bibliografski opis:
Frakcijska analiza metala i izgledi za njezinu primjenu u forenzičkoj kemiji / Krylova A.N. // Sudsko-medicinsko vještačenje. - M., 1958. - br. 4. — Str. 26-30.

html kod:
/ Krylova A.N. // Sudsko-medicinsko vještačenje. - M., 1958. - br. 4. — Str. 26-30.

ugradite kod za forum:
Frakcijska analiza metala i izgledi za njezinu primjenu u forenzičkoj kemiji / Krylova A.N. // Sudsko-medicinsko vještačenje. - M., 1958. - br. 4. — Str. 26-30.

wiki:
/ Krylova A.N. // Sudsko-medicinsko vještačenje. - M., 1958. - br. 4. — Str. 26-30.

Jedna od značajki forenzičko-kemijske analize je da kada je potrebno ispitati biološki materijal za veliku skupinu tvari različite prirode, u pravilu se ne otkrivaju više od 1-2 tvari u isto vrijeme. Rijetka su kombinirana trovanja s dvije ili više tvari.

U tom smislu, nema potrebe za strogo sustavnim tijek istraživanja koji se temelji na razdvajanju i obveznom odvajanju jedne tvari od druge. Doista, proučavanje biološkog materijala za alkaloide, barbiturate i druge organske tvari provodi se unutar određenih skupina, određenih metodom izolacije, u bilo kojem slijedu, bez odvajanja jedni od drugih, tj. zapravo je frakcijsko.

Istodobno, istraživanja teških metala i arsena do sada su se provodila uglavnom prema strogo sustavnom procesu analize, u kojem se tekućina dobivena nakon uništavanja biološkog materijala podvrgava nizu operacija usmjerenih na razdvajanje metala i arsena. katione u razne podskupine i odvajajući ih jedne od drugih.od prijatelja.

Operacije dijeljenja u skupine i međusobnog odvajanja kationa su radno intenzivne, dugotrajne i ne daju uvijek očekivani učinak. Zbog fenomena koprecipitacije, peptizacije, brojnih operacija filtriranja, ispiranja i otapanja, ne samo da se ne postiže uvijek potpuno odvajanje, već su analitički rezultati često zbunjujući, a male količine kationa se obično gube.

Osoblje instituta sudska medicina i Odjel za forenzičku kemiju Moskovskog farmaceutskog instituta detaljno su proučili sumporovodikovu metodu sustavne kvalitativne analize biološkog materijala na metale i arsen i pokazali pogreške koje se pojavljuju u ovom slučaju.

Tako se pri određivanju olova tijekom analize gubi do 42%, cinka - do 21%. Mangan se sustavnom analizom detektira samo u vrlo malim količinama, budući da se njegova većina - do 64% - gubi, suprecipitirajući sa željezom. Pri određivanju niza metala u biološkom materijalu sustavnom metodom sumporovodika uočava se velika razlika u rezultatima određivanja: pri ispitivanju kositra utvrđuje se od 33 do 76%, pri određivanju antimona od 44 do 89% , pri određivanju kroma - od 30 do 70%.

Male količine metalnih kationa i arsena, posebno od interesa za forenzičku kemiju, često se uopće ne mogu otkriti metodom sumporovodika. Primjer za to su živa, kadmij, krom itd. Dakle, manje od 1 mg žive više se ne detektira sumporovodikovom metodom čak ni kada je biološki materijal uništen klorom, kod kojeg je hlapljivost žive najmanja. Kada se uništi sumpornom i dušičnom kiselinom, granica detekcije žive još je viša. Granica određivanja kroma kreće se od 1 do 3 mg. Koprecipitacija željeza s kadmijevim sulfidom toliko maskira njegovu boju da više nije moguće prosuditi prisutnost 2 mg kadmija iz ove reakcije. Zbog značajnog otapanja bakrenog sulfida u amonijevom polisulfidu, nemoguće je potpuno odvojiti bakar od arsena, kositra i antimona.

Tijekom istraživanja metala i arsena, potreba za radom sa smrdljivim sumporovodikom, koji jako zagađuje zrak u laboratoriju i koji je otrov, također je jedan od negativni aspekti sustavna metoda sumporovodika.

Već oko 100 godina traje potraga za zamjenom za klasičnu sumporovodikovu metodu.

U posljednjih 25 godina intenzivno se razvija novi smjer u kemijskoj analizi, s ciljem pronalaženja kvalitativne metode detekcije koja je lišena nedostataka sumporovodikove metode i omogućuje određivanje svakog kationa u prisutnosti drugih, tj. korištenjem frakcijske metode.

N.A.Tananaev, I.M.Korenman, F.I.Trishin, V.N.Podchainova i drugi puno rade na frakcijskim metodama.Ove metode nalaze sve više pristaša. Godine 1950. pojavio se priručnik o frakcijskoj analizi N. A. Tananaeva 1.

Frakcijskom metodom analize izbjegavaju se mnoge poteškoće koje se javljaju s klasičnom sumporovodikovom metodom. Osobito su privlačni njegova osjetljivost, dokazi i brzina.

Primjena frakcijske analize u forenzičkoj kemiji pri ispitivanju kadaveričnih materijala na metalne otrove ne samo da je poželjna, već uvelike olakšava istraživanje. Kao što je već naznačeno, više od jedne tvari rijetko se otkriva istovremeno u kadaveričnom materijalu. Iznimka kod ispitivanja soli teški metali i arsena, rijetki su slučajevi kada dolazi do trovanja bilo kojim složenim spojem, na primjer, Schweinfurtskim zelenilom, koje, budući da je bakrena sol arsenove kiseline, sadrži i arsen i bakar.

Čini se da prisutnost metala u ljudskom tijelu kao prirodne komponente komplicira razvoj frakcijskih metoda. Međutim, među brojnim metalima koji čine ljudsko tkivo jedino je željezo sadržano u značajnijim količinama, što se mora uzeti u obzir pri detekciji pojedinog metala.

U području forenzičke kemije razvijene su frakcijske metode za otkrivanje i određivanje arsena (A. N. Krylova), žive (N. A. Pavlovskaya, M. D. Shvaikova i A. A. Vasilyeva), olova, barija, srebra, antimona (A. N. Krylova) , kobalt (L. T. Ikramov).

Prednosti frakcijske metode jasno su vidljive iz tablice.

Usporedni podaci o detekciji metala i arsena frakcijskom i sustavnom sumporovodikovom metodom u biološkom materijalu

Prilikom otkrivanja arsena frakcijskom metodom, možete dobiti odgovor u roku od 1 sata, ne računajući vrijeme potrebno za uništavanje organska tvar. Za detekciju arsena sumporovodikovom metodom potrebna su najmanje 3 radna dana, odnosno 20 radnih sati. Osjetljivost frakcijske metode u detekciji arsena je tolika da uz neke promjene uvjeta omogućuje detekciju čak i arsena sadržanog u prirodnom stanju.

Detekcija olova frakcijskom metodom u sulfatnom sedimentu dobivenom nakon razgradnje organskih tvari zahtijeva samo 15-20 minuta, a proučavanje ovog sedimenta metodom fuzije koja je općenito prihvaćena u forenzičkoj praksi traje najmanje jedan radni dan, tj. najmanje 6 sati. Ispitivanje olova metodom sumporovodika nakon razaranja organskih tvari klorom u trenutku ispuštanja traje najmanje 2 radna dana.

Frakcijskom metodom u 100 g kadaverskog materijala može se otkriti 0,015 mg olova, taljenjem sulfatnog sedimenta nakon destrukcije sumpornom i dušičnom kiselinom - 0,5 mg, a nakon destrukcije klorom u trenutku izolacije - samo 30 mg olova. voditi. Tako je osjetljivost frakcijske metode za detekciju olova u kadaveričnom materijalu u prvom slučaju 33 puta veća, au drugom 2000 puta.

Detekcija barija frakcijskom metodom također zahtijeva samo 20 minuta umjesto 6 sati kada se proučava fuzijom općeprihvaćenom metodom. Ova metoda omogućuje detekciju 0,015 mg barija na 100 g ispitivanog objekta.

Ispitivanje srebra frakcijskom metodom omogućuje dobivanje odgovora unutar 2-3 sata, dok se kod ispitivanja sumporovodikovom metodom odgovor dobiva tek nakon 2 dana. Frakcijskom metodom može se dokazati 0,05 mg srebra u 100 g kadaveričnog materijala.

U U zadnje vrijeme završen je rad na frakcijskim metodama za određivanje antimona i kobalta.

Za otkrivanje antimona sustavnom analizom potrebno je utrošiti najmanje 3 radna dana, odnosno 20 radnih sati. Metoda frakcijske detekcije antimona koju nudimo omogućuje dobivanje odgovora unutar 10 minuta. Ako je, prema sustavnoj analizi, moguće otkriti 1 mg antimona u 100 g predmeta, tada ga je frakcijskom metodom moguće pronaći 0,1 mg.

Kobalt nije uključen u obvezni popis otrova koji podliježu forenzičkoj analizi, stoga je razvoj frakcijske metode koja omogućuje testiranje na kobalt bez obzira na opći napredak analize vrlo koristan. Ovom metodom studija je gotova unutar 2-3 sata i može se otkriti 0,1 mg kobalta na 100 g predmeta.

Prednost frakcijske metode posebno se jasno vidi na primjeru žive. Budući da je vrlo hlapljiv metal, živa je predstavljala mnoge izazove forenzičkim kemičarima. Mnogi su radovi posvećeni pitanjima njegove detekcije tijekom proučavanja kadaverskog materijala. Kod ispitivanja sumporovodikovom metodom granica detekcije je 1 mg žive na 100 g kadaverskog materijala. Istodobno, živa često ostaje u malim količinama u organima umrlih od trovanja živom. Osim toga, zbog hlapljivosti, gubi se tijekom razaranja organske tvari. Kada se uništi sumpornom i dušičnom kiselinom, gubici mogu doseći ukupno 98%.

Pokušaji da se poveća osjetljivost metode detekcije žive odvijali su se uglavnom putem frakcijske analize. U ranim 1900-ima, A.V. Stepanov je predložio privatnu metodu za proučavanje žive u urinu; u stvari, ova metoda je frakcijska. Zatim su A. F. Rubtsov, a zatim M. D. Shvaikova, A. A. Vasilyeva i N. A. Pavlovskaya detaljno proučavali pitanje frakcijske detekcije žive u kadaveričnom materijalu. Trenutno je A. A. Vasilyeva razvila metodu frakcijske detekcije žive, koju karakterizira brzina i visoka osjetljivost; omogućuje određivanje 0,01 mg žive u 100 g kadaverskog materijala, tj. osjetljivost detekcije žive povećana je 100 puta. Vrijeme istraživanja smanjeno je tri puta u odnosu na metodu sumporovodika.

Za svaki od navedenih iona također je razvijena tehnika kvantitativnog određivanja koja omogućuje analizu bez prethodnog odvajanja. U ovom slučaju rezultati određivanja su sasvim zadovoljavajući. Srebro, olovo, barij i arsen određeni su u kadaveričnom materijalu u rasponu od 74 do 100%, a živa prema potonjoj metodi - do 100%.

Sposobnost uspješnog provođenja analize ako je potrebno proučavati predmet težine 10-25 g, kao i brzina odgovora, posebno za privatne zadatke, čini frakcijsku analizu posebno vrijednom za forenzičko-kemijske svrhe.

