Anteils von 70 %.

5. Bestimmung von Blei durch Reaktion mit Natriumdiethyldithiocarbamat. Blei lässt sich leicht mit CCl4 in Form von farblosem Diethyldithiocarbamat extrahieren unterschiedliche Bedeutungen pH-Wert. Der resultierende Extrakt wird in der indirekten Methode zur Bestimmung von Pb verwendet, die auf der Bildung einer äquivalenten Menge gelbbraunem Kupferdiethyldithiocarbamat durch Austausch mit CuS04 basiert.

6. Bestimmung durch Reaktion mit 4-(2-Pyridylazo)-Resorcinol (PAR). Die hohe Stabilität des roten Pb-Komplexes mit PAR und die Löslichkeit des Reagenzes in Wasser sind die Vorteile der Methode. Für die Bestimmung von Pb in einigen Objekten, beispielsweise in Stahl, Messing und Bronze, ist eine Methode, die auf der Bildung eines Komplexes mit dieser Azoverbindung basiert, der Dithizon-Methode vorzuziehen. Es ist jedoch weniger selektiv und erfordert daher in Gegenwart störender Kationen eine vorherige Trennung nach der HD-Methode oder eine Extraktion von Bleidibenzyldithiocarbamat mit Tetrachlorkohlenstoff.

7. Bestimmung durch Reaktion mit 2-(5-Chlorpyridip-2-azo)-5-diethylaminophenol und 2-(5-Brompyridyl-2-azo)-5-diethylaminophenol. Beide Reagenzien bilden mit Pb 1:1-Komplexe mit nahezu identischen spektrophotometrischen Eigenschaften.

8. Bestimmung durch Reaktion mit Sulfarsazen. Die Methode nutzt die Bildung eines rotbraunen wasserlöslichen Komplexes der Zusammensetzung 1:1 mit einem Absorptionsmaximum bei 505–510 nm und einem molaren Extinktionskoeffizienten von 7,6 * 103 bei dieser Wellenlänge und einem pH-Wert von 9–10.

9. Bestimmung durch Reaktion mit Arsenazo 3. Dieses Reagenz bildet im pH-Bereich 4-8 einen blauen Komplex mit einer Zusammensetzung von 1:1 mit Blei mit zwei Absorptionsmaxima – bei 605 und 665 nm.

10. Bestimmung durch Reaktion mit Diphenylcarbazon. Hinsichtlich der Reaktionsempfindlichkeit bei der Extraktion des Chelats in Gegenwart von KCN und hinsichtlich der Selektivität nähert es sich Dithizon an.

11. Indirekte Methode zur Bestimmung von Pb mit Diphenylcarbazid. Die Methode basiert auf der Ausfällung von Bleichromat, seiner Auflösung in 5 % HC1 und der photometrischen Bestimmung von Dichromsäure durch Reaktion mit Diphenylcarbazid unter Verwendung eines Filters mit einer maximalen Transmission bei 536 nm. Die Methode ist zeitaufwändig und nicht sehr genau.

12. Bestimmung durch Reaktion mit Xylenolorange. Xylenolorange (KO) bildet mit Blei einen 1:1-Komplex, dessen optische Dichte bei pH 4,5-5,5 ihre Grenze erreicht.

13. Bestimmung durch Reaktion mit Brompyrogalpolrot (BSB) in Gegenwart von Sensibilisatoren. Als Sensibilisatoren werden Diphenylguanidinium-, Benzylthiuronium- und Tetraphenylphosphoniumchloride verwendet, die die Farbintensität erhöhen, aber die Lage des Absorptionsmaximums bei 630 nm nicht beeinflussen, sowie Cetyltrimethylammonium- und Cetylpyridiniumbromide bei pH 5,0.

14. Bestimmung durch Reaktion mit Glycinthymolblau. Der Komplex mit Glycinthymolblau (GBL) der Zusammensetzung 1:2 hat ein Absorptionsmaximum bei 574 nm und einen entsprechenden molaren Extinktionskoeffizienten von 21300 ± 600.

15. Die Bestimmung mit Methylthymolblau erfolgt unter ähnlichen Bedingungen wie bei der Bildung eines Komplexes mit GTS. Hinsichtlich der Empfindlichkeit liegen beide Reaktionen nahe beieinander. Die Lichtabsorption wird bei pH 5,8-6,0 und einer Wellenlänge von 600 nm gemessen, was der Lage des Absorptionsmaximums entspricht. Der molare Extinktionskoeffizient beträgt 19.500. Störungen durch viele Metalle werden durch Maskierung eliminiert.

16. Bestimmung durch Reaktion mit EDTA. EDTA wird als Titriermittel bei indikatorfreien und indikatorphotometrischen Titrationen (PT) verwendet. Wie bei der visuellen Titrimetrie ist eine zuverlässige FT mit EDTA-Lösungen bei pH > 3 und einer Titriermittelkonzentration von mindestens 10-5 M möglich.

Lumineszenzanalyse

1. Bestimmung von Pb mit organischen Reagenzien

Es wurde eine Methode vorgeschlagen, bei der die Intensität der Chemilumineszenzemission in Gegenwart von Pb aufgrund der katalytischen Oxidation von Luminol mit Wasserstoffperoxid gemessen wird. Mit der Methode konnten 0,02 bis 2 μg Pb in 1 ml Wasser mit einer Genauigkeit von 10 % bestimmt werden. Die Analyse dauert 20 Minuten und erfordert keine vorherige Probenvorbereitung. Neben Pb wird die Oxidationsreaktion von Luminol durch Spuren von Kupfer katalysiert. Die in ihrem Hardware-Design wesentlich komplexere Methode basiert auf der Nutzung der Fluoreszenzlöschwirkung von Fluor-132-Derivaten und ist bei der Bildung von Chelaten mit Blei wertvoll. Selektiver in Gegenwart vieler geochemischer Satelliten von Pb, wenn auch weniger empfindlich, ist eine relativ einfache Methode, die auf der Erhöhung der Fluoreszenzintensität des wasserblauen Lumogens in einem Dioxan-Wasser-Gemisch (1:1) in Gegenwart von Pb basiert.

2. Methoden der Niedertemperaturlumineszenz in gefrorenen Lösungen. Das Einfrieren der Lösung lässt sich am einfachsten mit der Methode zur Bestimmung von Blei in HC1 lösen, die auf der photoelektrischen Aufzeichnung der grünen Fluoreszenz von Chloridkomplexen bei -70 °C basiert.

3. Analyse des Lumineszenzausbruchs beim Auftauen von Proben. Die Methoden dieser Gruppe basieren auf einer Verschiebung der Lumineszenzspektren beim Auftauen der analysierten Probe und der Messung der beobachteten Zunahme der Strahlungsintensität. Die maximale Wellenlänge des Lumineszenzspektrums bei -196 und -70 °C beträgt 385 bzw. 490 nm.

4. Es wird eine Methode vorgeschlagen, die auf der Messung des analytischen Signals bei 365 nm im Quasilinienlumineszenzspektrum von CaO-Pb-Kristallphosphor basiert, der auf die Temperatur von flüssigem Stickstoff abgekühlt ist. Dies ist die empfindlichste aller Lumineszenzmethoden: Wird ein Aktivator auf die Oberfläche von Tabletten aufgetragen (150 mg CaO, Durchmesser 10 mm, Pressdruck 7-8 MN/m2), beträgt die Nachweisgrenze am ISP-51-Spektrographen 0,00002 μg. Die Methode zeichnet sich durch eine gute Selektivität aus: Ein 100-facher Überschuss an Co, Cr(III), Fe (III), Mn(II), Ni, Sb (III) und T1 (I) stört die Bestimmung von Pb nicht . Bi kann auch gleichzeitig mit Pb bestimmt werden.

5. Bestimmung von Blei durch Lumineszenz eines auf Papier sorbierten Chloridkomplexes. Bei dieser Methode wird die Lumineszenzanalyse mit der Trennung von Pb von Störelementen mithilfe eines Ringbades kombiniert. Die Bestimmung erfolgt bei Normaltemperatur.

1.6 Alectro chemische Methoden

1. Potentiometrische Methoden. Es kommt die direkte und indirekte Bestimmung von Blei zum Einsatz – Titration mit Säure-Base-, Komplexometrie- und Fällungsreagenzien.

2. Bei elektrogravimetrischen Methoden wird Blei auf Elektroden abgeschieden und anschließend gewogen oder aufgelöst.

3. Coulometrie und coulometrische Titration. Als Titriermittel werden elektrogenerierte Sulfhydrylreagenzien verwendet.

4. Voltamperometrie. Die klassische Polarographie, die Schnelligkeit mit relativ hoher Empfindlichkeit verbindet, gilt als eine der bequemsten Methoden zur Bestimmung von Pb im Konzentrationsbereich von 10-s-10 M. In den allermeisten Arbeiten wird Blei durch den Reduktionsstrom von Pb2+ bestimmt zu Pb° an einer Quecksilbertropfenelektrode (DRE), die normalerweise reversibel und im Diffusionsmodus auftritt. Kathodische Wellen kommen in der Regel gut zum Ausdruck und polarographische Maxima werden durch Gelatine und Triton X-100 besonders leicht unterdrückt.

5. Amperometrische Titration

Bei der amperometrischen Titration (AT) wird der Äquivalenzpunkt durch die Abhängigkeit des aktuellen Wertes der elektrochemischen Umwandlung von Pb und (oder) Titriermittel bei einem bestimmten Wert des Elektrodenpotentials vom Titriermittelvolumen bestimmt. Die amperometrische Titration ist genauer als die herkömmliche polarographische Methode, erfordert keine zwingende Temperaturkontrolle der Zelle und ist weniger abhängig von den Eigenschaften der Kapillare und des indifferenten Elektrolyten. Es ist zu beachten, dass die AT-Methode ein großes Potenzial hat, da die Analyse mithilfe einer elektrochemischen Reaktion möglich ist, an der sowohl Pb selbst als auch das Titriermittel beteiligt sind. Obwohl der Gesamtzeitaufwand für die AT-Ausführung größer ist, wird dies vollständig durch die Tatsache ausgeglichen, dass keine Kalibrierung erforderlich ist. Die Titration wird mit Lösungen von Kaliumdichromat, Chloranilsäure, 3,5-Dimethyldimercaptothiopyron, 1,5-6 is (Benzyliden)-thiocarbohydrazon und Thiosalicylamid durchgeführt.

1.7 FiPhysikalische Methoden zur Bleibestimmung

Blei wird durch Atomemissionsspektroskopie, Atomfluoreszenzspektrometrie, Atomabsorptionsspektrometrie, Röntgenmethoden, radiometrische Methoden, radiochemische und viele andere bestimmt.

2 . ExperimentalTeil

2.1 MehDefinitionscode

Diese Arbeit nutzt die Bestimmung von Blei in Form eines Dithizonatkomplexes.

Abbildung 1 – Struktur von Dithizon:

Die maximale Absorption von Bleidithizonat-Komplexen beträgt 520 nm. Die Photometrie wird gegen eine Lösung von Dithizon in CCl 4 verwendet.

Es wird eine doppelte Veraschung der Testprobe durchgeführt – trockene und „nasse“ Methode.

Durch Doppelextraktion und Reaktion mit Hilfsreagenzien werden störende Verunreinigungen und Ionen abgetrennt und die Stabilität des Komplexes erhöht.

Die Methode ist sehr genau.

2. 2 UswTests und Reagenzien

Spektralphotometer mit Küvetten.

Trockenschrank.

Muffelofen.

E-Herd.

Elektronische Balance

Tropftrichter 100 ml.

Chemiebehälter.

Eine abgewogene Portion trockenes Pflanzenmaterial 3 Stck. 10 gr.

0,01 % Lösung von Dithizon in CCl 4 .

0,02 N HCl-Lösung.

0,1 % Hydroxylaminlösung.

10 %ige Lösung von gelbem Blutsalz.

10 %ige Ammoniumcitratlösung.

10 %ige HCl-Lösung.

Ammoniaklösung.

Sodalösung.

Indikatoren sind Thymolblau und Phenolrot.

Standardlösungen von Blei mit einem Gehalt von 1,2,3,4,5,6 µg/ml.

2. 3 UswVorbereitung von Lösungen

1. 0,1 % Hydroxylaminlösung.

W=m Wasser/m Lösung =0,1 %. Die Masse der Lösung beträgt 100 g. Dann beträgt das Gewicht 0,1 g. Aufgelöst in 99,9 ml bidestilliertem Wasser.

2,10 %ige Lösung von gelbem Blutsalz. W=m Wasser/m Lösung =10 %. Die Masse der Lösung beträgt 100 g. Dann beträgt das Gewicht 10 g. Aufgelöst in 90 ml bidestilliertem Wasser.

3,10 %ige Ammoniumcitratlösung. W=m Wasser/m Lösung =10 %. Die Masse der Lösung beträgt 100 g. Gewicht - 10 g. Aufgelöst in 90 ml bidestilliertem Wasser.

4,10 %ige HCl-Lösung. Hergestellt aus konzentrierter HCl:

Sie benötigen 100 ml Lösung mit W=10 %. d konz. HCl = 1,19 g/ml. Daher ist es notwendig, 26 g konzentrierte HCl zu nehmen, V = 26/ 1,19 = 21,84 ml. 21,84 ml konzentrierte HCl wurden mit bidestilliertem Wasser in einem 100-ml-Messkolben bis zur Marke auf 100 ml verdünnt.

5. 0,01 %ige Lösung von Dithizon in CCl4. W=m Wasser/m Lösung =10 %. Die Masse der Lösung beträgt 100 g. Dann beträgt das Gewicht 0,01 g. Aufgelöst in 99,9 ml CCl 4.

6. Sodalösung. Hergestellt aus trockenem Na 2 CO 3 .

7. 0,02 N HCl-Lösung. W=m v-va /m r-ra =? Neuberechnung zu Massenanteil. 1 Liter 0,02 N HCl-Lösung enthält 0,02 * 36,5 = 0,73 g HCl-Lösung. d konz. HCl = 1,19 g/ml. Daher müssen Sie 1,92 g konzentrierte HCl einnehmen, Volumen = 1,61 ml. 1,61 ml konzentrierte HCl wurden mit bidestilliertem Wasser in einem 100-ml-Messkolben bis zur Marke auf 100 ml verdünnt.

9. Eine Lösung des Thymolblau-Indikators wurde aus einer Trockensubstanz durch Auflösen in Ethylalkohol hergestellt.

2. 4 Mehschüttelnde Einflüsse

In einer alkalischen Umgebung, die Cyanid enthält, extrahiert Dithizon Thallium, Wismut und Zinn (II) zusammen mit Blei. Thallium beeinträchtigt die kolorimetrische Bestimmung nicht. Zinn und Wismut werden durch Extraktion in einem sauren Medium entfernt.

Die Bestimmung beeinträchtigt nicht Silber, Quecksilber, Kupfer, Arsen, Antimon, Aluminium, Chrom, Nickel, Kobalt und Zink in Konzentrationen, die das Zwölffache der Bleikonzentration nicht überschreiten. Der störende Einfluss einiger dieser Elemente, sofern sie in fünfzigfacher Konzentration vorliegen, wird durch die Doppelextraktion eliminiert.

Die Bestimmung wird durch Mangan erschwert, das bei Extraktion in alkalischem Medium die Oxidation von Dithizon mit Luftsauerstoff katalytisch beschleunigt. Diese Störung wird durch Zugabe von Hydroxylaminhydrochlorid zur extrahierten Probe beseitigt.

Starke Oxidationsmittel stören die Bestimmung, da sie Dithizon oxidieren. Ihre Reduktion mit Hydroxylamin wird in die Bestimmung einbezogen.

2. 5 Dieseexperimentelle Technik

Das Pflanzenmaterial wurde in zerkleinertem Zustand in einem Trockenofen getrocknet. Die Trocknung erfolgte bei einer Temperatur von 100 0 C. Nach dem Trocknen bis zur absoluten Trockenheit wurde das Pflanzenmaterial gründlich zerkleinert.

Es wurden drei 10-g-Portionen Trockenmaterial entnommen. Sie wurden in einen Tiegel gegeben und in einen Muffelofen gestellt, wo sie 4 Stunden lang bei einer Temperatur von 450 0 C verascht wurden.

Anschließend wurde die Pflanzenasche unter Erhitzen in Salpetersäure eingeweicht und getrocknet (ab hier werden die Vorgänge für alle Proben wiederholt).

Anschließend wurde die Asche erneut mit Salpetersäure behandelt, auf einem Elektroherd getrocknet und für 15 Minuten in einen Muffelofen bei einer Temperatur von 300 0 C gestellt.

Anschließend wurde die geklärte Asche mit Salzsäure eingegraben, getrocknet und erneut eingegraben. Anschließend wurden die Proben in 10 ml 10 %iger Salzsäure gelöst.

Anschließend wurden die Lösungen in 100-ml-Tropftrichter gegeben. 10 ml einer 10 %igen Ammoniumcitratlösung wurden zugegeben, dann wurde die Lösung mit Ammoniak neutralisiert, bis die Farbe von Thymolblau blau wurde.

Anschließend wurde die Extraktion durchgeführt. 5 ml einer 0,01 %igen Lösung von Dithizon in CCl 4 wurden zugegeben. Die Lösung im Tropftrichter wurde 5 Minuten lang kräftig geschüttelt. Die Dithizonschicht wurde nach der Trennung von der Hauptlösung separat abgelassen. Der Extraktionsvorgang wurde wiederholt, bis die anfängliche Farbe jeder neuen Dithizonportion nicht mehr rot wurde.

Die wässrige Phase wurde in einen Tropftrichter gegeben. Es wurde mit einer Sodalösung neutralisiert, bis sich die Farbe von Phenolrot nach Orange änderte. Dann wurden 2 ml einer 10 %igen gelben Blutsalzlösung, 2 ml einer 10 %igen Ammoniumcitratlösung und 2 ml einer 1 %igen Hydroxylaminlösung zugegeben.

Anschließend wurden die Lösungen mit einer Sodalösung neutralisiert, bis die Farbe des Indikators (Phenolrot) purpurrot wurde.

Als nächstes wurden 10 ml einer 0,01 %igen Lösung von Dithizon in CCl 4 hinzugefügt, die Probe wurde 30 Sekunden lang kräftig geschüttelt, dann wurde die Dithizonschicht in eine Küvette gegossen und gegen eine Lösung von Dithizon in CCl 4 bei 520 nm spektrophotometrisch gemessen.

Es wurden folgende optische Dichten erhalten:

Die Kalibrierungskurve wurde unter den gleichen Bedingungen erstellt; es wurden Standardlösungen mit Bleikonzentrationen von 1 bis 6 μg/ml verwendet. Sie wurden aus einer Bleilösung mit einer Konzentration von 1 μg/ml hergestellt.

2.6 ReVersuchsergebnisseEnta und statistische Verarbeitung

Daten zum Erstellen eines Kalibrierungsdiagramms

Kalibrierungsdiagramm

Laut Kalibrierungsdiagramm beträgt die Bleikonzentration in einem Kilogramm trockener Pflanzenmasse

1) 0,71 mg/kg

2) 0,71 mg/kg

3) 0,70 mg/kg

Aus den Bestimmungsbedingungen ergibt sich, dass die Bleikonzentration in den Standards in μg/ml gemessen wird; für die Analyse wurde der Bleigehalt in 10 ml gemessen, umgerechnet auf ein Kilogramm trockenes Pflanzenmaterial.

Durchschnittlicher Massenwert: X av = 0,707 g.

Varianz =0,000035

Standardabweichung: = 0,005787

DuWasser

1. Basierend auf einer Literaturrecherche.

Anhand einer Literaturrecherche wurden allgemeine Informationen über das Element und seine Bestimmungsmethoden untersucht und die am besten geeignete Methode aufgrund ihrer Genauigkeit und Übereinstimmung mit den in der täglichen Praxis verwendeten Methoden ausgewählt.

2. Basierend auf den Ergebnissen des Experiments.

Das Experiment zeigte, dass die Methode zur Bestimmung niedriger Bleigehalte eingesetzt werden kann; die Ergebnisse sind sehr genau und wiederholbar.

3. Gemäß MPC.

Liste der verwendeten Referenzen

1. Polyansky N.G. Svinets.-M.: Nauka, 1986. - 357 S. (Analytische Chemie der Elemente).

2. Wassiljew V.P. Analytische Chemie. Um 14.00 Uhr. 2. Physikalisch-chemische Analysemethoden: Lehrbuch. Für chemische Technologie Spezialist. Vuzov.-M.: Höher. Schule, 1989. - 384 S.

3. Grundlagen analytische Chemie. In 2 Büchern. Buch 2. Methoden der chemischen Analyse: Lehrbuch. Für Universitäten/Yu.A. Zolotov, E. N. Dorokhova, V.I. Fadeeva und andere. Ed. Yu.A. Zolotova. - 2. Aufl., überarbeitet. Und zusätzlich - M.: Höher. Schule, 2002. - 494 S.

Gepostet auf Allbest.ru

Schlussfolgerungen

Die derzeit in der forensischen Chemie angewandte systematische Schwefelwasserstoffmethode zur Analyse von Metallkationen und Arsen ist veraltet.
Die derzeit entwickelte fraktionierte Methode zur Analyse von Metall- und Arsenkationen ermöglicht es, die Zeit der forensischen chemischen Analyse im Vergleich zur Schwefelwasserstoffmethode um das 2-3-fache zu verkürzen, die Empfindlichkeit in einigen Fällen um das 100- und sogar 2000-fache zu erhöhen und die Nachweis des Nachweises von Metallen und Arsen, deutliche Reduzierung des Reagenzienverbrauchs und Verzicht auf die Verwendung von Schwefelwasserstoff, der die Luft in Labors verschmutzt.

1 Tananaev N. A. Fraktionale Analyse. M., 1950.

Gemeindehaushalt Bildungseinrichtung

„Ryzhkovskaya-Sekundarschule“

Bezirk Kardymovsky, Gebiet Smolensk

Wettbewerb für Studierende allgemeinbildender Organisationen

und zusätzliche Bildungsorganisationen in der Region Smolensk

für das beste Umweltprojekt „Wir leben in der Region Smolensk“

Ökologisches Projekt

« Umfassende Analyse Gehalt an Schwermetallverbindungen

V Umfeld und ihr Einfluss auf Organismen“

Birjukowa Alina Alexandrowna

Klasse 9

VOLLSTÄNDIGER NAME. Arbeitsleiter:

Baranova Olga Alekseevna

Dorf Titkowo

2017

Inhaltsverzeichnis

Einleitung……………………………………………………………………………….………3

Kapitel ICH . Schwermetalle…………………………………………………………….…….. 5

Kapitel II . Quellen von Schwermetallverbindungen, die in die Umwelt und in lebende Organismen gelangen …………….………………………………………………………………………………..… 7

2.1. Der Eintrag von Schwermetallverbindungen in den Boden………………………..………..8

2.2. Aufnahme von Schwermetallverbindungen in Gewässer………………………………9

2.3. Freisetzung von Schwermetallverbindungen in die Atmosphäre…………………………….…9

2.4. Aufnahme von Schwermetallverbindungen in lebende Organismen……………………10

Kapitel III . Bestimmung des Vorhandenseins von Schwermetallverbindungen in der Umwelt und ihrer Auswirkungen auf lebende Organismen…………………………………………………….12

3.1. Schwermetallverbindungen im Boden …………………………………………13

3.1.1. Methodik zur Bestimmung des Vorhandenseins von Schwermetallverbindungen im Boden......13

3.1.2. Ergebnisse der Analyse des Gehalts an Schwermetallverbindungen im Boden……..…14

3.2. Schwermetallverbindungen in natürlichen Gewässern………………………….………...14

3.2.1. Methodik zur Bestimmung des Vorhandenseins von Schwermetallverbindungen in natürlichen Gewässern………………………………………………………………………………..14

3.2.2. Ergebnisse der Analyse des Gehalts an Schwermetallverbindungen in natürlichen Gewässern………………………………………………………………………………………... .14

3.3. Schwermetallverbindungen in der Atmosphäre………………………………………………………15

3.3.1. Methodik zur Bestimmung des Vorhandenseins von Schwermetallverbindungen in der Atmosphäre ……………………………………………………………………………………..15

3.3.2. Ergebnisse der Analyse des Gehalts an Schwermetallverbindungen in der Atmosphäre………………………………………………………………………………………… 16

3.4. Schwermetallverbindungen und lebende Organismen………………………………………………………17

3.4.1. Methodik zur Bestimmung der Wirkung von Schwermetallverbindungen auf Organismen………………………………………………………………………………………...17

3.4.2. Ergebnisse der Bestimmung der Wirkung von Schwermetallverbindungen auf lebende Organismen………………………………………………………………………………18

Fazit…………………………………………………...……………………………..20

Referenzen……………………………………………………………………………………..…..21

Anhang …………………………………………………………..……………………….22

Einführung

Die Umwelt ist der Lebensraum lebender Organismen, die ihr ganzes Leben lang mit ihr in Kontakt stehen. Organismen erhalten aus der Umwelt alles, was sie für ein normales Leben brauchen: Sauerstoff zum Atmen, Wasser, Nährstoffe, Mikroelemente und vieles mehr. Unter den chemischen Elementen, die in Organismen gelangen, nehmen Schwermetalle in Form von Ionen eine Sonderstellung ein.

Es wurde festgestellt, dass Schwermetallionen aufgrund ihrer Aufnahme aus natürlichen Verbindungen normalerweise in der Umwelt vorhanden sind, ihr natürlicher Gehalt jedoch äußerst gering ist. In letzter Zeit hat der Einfluss des Menschen auf die Umwelt zugenommen, und mittlerweile sind auch menschliche Aktivitäten (metallurgische Produktion, Kraftfahrzeuge, Düngemittel) die Quelle von Schwermetallverbindungen, und die Zahl der Schwermetallionen anthropogenen Ursprungs in der Umwelt nimmt ständig zu Jahr. Dadurch gelangen diese Ionen in größeren Mengen in die Organismen.

Gilt hier die Regel „Mehr ist besser“? Jeder weiß, dass lebende Organismen Metalle enthalten, darunter auch Schwermetalle: zum Beispiel Eisen im Hämoglobin, Zink in Insulin und vielen Enzymen, Kupfer wird für die Bildung von Nervengewebe und bei der Hämatopoese benötigt und Molybdän aktiviert die Prozesse der atmosphärischen Bindung Stickstoff durch Knöllchenbakterien. Aber diese und viele andere chemische Elemente – Schwermetalle – werden von lebenden Organismen für das normale Funktionieren in relativ geringen Mengen benötigt, während einige der Schwermetalle, selbst in Spurenmengen, eine toxische Wirkung haben, da sie die stärksten toxischen Metalle sind (Quecksilber, Blei). , Cadmium).