Dokazi o frakcijskim metodama predloženim za forenzičko kemijsko istraživanje također su u mnogim slučajevima mnogo veći, budući da se, uz upotrebu specifičnih reakcija za izolaciju određenog iona, kompleksiranje i selektivna ekstrakcija s organskim otapalima široko koriste u razvoju frakcijske reakcije, što omogućuje iznimno brzo i učinkovito otklanjanje utjecaja stranih iona. A upotreba najspecifičnijih mikrokristalnih reakcija za naknadne potvrdne reakcije dodatno povećava dokaz frakcijskih metoda.

Zbog smanjenja broja operacija u ovoj analizi u usporedbi sa sustavnom sumporovodikovom metodom, korištenje frakcijske metode značajno će uštedjeti ne samo vrijeme, već i reagense. Osim toga, omogućuje uklanjanje sumporovodika, koji je štetan za zdravlje i jako zagađuje zrak, iz uporabe u laboratorijima.

Neosporna prednost frakcijske metode jasno je vidljiva u ovih nekoliko primjera.

Daljnji rad na frakcijskim metodama u forenzično-kemijskoj analizi omogućit će konačno napuštanje sustavne metode sumporovodika, što će omogućiti ne samo povećanje osjetljivosti i uvjerljivosti detekcije kationa, već i značajno smanjenje vremena analize za metala i arsena (moguće do 3 radna dana, uključujući vrijeme potrebno za uništavanje organske tvari). Posljednja je okolnost posebno važna jer su forenzičko-kemijske studije nedopustivo duge: da bi dali odgovor pri ispitivanju metala i arsena, neki laboratoriji troše najmanje 2 tjedna. Čak i kada koristite najviše brza metoda razaranje sumpornom i dušičnom kiselinom u puna analiza metali se troše najmanje 8-10 dana. To ne samo da ne zadovoljava zahtjeve istražnih organa, već ne odgovara ni mogućnostima koje pruža suvremeni stupanj razvoja analitičke kemije.

zaključke

1. Sustavna sumporovodikova metoda za analizu metalnih kationa i arsena, koja se trenutno koristi u praksi forenzičke kemije, zastarjela je.
2. Frakcijska metoda analize kationa metala i arsena koja se trenutno razvija omogućuje smanjenje vremena forenzičke kemijske analize za 2-3 puta u usporedbi s metodom sumporovodika, povećanje osjetljivosti u nekim slučajevima za 100 pa čak i 2000 puta, povećanje dokaze o detekciji metala i arsena, te značajno smanjiti potrošnju reagensa i napustiti korištenje sumporovodika koji zagađuje zrak u laboratorijima.

1 Tananaev N. A. Frakcijska analiza. M., 1950.

U forenzičko-kemijskoj i kemijsko-toksikološkoj analizi, pri ispitivanju biološkog materijala (organi leševa, biološke tekućine, biljke, prehrambeni proizvodi i dr.) na prisutnost "metalnih" otrova koristi se metoda mineralizacije. Ovi otrovi u obliku soli, oksida i drugih spojeva u većini slučajeva ulaze u tijelo oralnim putem, apsorbiraju se u krv i uzrokuju trovanje. “Metalni” otrovi bit će u tijelu u obliku spojeva s proteinima, peptidima, aminokiselinama i nekim drugim tvarima koje igraju važnu ulogu u životnim procesima. Veze metala s većinom ovih tvari su jake (kovalentne). Stoga, za proučavanje biološkog materijala na prisutnost "metalnih" otrova, potrebno je uništiti organske tvari s kojima su metali povezani i pretvoriti ih u ionsko stanje. Izbor metode mineralizacije organskih tvari ovisi o svojstvima elemenata koji se proučavaju i količini biološkog materijala primljenog na analizu.

Mineralizacija je oksidacija (spaljivanje) organske tvari (objekta) radi oslobađanja metala iz njihovih kompleksa s proteinima i drugim spojevima. Najraširenije metode mineralizacije mogu se podijeliti u 2 velike skupine:

Opće metode (metode "mokre" mineralizacije) koriste se u općem proučavanju skupine "metalnih otrova" i pogodne su za izolaciju svih metalnih kationa. Osim žive. Za mineralizaciju se koriste mješavine oksidirajućih kiselina: sumporne i dušične, sumporne, dušične i perklorne.

Privatne metode (metode "suhog pepelenja") - metoda jednostavnog izgaranja, metoda taljenja s mješavinom nitrata i karbonata alkalnih metala. Među privatnim metodama je metoda djelomične mineralizacije (destrukcije) kojom se izoliraju anorganski spojevi žive iz bioloških materijala.

1.1. Razaranje biološkog materijala dušičnom i sumpornom kiselinom

U Kjeldahlovu tikvicu zapremine 500-800 ml dodajte 100 g usitnjenog biološkog materijala, dodajte 75 ml smjese koja se sastoji od jednakih volumena koncentrirane dušične i sumporne kiseline i pročišćene vode. Tikvica sa sadržajem u okomitom položaju učvršćena je u tronožac tako da joj dno bude iznad azbestne mreže na udaljenosti od 1-2 cm.Iznad Kjeldahlove tikvice u tronošcu je učvršćen lijevak za odjeljivanje u kojem se nalazi koncentrirana dušična kiselina. , razrijeđen s jednakim volumenom vode. Zatim počinju pažljivo zagrijavati tikvicu. Unutar 30-40 minuta dolazi do destrukcije, uništavanja formiranih elemenata biološkog materijala. Po završetku uništavanja dobiva se prozirna tekućina žute ili smeđe boje.

Zatim se Kjeldahlova tikvica sa svojim sadržajem spusti na azbestnu mrežicu i pojača se zagrijavanje - započinje faza duboke oksidacije u tekućoj fazi. Da bi se uništile organske tvari u tikvici, kap po kap iz lijevka za kapanje dodaje se koncentrirana dušična kiselina razrijeđena s jednakim volumenom vode. Mineralizacija se smatra završenom kada prozirna tekućina (mineralizat), kada se zagrijava bez dodavanja dušične kiseline 30 minuta, prestane tamniti, a iznad tekućine se oslobađaju bijele pare sumpornog anhidrida.

Dobiveni mineralizat podvrgavamo denitraciji: ohladimo, dodamo 10-15 ml pročišćene vode i zagrijemo na 110-130°C, a zatim pažljivo dodamo kap po kap otopine formaldehida, izbjegavajući suvišak. Istodobno se primjećuje obilno ispuštanje smeđih, ponekad narančastih para. Nakon prestanka ispuštanja tih para tekućina se dodatno zagrijava 5-10 minuta, a zatim se na predmetno stakalce ili porculansku pločicu nakapaju 1-2 kapi ohlađene tekućine (mineralizata) i kapne otopina difenilamina u dodaje se koncentrirana sumporna kiselina. Učinak reakcije je karakteristična plava boja.

Negativna reakcija mineralizata s difenilaminom na nitratnu, dušikastu kiselinu, kao i na dušikove okside ukazuje na kraj procesa denitracije. Ako je reakcija mineralizata s difenilaminom pozitivna, denitracija se ponavlja.

Metoda mineralizacije biološkog materijala koncentriranom dušičnom i sumpornom kiselinom ima niz prednosti. Mineralizacija ovom metodom se odvija brže i dobiva se relativno mali volumen mineralizata nego drugim metodama. Međutim, mineralizacija mješavinom sumporne i dušične kiseline nije prikladna za izolaciju žive iz biološkog materijala, jer značajna količina iste ispari kada se biološki materijal zagrijava u fazi duboke oksidacije u tekućoj fazi.

Bašurova Marija

Ovaj rad ispituje jedan od glavnih ekološki problemi našeg vremena: onečišćenje okoliša jednim od teških metala – olovom. Posljednjih godina najčešće su zabilježena trovanja spojevima upravo ovog metala.

Ovdje je po prvi put izračunata količina olovnih spojeva koje emitira cestovni promet za selo Novoorlovsk. Kao rezultat kvalitativnih reakcija pronađeni su spojevi olova okoliš Novoorlovsko selo.

Identificirani su i glavni izvori onečišćenja olovnim spojevima u selu Novoorlovsk.

Preuzimanje datoteka:

Pregled:

Znanstveno-praktična konferencija “Korak u budućnost”

Studija sadržaja

spojevi olova

U okruženju Novoorlovska

Dovršila: Maria Viktorovna Bashurova

Učenik 10. razreda srednje općinske obrazovne ustanove Novoorlovsk

sveobuhvatna škola».

Voditelj: Gordeeva Valentina Sergeevna

Učiteljica kemije, Gradska obrazovna ustanova "Novoorlovskaya Secondary"

sveobuhvatna škola".

Ruska Federacija

Transbaikalska regija, okrug Aginsky, Novoorlovsk

2010

Uvod

1.1 Značajke i uporaba olova i njegovih spojeva.

1.2 Izvori kontaminacije spojevima olova.

Poglavlje 2. Studija sadržaja olovnih spojeva u okolišu Novoorlovska.

2.1. Metode istraživanja.

2.3. Zaključci iz rezultata istraživanja.

Zaključak.

Bibliografski popis.

Prijave.

Bašurova Marija

Uvod.

Uloga metala u razvoju i uspostavi tehničke kulture čovječanstva iznimno je velika. Povijesno ustaljeni nazivi “brončano doba” i “željezno doba” ukazuju na snažan utjecaj metala i njihovih legura na sva područja razvoja proizvodnje. A u svakodnevnoj praksi nailazimo na metale svake minute. I mi sami imamo metale. Koriste se za odvijanje raznih procesa u tijelu. Ali metali nisu uvijek potrebni. Mnogi od njih su čak opasni za tijelo. Na primjer, neki su metali iznimno otrovni za kralješnjake čak iu malim dozama (živa, olovo, kadmij, talij), drugi uzrokuju toksične učinke u velikim dozama, iako su elementi u tragovima (na primjer, bakar, cink). Kod beskralježnjaka koji imaju tvrdu kožu, olovo je u njima najviše koncentrirano. U kralješnjaka se olovo u najvećoj mjeri nakuplja u koštano tkivo, kod riba - u spolnim žlijezdama, kod ptica - u perju, kod sisavaca - u mozgu i jetri.

Olovo je metal koji u dodiru s kožom ili ulaskom u tijelo uzrokuje najveći broj teške bolesti, dakle, u smislu stupnja utjecaja na žive organizme, olovo je klasificirano kao vrlo opasna tvar zajedno s arsenom, kadmijem, živom, selenom, cinkom, fluorom i benzaprenom (GOST 3778-98).

Automobili s olovnim baterijama imaju veliki utjecaj na onečišćenje olovom. Ispušni plinovi su najvažniji izvor olova. Povećanje olova u tlu obično dovodi do njegove akumulacije u biljkama. Mnogi podaci pokazuju nagli porast razine olova u biljkama koje rastu uz rubove autocesta. Uzroci onečišćenja olovom otpadne vode poduzeća koja sadrže olovne soli u otrovnim količinama, kao i olovne cijevi. Otrovne tvari sadržane u vodi vrlo su opasne za ljude jer se aktivno nakupljaju u hranidbenim lancima.

Prema podacima analitičke agencije "Avtostat" u Rusiji je 2009.g. ima oko 41,2 milijuna vozila. Sastav voznog parka prema vrsti korištenog goriva je sljedeći: broj vozila koja koriste plin kao gorivo ne prelazi 2%. Ostali automobili koriste dizelsko gorivo - 37% ili "olovni" benzin - 61%.

Jedan od važna pitanja bilo koje regije je kontaminacija tla, vode i zraka teškim metalima.

Provodeći ovu studiju, iznijeli smo hipoteza da su spojevi olova prisutni u okolini Novoorlovska.

Objekt istraživanje – onečišćenje okoliša spojevima olova.

Artikal istraživanje – autocesta i automobili koji njome prolaze; tlo; snijeg; bilje.