Ist menschliche Aktivität wirklich eine starke Quelle für den Eintrag von Schwermetallverbindungen in die Umwelt, und wirken sich Schwermetalle selbst negativ auf lebende Organismen aus? Die Arbeit ist der Untersuchung dieser Fragen gewidmet.

Zu Beginn der Arbeit wurde es vorgebrachtHypothese: In der Umgebung des Untersuchungsgebiets (ländlicher Raum) sind Schwermetallverbindungen vorhanden. Der Gehalt an Schwermetallverbindungen ist umso höher, je näher das Probenahmegebiet an der Straße liegt. Schwermetallverbindungen wirken dämpfend auf lebende Organismen.

Ziel: Untersuchung des Gehalts an Schwermetallverbindungen in der Umwelt (Luft, Boden, Wasser) und deren Auswirkungen auf lebende Organismen.

Um dieses Ziel zu erreichen, ist eine Entscheidung notwendigAufgaben :

Studieren Sie die wissenschaftliche Literatur zu diesem Thema.

Untersuchungsmethoden zur Bestimmung von Schwermetallverbindungen in der Umwelt.

Führen Sie eine qualitative Analyse von Boden-, Schnee-, Wasser- und biologischen Materialproben (Flechten) auf den Gehalt an Schwermetallverbindungen durch.

Bestimmen Sie die Auswirkungen von Schwermetallverbindungen auf lebende Organismen.

Bewerten Sie den Grad der Umweltbelastung mit Schwermetallverbindungen im Untersuchungsgebiet.

Studienobjekt : Belastung der Umwelt und lebender Organismen mit Schwermetallverbindungen.

Gegenstand der Studie : Boden, Schnee, Wasser, lebende Organismen (Flechten, Brunnenkresse).

Forschungsmethoden:

Theoretische Methode

Morphometrische Methode

Experimentelle Methode

Organoleptische Methode

Mathematische Methode

Ort der Studie: Dorf Titkowo, Bezirk Kardymowski.

Zeitrahmen für die Studie: Februar-März 2017.

Kapitel ICH . Schwermetalle

Schwermetalle sind eine Gruppe chemischer Elemente mit den Eigenschaften von Metallen und einem signifikanten Atomgewicht von mehr als 40. Es sind etwa vierzig verschiedene Definitionen des Begriffs Schwermetalle bekannt, und es ist unmöglich, eine davon als die am meisten akzeptierte zu bezeichnen. Dementsprechend ist die Liste der Schwermetalle gem verschiedene Definitionen wird verschiedene Elemente enthalten.

Der Begriff „Schwermetalle“ wird meist nicht aus chemischer, sondern aus medizinischer und ökologischer Sicht betrachtet. Wenn sie also in diese Kategorie fallen, werden nicht nur chemische und physikalische Eigenschaften Element, sondern auch seine biologische Aktivität und Toxizität sowie das Ausmaß seiner Verwendung in wirtschaftlichen Aktivitäten.

In Werken, die sich heute den Problemen der Umweltverschmutzung und der Umweltüberwachung widmenSchwermetalle umfassen mehr als 40 Metalle des Periodensystems D.I. Mendeleev mit einer Atommasse von über 50 Atomeinheiten:V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi usw. Gleichzeitig spielen bei der Kategorisierung von Schwermetallen eine wichtige Rolle folgenden Bedingungen: ihre hohe Toxizität für lebende Organismen in relativ geringen Konzentrationen sowie die Fähigkeit zur Bioakkumulation und Biomagnifikation. Fast alle Metalle, die unter diese Definition fallen (mit Ausnahme von Blei, Quecksilber, Cadmium und Wismut, deren biologische Rolle derzeit unklar ist), sind aktiv an biologischen Prozessen beteiligt und Bestandteil vieler Enzyme. Nach der Klassifikation von N. Reimers gelten Metalle mit einer Dichte von mehr als 8 g/cm als schwer 3 . Zu den Schwermetallen zählen alsoPb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg .

VieleSchwermetalle , sowie , , , , nehmen an biologischen Prozessen teil und sind in bestimmten Mengen für das Funktionieren von Pflanzen, Tieren und Menschen notwendig . Andererseits,Schwermetalle und ihre Verbindungen können haben schädliche Auswirkungen auf lebende Organismen. Darüber hinaus manifestieren sich die negativen Auswirkungen von Schwermetallen auf lebende Organismen und die menschliche Gesundheit nicht nur in den direkten Auswirkungen hoher Konzentrationen, sondern auch in den mit ihrer kumulativen Wirkung verbundenen Langzeitfolgen. Schwermetallverbindungen verursachen eine Reihe von Krankheiten und eine allgemeine Hemmung lebenswichtiger Prozesse. Metalle, die in biologischen Prozessen keine nützliche Rolle spielen, wie z Und , sind definiert alsgiftige Metalle . Insbesondereführen, was zusammen mit Arsen, Cadmium, Quecksilber, Selen, Zink, Fluor und Benzapren als hochgefährliche Stoffe eingestuft (GOST 3778-98).Einige Elemente wie z oder , die normalerweise toxische Wirkungen auf lebende Organismen haben, können für einige Arten von Vorteil sein.

Kapitel II . Quellen für Schwermetallverbindungen

in die Umwelt und lebende Organismen

Zu den Schadstoffen der Biosphäre gehören größtes Interesse für verschiedene Qualitätskontrolldienste, Metalle (hauptsächlich schwere, d. h. mit atomares Gewicht mehr als 40) gehören zu den wichtigsten. Dies ist größtenteils auf die biologische Aktivität vieler von ihnen zurückzuführen.

Schwermetallquellen werden in natürliche (Verwitterung von Gesteinen und Mineralien, Erosionsprozesse, vulkanische Aktivität) und künstliche (Bergbau und Verarbeitung von Mineralien, Kraftstoffverbrennung, Verkehr, landwirtschaftliche Aktivitäten) unterteilt. Ein Teil der vom Menschen verursachten Emissionen, die in Form feiner Aerosole in die natürliche Umwelt gelangen, wird über große Entfernungen transportiert und verursacht globale Umweltverschmutzung. Der andere Teil gelangt in abflusslose Reservoire, wo sich Schwermetalle ansammeln und zu einer Quelle sekundärer Verschmutzung werden, d. h. die Bildung gefährlicher Schadstoffe bei physikalischen und chemischen Prozessen, die direkt in der Umwelt ablaufen (z. B. die Bildung von giftigem Phosgengas aus ungiftigen Stoffen). Schwermetalle reichern sich im Boden, insbesondere in den oberen Humushorizonten, an und werden durch Auswaschung, Pflanzenverbrauch, Erosion und Deflation – Ausblasen aus Böden – langsam entfernt.

Der Zeitraum der halben Entfernung oder Entfernung der Hälfte der Anfangskonzentration ist lang: für Zink – von 70 bis 510 Jahren, für Cadmium – von 13 bis 110 Jahren, für Kupfer – von 310 bis 1500 Jahren und für Blei – von 740 bis 5900 Jahre. Im Humusteil des Bodens findet die primäre Umwandlung der darin enthaltenen Verbindungen statt.

Schwermetalle besitzen eine hohe Fähigkeit zu einer Vielzahl chemischer, physikalisch-chemischer und biologischer Reaktionen. Viele von ihnen haben variable Wertigkeit und nehmen an Redoxprozessen teil. Schwermetalle und ihre Verbindungen sind wie andere chemische Verbindungen in der Lage, sich in der Lebensumgebung zu bewegen und umzuverteilen, d. h. Wandern. Die Migration von Schwermetallverbindungen erfolgt größtenteils in Form einer organomineralischen Komponente.

Mögliche Quellen der Verschmutzung der Biosphäre mit Schwermetallen technogenen Ursprungs sind Unternehmen der Eisen- und Nichteisenmetallurgie (Aerosolemissionen, die die Atmosphäre verschmutzen, Industrieabwässer, die Oberflächengewässer verschmutzen), Maschinenbau (Galvanikbäder zur Verkupferung, Vernickelung, Verchromung). , Cadmiumbeschichtung), Fabrikenzum Recycling von Batterien, Autotransport.

Neben anthropogenen Quellen der Umweltverschmutzung mit Schwermetallen gibt es auch andere natürliche Quellen, wie zum Beispiel Vulkanausbrüche: Cadmium wurde erst vor relativ kurzer Zeit in den Produkten des Ausbruchs des Ätna auf der Insel Sizilien im Mittelmeer entdeckt. Erhöhte Konzentration giftiger Metalle in Oberflächengewässer In einigen Seen kann es durch sauren Regen zu Oxidation kommen, was zur Auflösung von Mineralien und Gesteinen führt, die von diesen Seen angeschwemmt werden. Alle diese Schadstoffquellen führen zu einem Anstieg des Gehalts an metallischen Schadstoffen in der Biosphäre oder ihren Bestandteilen (Luft, Wasser, Boden, lebende Organismen) im Vergleich zum natürlichen, sogenannten Hintergrundniveau.

2.1. Der Eintrag von Schwermetallverbindungen in den Boden

Der Boden ist das Hauptmedium, in das Schwermetalle gelangen, auch aus der Atmosphäremit Emissionen von Industrieunternehmen und Blei – aus Fahrzeugabgasen. Schwermetalle gelangen meist in Form von Oxiden aus der Atmosphäre in den Boden, wo sie sich nach und nach auflösen und in Hydroxide, Carbonate oder in Form austauschbarer Kationen umgewandelt werden. Boden mitEs ist eine Quelle sekundärer Verschmutzung der Oberflächenluft und des Wassers, das von dort in die Weltmeere fließt. Aus dem Boden werden Schwermetalle von Pflanzen aufgenommen, die dann zur Nahrung für höher organisierte Tiere werden.

Die Verweildauer von Schadstoffen im Boden ist deutlich höher als in anderen Teilen der Biosphäre, was zu Veränderungen in der Zusammensetzung und den Eigenschaften des Bodens als dynamischem System führt und letztendlich zu einem Ungleichgewicht ökologischer Prozesse führt.

Unter normalen natürlichen Bedingungen sind alle im Boden ablaufenden Prozesse im Gleichgewicht. Veränderungen in der Zusammensetzung und den Eigenschaften des Bodens können dadurch verursacht werden Naturphänomen, aber am häufigsten sind Menschen für die Störung des Gleichgewichtszustands des Bodens verantwortlich:

atmosphärischer Schadstofftransport in Form von Aerosolen und Staub (Schwermetalle);

nicht-terrestrische Verschmutzung – Deponien von Großindustrien und Emissionen von Brennstoff- und Energiekomplexen;

Pflanzenstreu. Giftige Elemente werden in jedem Zustand von den Blättern absorbiert oder auf der Blattoberfläche abgelagert. Wenn dann die Blätter fallen, gelangen diese Verbindungen in den Boden .

Die Bestimmung von Schwermetallen wird hauptsächlich in Böden durchgeführt, die sich in Gebieten mit Umweltkatastrophen befinden, auf landwirtschaftlichen Flächen, die an Bodenschadstoffe mit Schwermetallen angrenzen, und auf Feldern, die für den Anbau umweltfreundlicher Produkte vorgesehen sind.

Wenn Böden mit Schwermetallen und Radionukliden belastet sind, ist eine Reinigung nahezu unmöglich. Bisher ist die einzige Möglichkeit bekannt: solche Böden mit schnell wachsenden Pflanzen zu besäen, die große Phytomasse produzieren. Solche Pflanzen, die Schwermetalle extrahieren, müssen nach der Reifung vernichtet werden. Es dauert Jahrzehnte, kontaminierte Böden wiederherzustellen.

2.2. Der Eintrag von Schwermetallverbindungen in Gewässer

Metallionen sind wesentliche Bestandteile natürlicher Gewässer. Abhängig von den Umgebungsbedingungen (pH-Wert, Redoxpotential) existieren sie in verschiedene Grade Oxidation und sind Bestandteil einer Vielzahl anorganischer und metallorganischer Verbindungen. Viele Metalle bilden mit organischer Substanz ziemlich starke Komplexe; Diese Komplexe gehören zu den wichtigsten Formen der Elementmigration in natürlichen Gewässern.

Schwermetalle kommen als Mikroelemente ständig in natürlichen Reservoirs und den Organen von Wasserorganismen vor. Abhängig von den geochemischen Bedingungen sind starke Schwankungen ihres Pegels zu beobachten.

Gleichzeitig sind Schwermetalle und ihre Salze weit verbreitete Industrieschadstoffe. Sie gelangen sowohl aus natürlichen Quellen (Gestein, oberflächliche Bodenschichten und Grundwasser) als auch aus Abwässern vieler Industriebetriebe und atmosphärischen Niederschlägen, die durch Rauchemissionen verunreinigt sind, in Stauseen. Zum Beispiel, natürliche Quellen Der Eintrag von Blei in Oberflächengewässer erfolgt durch die Auflösung endogener (Bleiglanz) und exogener (Anglesit, Cerussit usw.) Mineralien. Ein deutlicher Anstieg des Bleigehalts in der Umwelt (auch in Oberflächengewässern) ist mit der Verbrennung von Kohle, der Verwendung von Tetraethylblei als Antiklopfmittel in Kraftstoffen und der Einleitung in Gewässer mit Erzabwässern verbunden Verarbeitungsbetriebe, einige Hüttenwerke, Chemiewerke, Bergwerke usw.

2.3. Freisetzung von Schwermetallverbindungen in die Atmosphäre

Der Straßenverkehr, der mit flüssigen Kraftstoffen (Benzin, Dieselkraftstoff und Kerosin) betrieben wird, Blockheizkraftwerke (KWK) und Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK) sind eine der Hauptquellen der Luftverschmutzung. Autoabgase enthalten Schwermetalle, darunter Blei.Höhere Bleikonzentrationen in der Luft von Städten mit großen Industriebetrieben.

Aufnahme von Schwermetallen in die Atmosphäre, % der Menge

Quelle

Schwermetall

Сd

Gemeinsame natürliche Quelle

26,3

29,0

4,5

81,0

Anthropogene Quelle

73,7

71,0

95,5

19,0

2.4. Der Eintrag von Schwermetallverbindungen in lebende Organismen

Pflanzliche Lebensmittel sind die Hauptquelle für Schwermetalle im Körper von Mensch und Tier. Den Daten zufolge stammen 40–80 % der Schwermetalle daraus, und nur 20–40 %. - mit Luft und Wasser. Die chemische Zusammensetzung von Pflanzen spiegelt bekanntlich die elementare Zusammensetzung von Böden wider. Daher ist die übermäßige Anreicherung von Schwermetallen durch Pflanzen in erster Linie auf deren hohe Konzentrationen im Boden zurückzuführen. Trotz der erheblichen Variabilität verschiedener Pflanzen bei der Anreicherung von Schwermetallen weist die Bioakkumulation von Elementen eine gewisse Tendenz auf, die eine Einteilung in mehrere Gruppen ermöglicht:

1) Cd, Cs, Rb – Elemente mit intensiver Absorption;

2) Zn, Mo, Cu, Pb, Co, As – durchschnittlicher Absorptionsgrad;

3) Mn, Ni, Cr – schwache Absorption;

4) Se, Fe, Ba, Te sind Elemente, die für Pflanzen schwer zugänglich sind. Eine weitere Möglichkeit für Schwermetalle, in Pflanzen einzudringen, ist die Blattaufnahme aus Luftströmen.

Der Eintrag von Elementen in Pflanzen über die Blätter erfolgt hauptsächlich durch nicht-metabolische Penetration durch die Kutikula. Von Blättern aufgenommene Schwermetalle können auf andere Organe und Gewebe übertragen und in den Stoffwechsel einbezogen werden. Blei und Cadmium sind hochgiftige Metalle. In Pflanzen am Straßenrand ist der Bleigehalt stark erhöht, er ist 10-100-mal höher im Vergleich zu Pflanzen, die abseits von Straßen wachsen. Große Menge Cadmium kommt in Pflanzen vor, die in der Nähe von Autobahnen wachsen. Beispielsweise erhöht sich der Cadmiumgehalt in den Nadeln der in Straßennähe wachsenden Fichte um das 11- bis 17-fache.

Der Eintrag von Schwermetallen in Pflanzen kann direkt aus der Luft erfolgen, indem sich Staub auf Blättern und Nadeln ablagert und aus dem Boden verlagert: Der Anteil von Schwermetallen an der Staubzusammensetzung auf der Oberfläche von Blättern in der Nähe der Quelle beträgt durchschnittlich 30 % der Gesamtgehalt an Schwermetallen in ihnen. In Tiefdruckgebieten und auf der Luvseite kann dieser Anteil bis zu 60 % erreichen. Wenn man sich von der Quelle entfernt, nimmt die Rolle der Luftverschmutzung merklich ab.

Kapitel III . Bestimmung des Vorhandenseins von Schwermetallverbindungen in der Umwelt und ihrer Auswirkungen auf lebende Organismen

Die Methode zur Bestimmung des Gehalts an Schwermetallionen besteht in der Analyse von Schmelzwasser, Wasser aus einer Lagerstätte oder Wasserextrakten mit hochwertigen Reagenzien.

Qualitative Bestimmung von Bleiionen P B 2+

Kaliumiodid ergibt in Lösung mit Bleiionen einen charakteristischen gelben Niederschlag von Bleiiodid

Fortschritt der Studie :

Von jeder Probe wird 1 ml Wasser, Schmelzwasser oder wässriger Extrakt in Reagenzgläser gegossen und mit 1 ml KI-Lösung und 1 ml 6 %iger HNO versetzt 3. Die Reagenzgläser mit dem Inhalt bleiben einen Tag stehen. In Gegenwart von Bleiionen bildet sich ab einem Bleigehalt von 60 µg in der Probe ein gelber Niederschlag. Bei geringeren Konzentrationen verfärbt sich der Inhalt des Reagenzglases Gelb :

R B 2+ + ICH - = R B ICH 2

Qualitative Bestimmung von Eisenionen

Gesamteisen

AmmoniumrhodanidN.H. 4 Im sauren Milieu bilden sich SCN bzw. Kalium-KSCNFe 3+ Eisenthiocyanate, blutrot gefärbt. Abhängig von der Konzentration des Thiocyanations können Komplexe unterschiedlicher Art gebildet werden.Komposition:

Fe 3+ +SCN - = 2+

Fe 3+ + 2 SCN - = +

Fe 3+ + 3 SCN- = Fe( SCN) 3

Zu 1 ml Testwasser 2-3 Tropfen Salzsäurelösung hinzufügen und2- 3 Tropfen Reagenzlösung.

BeiEisengehalt0,1 mg/lerscheintRosaFärbung,Abeimehrhoher Inhalt –Rot.

Die maximal zulässige Gesamteisenkonzentration im Lagerstätten- und Trinkwasser beträgt 0,3 mg/l, der limitierende organoleptische Gefahrenindikator.

Eisen(II)

Kaliumhexacyanoferrat(III)K 3 [ Fe( CN) 6 ] , in einer sauren Umgebung(pH ~ 3) bildet sich mit dem Fe-Kation 2+ Turnboule blaues Sediment dunkelblauFarben:

3Fe 2+ + 2 3- =Fe 3 2

Zu 1 ml Testwasser 2-3 Tropfen Schwefelsäurelösung und 2-3 hinzufügenTropfen Reagenzlösung.

Eisen(III)

Kaliumhexacyanoferrat(II)K 4 [ Fe( CN) 6 ] in einer leicht sauren Umgebung mit einem KationFe 3+ bildet einen dunkelblauen Niederschlag von Berliner Blau:

4Fe 3+ + 3 4- =Fe 4 3

Zu 1 ml Testwasser 1-2 Tropfen Salzsäurelösung und 2 Tropfen Reagenzlösung hinzufügen.

Für die qualitative Bestimmung von Blei- und Eisenionen wurden die folgenden Geräte, Reagenzien und Materialien verwendet.

Ausrüstung: Trainingswaage, Gewichte, Lineal, Stativ mit Kupplung und Fuß, Bürette mit Hahn, 2 ml Messpipette, 100 ml und 50 ml Becher, 100 ml Messzylinder, 250 ml runde Flachkolben, Gummistopfen, konische Trichter, Filterpapier , Reagenzglasständer, Reagenzgläser, Scheren, Spatel, Glasstäbe, Glasröhrchen, Petrischalen.

Reagenzien: konzentrierte Salpetersäure (HNO 3 ), Kaliumiodidlösung (KI), 6%ige Salpetersäurelösung (HNO 3 ), Wasserstoffperoxid (H 2 UM 2 ), Kaliumthiocyanat (Lösung) (KSCN), Schwefelsäure (Lösung) (H 2 ALSO 4 ), Hexacyanoferrat (III) Kalium (K 3 [ Fe( CN) 6 ]), Hexacyanoferrat (II) Kalium (K 4 [ Fe( CN) 6 ), Salzsäure(Lösung) (NSl), Gekochtes Wasser.

Material: Samen von Brunnenkresse, Thalli der Flechten Xanthoria wallata (Goldkraut) und Parmelia furrowata.

3.1. Schwermetallverbindungen im Boden

3.1.1. Methodik zur Bestimmung des Vorhandenseins von Schwermetallverbindungen im Boden

An zwei Stellen wurden Bodenproben (je ca. 100 g) entnommen: in der Nähe der Autobahn in unmittelbarer Nähe (Anhang, Abb. 1), in einem Nadelwaldgürtel fernab der Straße (Anhang, Abb. 2), wo hauptsächlich Kiefern und Es wachsen Fichten, und es kommen auch einige Laubbaumarten vor.

Der Boden wurde 5 Tage lang getrocknet.

Wir wogen 10 g jeder Bodenprobe auf einer vorgeglichenen Waage.

Die Proben wurden in runde Flachbodenkolben mit Bezeichnungen überführt (Bodenprobe in der Nähe der Straße entnommen – „p-Straße“; Bodenprobe in einem Waldgürtel entnommen – „p-Wald“). Gießen Sie 50 ml kochendes Wasser in jeden Kolben und geben Sie 1 Tropfen konzentrierte Salpetersäure HNO hinzu 3 , 5 Minuten geschüttelt. Für einen Tag stehen gelassen (Anhang, Abb. 3).

Bodenextrakte wurden in beschriftete Becher filtriert, wobei für jeden Extrakt ein anderer Filter verwendet wurde (Anhang, Abb. 4).

Mit den resultierenden Filtraten wurde nach einer zuvor beschriebenen Methode eine qualitative Bestimmung des Gehalts an Blei- und Eisenionen im Boden durchgeführt.

3.1.2. Ergebnisse der Analyse des Gehalts an schweren Verbindungen

Metalle im Boden

Die Analyse von Proben auf den Gehalt an Bleiionen im Boden ergab folgende Ergebnisse. In einem Reagenzglas mit einem wässrigen Extrakt aus dem Boden, der in der Nähe der Straße entnommen wurde, bildete sich kein offensichtlicher Niederschlag, aber der Inhalt des Reagenzglases nahm eine satte goldbraune Farbe an, was auf einen ziemlich hohen Gehalt an Bleiionen in dieser Bodenprobe hinweist. In einem Reagenzglas mit einem wässrigen Bodenextrakt aus einem Waldgürtel wurden weder Sediment noch offensichtliche Farbveränderungen festgestellt (der Bodenextrakt hatte zunächst eine schwache blassgelbe Farbe, was durch die färbende Eigenschaft der enthaltenen organischen Substanz erklärt werden kann). im Waldboden) (Anhang, Abb. 5, 6) .

Die Analyse der Proben auf den Gehalt an Eisenionen im Boden ergab keine sichtbaren Veränderungen: Bei der Zugabe von Reagenzien kam es zu keiner Farbveränderung und es kam zu keinem Niederschlag.

3.2. Schwermetallverbindungen in natürlichen Gewässern

3.2.1. Methodik zur Bestimmung des Vorhandenseins von Schwermetallverbindungen in natürlichen Gewässern

1. Wir haben eine Wasserprobe aus dem Reservoir in einen sauberen Behälter entnommen (Anhang, Abb. 7).

2. Eine aus dem See entnommene Wasserprobe in ein Becherglas filtrieren, um die Probe von mechanischen Verunreinigungen zu reinigen.

3. Mit dem resultierenden Filtrat wurde nach einer zuvor beschriebenen Methode eine qualitative Bestimmung des Gehalts an Blei- und Eisenionen im Seewasser durchgeführt.

3.2.2. Ergebnisse der Analyse zusammengesetzter Inhalte

Schwermetalle in natürlichen Gewässern

Die Analyse von Proben auf den Gehalt an Bleiionen im Wasser ergab folgendes Ergebnis: Es bildete sich kein offensichtlicher Sediment, aber der Inhalt des Reagenzglases verfärbte sich kaum sichtbar blassgelb (Anhang, Abb. 8).

Die Analyse der Proben auf den Gehalt an Eisenionen im Wasser ergab keine sichtbaren Ergebnisse: Bei der Zugabe von Reagenzien kam es zu keiner Farbveränderung und es kam zu keinem Niederschlag.

3.3. Schwermetallverbindungen in der Atmosphäre

3.3.1. Methodik zur Bestimmung des Vorhandenseins von Schwermetallverbindungen in der Atmosphäre

Schneedecke

Die Schneedecke sammelt in ihrer Zusammensetzung fast alle in die Atmosphäre gelangenden Stoffe. In dieser Hinsicht verfügt es über eine Reihe von Eigenschaften, die es zu einem geeigneten Indikator für die Verschmutzung nicht nur des Niederschlags selbst, sondern auch der atmosphärischen Luft machen. Bei der Bildung der Schneedecke ist die Schadstoffkonzentration im Schnee aufgrund der Prozesse des trockenen und nassen Niederschlags von Verunreinigungen um 2-3 Größenordnungen höher als in der atmosphärischen Luft. Daher liefert die Analyse von Schneeproben Ergebnisse mit hochgradig Zuverlässigkeit. Bei der Probenahme vonNeg muss über die gesamte Einlagerungstiefe in die dafür vorgesehenen Behälter entnommen werden.

Wir nahmen Schüsseln mit, um Schneeproben zu nehmen und Markierungen anzubringen. An drei Stellen wurden Schneeproben entnommen: am Straßenrand (Anhang, Abb. 9), im Hof neben dem Haus (Anhang, Abb. 10), in einem Waldgürtel (Anhang, Abb. 11).

Wir haben die Container mit Schnee gefüllt.

Wir haben Schnee ins Klassenzimmer geliefert.

Nachdem der Schnee geschmolzen war, wurde das Schmelzwasser gefiltert, um mechanische Verunreinigungen aus den Proben zu entfernen (Anhang, Abb. 12).