Svrha studije:proučavati sadržaj olovnih spojeva emitiranih u zrak; akumuliran u tlu, biljkama, snijegu.

Kako bismo postigli ovaj cilj, odlučili smo se za sljedeće: zadaci:

1. Proučiti znanstvenu literaturu i internet stranice u vezi s navedenom svrhom istraživanja.

2. Provesti kvalitativnu analizu uzoraka tla, snijega i biljaka na sadržaj olovnih spojeva.

3. Utvrdite razinu onečišćenja okoliša na određenom području spojevima olova.

4. Odredite količinu olovnih spojeva koje ispuštaju vozila.

5. Odredite glavne izvore onečišćenja olovnim spojevima na ovom području.

Znanstvena novost . Kao rezultat rada, provedena je kvalitativna analiza uzoraka tla, snijega i biljaka uzetih iz okoliša sela Novoorlovsk na sadržaj olovnih spojeva. Utvrđena je količina olovnih spojeva koje emitiraju motorna vozila. Identificirani su glavni izvori onečišćenja olovnim spojevima na ovom području.
Praktični značaj raditi.Proučavane su metode za određivanje sadržaja olovnih spojeva u tlu, snijegu i biljkama koje se mogu koristiti. Utvrđeno je da se spojevi olova nalaze u blizini glavnih izvora onečišćenja. Tijekom istraživanja utvrđeno je da su glavni izvori onečišćenja olovnim spojevima autocesta, Centralna kotlovnica i JSC Novoorlovsky Mining and Processing Plant.

“Istraživanje sadržaja olovnih spojeva u okolišu sela Novoorlovsk”

Bašurova Marija

Ruska Federacija, Trans-Baikal Territory, Aginsky okrug, Novoorlovsk

Općinska obrazovna ustanova "Novoorlovska srednja škola", 10. razred

Poglavlje 1. Onečišćenje okoliša spojevima olova.

1.1. Značajke i uporaba olova i njegovih spojeva.

Olovo - Pb (Plumbum), serijski broj 82, atomska težina 207.21. Ovaj plavkasto-sivi metal poznat je od pamtivijeka. Podrijetlo naziva "olovo" - od riječi "vino" - povezano je s upotrebom ovog metala u proizvodnji posuda za čuvanje vina. Brojni stručnjaci smatraju da je olovo odigralo odlučujuću ulogu u padu Rimskog Carstva. U davna vremena voda je tekla s olovnih krovova kroz olovne oluke u olovom obložene bačve. Olovni kazani služili su za pravljenje vina. Većina masti, kozmetike i boja sadržavala je olovo. Sve je to moglo dovesti do pada nataliteta i pojave mentalnih poremećaja među aristokratima.

Savitljiv je i mekan. Čak i nokat ostavlja trag na njemu. Olovo se topi na temperaturi od 327,4 stupnja. Na zraku se brzo prekriva slojem oksida. U današnje vrijeme olovo doživljava “drugu mladost”. Njegovi glavni potrošači su industrija kabela i baterija, gdje se koristi za izradu školjki i ploča. Koristi se za izradu kućišta tornjeva, zavojnica hladnjaka i druge opreme u postrojenjima sumporne kiseline. Nezaobilazan je u izradi ležajeva (babbitt), tiskarskih legura (garth) i nekih vrsta stakla. Od olovnih spojeva najveći praktični značaj ima olovni nitrat Pb(NO). 3 ) 2 , koji se koristi u pirotehnici - u proizvodnji rasvjetnih, zapaljivih, signalnih i dimnih sastava; Olovni dihidroksikarbonat – Pb 3 (OH) 2 (CO 3 ) 2 – koristi se za pripremu visokokvalitetne boje – olovna bjelila. Istina, ima mali nedostatak: pod utjecajem sumporovodika, postupno blijedi. Zbog toga drevne uljane slike postaju tako mračne. Crveno olovo (Pb) proizvodi se u velikim količinama 3 O 4 ) je svijetlo crvena tvar od koje se dobiva obična uljana boja. Olovni pigment olovni kromat PbCrO također se široko koristi za pripremu boja. 4 ("žuta kruna"). Početni proizvod za dobivanje olovnih spojeva je olovni acetat Pb 3 (CH3COO) 2 . Iako je njegov spoj otrovan, njegova 2% otopina se u medicini koristi za losione na upaljenim površinama tijela, jer ima adstringentna i analgetska svojstva. Alkilirani spojevi imaju najotrovnija svojstva, posebice tetraetilolovo (C 2 N 5 ) 4 Pb i tetrametil olovo (CH 3 ) 4 Pb je hlapljiva, otrovna tekuća tvar. Tetraetilolovo (TEL) je antidetonator za motorna goriva, zbog čega se dodaje benzinu.

1.2. Izvori onečišćenja olovnim spojevima.

Olovo u vodu dospijeva na razne načine. U olovnim cijevima i drugim mjestima gdje je moguć kontakt ovog metala s vodom i atmosferskim kisikom, javljaju se oksidacijski procesi: 2Pb + O 2 +2H2O→2Pb(OH) 2.

U alkaliziranoj vodi olovo se može akumulirati u značajnim koncentracijama, stvarajući plumbite: Pb(OH) 2 +2OHֿ→PbO 2²ֿ+2H 2 O.

Ako u vodi ima CO 2 , onda to dovodi do stvaranja prilično visoko topljivog bikarbonata olova: 2Pb+O 2 →2PbO, PbO+CO 2 →Pb CO 3, PbCO 3 +H 2 O+CO 2 →Pb(HCO 3) 2.

Olovo također može dospjeti u vodu iz njime onečišćenog tla, kao i izravnim ispuštanjem otpada u rijeke i mora. Postoji problem onečišćenja vode za piće u područjima gdje se nalaze talionice ili gdje se skladišti industrijski otpad s visokim udjelom olova.

Najveće koncentracije olova nalaze se u tlu uz autoceste, kao i tamo gdje se nalaze metalurška postrojenja ili tvornice za proizvodnju baterija ili stakla koje sadrže olovo.

Cestovni promet na tekuća goriva (benzin, dizelsko gorivo i kerozin), kombinirana toplinska i elektrana (CHP) i kombinirana toplinska i elektrana (CHP) jedan su od glavnih izvora onečišćenja zraka. Ispušni plinovi automobila sadrže teške metale, uključujući olovo. Veće koncentracije olova u atmosferskom zraku gradova s ​​velikim industrijskim poduzećima.

Većina olova u ljudsko tijelo ulazi hranom. Najviše olova ima u konzerviranoj hrani u limenoj ambalaži, svježoj i smrznutoj ribi, pšeničnim mekinjama, želatini, školjkama i rakovima. Visoke razine olova nalaze se u korjenastom povrću i drugim biljnim proizvodima koji se uzgajaju na zemljištima u blizini industrijskih područja i uz ceste. Pitka voda, atmosferski zrak, pušenje također su izvori olovnih spojeva koji ulaze u ljudsko tijelo.

1.3. Posljedice ulaska spojeva olova u ljudsko tijelo.

Godine 1924. u SAD-u, kada je proizvodnja benzina zahtijevala velike količine termoelektrana, počele su havarije u tvornicama u kojima se on sintetizirao. Zabilježeno je 138 trovanja, od kojih je 13 bilo smrtno. Ovo je bilo prvo zabilježeno trovanje olovom.

Kao i radijacija, olovo je kumulativni otrov. Kada uđe u tijelo, nakuplja se u kostima, jetri i bubrezima. Očigledni simptomi trovanja olovom su: jaka slabost, grčevi u trbuhu i paraliza. Stalna prisutnost olova u krvi je asimptomatska, ali i opasna. Utječe na stvaranje hemoglobina i uzrokuje anemiju. Mogu se javiti psihički poremećaji.

Trenutno je olovo na prvom mjestu među uzrocima industrijskog trovanja. Onečišćenje olovom atmosferskog zraka, tla i vode u blizini takvih industrija, kao i u blizini glavnih autocesta, predstavlja opasnost od izloženosti olovu stanovništvu koje živi u tim područjima, a posebno djeci, koja su osjetljivija na učinke teških metali.

Otrovanje olovom (saturnizam) je primjer najčešće ekološke bolesti. U većini slučajeva govorimo o o apsorpciji malih doza i njihovom nakupljanju u tijelu dok njegova koncentracija ne dosegne kritičnu razinu potrebnu za toksične manifestacije.
Ciljni organi kod trovanja olovom su hematopoetski i živčani sustav te bubrezi. Saturnizam uzrokuje manje značajna oštećenja gastrointestinalnog trakta. Jedan od glavnih znakova bolesti je anemija. Na razini živčani sustav Primjećuje se oštećenje mozga i perifernih živaca. Toksičnost olovom može se u velikoj mjeri spriječiti, osobito kod djece. Zakoni zabranjuju korištenje boja na bazi olova, kao i prisutnost olova u njima. Usklađenost s ovim zakonima može barem djelomično riješiti problem ovih "tihih epidemija". Općenito je prihvaćena sljedeća klasifikacija trovanja olovom koju je odobrilo Ministarstvo zdravstva Ruske Federacije:

1. Prijevoz olova (u prisutnosti olova u urinu i odsutnosti simptoma trovanja).

2. Blago trovanje olovom.

3. Otrovanje olovom umjerene težine: a) anemija (hemoglobin ispod 60% - do 50%); b) blago izražene olovne kolike; c) toksični hepatitis.

4. Teška trovanja olovom: a) anemija (hemoglobin ispod 50%); b) olovne kolike (teški oblik); c) paraliza olova.

U liječenju trovanja olovom koriste se lijekovi kao što su tetacin i pentacin. (Prilog 1) Također su potrebne preventivne mjere. (Dodatak 2)

Poglavlje 2. Studija sadržaja olovnih spojeva u okolišu Novoorlovska

2.1. Metode istraživanja.

Izračunati količinu štetnih emisija iz motornih vozila u 1 satukoristili smo metodologiju odobrenu naredbom Državnog komiteta za ekologiju Rusije br. 66 od 16. veljače 1999. godine.

1. Na autocesti odredite dionicu ceste duljine 100 m.

1. Izračunajte ukupnu udaljenost (S) koju prijeđu svi automobili u 1 satu: S = N*100m.
2. Uzimajući mjerenja emisija iz automobila po 1 km, izračunajte koliko su emisija olovnih spojeva proizveli automobili u 1 satu.
3. Izračunajte približnu količinu spojeva olova emitiranih po 1 satu duž ukupne prijeđene udaljenosti.

Odrediti sadržaj olovnih spojeva na površini zemlje (u snijegu)Koristili smo tehniku ​​iz školske radionice.

1. Za uzimanje uzorka trebat će vam posude s kapacitetom od najmanje 250 ml.
2. Spremnik je uronjen u snijeg s otvorenim krajem, pokušavajući dosegnuti njegov donji sloj.
3. Uzorak se izvadi i odnese u laboratorij na topljenje.
4. Od svakog uzorka odlije se 100 ml tekućine i filtrira.
5. U epruvete se ulije 1 ml otopljene vode iz svakog uzorka i doda se 1 ml otopine KI i 1 ml 6% HNO 3 .
6. Utvrđuju se promjene u epruvetama.

Odrediti sadržaj olovnih spojeva u tluKoristili smo tehniku ​​iz školske radionice:

1. Uzimaju se uzorci tla.
2. Tlo se suši 5 dana.
3. Od svakog uzorka uzimaju se dijelovi od 10 mg i stavljaju u epruvete.
4. U svaku epruvetu dodajte 10 ml destilirane vode.
5. Miješajte sadržaj epruveta 10 minuta i ostavite jedan dan.

6. Nakon 24 sata u epruvete dodajte po 1 ml KI i HNO 3 i zabilježite promjene.

Odrediti sadržaj spojeva olova u biljkamaKoristili smo tehniku ​​iz školske radionice:

1. Odabere se 50 komada listova ili 50 g trave.
2. Biljni materijal se suši i usitnjava.
3. Biljna masa se stavi u epruvete, napuni sa 20 ml destilirane vode i ostavi jedan dan.

4. Nakon 24 sata doda se 1 ml KI i HNO 3

5. Označite promjene.

2.2. Rezultati istraživanja.

Istraživanje je provedeno u ljeto i jesen 2010. godine.

Za izračun količine štetnih emisija iz motornih vozila u 1 satu odabrana je autocesta koja prolazi kroz središte sela Novoorlovsk. Kao rezultat ovih izračuna, utvrdili smo da se 0,644 g olovnih spojeva ispušta u zrak u 1 satu (Dodatak 3).

Da bismo odredili sadržaj olovnih spojeva u okolišu, uzeli smo po pet uzoraka na površini tla (u snijegu), u tlu, u biljkama u određenim područjima: 1. Cesta u blizini škole 2. Centralna kotlovnica 3. JSC Novoorlovsky GOK 4. Šuma 5 Cesta uz dacha zadrugu. Stupanj onečišćenja spojevima olova procijenili smo prema stupnju boje sedimenta: intenzivno žuta - jaka razina onečišćenja; žućkasto – srednja razina; nema žutog taloga – niska razina.

Tijekom proučavanja sadržaja olovnih spojeva na površini tla (u snijegu), utvrđeno je da je na rubu ceste u blizini škole, Centralne kotlovnice i JSC Novoorlovsky Mining and Processing Plant najviše visoka razina spojevi olova. To se može vidjeti iz svijetlo žutog sedimenta koji je dobiven tijekom eksperimenta i bio je kvalitativni pokazatelj sadržaja olova. (Dodatak 4)

Prilikom proučavanja sadržaja olovnih spojeva u tlu pokazalo se da postoji visoka razina onečišćenja olovnim spojevima na rubu ceste u blizini škole i JSC Novoorlovsky Mining and Processing Plant. (Dodatak 5)

Analiza biljne mase pokazala je da biljke koje rastu u blizini Centralne kotlovnice, JSC Novoorlovsky GOK i ceste uz dacha zadrugu akumuliraju najveću količinu olovnih spojeva u svojim tkivima. (Dodatak 6)

Najnižu razinu kontaminacije površine tla (snijeg), tla i biljaka spojevima olova dobili smo u uzorcima uzetim u šumi.

Svi naši rezultati priopćeni su stanovništvu u obliku biltena i letaka o opasnostima onečišćenja olovnim spojevima. (Dodatak 7.8)

2.3. Zaključci.

1. Eksperimentalni podaci potvrdili su da je izvor olovnih spojeva u našem selu središnja autocesta, kao i Novoorlovsky GOK CJSC i kotlovnica.
2. Spojevi olova pronađeni su na površini tla (snijeg), u tlu i biljkama.

3. Kao rezultat izračuna količine štetnih emisija iz motornih vozila, utvrdili smo da se 0,644 g olovnih spojeva ispusti u zrak u 1 sat.

4. Spojevi olova uzrok su mnogih teških bolesti kod ljudi.

“Istraživanje sadržaja olovnih spojeva u okolišu sela Novoorlovsk”

Bašurova Marija

Ruska Federacija, Trans-Baikal Territory, Aginsky okrug, Novoorlovsk

Općinska obrazovna ustanova "Novoorlovska srednja škola", 10. razred

Zaključak.

Ovaj rad pokazuje da autocesta i automobili koji njome prolaze mogu postati prilično jak izvor teških metala u okolišu. Olovo iz benzina ulazi u ispušne plinove, a zatim u atmosferu. Stupanj onečišćenja ovisit će i o prometnoj opterećenosti ceste. Budući da su tlo i biljke uz cestu jako zagađeni olovom, nemoguće je koristiti zemljište za uzgoj poljoprivrednih proizvoda i ispašu stoke, a biljke se ne mogu koristiti za ishranu domaćih životinja.

Kao rezultat rada, provedena je kvalitativna analiza uzoraka tla, snijega i biljaka uzetih iz okoliša sela Novoorlovsk na sadržaj olovnih spojeva. Utvrđena je količina olovnih spojeva koje emitiraju motorna vozila.

Potreban je edukativni rad među lokalnim stanovništvom, posebno vlasnicima vikendica u blizini autoceste.

Izradili smo informativne biltene i letke koji daju preporuke za smanjenje utjecaja autoceste na povrtnjake:

1. Ako je moguće, uklonite svoje mjesto od izvora onečišćenja tako da ne koristite zemljište neposredno uz autocestu.
2. Nemojte koristiti tlo na mjestu; posadite ga biljkama višim od 1 metra (kukuruz, kopar, itd.)
3. U budućnosti uklonite ove biljke iz vrta bez korištenja.

Popis korištenih izvora:

1. Vishnevsky L.D. Pod znakom ugljika: elementi IV periodni sustav elemenata DI. Mendeljejev. M.: Obrazovanje, 1983.-176 str.

2. Lebedev Yu.A. Drugi vjetar maratonca (O olovu). M.: Metalurgija, 1984. – 120 str.

3. Mansurova S.E. Školska radionica “Čuvamo okoliš našeg grada.” M.: Vlados, 2001.-111 str.

4. Nekrasov B.V. Osnove opće kemije. Svezak 2. M .: Izdavačka kuća "Kemija", 1969 - 400 str.

5. Nikitin M.K. Kemija u restauraciji. L.: Kemija, 1990. – 304 str.

6. Nikolaev L.A. Metali u živim organizmima. M.: Obrazovanje, 1986. – 127 str.

7. Petryakov-Sokolov I.V. Popularna biblioteka kemijskih elemenata. Svezak 2. M.: Izdavačka kuća “Nauka”, 1983. – 574 str.

8. Ruvinova E.I. Onečišćenje olovom i zdravlje djece. "Biologija", 1998 br. 8 (veljača).

9. Sumakov Yu.G. Živi uređaji. M.: Znanje, 1986. – 176 str.

10. Sudarkina A.A. Kemija u poljoprivreda. M.: Obrazovanje, 1986. – 144 str.

11. Shalimov A.I. Alarm našeg alarma: ekološka razmišljanja. L.: Lenizdat, 1988. – 175 str.

12. Shannon S. Prehrana u atomsko doba, ili kako se zaštititi od malih doza zračenja. Minsk: Izdavačka kuća “Bjelorusija”, 1991. – 170 str.

Naslovi slajdova:

Bashurova Maria 10. razred srednje škole Novoorlovsk

Tema rada: PROUČAVANJE SADRŽAJA SPOJEVA OLOVA U OKOLIŠU NOVOORLOVSKA

Izvori zagađivača olovom: automobilski akumulatori, emisije zrakoplovnih motora, uljane boje na bazi olova, gnojiva od koštanog brašna, keramički premazi na porculanu, dim cigareta, olovne ili olovom obložene lule, proces ekstrakcije olova iz rude, ispušni plinovi, lemovi, biljke koje se uzgajaju u blizini autocesta

Hipoteza rada: Spojevi olova prisutni su u okolini Novoorlovska.

Svrha rada: proučavanje sadržaja olovnih spojeva emitiranih u zrak, nakupljenih u tlu, biljkama i snijegu.

Olovo - Pb (Plumbum) serijski broj 82 atomska težina 207,21 Ovo je plavkasto-sivi metal. Savitljiv je i mekan. Taljenje = 327,4 stupnjeva. Na zraku se brzo prekriva slojem oksida.

Vodeće primjene: industrija baterija i kabela. Neophodan u proizvodnji ležajeva, tiskarskih legura i nekih vrsta stakla.

Spojevi olova: Pb (N O3)2 - olovo nitrat, Pb 3(OH)2(CO 3)2 - olovo dihidroksokarbonat (Pb 3 O 4) - minij (C2H5)4 Pb - tetraetil olovo (TES) (CH3)4 Pb – tetrametil olovo

Izvori spojeva olova koji ulaze u ljudski organizam: Hrana (konzervirana hrana u limenoj ambalaži, svježa i smrznuta riba, pšenične mekinje, želatina, školjke i rakovi.) Voda za piće Atmosferski zrak Pušenje

Olovo je kumulativni otrov. Akumulira se u kostima, jetri i bubrezima.

Saturnizam je trovanje olovom. Simptomi: teška slabost, grčevi u trbuhu, paraliza, mentalni poremećaji

Naziv grupe automobila Količina za 20 minuta, kom Količina po satu (N), kom Ukupna udaljenost prijeđena po satu svih automobila, km Emisije po 1 km po jednom automobilu, g/km Emisije po 1 km po svim automobilima, g /km Emisije za ukupnu udaljenost, g/km Osobni automobili 6 18 1,8 0,019 0,342 0,62 Diesel automobili 2 6 0,6 - - - Kamioni s rasplinjačem nosivosti do 3 tone 1 3 0,3 0,026 0,078 0,02 Kamioni s rasplinjačem nosivosti više od 3 t - - - 0,033 - - Autobusi s rasplinjačem 1 3 0,3 0,041 0,123 0,004 Kamioni na dizel 2 6 0,6 - - - Autobusi na dizel 1 3 0,3 - - - Autobusi na plinske boce na stlačeni prirodni plin - - - - - - Ukupno 13 39 3,9 0,119 0,543 0,644

Mjesta uzorkovanja: 1. Cesta u blizini škole 2. Centralna kotlovnica 3. JSC "Novoorlovsky GOK" 4. Šuma 5. Cesta uz dacha zadrugu.

Sadržaj olovnih spojeva na površini tla (u snijegu). Broj cijevi za uzorak Mjesto uzimanja uzorka Prisutnost sedimenta Razina onečišćenja 1 Cesta u blizini škole Žuti sediment Jak 2 Centralna kotlovnica Žuti sediment Jak 3 JSC Novoorlovsky GOK Žuti sediment Jak 4 Šuma Bez sedimenta Slab 5 Cesta uz dacha zadrugu Žućkasti sediment Srednji

Izvori olovnih spojeva u Novoorlovsku: Centralna kotlovnica Autocesta CJSC Novoorlovsky GOK

Olovo je opasno za ljude!!!

Hvala na pozornosti!

Pregled:

Prilog 1.

Liječenje trovanja olovom.Za akutna trovanja koriste se kompleksna sredstva, među kojima su tetacin i pentacin najučinkovitiji kada se daju intravenski (6 g lijeka po tijeku liječenja u obliku 5% -tne otopine). Također se koriste sredstva koja stimuliraju hematopoezu: pripravci željeza, kampolon, cijanokobalamin, askorbinska kiselina. Za smanjenje boli tijekom kolike preporučuju se tople kupke, 0,1% otopina atropin sulfata, 10% otopina natrijevog bromida, 0,5% otopina novokaina i mliječna dijeta. Da biste smanjili vegetativno-astenične fenomene, možete koristiti intravensku glukozu s tiaminom i askorbinskom kiselinom, bromom, kofeinom, borovim kupkama i galvanskim ovratnikom. Za encefalopatije se propisuju sredstva za dehidraciju (25% otopina magnezijevog sulfata, 2,4% otopina aminofilina, 40% otopina glukoze); za polineuropatiju - tiamin, antikolinesterazni lijekovi, kupke s četiri komore, masaža, fizikalna terapija.

Za uklanjanje olova iz depoa koristi se dijatermija jetre i intravenska primjena 20% otopine natrijeva hiposulfita.