Mit den resultierenden Filtraten aus drei Proben wurde eine qualitative Bestimmung des Gehalts an Blei- und Eisenionen im Schnee (und damit in der Atmosphäre) nach der zuvor beschriebenen Methode durchgeführt (Anhang, Abb. 13, 14).

Flechten

Die Empfindlichkeit von Flechten gegenüber Luftverschmutzung ist seit langem bekannt. Flechten sind in der Lage, Elemente aus der Umwelt in Mengen anzusammeln, die ihren physiologischen Bedarf bei weitem übersteigen. Das Fehlen spezieller Organe für den Wasser- und Gasaustausch und die äußerst geringe Fähigkeit zur Autoregulation führen zu einem hohen Grad an Übereinstimmung zwischen der chemischen Zusammensetzung von Flechten und ihrer Umgebung. Diese Eigenschaft hat die weit verbreitete Verwendung von Flechten als akkumulative Bioindikatoren für die Umweltverschmutzung mit Schwermetallen bestimmt. Es wurde festgestellt, dass Co, Ni, Mo, Au in Flechten in den gleichen Konzentrationen vorhanden sind wie in höheren Pflanzen, und der Gehalt an Zn, Cd, Sn, Pb ist viel höher.

Um den Gehalt an Schwermetallionen qualitativ zu bestimmen, haben wir folgende Methode verwendet:

Flechten wurden aus Hängebirke gesammelt (Betula-Pendel ) und Ziegenweide (Salix caprea ) in einer Höhe von 0,5 bis 1 Meter.

Wenn möglich, wurden Flechtenproben ohne Rinde entnommen, war es nicht möglich, den Thallus von der Rinde zu trennen, wurden sie mit abgeschnitten.

Zur Analyse wurden Thalli der Flechten Xanthoria wallata und Parmelia sulcata gesammelt und außerdem eine visuelle Beurteilung des Zustands der Thalli während der Sammlung durchgeführt.

Die Probenahme erfolgte an zwei Stellen: an Bäumen in der Nähe der Autobahn (Anhang, Abb. 15, 16) und an Bäumen, die im Waldgürtel wachsen (Anhang, Abb. 17).

Flechten derselben Art, die von einem Baum gesammelt wurden, wurden hineingelegt allgemeines Paket mit Symbolen (Anhang, Abb. 18).

Im Büro wurden von jeder Probe 25 g Flechten-Thalli jeder Art auf einer Waage abgewogen und zerkleinert.

Zwei Proben von Flechtenthalli beider Arten (Xanthorium + Parmelia für jede Probenahmestelle) wurden in runde Flachbodenkolben gegeben, 50 ml kochendes Wasser wurden in jeden Kolben gegossen, 1 Tropfen konzentrierte Salpetersäure wurde zugegeben und 5 Minuten lang geschüttelt , und blieb für einen Tag stehen. (Anhang, Abb. 3).

Dann wurde der wässrige Extrakt filtriert und die resultierenden Filtrate wurden für verwendetDurchführung einer qualitativen Bestimmung des Gehalts an Blei- und Eisenionen in Flechtenthalli (und damit in der Atmosphäre) nach der zuvor beschriebenen Methode.

3.3.2. Ergebnisse der Analyse zusammengesetzter Inhalte

Schwermetalle in der Atmosphäre

Schneedecke

Die Analyse von Proben auf den Gehalt an Bleiionen im Schnee ergab die folgenden Ergebnisse. In einem Reagenzglas mit einem Filtrat aus Schmelzwasser aus Schnee, das am Straßenrand entnommen wurde (Probe Nr. 3), bildete sich kein offensichtliches Sediment, aber der Inhalt des Reagenzglases nahm eine leuchtend goldene Farbe an, was auf einen erheblichen Gehalt an Bleiionen in dieser Schneeprobe. In einem Reagenzglas mit einem Filtrat aus Schmelzwasser aus Schnee, das in einem Waldgürtel fernab der Straße entnommen wurde (Probe Nr. 2), fiel kein Sediment aus; der Inhalt des Reagenzglases nahm eine schwache hellgelbe Farbe an. In einem Reagenzglas mit einem Filtrat aus Schmelzwasser aus Schnee, das im Hinterhof in der Nähe des Hauses entnommen wurde (Probe Nr. 1), bildete sich kein Sediment; der Inhalt des Reagenzglases verfärbte sich hellgelb (Anhang, Abb. 8).

Die Analyse von Proben auf den Gehalt an Eisenionen im Schnee ergab keine sichtbaren Ergebnisse: Bei der Zugabe von Reagenzien kam es zu keiner Farbveränderung und es kam zu keinem Niederschlag.

Flechten

Bei der visuellen Beurteilung des Zustands der Thalli der Flechten Xanthoria wallata und Parmelia Grooveta wurde eine gewisse Verschlechterung des Allgemeinzustands der Flechten-Thalli, die auf Bäumen in der Nähe der Straße wachsen, festgestellt: Die Thalli sind klein, etwas verdickt und haben einen blättrigen Charakter Die Thalli sind schlecht sichtbar und fest mit der Rinde der Bäume verbunden (Anhang, Abb. 19). All dies weist auf das Vorhandensein von Substanzen in der Atmosphäre des Untersuchungsgebiets (Straßenrandbereich) hin, die sich negativ auf lebende Organismen auswirken - Flechten.

Die Analyse von Proben auf den Gehalt an Bleiionen in Flechten-Thalli ergab die folgenden Ergebnisse. In einem Reagenzglas mit einem wässrigen Extrakt aus Flechten-Thalli, die von Bäumen in der Nähe der Autobahn gesammelt wurden, fiel kein Sediment aus, aber der Inhalt des Reagenzglases verfärbte sich schwach blassgelb, was auf in der Atmosphäre enthaltene Bleiionen und deren Anreicherung in den Flechten hinweist Thalli. In einem Reagenzglas mit einem wässrigen Extrakt aus Flechten-Thalli, der von Bäumen in einem Waldgürtel fernab der Autobahn gesammelt wurde, bildete sich kein Sediment und es wurde keine Farbveränderung festgestellt (Anhang, Abb. 6).

Die Analyse von Proben auf den Gehalt an Eisenionen in Flechten-Thalli ergab keine sichtbaren Ergebnisse: Bei der Zugabe von Reagenzien kam es zu keiner Farbveränderung und es kam zu keinem Niederschlag.

Allgemeine Schlussfolgerung: Bei der Analyse der Ergebnisse aller Arten von Experimenten (Gehalt an Bleiionen in Boden, Wasser, Schnee und Flechten) kommen wir zu dem Schluss, dass Bleiionen in der Umwelt enthalten sind. Darüber hinaus ist der Gehalt an Bleiionen umso höher, je näher das Probenahmegebiet an Orten mit hoher menschlicher Aktivität (in unserem Fall einer Autobahn) liegt, was vor allem durch den Eintrag von Bleiionen in die Umwelt als Teil der Fahrzeugabgase erklärt wird. Das negative Ergebnis von Tests zum Gehalt an Eisenionen in allen Versuchsvarianten hängt höchstwahrscheinlich nicht mit der völligen Abwesenheit von Eisen in der Umwelt zusammen, sondern mit seinem sehr geringen Gehalt, der mit den von uns verwendeten Methoden und dem nicht bestimmt werden kann Im Labor verfügbare Reagenzien.

3.4. Schwermetallverbindungen und lebende Organismen

3.4.1. Methodik zur Bestimmung der Wirkung von Schwermetallverbindungen auf Organismen

Als Testorganismus verwendeten wir Brunnenkresse (Anhang, Abb. 20).

Brunnenkresse ist eine einjährige Gemüsepflanze, die sehr empfindlich auf Bodenverunreinigungen mit Schwermetallen sowie auf Luftverschmutzung durch Abgase von Fahrzeugen reagiert. Dieser Bioindikator zeichnet sich durch eine schnelle Samenkeimung und eine nahezu hundertprozentige Keimung aus.

Darüber hinaus unterliegen die Triebe und Wurzeln dieser Pflanze unter dem Einfluss von Schadstoffen spürbaren morphologischen Veränderungen. Wachstumsverzögerung und Krümmung der Triebe, Verringerung der Länge und des Gewichts der Wurzeln.

Brunnenkresse als Bioindikator ist auch deshalb praktisch, weil gleichzeitig die Wirkung von Stress untersucht werden kann große Zahl Anlagen mit kleiner Arbeitsplatzfläche. Reizvoll ist auch die sehr kurze Versuchsdauer. Brunnenkressesamen keimen am zweiten oder dritten Tag.

Um den Einfluss von Schwermetallionen auf lebende Organismen (Kresse) zu ermitteln, haben wir Schmelzwasserproben entnommen, die bereits mit hochwertigen Reagenzien auf den Gehalt an Blei- und Eisenionen analysiert wurden.

Aus Filterpapier entsprechend der Größe der Petrischalen ausgeschnittene Kreise wurden auf den Boden der Petrischalen gelegt; Petrischalen waren nummeriert.

In jede Petrischale wurden 3 ml Schmelzwasser der entsprechenden Probe gegossen (das Filterpapier war vollständig benetzt) (Anhang, Abb. 21).

Brunnenkressesamen wurden auf Filterpapier gelegt (20 Stück in jeder Petrischale) und mit Deckeln abgedeckt (Anhang, Abb. 22, 23).

Nach 3 Tagen wurde eine morphometrische Beurteilung der Salatsämlinge durchgeführt (die Länge der Wurzeln wurde gemessen) (Anhang, Abb. 24, 25).

Die Daten wurden in eine Tabelle eingegeben, der Durchschnittswert der Wurzellängen für jede Option ermittelt und Schlussfolgerungen gezogen

3.4.2. Ergebnisse der zusammengesetzten Belichtung

Schwermetalle auf lebende Organismen

Morphometrische Parameter von Brunnenkresse-Sämlingen

(Länge der Stacheln in mm)

p/p

Probe Nr. 1 (Schnee vom Hof)

Probe Nr. 2 (Schnee vom Waldgürtel)

Probe Nr. 3 (Schnee von der Straße)

MITTLERE BEDEUTUNG

44,74

56,24

22,4

Schlussfolgerungen: Im Schmelzwasser enthaltene Bleiionen wirken sich dämpfend auf die lebenswichtigen Prozesse von Organismen aus; je höher der Bleiionengehalt im Schmelzwasser, desto größer sind die negativen Auswirkungen. Dies ergibt sich aus den erzielten Ergebnissen. In der Versuchsvariante Nr. 3 (Straße) (Anhang, Abb. 26) sind morphometrische Veränderungen deutlich zu erkennen: Die Länge der Wurzeln nimmt stark ab – nach durchschnittlichen Indikatoren um 20 mm oder mehr. Darüber hinaus betrug die Keimrate 90 %. In den Versuchsvarianten Nr. 1 (Hof) (Anhang, Abb. 27) und Nr. 2 (Waldgürtel) (Anhang, Abb. 28) betrug die Keimrate 95 % bzw. 85 %. Eine solche quantitative Streuung der Keimung in den Optionen Nr. 1 und Nr. 2 kann mit der allgemeinen Keimung des Saatguts (Zufallsfaktor) und einer relativ kleinen Probe verbunden sein. Der geringere Wert der durchschnittlichen Wurzellänge bei Variante Nr. 1 im Vergleich zu Variante Nr. 2 erklärt sich aus dem größeren Vorkommen von Bleiionen im Schmelzwasser. Die negativen Auswirkungen von Bleiionen auf lebende Organismen wurden im Experiment eindeutig nachgewiesen.

Abschluss

Die Umwelt ist ein Zuhause für lebende Organismen und versorgt Organismen mit allen Substanzen, die sie für ein normales Leben benötigen. Gleichzeitig nehmen lebende Organismen aus ihrer Umgebung nicht nur das auf, was sie brauchen, sondern es kommt zu einer gemeinsamen Aufnahme eines ganzen Komplexes von Stoffen und Elementen, von denen einige nicht nur nicht nützlich sind, sondern auch eine deprimierende, giftige Wirkung auf Organismen haben ; Zu diesen Substanzen zählen Schwermetallverbindungen. Normalerweise ist der natürliche Gehalt an Schwermetallen in der Umwelt jedoch recht gering, sodass die negativen Auswirkungen ihrer Verbindungen auf Pflanzen und Tiere unbedeutend sind.

In letzter Zeit ist die Umwelt einem sehr starken Einfluss des Menschen ausgesetzt, der sich negativ auf ihren Zustand auswirkt und zu starker Verschmutzung führt.

Im Rahmen unserer Untersuchungen wurde festgestellt, dass der Grad der anthropogenen Belastung der Umwelt im Bereich der Belastung mit Schwermetallverbindungen hoch ist. In der Umgebung des Untersuchungsgebiets sind Ionen des Schwermetalls Blei vorhanden, und ihr Gehalt erhöht sich, wenn man sich Gebieten mit einem hohen Grad an anthropogener Belastung nähert – in der Nähe von Autobahnen im Untersuchungsgebiet. In einiger Entfernung von Straßen nimmt die Konzentration von Metallionen ab, dennoch wird der Gehalt an Schwermetallverbindungen höher sein als der natürliche Hintergrund, da sich die Verschmutzung über große Gebiete mit bewegten Luftmassen, mit Grund- und Oberflächenwasserströmen ausbreitet, und mit Niederschlag. Negative Tests auf das Vorhandensein von Eisenionen bedeuten nicht deren Abwesenheit; In ländlichen Gebieten gibt es praktisch keine Quellen für seinen Eintrag in die Umwelt, daher ist der Gehalt an Eisenionen zum Nachweis seines Vorkommens äußerst niedrig. Es wurde auch festgestellt, dass Schwermetallionen in relativ geringen Konzentrationen eine allgemeine hemmende Wirkung auf die Wachstums- und Entwicklungsprozesse lebender Organismen haben.

Die praktische Bedeutung der Arbeit liegt darin, dass die gewonnenen Ergebnisse genutzt werden können: bei der Durchführung von Unterrichtsstunden, außerschulischen Aktivitäten und Lehrveranstaltungen zu Problemen des ökologischen Zustands der Umwelt (insbesondere des Untersuchungsgebietes); bei der Entwicklung von Broschüren zum Thema „Die Umwelt und das Problem ihrer Verschmutzung durch Schwermetallverbindungen“ zur Information der Bevölkerung (einschließlich der Anbringung eines Schildes in der Nähe des Stausees „Angeln ist verboten!“). Praktische Ergebnisse Forschungsarbeit kann beim Schreiben eines Artikels für eine Zeitung verwendet werden, um das Problem der Umweltverschmutzung hervorzuheben.

Referenzliste

Ashikhmina T.Ya. Überwachung der Schulumgebung. Pädagogisches und methodisches Handbuch. M.: AGAR, 2006. 38 S.

Mansurova S.E. „Wir überwachen die Umwelt unserer Stadt“, M., „Vlados“, 2001.

Muravyov A.G., Pugal N.A., Lavrova V.N. Ökologisch Werkstatt: Lernprogramm mit einem Satz Anleitungskarten / Ed. Ph.D. A.G. Murawjowa. – 2. Aufl., rev. – St. Petersburg: Weihnachten+, 2012. – 176 S.: krank.

Schwermetalle als Umweltgefahr: Richtlinien Zu unabhängige Arbeit in Ökologie für Vollzeitstudierende im 3. Jahr / Zusammengestellt von: Yu.A. Kholopov. – Samara: SamGAPS, 2003.

Anwendung

Abb.1. Entnahme einer Bodenprobe am Straßenrand

Abb.2. Bodenprobenahme in einem Waldgürtel

Abb. 3. Gewinnung wässriger Extrakte aus Erde und Flechten-Thalli

Abb.4. Gewinnung von Bodenextraktfiltrat

Abb.5. Bodenextraktfiltrate

Abb.6. Ergebnisse des Nachweises von Bleiionen in wässrigen Extrakten aus Flechtenthalli und Boden

Abb.7. Entnahme einer Wasserprobe aus dem See

Abb.8. Ergebnisse des Nachweises von Bleiionen in Schmelzwasser und Seewasser

Abb.9. Entnahme einer Schneeprobe am Straßenrand

Abb. 10. Entnahme einer Schneeprobe im Hof neben dem Haus

Abb. 11. Entnahme einer Schneeprobe in einem Waldgürtel

Abb. 12. Gewinnung von Schmelzwasserfiltrat

Abb. 13. Abmessen einer Schmelzwasserprobe aus einer Bürette in ein Reagenzglas

Abb. 14. Entnahme der benötigten Reagenzmenge in eine Messpipette

Abb. 15. Sammlung von Parmelia-Furchenflechten in der Nähe der Straße

Abb. 16. Sammlung von Xanthoria wallii-Flechten in der Nähe der Straße

Reis. 17. Sammlung von Parmelia-Furchenflechten in einem Waldgürtel

Abb. 18. Gesammelte Proben von Flechten-Thalli

Abb. 19. Flechten am Stamm einer Birke, die in der Nähe der Straße wächst

Abb.20. Testorganismus – Brunnenkresse

Abb.21. Vorbereitung zur Aussaat

Abb.22. Brunnenkressesamen säen

Abb.23. Brunnenkressesamen in Petrischalen

Abb.24. Messung der Wurzellänge von Brunnenkresse-Sämlingen

Abb.25. Messen der Wurzellänge eines Brunnenkressesetzlings

Abb.26. Brunnenkressesprossen

(experimentelle Option – Schnee in der Nähe der Straße aufgenommen)

Abb.27. Brunnenkressesprossen

(experimentelle Option – Schnee vom Hof des Hauses)

Abb.28. Brunnenkressesprossen

(experimentelle Version – Schnee aus dem Waldgürtel)

Bashurova Maria

Diese Arbeit untersucht eines der größten Umweltprobleme unserer Zeit: die Umweltverschmutzung mit einem der Schwermetalle – Blei. Hinter den letzten Jahren Am häufigsten werden Vergiftungen mit Verbindungen dieses bestimmten Metalls registriert.

Hier wurde erstmals die Menge der durch den Straßenverkehr emittierten Bleiverbindungen für das Dorf Noworlowsk berechnet. Ergebend qualitative Reaktionen In der Umgebung von Noworlowsk wurden Bleiverbindungen gefunden.

Außerdem wurden die Hauptquellen der Verschmutzung durch Bleiverbindungen im Dorf Noworlowsk identifiziert.

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Vorschau:

Wissenschaftliche und praktische Konferenz „Schritt in die Zukunft“

Inhaltsstudie

Bleiverbindungen

In der Umgebung von Noworlowsk

Abgeschlossen von: Maria Viktorovna Bashurova

Schüler der 10. Klasse der sekundären städtischen Bildungseinrichtung Noworlowsk

allgemein bildende Schule».

Leitung: Gordeeva Valentina Sergeevna

Chemielehrer, Städtische Bildungseinrichtung „Novoorlovskaya Secondary“

allgemein bildende Schule".

Die Russische Föderation

Region Transbaikal, Bezirk Aginsky, Noworlowsk

2010

Einführung

1.1 Eigenschaften und Verwendung von Blei und seinen Verbindungen.

1.2 Kontaminationsquellen mit Bleiverbindungen.

Kapitel 2. Untersuchung des Gehalts an Bleiverbindungen in der Umgebung von Noworlowsk.

2.1. Forschungsmethoden.

2.3. Schlussfolgerungen aus den Forschungsergebnissen.

Abschluss.

Bibliographische Liste.

Anwendungen.

Bashurova Maria

Einführung.

Die Rolle von Metallen bei der Entwicklung und Etablierung der technischen Kultur der Menschheit ist außerordentlich groß. Die historisch etablierten Bezeichnungen „Bronzezeit“ und „Eisenzeit“ weisen auf den starken Einfluss von Metallen und ihren Legierungen auf alle Bereiche der Produktionsentwicklung hin. Und in unserer täglichen Praxis stoßen wir jede Minute auf Metalle. Und wir selbst haben Metalle. Sie dienen der Durchführung verschiedener Prozesse im Körper. Aber Metalle sind nicht immer notwendig. Viele davon sind sogar gefährlich für den Körper. Beispielsweise sind einige Metalle bereits in geringen Dosen für Wirbeltiere äußerst giftig (Quecksilber, Blei, Cadmium, Thallium), andere wirken in hohen Dosen toxisch, obwohl es sich um Spurenelemente handelt (z. B. Kupfer, Zink). Bei wirbellosen Tieren mit harter Haut ist Blei am stärksten konzentriert. Bei Wirbeltieren reichert sich Blei am stärksten im Knochengewebe an, bei Fischen – in den Keimdrüsen, bei Vögeln – in Federn, bei Säugetieren – im Gehirn und in der Leber.

Blei ist ein Metall, das bei Kontakt mit der Haut oder beim Eindringen in den Körper verursacht größte Zahl Bei schweren Erkrankungen wird Blei daher hinsichtlich des Ausmaßes der Auswirkungen auf lebende Organismen zusammen mit Arsen, Cadmium, Quecksilber, Selen, Zink, Fluor und Benzapren als hochgefährlicher Stoff eingestuft (GOST 3778-98).

Autos mit Bleibatterien haben einen großen Einfluss auf die Bleiverschmutzung. Abgase sind die wichtigste Bleiquelle. Ein Anstieg des Bleigehalts im Boden führt in der Regel zu dessen Anreicherung durch Pflanzen. Viele Daten zeigen einen starken Anstieg des Bleigehalts in Pflanzen, die an den Rändern von Autobahnen wachsen. Wasserverschmutzung mit Blei wird durch Industrieabwässer, die giftige Mengen an Bleisalzen enthalten, sowie durch Bleirohre verursacht. In Gewässern enthaltene Giftstoffe sind für den Menschen sehr gefährlich, da sie sich aktiv in Nahrungsketten anreichern.

Nach Angaben der Analyseagentur „Avtostat“ in Russland im Jahr 2009. es gibt etwa 41,2 Millionen Fahrzeuge. Die Zusammensetzung der Fahrzeugflotte nach Art des verwendeten Kraftstoffs stellt sich wie folgt dar: Der Anteil der Fahrzeuge, die Gas als Kraftstoff verwenden, beträgt nicht mehr als 2 %. Der Rest der Autos verwendet Dieselkraftstoff – 37 % – oder „verbleites“ Benzin – 61 %.

Einer von wichtige Themen Eines der größten Probleme jeder Region ist die Belastung von Boden, Wasser und Luft mit Schwermetallen.

Bei der Durchführung dieser Studie haben wir vorgebracht Hypothese dass in der Umgebung von Noworlowsk Bleiverbindungen vorhanden sind.

Ein Objekt Forschung – Umweltverschmutzung mit Bleiverbindungen.

Artikel Forschung – Autobahn und darauf vorbeifahrende Autos; die Erde; Schnee; Pflanzen.

Zweck der Studie:den Gehalt an in die Luft abgegebenen Bleiverbindungen untersuchen; angesammelt im Boden, in Pflanzen und im Schnee.

Um dieses Ziel zu erreichen, haben wir uns für Folgendes entschieden: Aufgaben:

1. Studieren Sie wissenschaftliche Literatur und Internetseiten im Hinblick auf den erklärten Zweck der Forschung.

2. Führen Sie eine qualitative Analyse von Boden-, Schnee- und Pflanzenproben auf den Gehalt an Bleiverbindungen durch.

3. Ermitteln Sie den Grad der Umweltverschmutzung in einem bestimmten Gebiet mit Bleiverbindungen.

4. Bestimmen Sie die Menge der von Fahrzeugen emittierten Bleiverbindungen.

5. Bestimmen Sie die Hauptquellen der Verschmutzung mit Bleiverbindungen in diesem Bereich.

Wissenschaftliche Neuheit . Als Ergebnis der Arbeiten wurde eine qualitative Analyse von Boden-, Schnee- und Pflanzenproben aus der Umgebung des Dorfes Noworlowsk auf den Gehalt an Bleiverbindungen durchgeführt. Es wurde die Menge der von Kraftfahrzeugen emittierten Bleiverbindungen ermittelt. Die Hauptquellen der Verschmutzung mit Bleiverbindungen in diesem Gebiet wurden identifiziert.
Praktische Bedeutung der Arbeit.Es wurden Methoden zum Nachweis des Gehalts an Bleiverbindungen in Boden, Schnee und Pflanzen untersucht, die verwendet werden können. Es wurde festgestellt, dass Bleiverbindungen in der Nähe der Hauptverschmutzungsquellen gefunden werden. Bei der Untersuchung wurde festgestellt, dass die Hauptquellen der Verschmutzung durch Bleiverbindungen die Autobahn, das Zentrale Kesselhaus und das Bergbau- und Verarbeitungswerk JSC Novoorlovsky sind.

„Untersuchung des Gehalts an Bleiverbindungen in der Umgebung des Dorfes Noworlowsk“

Bashurova Maria

Russische Föderation, Transbaikal-Territorium, Bezirk Aginsky, Noworlowsk

Städtische Bildungseinrichtung „Novoorlovsk-Sekundarschule“, 10. Klasse

Kapitel 1. Umweltbelastung durch Bleiverbindungen.

1.1. Eigenschaften und Verwendung von Blei und seinen Verbindungen.

Blei – Pb (Plumbum), Seriennummer 82, Atomgewicht 207,21. Dieses bläulich-graue Metall ist seit jeher bekannt. Der Ursprung des Namens „Blei“ – vom Wort „Wein“ – ist mit der Verwendung dieses Metalls bei der Herstellung von Gefäßen zur Lagerung von Wein verbunden. Eine Reihe von Experten geht davon aus, dass Blei eine entscheidende Rolle beim Untergang des Römischen Reiches gespielt hat. In der Antike floss Wasser von bleiverkleideten Dächern durch bleiverkleidete Dachrinnen in bleiverkleidete Fässer. Zur Herstellung von Wein wurden Bleikessel verwendet. Die meisten Salben, Kosmetika und Farben enthielten Blei. All dies könnte zu einem Rückgang der Geburtenrate und dem Auftreten psychischer Störungen bei den Aristokraten geführt haben.