Zaštitna sredstva: vitamini skupine B, vitamin C, vitamin D, kalcij, magnezij, cink, pektinski spojevi, natrijev alginat, razne sorte kupusa.

Dodatak 2.

Prevencija trovanja olovom.Glavna mjera za sprječavanje trovanja olovom je njegova zamjena drugim, manje otrovnim tvarima u onim industrijama u kojima se koristi. Na primjer, olovno bjelilo zamijenjeno je titan-cink, umjesto olovnih brtvila za rezanje turpija koriste se brtve od legure kositra i cinka, olovne paste za završnu obradu karoserija osobnih vozila zamijenjene su pastama od plastičnih materijala. Tijekom tehnoloških procesa, kao i prilikom transporta olova i materijala koji sadrže olovo, potrebno je hermetički zatvoriti izvore emisije prašine, opremiti snažnu aspiracijsku ventilaciju s čišćenjem zraka kontaminiranog prašinom i olovnim parama prije ispuštanja u atmosferu. Zabranjeno je koristiti rad žena i tinejdžera u procesima taljenja olova. Potrebno je pridržavati se mjera osobne higijene kao što su sanitacija usne šupljine, pranje ruku s 1% otopinom octene kiseline, korištenje posebne odjeće i respiratora, te terapeutska i preventivna prehrana.

Dodatak 3.

Rezultati provedene metodologije

određivanje emisija olovnih spojeva iz motornih vozila.

Naziv grupe vozila	Količina za 20 minuta, kom.	Količina na sat (N), kom.	Opći put pokriveno u sat vremena svim vozilima, Km	Emisije po 1 km po vozilu, g/km	Emisije po 1 km za sva vozila, g/km	Emisije na ukupnoj udaljenosti, g/km
Automobili				0,019	0,342	0,62
Putnički dizel
Kamioni s karburatorima nosivosti do 3 tone				0,026	0,078	0,02
Kamioni s karburatorima nosivosti veće od 3 tone				0,033
Autobusi s rasplinjačem				0,041	0,123	0,004
Dizel kamioni
Dizel autobusi
Spremnici plina koji rade na komprimirani prirodni plin
Ukupno				0,119	0,543	0,644

Dodatak 4.

Broj cijevi uzorka	Prostor za prikupljanje uzoraka	Prisutnost sedimenta	Razina onečišćenja
	Put u blizini škole	Žuti talog	Jaka
	Centralna kotlovnica	Žuti talog	Jaka
	CJSC Novoorlovsky GOK	Žuti talog	Jaka
	Šuma	Bez taloga	Slab
		Žućkasti sediment	Prosjek

Dodatak 5.

Broj cijevi uzorka	Prostor za prikupljanje uzoraka	Prisutnost sedimenta	Razina onečišćenja
	Put u blizini škole	Žuti talog	Jaka
	Centralna kotlovnica	Žućkasti sediment	Prosjek
	CJSC Novoorlovsky GOK	Žuti talog	Jaka
	Šuma	Žućkasto	Slab
	Cesta uz dacha zadrugu	Žućkasti sediment	Prosjek

Dodatak 6.

Broj cijevi uzorka	Prostor za prikupljanje uzoraka	Prisutnost sedimenta	Razina onečišćenja
	Put u blizini škole	Žućkasti sediment	Prosjek
	Centralna kotlovnica	Žuti talog	Jaka
	CJSC Novoorlovsky GOK	Žuti talog	Jaka
	Šuma	Bez taloga	Slab
	Cesta uz dacha zadrugu	Žuta boja	Jaka

Nakon mineralizacije organa sumpornom i dušičnom kiselinom, olovo i barij bit će prisutni u sedimentu u obliku BaSO 4 i PbS0 4 . Optimalni uvjeti za kvantitativne oborine

Koncentracije Ba 2 + i Pb 2 + su: koncentracija H 2 SO 4 u mineralizaciji je ~20% H 2 SO 4, odsutnost dušikovih oksida (djelomično otapanje PbSO 4 i, u znatno manjoj mjeri, BaS0 4 u dušičnoj kiselini), vrijeme taloženja (~24 sata). Zbog ko-taloženja, sediment može sadržavati i Ca 2+, Fe 3+, Al 3+, Cr 3+, Zn 2+, Cu 2+, itd. Kod ko-taloženja Cr 3+, sediment je obojen prljavo zelena. Da bi se izbjegao gubitak Cr 3+, prljavozeleni talog tretira se zagrijavanjem s otopinom amonijevog persulfata u 1% otopini sumporne kiseline. Neotopljeni talog se analizira na Ba 2+ i Pb 2+, a filtrat se ostavi za kvantitativno određivanje kroma. Kako bi se odvojili Ba 2+ i Pb 2+ (prisutnost Pb 2+ ometa detekciju Ba 2+), sediment izravno na filtru pažljivo se tretira s 0,5-10 ml (ovisno o veličini sedimenta ) vruće otopine amonijevog acetata 1, postižući potpuno otapanje PbSO 4 ;

Kvalitativno otkrivanje

Filtrat se ispituje na olovo: a) reakcijom s ditizonom (HrDz)

Pronađen ditizon (difeniltiokarbazon). široka primjena u anorganskoj analizi. Ovisno o pH okoliša u otopinama, ditizon može postojati u dva oblika:

U enolnom obliku reagens je slabo topljiv u organskim otapalima (kloroform, ugljik tetraklorid). U ketonon obliku, oi se dosta dobro otapa u njima, stvarajući otopine intenzivno zelene boje. U alkalnim otopinama daje HDz anion, obojen narančasto.

S mnogim metalnim kationima [Mn, Cr, Co, Ni, Zn, Fe(III), Tl, Cu, Cd, Ag, Pb, Bi, Hg], ditizon daje unutarkompleksne soli (ditizonate), obično topive u nepolarnim organskim spojevima. ski otapala (SHC1 3, CC1 4). Mnogi unutarkompleksni spojevi su jarko obojeni.

i sekundarni ditizonati:

Razlikuju se primarni ditizonati:

Sa svim kationima nastaju primarni ditizonati. Sekundarni ditizonati nastaju sa samo nekoliko metala (HgDz, Ag 2 Dz, CuDz itd.). Fisher, koji je uveo ditizon u analitičku praksu (1957.), pripisuje im sljedeću strukturu:

Tamo gdje metal može proizvesti i primarni i sekundarni ditizonat, sve ovisi o pH reakciji medija: u kiseloj sredini nastaje primarni ditizonat, u alkalnoj sredini i u nedostatku reagensa nastaje sekundarni ditizonat.

I stvaranje i ekstrakcija ditizonata ovise prvenstveno o pH medija.

Za detekciju olova, otopina dobivena obradom sedimenta PbS0 4 i BaS0 4 s amonijevim acetatom protrese se s otopinom ditizona u kloroformu (CC1 4): u prisutnosti Pb 2 +, pojava ljubičasto-crvene boje.

Reakcija je vrlo osjetljiva - 0,05 μg R 2+ u 1 ml. Granica detekcije za Pb 2+ ovom reakcijom u organima je 0,02 mg.

U opisanim uvjetima kemijske toksikološke analize reakcija je gotovo apsolutno specifična, budući da nastanku Pb(HDz) 2 prethodi konverzija Pb 2+ u PbSO 4, odnosno odvajanje Pb 2+ od većine ostalih elemenata. . Uglavnom se Fe 3+ i Cr 3+ mogu koprecipitirati s PbSO 4 . Istodobno, Fe 3+ ima nizak afinitet prema ditizonu, a Cr 3+ tvori neobojene spojeve s ditizonom.

Jedna od prednosti reakcije je mogućnost kombiniranja kvalitativne analize za Pb 2+ s kvantitativnim određivanjem. U ovom slučaju, ako postoji ljubičasto-crvena boja sloja kloroforma, prvo

kvantifikacija (vidi stranicu 302). Zatim se, nakon mjerenja gustoće boje Pb(HDz) 2 na fotoelektrokolorimetru, olovo ditizonat za daljnje kvalitativne reakcije snažno mućka 60 sekundi s 0,5-2 ml (ovisno o volumenu i intenzitetu boje ekstrakta) 1 N. Otopina HNO 3 (ili HC1):

Pb(HDz) 2 >- Pb(N0 8) 2 + 2H 2 Dz

(sloj organskog- (vodeni (sloj organskog-

solute layer) sloj otopljene tvari

kreator) kreator)

Ovisno o volumenu vodenog sloja, otopina se dalje proučava mikrokristalnim ili makrokemijskim reakcijama.

I. S malim volumenom vodenog sloja (0,5 ml), cijeli volumen se podijeli na 2 dijela, pažljivo ispari i provode se reakcije: a) dobije se dvostruka sol cezijevog jodida i olova - CsPbl 3. 1/2 dijela ostatka zakiseliti s 30%-tnom octenom kiselinom i pomiješati s nekoliko kristala kalijevog jodida:

U otopinu se dodaju 1-2 kristala cezijevog klorida - nakon nekog vremena pada zelenkasto-žuti talog cezija i olovnog jodida. Kada se promatraju pod mikroskopom, mogu se uočiti igličasti kristali, često skupljeni u snopove i sferoide.

Optimalni uvjeti: 30°/o otopina octene kiseline, odsutnost mineralnih kiselina, mala količina CsCl i višak KI.

Osjetljivost reakcije je 0,01 μg. Reakcija omogućuje detekciju (granica detekcije) 0,015 mg Pb 2+ na 100 g ispitnog objekta;

b) nastajanje kalijevog, bakrenog i olovnog heksanitrita KrCuPb(NO 2) 6. Drugi dio ostatka pomiješa se s 1-2 kapi zasićena otopina bakrenog acetata i pažljivo ispariti do suhog. Ostatak se otopi u 2-3 kapi 30%-tne otopine octene kiseline i doda se nekoliko kristala kalijevog nitrita. U prisutnosti Pb 2+ nakon 5-10 minuta pojavljuju se kristali KrCu Pb(NO 2) 6 po cijelom vidnom polju u obliku crnih ili smeđih (s malim udjelom Pb 2+) kockica. Optimalni uvjeti: 30% otopina CH 3 COOH, odsutnost mineralnih kiselina, višak kalijevog nitrita. Osjetljivost reakcije je 0,03 μg. Granica detekcije Pb 2+ u biološkom materijalu je 0,015 mg na 100 g organa.

P. Ako je volumen vodenog sloja velik (2 ml ili više), neutralizira se na pH 5,0 univerzalnim indikatorskim papirom, podijeli na 4 dijela i ispita reakcijama:

a) stvaranje PbS:

Pb(N0 3) 2 + H 2 S = PbSJ + 2HN0 3.

Talog se ne otapa u razrijeđenoj sumpornoj i klorovodičnoj kiselini, ali se otapa u razrijeđenoj dušičnoj kiselini uz oslobađanje dušikovih oksida i elementarnog sumpora:

3PbS + 8HNO3 = 3Pb(NO3)2 + 2NO + 3S + 4H2O;

b) stvaranje PbS0 4:

Pb(OCOCH3)2 + H2SO4 = PbSO4 | + 2CH3COOH

Olovni sulfat slabo je topiv u vodi (1:22,800 na 15°); u razrijeđenoj sumpornoj kiselini njegova je topljivost još manja; praktički je netopljiv u alkoholu; Značajno se otapa u dušičnoj kiselini, a još bolje - u klorovodičnoj kiselini, posebno kada se zagrijava:

Kada se doda voda, ponovno se taloži olovni sulfat.

Talog olovnog sulfata otapa se u otopinama kaustične sode, kaustičnog kalija, acetata i amonijevog tartarata (razlika od barijevog sulfata i stroncijevog sulfata):

Kada se otopi u amonijevom tartaratu, nastaje Pb 2 0(C 4 H 4 0 6) 2.

c) stvaranje PbCr0 4; netopljiv u octenoj kiselini, ali
topljiv u mineralnim kiselinama i kaustičnim alkalijama:

2Pb(OSOCN 3) 3 + K 2 Cr 2 0 7 + HON - 2CH 3 COOK + 2PbSiu 4 + 2CH 3 COOH.

d) četvrti dio proučava se mikrokemijskim reakcijama
dobivanje CsPbl 3 i K2CuPb(N0 2)e.

Kvantitativno određivanje Pb 2+ nakon njegove izolacije u obliku olovnog sulfata moguće je pomoću nekoliko metoda:

a) dikromatni i odometrijski na temelju viška dikromata koji nije reagirao s Pb 2+. Definicija se temelji na sljedećim reakcijama:

Dikromat-jodometrijska metoda određivanja daje dobre rezultate (93% uz prosječnu relativnu pogrešku od 1,4°/o) sa sadržajem od 2 do 100 mg olova na 100 g organa. Za količine olova manje od 2 mg (granica određivanja), metoda je nepouzdana. Na primjer, u prisutnosti 1 mg Pb 2+ u 100 g organa utvrđuje se prosječno samo 37%;

b) vađenje akcijsko-fotometra i h e s k i diti-zonatom olova. Metoda se temelji na gore navedenoj osjetljivoj i prilično specifičnoj reakciji:

Pb(OSOCN 3) 2 4- 2H a Dz (pri pH 7-10) - Pb(HDz) a + 2CH 3 COOH.

Dobiveni ditizonat ekstrahira se kloroformom pri pH iznad 7,0 dok se ne završi ekstrakcija Pb 2+. Ekstrakti se sjedine, isperu otopinom KCN u prisutnosti NH 4 OH, talože, izmjeri se volumen, a zatim se odredi gustoća boje kloroformskog ekstrakta na FEC-u pri punoj duljini od 520 nm u kiveti s upijajući sloj debljine 1 cm.Kloroform služi kao referentna otopina. Beerov zakon se promatra u rasponu od 0,0001 - 0,005 mg/ml.

c) kompleksometrijski, koji je zajednički mnogim dvovalentnim i nekim trovalentnim kationima.

Princip kompleksometrijske titracije svodi se na sljedeće: ispitivanoj otopini koja sadrži određeni kation pri strogo određenoj pH vrijednosti dodaje se mala količina odgovarajućeg indikatora - visoko topljivog u vodi obojenog složeni spoj indikator s kationom. Kada se titrira s Trilonom B (kompleks III), dinatrijevom soli etilendiamintetraoctene kiseline, kompleks kationa s indikatorom se uništava, jer Trilon B tvori stabilniji kompleks s kationom koji se određuje. U ekvivalentnoj točki oslobađa se slobodni indikator koji oboji otopinu u boju karakterističnu za indikator pri zadanoj pH vrijednosti medija.

Većina kationa se određuje u alkalnom mediju, za što se u titriranu otopinu unosi amonijačni pufer (mješavina amonijaka i amonijevog klorida).

Određivanje Pb 2+ (ili drugog dvovalentnog kationa) temelji se na sljedećim reakcijama:

A. N. Krylova preporučuje povratnu titraciju Trilona B za određivanje Pb 2+ (koristi se za određivanje kationa koji reagiraju s otopinom NH 4 OH). Suština metode je sljedeća: ispitna otopina se razrijedi vodom do 100-150 ml i pomiješa s viškom od 0,01 N. otopina Trilona B. 10 ml amonijevog kloridnog pufera 2 i 0.1 - 0.2 g suhog zriokroma crnog T (smjesa s NaCl 1:200). Višak struje Trilona B titrira se s 0,01 N. otopine ZnCl 2 dok se plavo-plava boja ne promijeni u crveno-ljubičastu. 96% je određeno s prosječnom relativnom pogreškom od 6,2% pri 1 mg Pb 2 + na 100 g organa; 97% s prosječnom relativnom pogreškom od 27% na 10 mg. Granica određivanja je 0,5 mg Pb 2+ na 100 g organa.

Toksikološki značaj. Toksikološko značenje olova određeno je toksičnim svojstvima metalnog olova, njegovih soli i nekih derivata te njihovom širokom i raznolikom primjenom u industriji i svakodnevnom životu.

Osobito opasni u vezi s trovanjem olovom su rudarstvo olovnih ruda, taljenje olova, proizvodnja baterija, olovnih boja [olovno bijelo 2PbCO 3 .Pb(OH) 2 i crveno olovo Pb 3 O 4], čija je uporaba u SSSR-u ograničeno je samo na bojanje brodova i mostova, kalajisanje, lemljenje, korištenje olovne glazure PbSi0 3, itd. Uz nedovoljnu zaštitu rada, moguće je industrijsko trovanje.

U nizu slučajeva izvori trovanja u kućanstvu bili su nekvalitetno pokositreno, emajlirano, porculansko-zemljano i glazirano posuđe.

Poznati su i slučajevi trovanja olovom putem vode za piće (olovne cijevi), burmuta zamotanog u olovni papir, nakon strijelne rane i dr. Poznati su i slučajevi trovanja solima olova i tetraetilolovom.

Olovo je protoplazmatski otrov koji uzrokuje promjene uglavnom u živčanom tkivu, krvi i krvnim žilama. Toksičnost spojeva olova uvelike je povezana s njihovom topljivošću u želučanom soku i drugim tjelesnim tekućinama. Kronično trovanje olovom daje karakterističnu kliničku sliku. Smrtonosna doza različitih spojeva olova nije ista. Na njega su posebno osjetljiva djeca. Olovo nije biološki element, ali se obično nalazi u vodi i hrani, odakle ulazi u organizam. Osoba koja ne radi s olovom apsorbira 0,05-2 g olova dnevno (u prosjeku 0,3 mg), kako ističe N. V. Lazarev. Spojevi olova mogu se akumulirati u koštanom tkivu, jetri i bubrezima. Oko 10% ga tijelo apsorbira, ostatak se izlučuje fecesom. Olovo se taloži u jetri i cjevastim kostima, a nešto manje u pljosnatim kostima. U drugim organima taloži se u malim količinama. Otuda i mogućnost otkrivanja olova u unutarnjim organima leševa ljudi umrlih od drugih uzroka, te potreba njegove kvantifikacije ako su rezultati kvalitativne analize pozitivni.

Prirodni sadržaj olova (prema A. O. Voinara, u miligramima na 100 g organa) u jetri je 0,130; u bubregu 0,027; u cjevastim kostima 1,88; u želucu i crijevima 0,022 odnosno 0,023.

Biljke koje rastu u školskom dvorištu i okolici su primjetno depresivne i jadnog izgleda.

Pretpostavljamo da se jedan od razloga ovih pojava može smatrati nakupljanje iona teških metala i kiselih aniona u tlu školskog dvorišta. Onečišćenje se događa uglavnom kroz atmosferu; aerosoli, pare, prašina, čađa i topljive tvari donesene kišom i snijegom talože se na površini tla. Zagađivači dolaze iz dimnjaka dizelskih lokomotiva i automobila. Svi zagađivači tla uključeni su u hranidbeni lanac i u ljudski gastrointestinalni trakt ulaze s hranom ili vodom. Na ljudsko tijelo utječu čimbenici okoliša. U blizini kotlovnica, željezničke mreže, koje opslužuju dizel lokomotive na loživo ulje, veliki protok vozila na dizel gorivo koje sadrži sumpor treba očekivati ​​povećani sadržaj spojeva teških metala.

U velikom Sovjetska enciklopedija dana je sljedeća definicija:

Teški metali su skupine metala uključujući Cu, Ni, Co, Pb, Sn, Zn, Cd, Bi, Sb, Hg. Teški metali se koriste kako u svom elementarnom stanju tako iu obliku raznih legura s drugim metalima.

U Dahlovom rječniku:

Teška metali – metali imaju visoku specifičnu težinu, na primjer: bakar, olovo, cink, kositar.

Stoga svoj rad posvećujem određivanju sadržaja teških metala i kiselih aniona u tlu i snijegu školskog dvorišta, kao i rasvjetljavanju utjecaja iona teških metala na rast i razvoj biljaka.

Teorijski dio

Olovo ulazi u okoliš iz prirodni izvori. To su erozija tla vjetrom, vulkanska aktivnost, šumski požari. No, glavna opskrba dolazi iz antropogenih izvora: kućnog i industrijskog otpada, motornih vozila, zrakoplovstva, raketne i svemirske tehnologije, kao i lova, zbog čega se godišnje u okoliš ispusti do 1400 tona olovne sačme.

Olovo lako prodire u tlo i nakuplja se u biljkama. Ove biljke su uključene u trofički lanac, što dovodi do povećanja koncentracije ovog elementa. Ljudi, kao posljednja karika u prehrambenom lancu, izloženi su najvećem riziku od toksičnih učinaka olova. U literaturi nismo pronašli opis utjecaja olova na rast i razvoj biljaka.

Izvori olova u ljudskom tijelu

Organski spojevi olova ulaze u ljudsko tijelo kroz kožu i sluznicu s hranom i vodom, anorganski spojevi olova (na primjer, sadržani u ispušnim plinovima) - kroz dišni trakt i probavni trakt.

1, Više od polovice olova koje ulazi u tijelo dolazi iz zraka. Svaki dan stanovnik grada udahne 20 m zraka koji sadrži 2 * 10" mg/mg olova.

Motorni promet uzrokuje znatnu štetu. Nagli rast broja automobila u posljednjih godina dovela je do činjenice da se u nekim gradovima, gdje nema tvornica za obogaćivanje ili metalurških pogona, godišnje u zrak ispusti do 8 tisuća tona olova, što premašuje dopuštenu razinu.

Dnevnim unosom hrane u organizam ulazi 0,06-0,5 mg olova. U proizvodima biljnog i životinjskog podrijetla prirodni sadržaj olova ne prelazi 0,5-1,0 mg/kg. Nalazi se u velikim količinama u grabežljivim ribama, kao što su tune (do 2,0 mg/kg), mekušci i rakovi (do 10 mg/kg). Toksična doza olova -1 mg, smrtonosna -10 g.

Puno olova unutra prehrambeni proizvodi, uzgaja se uz autoceste. Olovo nastaje izgaranjem olovnog benzina (benzin koji sadrži tetraetilolovo) i lako prodire u tlo. Spojevi olova dodaju se benzinu radi poboljšanja performansi motora.

Apsorbirano olovo prodire u krv i raspoređuje se u koštano (do 90%) i meko (jetra, bubrezi, mozak) tkivo, te u kosu, nokte i zube. Olovo se aktivnije apsorbira kada u tijelu postoji nedostatak spojeva željeza, kalcija, cinka i s povećanim unosom vitamina D.

Glavni mehanizam djelovanja olova na organizam je blokiranje enzima uključenih u sintezu hemoglobina, zbog čega crvena krvna zrnca ne mogu prenositi kisik, razvija se anemija i kronični nedostatak kisika.

Otrovanje olovom je vrlo različito u svojim manifestacijama i uključuje mentalnu agitaciju, tjeskobu, noćne more, halucinacije, oštećenje pamćenja i intelektualno oštećenje sa simptomima dezintegracije osobnosti. Neurološki poremećaji kod djece su vrlo opasni - hiperaktivnost, pogoršanje performansi mentalni razvoj, smanjena izvedba za učenje. Otrovanje olovom i njegovim solima uzrokuje oštećenje desni, crijevne smetnje i bolesti bubrega. Spojevi olova su kancerogeni i genotoksični – mogu uzrokovati mutacije remetenjem tercijarne strukture i funkcija enzima za sintezu i popravak DNK.