Er ist formbar und weich. Sogar ein Fingernagel hinterlässt Spuren. Blei schmilzt bei einer Temperatur von 327,4 Grad. An der Luft überzieht es sich schnell mit einer Oxidschicht. Heutzutage erlebt Blei eine „zweite Jugend“. Seine Hauptabnehmer sind die Kabel- und Batterieindustrie, wo es zur Herstellung von Gehäusen und Platten verwendet wird. Es wird zur Herstellung von Turmgehäusen, Kühlschlangen und anderen Geräten in Schwefelsäureanlagen verwendet. Es ist unverzichtbar bei der Herstellung von Lagern (Babbitt), Drucklegierungen (Garth) und einigen Glasarten. Von den Bleiverbindungen ist Bleinitrat Pb(NO) von größter praktischer Bedeutung 3 ) 2 , das in der Pyrotechnik verwendet wird - bei der Herstellung von Beleuchtungs-, Brand-, Signal- und Rauchsätzen; Bleidihydroxycarbonat – Pb 3 (OH) 2 (CO 3 ) 2 – wird zur Herstellung hochwertiger Farbe verwendet – Bleiweiß. Allerdings hat es einen kleinen Fehler: Unter dem Einfluss von Schwefelwasserstoff verblasst es allmählich. Aus diesem Grund werden alte Ölgemälde so dunkel. Bleimennige (Pb) wird in großen Mengen produziert 3 O 4 ) ist eine leuchtend rote Substanz, aus der gewöhnliche Ölfarbe gewonnen wird. Auch das Bleipigment Bleichromat PbCrO wird häufig zur Herstellung von Farben verwendet. 4 („gelbe Krone“). Ausgangsprodukt zur Herstellung von Bleiverbindungen ist Bleiacetat Pb 3 (CH 3 COO) 2 . Obwohl seine Verbindung giftig ist, wird seine 2 %ige Lösung in der Medizin für Lotionen auf entzündeten Körperoberflächen verwendet, da es adstringierende und schmerzstillende Eigenschaften hat. Alkylierte Verbindungen haben die höchsten toxischen Eigenschaften, insbesondere Tetraethylblei (C 2 N 5 ) 4 Pb und Tetramethylblei (CH 3 ) 4 Pb ist eine flüchtige, giftige flüssige Substanz. Tetraethylblei (TEL) ist ein Antiklopfmittel für Kraftstoffe und wird daher dem Benzin zugesetzt.

1.2. Kontaminationsquellen mit Bleiverbindungen.

Blei gelangt auf verschiedene Weise ins Wasser. In Bleirohren und anderen Orten, an denen ein Kontakt dieses Metalls mit Wasser und Luftsauerstoff möglich ist, kommt es zu Oxidationsprozessen: 2Pb + O 2 +2H 2 O→2Pb(OH) 2.

In alkalisiertem Wasser kann sich Blei in erheblichen Konzentrationen ansammeln und Plumbits bilden: Pb(OH) 2 +2OHֿ→PbO 2 ²ֿ+2H 2 O.

Wenn CO im Wasser ist 2 , dann führt dies zur Bildung von ziemlich gut löslichem Bleibicarbonat: 2Pb+O 2 →2PbO, PbO+CO 2 →Pb CO 3, PbCO 3 +H 2 O+CO 2 →Pb(HCO 3) 2.

Blei kann auch aus damit verunreinigten Böden sowie durch direkte Abfalleinleitungen in Flüsse und Meere ins Wasser gelangen. In Gebieten, in denen sich Schmelzhütten befinden oder Industrieabfälle mit hohem Bleigehalt gelagert werden, besteht das Problem der Verunreinigung des Trinkwassers.

Die höchsten Bleikonzentrationen finden sich im Boden entlang von Autobahnen sowie dort, wo sich Hüttenwerke oder Fabriken befinden, die bleihaltige Batterien oder Glas herstellen.

Der Straßenverkehr, der mit flüssigen Kraftstoffen (Benzin, Dieselkraftstoff und Kerosin) betrieben wird, Blockheizkraftwerke (KWK) und Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK) sind eine der Hauptquellen der Luftverschmutzung. Autoabgase enthalten Schwermetalle, darunter Blei. Höhere Bleikonzentrationen in der Luft von Städten mit großen Industriebetrieben.

Das meiste Blei gelangt über die Nahrung in den menschlichen Körper. Die höchsten Bleiwerte finden sich in Konserven in Blechdosen, frischem und gefrorenem Fisch, Weizenkleie, Gelatine, Schalen- und Krustentieren. Wurzelgemüse und andere Pflanzenprodukte, die auf Flächen in der Nähe von Industriegebieten und entlang von Straßen angebaut werden, weisen einen hohen Bleigehalt auf. Trinkwasser, atmosphärische Luft und Rauchen sind ebenfalls Quellen dafür, dass Bleiverbindungen in den menschlichen Körper gelangen.

1.3. Folgen des Eindringens von Bleiverbindungen in den menschlichen Körper.

Im Jahr 1924 kam es in den USA, in denen die Herstellung von Benzin große Mengen an Wärmekraftwerken erforderte, zu Unfällen in den Fabriken, in denen es synthetisiert wurde. Es wurden 138 Vergiftungen registriert, davon endeten 13 tödlich. Dies war die erste nachgewiesene Bleivergiftung.

Blei ist wie Strahlung ein Sammelgift. Im Körper reichert es sich in den Knochen, der Leber und den Nieren an. Die offensichtlichen Symptome einer Bleivergiftung sind: große Schwäche, Bauchkrämpfe und Lähmungen. Das ständige Vorhandensein von Blei im Blut ist asymptomatisch, aber auch gefährlich. Es beeinflusst die Bildung von Hämoglobin und verursacht Anämie. Es kann zu psychischen Störungen kommen.

Derzeit steht Blei an erster Stelle der Verursacher industrieller Vergiftungen. Die Bleiverunreinigung der atmosphärischen Luft, des Bodens und des Wassers in der Nähe solcher Industrien sowie in der Nähe wichtiger Autobahnen stellt eine Gefahr der Bleiexposition für die in diesen Gebieten lebende Bevölkerung dar, insbesondere für Kinder, die empfindlicher auf die Auswirkungen von Blei reagieren Metalle.

Eine Bleivergiftung (Saturnismus) ist ein Beispiel für die häufigste Umweltkrankheit. In den meisten Fällen wir reden überüber die Aufnahme kleiner Dosen und deren Anreicherung im Körper, bis seine Konzentration das kritische Niveau erreicht, das für toxische Manifestationen erforderlich ist.
Die Zielorgane einer Bleivergiftung sind das Blutbildungs- und Nervensystem sowie die Nieren. Saturnismus verursacht weniger erhebliche Schäden am Magen-Darm-Trakt. Eines der Hauptsymptome der Krankheit ist Anämie. Auf der Ebene des Nervensystems werden Schäden am Gehirn und an peripheren Nerven festgestellt. Insbesondere bei Kindern kann eine Bleivergiftung weitgehend verhindert werden. Gesetze verbieten die Verwendung bleihaltiger Farben sowie das Vorhandensein von Blei darin. Die Einhaltung dieser Gesetze kann das Problem dieser „stillen Epidemien“ zumindest teilweise lösen. Die folgende vom Gesundheitsministerium der Russischen Föderation genehmigte Klassifizierung von Bleivergiftungen ist allgemein anerkannt:

1. Mitnahme von Blei (bei Vorhandensein von Blei im Urin und ohne Vergiftungssymptome).

2. Leichte Bleivergiftung.

3. Bleivergiftung mittlerer Schwere: a) Anämie (Hämoglobin unter 60 % – bis zu 50 %); b) leicht ausgeprägte Bleikolik; c) toxische Hepatitis.

4. Schwere Bleivergiftung: a) Anämie (Hämoglobin unter 50 %); b) Bleikolik (schwere Form); c) Bleilähmung.

Bei der Behandlung einer Bleivergiftung werden Medikamente wie Tetacin und Pentacin eingesetzt. (Anhang 1) Auch vorbeugende Maßnahmen sind erforderlich. (Anlage 2)

Kapitel 2. Untersuchung des Gehalts an Bleiverbindungen in der Umgebung von Noworlowsk

2.1. Forschungsmethoden.

Berechnung der Menge schädlicher Emissionen von Kraftfahrzeugen in einer StundeWir haben die Methodik verwendet, die auf Anordnung des Staatlichen Komitees für Ökologie Russlands Nr. 66 vom 16. Februar 1999 genehmigt wurde.

Bestimmen Sie auf einer Autobahn einen Straßenabschnitt von 100 m Länge.

Berechnung gemeinsamer Weg(S) von allen Autos in 1 Stunde zurückgelegt: S = N*100m.
Berechnen Sie anhand der Messungen der Emissionen von Autos pro 1 km, wie viele Emissionen von Bleiverbindungen von Autos in einer Stunde erzeugt wurden.
Berechnen Sie die ungefähre Menge an Bleiverbindungen, die pro Stunde während der gesamten zurückgelegten Strecke emittiert wird.

Bestimmung des Gehalts an Bleiverbindungen auf der Erdoberfläche (im Schnee)Wir verwendeten eine Technik aus einem Schulworkshop.

Für die Probenentnahme benötigen Sie Gefäße mit einem Fassungsvermögen von mindestens 250 ml.
Der Behälter wird mit einem offenen Ende in den Schnee eingetaucht und versucht, seine untere Schicht zu erreichen.
Die Probe wird entnommen und zum Schmelzen ins Labor gebracht.
Von jeder Probe werden 100 ml Flüssigkeit abgegossen und filtriert.
Von jeder Probe wird 1 ml Schmelzwasser in Reagenzgläser gegossen und mit 1 ml KI-Lösung und 1 ml 6 %iger HNO versetzt 3 .
Veränderungen in den Reagenzgläsern werden bestimmt.

Bestimmung des Gehalts an Bleiverbindungen im BodenWir haben eine Technik aus einem Schulworkshop verwendet:

Es werden Bodenproben entnommen.
Der Boden wird 5 Tage lang getrocknet.
Von jeder Probe werden 10-mg-Portionen entnommen und in Reagenzgläser gefüllt.
Geben Sie in jedes Reagenzglas 10 ml destilliertes Wasser.
Mischen Sie den Inhalt der Röhrchen 10 Minuten lang und lassen Sie ihn einen Tag lang stehen.

6. Nach 24 Stunden 1 ml KI und HNO in die Reagenzgläser geben 3 und beachten Sie die Änderungen.

Bestimmung des Gehalts an Bleiverbindungen in PflanzenWir haben eine Technik aus einem Schulworkshop verwendet:

Es werden 50 Blattstücke oder 50 g Gras ausgewählt.
Das Pflanzenmaterial wird getrocknet und zerkleinert.
Die Pflanzenmasse wird in Reagenzgläser gegeben, mit 20 ml destilliertem Wasser gefüllt und einen Tag stehen gelassen.

4. Nach 24 Stunden werden 1 ml KI und HNO hinzugefügt 3

5. Änderungen markieren.

2.2. Forschungsergebnisse.

Die Forschung wurde im Sommer und Herbst 2010 durchgeführt.

Um die Menge der schädlichen Emissionen von Kraftfahrzeugen in einer Stunde zu berechnen, wurde eine Autobahn ausgewählt, die im Zentrum des Dorfes Noworlowsk verläuft. Als Ergebnis dieser Berechnungen haben wir festgestellt, dass in einer Stunde 0,644 g Bleiverbindungen in die Luft freigesetzt werden (Anhang 3).

Um den Gehalt an Bleiverbindungen in der Umwelt zu bestimmen, haben wir jeweils fünf Proben auf der Bodenoberfläche (im Schnee), im Boden und in Pflanzen in bestimmten Bereichen entnommen: 1. Straße in der Nähe der Schule 2. Zentrales Kesselhaus 3. JSC Novoorlovsky GOK 4. Wald 5 Die Straße entlang der Datscha-Genossenschaft. Den Grad der Kontamination mit Bleiverbindungen beurteilten wir anhand des Farbgrades des Sediments: intensives Gelb – starker Kontaminationsgrad; gelblich – Durchschnittsniveau; kein gelber Niederschlag – niedriger Wert.

Bei der Untersuchung des Gehalts an Bleiverbindungen auf der Bodenoberfläche (im Schnee) wurde festgestellt, dass am Straßenrand in der Nähe der Schule, des Zentralkesselhauses und des JSC Novoorlovsky Mining and Processing Plant der höchste Gehalt an Bleiverbindungen herrscht wurde gefunden. Dies ist an dem leuchtend gelben Sediment zu erkennen, das während des Experiments gewonnen wurde und ein qualitativer Indikator für den Bleigehalt war. (Anhang 4)

Bei der Untersuchung des Gehalts an Bleiverbindungen im Boden stellte sich heraus, dass am Straßenrand in der Nähe der Schule und des JSC Novoorlovsky Mining and Processing Plant eine hohe Kontamination mit Bleiverbindungen herrschte. (Anhang 5)

Die Analyse der Pflanzenmasse zeigte, dass Pflanzen, die in der Nähe des Zentralkesselhauses, JSC Novoorlovsky GOK und der Straße entlang der Datscha-Genossenschaft wachsen, die größte Menge an Bleiverbindungen in ihren Geweben ansammeln. (Anhang 6)

Den geringsten Grad der Belastung der Bodenoberfläche (Schnee), des Bodens und der Pflanzen mit Bleiverbindungen konnten wir bei im Wald entnommenen Proben feststellen.

Alle unsere Ergebnisse wurden der Bevölkerung in Form von Bulletins und Flugblättern über die Gefahren der Belastung mit Bleiverbindungen kommuniziert. (Anhang 7.8)

2.3. Schlussfolgerungen.

Experimentelle Daten bestätigten, dass die Quelle der Bleiverbindungen in unserem Dorf die Hauptstraße sowie das Novoorlovsky GOK CJSC und das Kesselhaus sind.
Bleiverbindungen wurden auf der Bodenoberfläche (Schnee), im Boden und in Pflanzen gefunden.

3. Bei der Berechnung der Schadstoffemissionen von Kraftfahrzeugen haben wir festgestellt, dass in einer Stunde 0,644 g Bleiverbindungen in die Luft gelangen.