Prema službenim statistikama, olovo je na prvom mjestu među profesionalnim opijanjima.

Gotovo je nemoguće točnije odrediti količinu ispuštanja olova u atmosferu iz automobilskih motora, budući da količina ispuštanja ovisi o mnogim čimbenicima koje je teško uzeti u obzir.

Kako bi se smanjilo onečišćenje olovom, potrebno je smanjiti upotrebu olovnog benzina, budući da je upravo ovaj benzin izvor emisije olova u atmosferu. Također je potrebno napraviti niz instalacija koje bi zadržavale olovo, odnosno količinu olova koja se taloži u tim instalacijama. Bilo koja vrsta vegetacije prirodna je instalacija.

Stvaranje čak i manjih barijera ne bi značajno smanjilo stupanj trovanja stanovništva našeg planeta olovom.

Trenutno je teško pronaći područje industrije u kojem se koriste bakar, njegove legure ili spojevi. Od bakra se izrađuju izmjenjivači topline, vakuumski uređaji, cjevovodi i električne žice. Bronca, mjed, bakar-nikl i druge legure bakra koriste se kao konstrukcijski materijali, antifrikcijski, otporni na koroziju, visoko toplinski i električno vodljivi materijali u strojogradnji, brodogradnji i zrakoplovnoj industriji. Bakreni oksidi koriste se u proizvodnji stakla i emajla, bakrov (II) sulfat se koristi u galvanizaciji, zaštiti drva, proizvodnji boja i obogaćivanju ruda. Katalizatori na bazi bakrenog oksida koriste se za pročišćavanje plinova, bakrov (II) klorid i nitrat koriste se u pirotehnici. Mnogi spojevi bakra su pesticidi ili gnojiva, pa se naširoko koriste u poljoprivredi.

Razmjeri uporabe bakra i njegovih spojeva moraju se uzeti u obzir pri analizi utjecaja bakra u okolišu na žive organizme. Utjecaj bakra na žive organizme je dvosmislen, jer je, s jedne strane, važan element u tragovima koji sudjeluje u metaboličkim procesima, as druge strane, njegovi spojevi su toksični (u visokim koncentracijama). Izražena sposobnost stvaranja kompleksa, interakcija s kisikom i sklonost reverzibilnoj redukciji značajke su bakra koje određuju njegovu biološku ulogu u živim stanicama.

Prekomjerni sadržaj bakra također je toksičan za biljke. Kod opijenosti bakrom, boja lišća se mijenja u crvenu i smeđe-smeđu, što ukazuje na uništenje klorofila. Osim toga, dolazi do inhibicije rasta i kašnjenja u razvoju.

Biološke funkcije bakra

Je sastavni dio 11 enzima.

Neophodan za stvaranje hemoglobina, jer aktivira željezo koje se nakuplja u jetri, inače ne može sudjelovati u stvaranju hemoglobina. Potiče hematopoetsku funkciju koštane srži.

Neophodan za pravilan metabolizam vitamina B, A, C, E, P

Ima učinak sličan inzulinu i utječe na energetski metabolizam.

Neophodan za procese rasta i razvoja, značajan dio fetus preuzima iz majčinog tijela tijekom intrauterinog razvoja.

Odgovor tijela na nedostatak i višak bakra

Nedostatak bakra dovodi do razaranja krvnih žila, bolesti koštanog sustava i pojave tumorskih bolesti. Uklanjanje bakra iz vezivnog tkiva uzrokuje bolest lupus erythematosus.

Višak bakra u raznim tkivima dovodi do teških i često nepovratnih bolesti. Nakupljanje bakra u jetri i mozgu dovodi do Wilsonove bolesti (hepatocerebralne distrofije).

Učinak na tijelo: s nedostatkom željeza, osoba se počinje brzo umarati, javljaju se glavobolje, pojavljuje se loše raspoloženje.

UTJECAJ KISELIH KIŠA NA ŽIVU PRIRODU.

Kišnica, koja nastaje kondenzacijom vodene pare, mora imati neutralnu reakciju, tj. pH = 7 (pH je pokazatelj koji karakterizira kiselost). Kišnica, otapajući ugljični dioksid, blago zakiseli (pH = 5,6-5,7). A upijanjem kiselina nastalih iz sumpornih i dušikovih dioksida, kiša postaje osjetno kisela.

Zemljište i biljke pate od kiselih kiša: smanjuje se produktivnost tla, smanjuje se opskrba hranjivim tvarima i mijenja se sastav mikroorganizama u tlu. Kisele kiše uzrokuju golemu štetu šumama. Kako se pH vode smanjuje, dolazi do procesa nakupljanja vode. Najprije glavna reakcija (pH prirodna voda oko 8) zbog svojih prirodnih svojstava puferiranja - sposobnost neutralizacije ulazne kiseline. Međutim, mogućnosti međuspremnika nisu neograničene. Malo po malo, voda u akumulaciji počinje se zakiseljavati, što dovodi do nepovratnih procesa u njoj: plankton, mekušci i ribe umiru, neke vrste algi nestaju, mahovine koje vole kiselinu, gljive i nitaste alge brzo se razvijaju, pojavljuje se kopnena sphagnum mahovina. , a akumulacija postaje močvarna. Smrt stanovnika akumulacije uzrokovana je ne toliko zakiseljavanjem koliko procesima koje ono uzrokuje: smanjenjem sadržaja kalcijevih iona, ispiranjem (ekstrakcijom) toksičnih iona teških metala iz sedimenata na dnu, nedostatkom kisika, nedostatkom anaerobni procesi, stvaranje metana, sumporovodika i ugljičnog dioksida.

Ciljevi istraživački rad:

1. Odrediti sadržaj teških metala u tlu i snijegu u školskom dvorištu.

2. Odrediti sadržaj aniona u tlu i snijegu u školskom dvorištu.

Ciljevi istraživanja:

Provesti kvalitativno određivanje kemijskih elemenata u tlu i snijegu;

2) Odrediti sadržaj teških metala u snijegu i tlu pomoću tankoslojne kromatografije.

3) Odrediti sadržaj kiselih aniona u tlu i snijegu.

Načini rješavanja ovih problema:

Istraživanje uzoraka snijega i tla provodilo se tijekom cijele godine: uzorci tla u rujnu, a uzorci snijega u siječnju 2007. i siječnju 2008. godine.

Faze istraživačkog rada:

1. Kvalitativna definicija teški metali u snijegu i tlu.

2. Određivanje teških metala u snijegu i tlu kromatografijom.

3. Određivanje kiselinskih aniona u tlu i snijegu.

4. Proučavanje utjecaja iona teških metala na rast i razvoj biljaka.

Područja proučavanja:

Sportsko igralište u školskom dvorištu.

Parcela uz autocestu.

Područje novog dizala u stepskoj zoni

Eksperimentalni stupanj br. 1.

Tema: Kvalitativno određivanje iona teških metala u snijegu i tlu.

Cilj: Izvršiti kvalitativne reakcije za ione: Pb2+, Fe3+, Cr +6, Cu2+, Mn2+.

Teški metali ulaze u tlo uglavnom iz atmosfere s emisijama iz industrijskih poduzeća, a olovo - iz ispušnih plinova automobila. Najtipičniji teški metali su olovo, kadmij, živa, cink, molibden, nikal, kobalt, kositar, titan, bakar, vanadij. Teški metali iz atmosfere “padaju” u tlo, najčešće u obliku oksida, gdje se postupno otapaju, prelazeći u hidrokside, karbonate ili u oblik izmjenjivih kationa.

O stupnju opasnosti za okoliš kemijske tvari, ulazeći u tlo na različite načine, podijeljeni su u 3 klase:

1- kadmij, živa, olovo, cink, fluor, arsen, selen;

2- kobalt, molibden, bor, bakar, nikal, antimon;

3 - volfram, mangan, vanadij, stroncij.

Definicija kemijski sastav Ispitivanja tla najčešće započinju analizom vodenog ekstrakta tla, budući da biljke primarno apsorbiraju visoko topljive spojeve tla. Prevelike količine topivih soli (više od 0,2% mase suhog tla) stvaraju povećanu koncentraciju iona u otopini tla, a to smanjuje plodnost tla i njegovo ekološko stanje.

Faze rada:

Priprema tla za analizu;

Priprema vodenog ekstrakta; kvalitativno određivanje kemijskih elemenata u tlu i vodi.

Priprema tla za analizu sastoji se od usitnjavanja materijala, uklanjanja stranih nečistoća, prosijavanja kroz sito promjera otvora 1 mm i usitnjavanja. Za smanjenje uzorka koriste se različite metode. Jedna od njih je metoda četvrtanja. Usitnjeni materijal je dobro promiješan, razbacan u ravnomjernom tankom sloju u obliku kvadrata ili kruga i podijeljen u četiri sektora. Sadržaj dva suprotna sektora je odbačen, a preostala dva su spojena.

Vodeni ekstrakt tla najčešće se koristi za određivanje spojeva topivih u vodi, kao i za određivanje stvarne kiselosti tla.

Za njegovu pripremu 20 g zračno suhe prosijane zemlje stavljeno je u tikvicu od 100 ml, dodano je 50 ml destilirane vode, mućkano 5 - 10 minuta i filtrirano. Rezultati rada pokazali su da vodeni ekstrakt tla sadrži katione teških metala.

Detekcija iona olova

Kvalitativno određivanje s natrijevim rodizonatom.

Nanesite nekoliko kapi ispitne otopine na list filter papira i dodajte 1 kap svježe pripremljene 0,2% otopine natrijevog rodizonata. U prisutnosti iona olova stvara se plava mrlja ili prsten. Dodavanjem 1 kapi puferske otopine plava boja prelazi u crvenu. Reakcija je vrlo osjetljiva: minimalno detektabilno 0,1 µg

Kvantitativno određivanje s kalijevim dikromatom.

Dikromat i kromatni ioni tvore s ionima olova slabo topljivi olovni kromat žuta boja. Ispariti 0,5-1 litara analizirane vode do volumena od 10 ml. U dobiveni uzorak dodajte 5 ml otopine dušične kiseline (1:2). Zagrijte u vodenoj kupelji 15 minuta. , filtrirati i ispariti u porculanskoj šalici. Suhom ostatku dodati 2 ml 0,5 % otopine natrijeva acetata i 8 ml destilirane vode. Pomiješajte otopinu i filtrirajte u epruvetu. Pripremite standardnu ​​vagu.

Detekcija iona željeza.

Najveća dopuštena koncentracija ukupnog željeza u vodi akumulacija i piti vodu 0,3 mg/l, organoleptički granični indikator opasnosti.

Opće željezo.

Stavite 10 ml ispitivane vode u epruvetu, dodajte 1 kap koncentrirane dušične kiseline, nekoliko kapi otopine vodikovog peroksida i približno 0,5 ml otopine kalijevog tiocijanata. Pri udjelu željeza od 0,1 mg/l javlja se ružičasta boja, a pri većem udjelu željeza crvena.

Željezo(II).

Kalijev heksacijanoferat (III) u kiseloj sredini (pH ~ 3) stvara tamnoplavi Turnboule plavi talog s Fe~ kationom:

U 1 ml ispitivane vode dodajte 2-3 kapi otopine sumporne kiseline i 2-3 kapi otopine reagensa.

Željezo(III).

1. Kalijev heksacijanoferat (II) u blago kiselom mediju s kationom

Fe stvara tamnoplavi pruskoplavi talog:

Dodajte 1-2 kapi otopine u 1 ml ispitivane vode klorovodične kiseline i 2 kapi otopine reagensa.