4. Bleiverbindungen sind die Ursache vieler schwerer Krankheiten beim Menschen.

„Untersuchung des Gehalts an Bleiverbindungen in der Umgebung des Dorfes Noworlowsk“

Bashurova Maria

Russische Föderation, Transbaikal-Territorium, Bezirk Aginsky, Noworlowsk

Städtische Bildungseinrichtung „Novoorlovsk-Sekundarschule“, 10. Klasse

Abschluss.

Diese Arbeit zeigt, dass die Autobahn und die darauf fahrenden Autos zu einer ziemlich starken Quelle für Schwermetalle in der Umwelt werden können. Blei aus Benzin gelangt in die Abgase und dann in die Atmosphäre. Der Grad der Verschmutzung hängt auch von der Verkehrsbelastung der Straße ab. Da der Boden und die Pflanzen in der Nähe der Straße stark mit Blei kontaminiert sind, ist eine Nutzung des Landes für den Anbau landwirtschaftlicher Produkte und die Weidehaltung von Nutztieren nicht möglich, und die Pflanzen können nicht zur Fütterung von Nutztieren verwendet werden.

Als Ergebnis der Arbeiten wurde eine qualitative Analyse von Boden-, Schnee- und Pflanzenproben aus der Umgebung des Dorfes Noworlowsk auf den Gehalt an Bleiverbindungen durchgeführt. Es wurde die Menge der von Kraftfahrzeugen emittierten Bleiverbindungen ermittelt.

Es bedarf Aufklärungsarbeit bei der lokalen Bevölkerung, insbesondere bei Besitzern von Sommerhäusern in der Nähe der Autobahn.

Wir haben Informationsbroschüren und Broschüren entwickelt, die Empfehlungen zur Reduzierung der Auswirkungen der Autobahn auf Gemüsegärten geben:

Wenn möglich, entfernen Sie Ihren Standort von der Verschmutzungsquelle, indem Sie kein direkt an die Autobahn angrenzendes Land nutzen.
Verwenden Sie den Boden auf der Baustelle nicht, sondern bepflanzen Sie ihn mit Pflanzen, die höher als 1 Meter sind (Mais, Dill usw.).
Entfernen Sie diese Pflanzen in Zukunft ohne Verwendung aus dem Garten.

Liste der verwendeten Quellen:

1. Vishnevsky L.D. Im Zeichen des Kohlenstoffs: Elemente der Gruppe IV des Periodensystems D.I. Mendelejew. M.: Bildung, 1983.-176 S.

2. Lebedev Yu.A. Der zweite Wind des Marathonläufers (Über Lead). M.: Metallurgie, 1984 – 120 S.

3. Mansurova S.E. Schulworkshop „Sorge für die Umwelt unserer Stadt.“ M.: Vlados, 2001.-111 S.

4. Nekrasov B.V. Grundlagen allgemeine Chemie. Band 2. M.: Verlag „Chemie“, 1969 – 400 S.

5. Nikitin M.K. Chemie in der Restaurierung. L.: Chemie, 1990. – 304 S.

6. Nikolaev L.A. Metalle in lebenden Organismen. M.: Bildung, 1986. – 127 S.

7. Petrjakow-Sokolow I.V. Beliebte Bibliothek chemischer Elemente. Band 2. M.: Verlag „Nauka“, 1983. – 574 S.

8. Ruvinova E.I. Bleiverschmutzung und Kindergesundheit. „Biology“, 1998 Nr. 8 (Februar).

9. Sumakov Yu.G. Lebende Geräte. M.: Wissen, 1986. – 176 S.

10. Sudarkina A.A. Chemie in Landwirtschaft. M.: Bildung, 1986. – 144 S.

11. Shalimov A.I. Der Alarm unseres Alarms: ökologische Überlegungen. L.: Lenizdat, 1988. – 175 S.

12. Shannon S. Ernährung im Atomzeitalter oder wie man sich vor kleinen Strahlendosen schützt. Minsk: Verlag „Belarus“, 1991. – 170 S.

Folienunterschriften:

Bashurova Maria 10. Klasse Novoorlovsk-Sekundarschule

Thema der Arbeit: UNTERSUCHUNG DES GEHALTS VON BLEIVERBINDUNGEN IN DER UMGEBUNG VON NOWOORLOVSK

Quellen von Bleiverunreinigungen: Autobatterien, Flugzeugmotorabgase, Ölfarben auf Bleibasis, Knochenmehldünger, Keramikbeschichtungen auf Porzellan, Zigarettenrauch, Blei oder mit Blei ausgekleidete Rohre, der Prozess der Bleigewinnung aus Erzen, Abgase, Lote, Pflanzen, die in der Nähe von Autobahnen wachsen

Arbeitshypothese: In der Umgebung von Noworlowsk sind Bleiverbindungen vorhanden.

Zweck der Arbeit: Untersuchung des Gehalts an in die Luft abgegebenen Bleiverbindungen, die sich im Boden, in Pflanzen und im Schnee ansammeln.

Blei - Pb (Plumbum) Seriennummer 82 Atomgewicht 207,21 Dies ist ein bläulich-graues Metall. Er ist formbar und weich. Schmelze = 327,4 Grad. An der Luft überzieht es sich schnell mit einer Oxidschicht.

Hauptanwendungen: Batterie- und Kabelindustrie. Unverzichtbar bei der Herstellung von Lagern, Drucklegierungen und einigen Glasarten.

Bleiverbindungen: Pb (N O3)2 – Bleinitrat, Pb 3(OH)2(CO 3)2 – Bleidihydroxocarbonat (Pb 3 O 4) – Minium (C2H5)4 Pb – Tetraethylblei (TES) (CH3)4 Pb – Tetramethylblei

Quellen für das Eindringen von Bleiverbindungen in den menschlichen Körper: Lebensmittel (Konserven in Blechbehältern, frischer und gefrorener Fisch, Weizenkleie, Gelatine, Schalen- und Krustentiere). Trinkwasser Atmosphärische Luft Rauchen

Blei ist ein Sammelgift. Reichert sich in Knochen, Leber und Nieren an.

Saturnismus ist eine Bleivergiftung. Symptome: starke Schwäche, Bauchkrämpfe, Lähmungen, psychische Störungen

Name der Fahrzeuggruppe Menge pro 20 Minuten, Stück Menge pro Stunde (N), Stück Von allen Autos insgesamt pro Stunde zurückgelegte Strecke, km Emissionen pro 1 km von einem Auto, g/km Emissionen pro 1 km von allen Autos, g /km Emissionen für die Gesamtstrecke, g/km Pkw 6 18 1,8 0,019 0,342 0,62 Diesel-Pkw 2 6 0,6 - - - Vergaser-Lkw mit einer Nutzlast bis 3 Tonnen 1 3 0,3 0,026 0,078 0,02 Vergaser-Lkw mit einer Nutzlast über 3 t - - - 0,033 - - Vergaserbusse 1 3 0,3 0,041 0,123 0,004 Diesel-Lkw 2 6 0,6 - - - Dieselbusse 1 3 0,3 - - - Gasflaschenbusse mit komprimiertem Erdgas - - - - - - Gesamt 13 39 3,9 0,119 0,543 0,644

Probenahmestellen: 1. Straße in der Nähe der Schule 2. Zentrales Kesselhaus 3. JSC „Novoorlovsky GOK“ 4. Wald 5. Straße entlang der Datscha-Genossenschaft.

Gehalt an Bleiverbindungen an der Bodenoberfläche (im Schnee). Probenröhrchennummer Probensammelstelle Vorhandensein von Sedimenten Verschmutzungsgrad 1 Straße in der Nähe der Schule Gelbes Sediment Stark 2 Zentrales Kesselhaus Gelbes Sediment Stark 3 JSC Novoorlovsky GOK Gelbes Sediment Stark 4 Wald Kein Sediment Schwach 5 Straße entlang der Datscha-Genossenschaft Gelbliches Sediment Mittel

Quellen von Bleiverbindungen in Noworlowsk: Zentrales Kesselhaus Autobahn CJSC Novoorlovsky GOK

Blei ist gefährlich für den Menschen!!!

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

Vorschau:

Anhang 1.

Behandlung einer Bleivergiftung.Bei akuten Vergiftungen werden Komplexbildner eingesetzt, von denen Thetacin und Pentacin bei intravenöser Verabreichung am wirksamsten sind (6 g des Arzneimittels pro Behandlungszyklus in Form einer 5 %igen Lösung). Es werden auch Mittel verwendet, die die Hämatopoese anregen: Eisenpräparate, Campolon, Cyanocobalamin, Ascorbinsäure. Um Schmerzen bei Koliken zu lindern, werden warme Bäder, 0,1 % Atropinsulfatlösung, 10 % Natriumbromidlösung, 0,5 % Novocainlösung und eine Milchdiät empfohlen. Um vegetativ-asthenische Phänomene zu reduzieren, können Sie intravenöse Glukose mit Thiamin und Ascorbinsäure, Brom, Koffein, Kiefernbäder und ein galvanisches Halsband verwenden. Bei Enzephalopathien werden Dehydratisierungsmittel verschrieben (25 % Magnesiumsulfatlösung, 2,4 % Aminophyllinlösung, 40 % Glucoselösung); bei Polyneuropathie - Thiamin, Anticholinesterase-Medikamente, Vierkammerbäder, Massage, Physiotherapie.

Um Blei aus dem Depot zu entfernen, werden Leberdiathermie und intravenöse Gabe einer 20 %igen Natriumhyposulfitlösung eingesetzt.

Schutzstoffe: B-Vitamine, Vitamin C, Vitamin D, Calcium, Magnesium, Zink, Pektinverbindungen, Natriumalginat, verschiedene Kohlsorten.

Anlage 2.

Vorbeugung einer Bleivergiftung.Die wichtigste Maßnahme zur Vorbeugung einer Bleivergiftung besteht darin, es in den Industrien, in denen es verwendet wird, durch andere, weniger giftige Substanzen zu ersetzen. Beispielsweise wird Bleiweiß durch Titanzink ersetzt, anstelle von Bleidichtungen für Schneidfeilen werden Dichtungen aus einer Zinn-Zink-Legierung verwendet, Bleipasten für die Endbearbeitung von Pkw-Karosserien werden durch Pasten aus Kunststoffmaterialien ersetzt. Bei technologischen Prozessen sowie beim Transport von Blei und bleihaltigen Materialien ist es notwendig, Staubemissionsquellen hermetisch abzudichten und eine leistungsstarke Ansauglüftung mit Reinigung der mit Staub und Bleidämpfen verunreinigten Luft vor deren Freisetzung in die Atmosphäre auszustatten. Es ist verboten, die Arbeitskraft von Frauen und Jugendlichen bei Bleischmelzprozessen einzusetzen. Es ist notwendig, persönliche Hygienemaßnahmen wie Mundhygiene, Händewaschen mit einer 1%igen Essigsäurelösung, die Verwendung spezieller Kleidung und Atemschutzmasken sowie therapeutische und präventive Ernährung zu beachten.

Anhang 3.

Ergebnisse der durchgeführten Methodik

Bestimmung der Emissionen von Bleiverbindungen aus Kraftfahrzeugen.

Name der Fahrzeuggruppe	Menge in 20 Minuten, Stk.	Menge pro Stunde (N), Stk.	Der allgemeine Weg in einer Stunde von allen Fahrzeugen zurückgelegt, Km	Emissionen pro 1 km pro Fahrzeug, g/km	Emissionen pro 1 km für alle Fahrzeuge, g/km	Emissionen über die Gesamtstrecke, g/km
Autos				0,019	0,342	0,62
Passagierdiesel
Vergaserwagen mit einer Tragfähigkeit von bis zu 3 Tonnen				0,026	0,078	0,02
Vergaser-Lkw mit einer Tragfähigkeit von mehr als 3 Tonnen				0,033
Vergaserbusse				0,041	0,123	0,004
Diesel-Lkw
Dieselbusse
Mit komprimiertem Erdgas betriebene Gastanks
Gesamt				0,119	0,543	0,644

Anhang 4.

Nummer des Probenröhrchens	Probensammelbereich	Vorhandensein von Sedimenten	Verschmutzungsgrad
	Straße in der Nähe der Schule	Gelber Niederschlag	Stark
	Zentraler Heizraum	Gelber Niederschlag	Stark
	CJSC Novoorlovsky GOK	Gelber Niederschlag	Stark
	Wald	Kein Sediment	Schwach
		Gelblicher Bodensatz	Durchschnitt

Anhang 5.

Nummer des Probenröhrchens	Probensammelbereich	Vorhandensein von Sedimenten	Verschmutzungsgrad
	Straße in der Nähe der Schule	Gelber Niederschlag	Stark
	Zentraler Heizraum	Gelblicher Bodensatz	Durchschnitt
	CJSC Novoorlovsky GOK	Gelber Niederschlag	Stark
	Wald	Gelblich	Schwach
	Straße entlang der Datscha-Genossenschaft	Gelblicher Bodensatz	Durchschnitt

Anhang 6.

Nummer des Probenröhrchens	Probensammelbereich	Vorhandensein von Sedimenten	Verschmutzungsgrad
	Straße in der Nähe der Schule	Gelblicher Bodensatz	Durchschnitt
	Zentraler Heizraum	Gelber Niederschlag	Stark
	CJSC Novoorlovsky GOK	Gelber Niederschlag	Stark
	Wald	Kein Sediment	Schwach
	Straße entlang der Datscha-Genossenschaft	Gelb	Stark

Forschung zur Wasserqualität. Untersuchung von Mineralien auf das Vorhandensein von Blei. Qualitative Bestimmung von Blei in biologischem Material

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