2. Amonijev ili kalijev tiocijanat KSCN nastaje u kiseloj sredini sa željeznim tiocijanatom, obojenim krvavo crveno. Ovisno o koncentraciji tiocijanatnog iona mogu nastati kompleksi različitog sastava:

U 1 ml ispitivane vode dodajte 2-3 kapi otopine klorovodične kiseline i 2-3 kapi otopine reagensa.

Detekcija iona mangana

Najviša dopuštena koncentracija mangana u akumulacijskoj vodi je 0,1 mg/l, organoleptički granični pokazatelj opasnosti.

Visokokvalitetna detekcija.

U tikvicu se stavi 25 ml vode koju treba ispitati, zakiseli s nekoliko kapi 25%-tne dušične kiseline i kap po kap dodaje 2%-tna otopina srebrnog nitrata dok se ne nastavi zamućivati. Zatim dodajte 0,5 g amonijevog persulfata ili nekoliko kristala olovnog dioksida i zagrijte do vrenja. U prisutnosti mangana u koncentraciji od 0,1 mg/l i više pojavljuje se blijedo ružičasta boja:

2 Mn2++5 PbO2+4H MnO4+5 Pb2++2H2O

Detekcija iona bakra

Najveća dopuštena koncentracija bakra u vodi je 0,1 mg/l, organoleptički granični pokazatelj opasnosti.

Kvalitativno otkrivanje

Prvi način.

Stavite 3-5 ml vode koju testirate u porculansku šalicu, pažljivo isparite do suhog i nanesite kap koncentrirane otopine amonijaka na rubni dio mrlje. Pojava intenzivne plave ili ljubičaste boje ukazuje na prisutnost Cu+:

Drugi način.

Promućkajte 5-10 ml ispitivane vode u cilindru s malom količinom (10-20 mg) adsorbensa - kalcijevog fluorida ili talka. Ioni bakra (11) prisutni u vodi adsorbirani su na njezinu površinu. Odvojite talog pažljivim ispuštanjem vode i stavite ga na satno staklo ili u udubljenje na porculanskom tanjuru. Nanesite kap destilirane vode u blizini za usporedbu ("prazni pokus"). Istodobno dodajte kap otopine željezovog (III) klorida i kap 0,2 M otopine natrijevog tiosulfata u ispitni sediment i vodu, promiješajte staklenim štapićem i usporedite brzinu promjene boje oba uzorka.

U "slijepom pokusu" opaža se polagana promjena boje kompleksnog aniona intenzivno ljubičaste boje u prisutnosti bakrenih iona, koji igraju ulogu katalizatora; ljubičasta otopina se odmah mijenja. Rezultati rada pokazali su da vodeni ekstrakt tla sadrži metalne ione.

Eksperimentalni stupanj br. 2.

Tema: Određivanje teških metala u snijegu i tlu kromatografijom.

Svrha: Kromatografijom potvrditi sadržaj teških metala.

Ove studije su provedene pomoću tankoslojne kromatografije. U siječnju sam izvršio kvalitativnu analizu snježnog pokrivača čiji sastav po sadržaju iona teških metala odgovara vodenom ekstraktu tla.

Budući da snježni pokrivač nakuplja gotovo sve tvari koje ulaze u atmosferu. S tim u vezi snijeg se može smatrati svojevrsnim indikatorom čistoće zraka. Snijeg je jedan od najinformativnijih i najprikladnijih pokazatelja onečišćenja zraka. Na njegov sadržaj prašine utječu prirodni čimbenici i posebni uvjeti vjetra. Snijeg se mora uzeti po cijeloj dubini njegovih naslaga u staklenim posudama (prikladnije su one od tri litre).Odmah nakon otapanja uzorka, kada je temperatura otopljene vode jednaka sobnoj temperaturi, isti se analizira.

Eksperimentalna tehnika

Uzorke snijega za istraživanje uzimamo iz cijele dubine snježnog pokrivača. Snijeg otopiti, zakiseliti dušičnom kiselinom i ispariti od 1 litre do 5 ml. Uzimamo uzorke tla do dubine od 10 cm, budući da se teški metali nakupljaju u gornjem horizontu tla. Suho usitnjeno tlo težine 10 g prelije se s 50 ml 1 M otopine dušične kiseline i ostavi jedan dan, zatim se smjesa filtrira i filtrat upari do 3 ml. Bit TLC metode je razdvajanje složenih smjesa tvari u pojedinačne spojeve zbog razlika u sorbabilnosti u tankom sloju sorbensa. Za to koristimo silfol ploče, koje su fiksirani sloj silika gela sa škrobom nanesenim na aluminijsku foliju. Na izrezanu ploču dimenzija 3 x 7 cm označimo početnu liniju na koju kapilarama nanesemo smjesu za analizu i svjedočimo ( vodena otopina soli odgovarajućeg metala). Zatim tu ploču stavimo u čašu s otapalom (n-butanol, destilirana voda uz dodatak octene kiseline dok se ne uspostavi pH u sustavu). Pod djelovanjem kapilarnih sila otapalo se diže u sloj sorbenta noseći sa sobom analizirane tvari, dok se one kreću različitim brzinama i dolazi do njihovog odvajanja u sloju sorbenta. Nakon 15-20 minuta, kada otapalo dođe do cilja, uklonite kromatogram.

Za detekciju metalnih iona raspršujemo kromatogram iz raspršivača otopinama reagensa koji daju obojene reakcije, za detekciju iona provodimo reakciju s otopinom kalijevog jodida; ioni - otopina kalijevog heksacijanoferata (II); ioni - otopina 1,5-difenilkarbazida. U tom slučaju pojavljuju se mrlje u boji (žuta, prusko plava, ružičasta, respektivno). Na temelju visine mrlje na kromatogramu provodimo kvantitativnu usporedbu analiziranih iona teških metala.

Pb2+ Fe3+ Cr2O72- Cu2+ Mn2+

Snijeg (sportski teren) 2. 0 1. 6 2.1 1. 4 0. 4

Snijeg (uz cestu) 1.7 2.4 0.01 1. 2 0. 31

Snijeg (stepska zona) 0. 5 0. 7 - 0. 2 0. 2

Objekt istraživanja Visina mrlje analizirane tvari na kromatogramu, cm

Fe3+ Cr2O72 Cu2+ Mn2+

Tlo (sportski teren) 2,2 2 2,2 1,1 0,6

Tlo (uz cestu) 1,8 1,6 1,3 1,1 0,6

Tlo (stepska zona) 0,4 0,7 0,2 0,4

Analiza uzoraka snijega i tla sa sportskog terena koji se nalazi u neposrednoj blizini željeznička pruga, pokazala je prisutnost iona olova u njima, a koncentracija olova u tlu bila je veća nego u snijegu. To se logično objašnjava činjenicom da snijeg nakuplja onečišćivače tijekom sezone, a tlo se nakuplja iz godine u godinu. Sadržaj olova u tlu ovisi o intenzitetu prometnog toka i emisijama iz kotlovnica.

Uzorci tla uzeti u blizini ceste također su pokazali značajan sadržaj olova.

U uzorcima tla uz cestu i sa sportskog igrališta utvrđen je značajan sadržaj kromatnih iona i iona željeza. Spojevi željeza mogu biti prisutni u tlu iz prirodnih razloga:

(trošenje stijena i erozija vodom). Međutim, prisutnost iona željeza u snijegu ukazuje na tehnogenu kontaminaciju tla ovim elementom.

Došavši do ovih rezultata, zanimalo me pitanje: “Kakav učinak teški metali imaju na ljudski organizam i biljke?”

Eksperimentalni stupanj br. 3

Tema: Kvalitativno određivanje aniona u tlu

Cilj: provesti kvalitativne reakcije na prisutnost karbonatnih, sulfatnih, kloridnih, nitratnih iona u tlu

1. Priprema vodenog ekstrakta.

Uzorak tla temeljito usitnite u porculanskom mužaru. Uzeti 25 g zemlje, staviti u tikvicu od 200 ml i dodati 50 ml destilirane vode. Temeljito protresite sadržaj tikvice i ostavite stajati 5-10 minuta. , a zatim filtrirati u tikvicu od 100 ml.

2. Priprema ekstrakta klorovodične kiseline.

Zemlju preostalu nakon filtriranja vodenog ekstrakta prenijeti u tikvicu u kojoj se nalazi izvorna masa, u tikvicu uliti 50 mg 10% otopine klorovodične kiseline i sadržaj mućkati 30 minuta, a zatim ostaviti 5 minuta.

3. Kvalitativno određivanje sadržaja karbonatnih iona u uzorku tla.

Stavite malu količinu suhog tla u porculansku čašicu i pipetom ukapajte nekoliko kapi 10% otopine klorovodične kiseline. Ako je tlo sol ugljične kiseline, tada se opaža karakteristično "šištanje" - oslobađanje ugljičnog monoksida tijekom reakcije (4). Po intenzitetu emisije plinova prosuđuje se koliko je više ili manje značajan sadržaj karbonata u tlu.

4. Kvalitativno određivanje sadržaja kloridnih iona.

U epruvetu uliti 5 ml vodenog ekstrakta i dodati nekoliko kapi 10%-tne otopine nitratne kiseline i pipetom 1-2 kapi 0,1 N otopine srebrnog nitrata. Ako su kloridni ioni prisutni u ekstraktu tla u količini od desetinki postotka ili više, nastaje bijeli flokulentni talog. Kada je sadržaj kloridnih iona u iznosu od stotinki i tisućinki postotka, ne dolazi do stvaranja taloga, ali otopina postaje mutna.

5. Kvalitativno određivanje sadržaja sulfatnih iona.

U epruvetu ulijte 5 ml vodenog ekstrakta, dodajte nekoliko kapi koncentrirane klorovodične kiseline i pipetom dodajte 3-3 ml 20%-tne otopine barijevog klorida. Ako u vodenom ekstraktu ima sulfata u količini od nekoliko desetinki postotka ili više, nastaje bijeli finokristalni talog. Stotinke i tisućinke postotka sulfata u otopini određene su zamućenošću otopine.

6. Kvalitativno određivanje nitratnih iona.

Ulijte 5 ml filtrata vodenog ekstrakta tla u epruvetu i dodajte kap po kap otopine difenilamina u sumpornoj kiselini. U prisutnosti nitrata otopina postaje plava.

Fe3+ CO32- Cl- SO42- NO3-

Sportsko igralište + + + + +

Uz cestu + + + + +

Stepska zona + + + - -

Kvalitativna kemijska analiza uzoraka pokazala je prisutnost različitih aniona u ekstraktu tla: klorida, sulfatni ioni. Tretiranjem suhog tla otopinom klorovodične kiseline utvrdili smo prisutnost karbonatnih iona u svakom uzorku tla. Tijekom pripreme ekstrakta klorovodične kiseline detektirano je oslobađanje sumporovodika što ukazuje na prisutnost sulfidnih iona u tlu. Ekstrakt klorovodične kiseline svih uzoraka tla sadrži soli željeza (2 i 3).

Nema vizualne razlike u kvantitativnom sadržaju gore navedenih aniona u uzorcima tla.

2. Kvalitativni sastav voda.

Kako bi se utvrdili putovi prodiranja detektiranih kationa i aniona u tlo, pokušala se izvršiti kvalitativna analiza otopljene snježne vode na sadržaj istih iona.

Za određivanje kvalitetan sastav U uzorcima vode korištene su iste metode kao i za određivanje sadržaja iona u tlu.Prisutnost iona u otopljenoj vodi može se sažeti u tablici koja odražava prisutnost određenih kationa i aniona u ispitivanim uzorcima.

Broj uzorka Prisutnost iona kloridnih iona sulfatnih iona željeznih iona (2,3)

1 sportski teren + - +

2 blizu ceste + - +

3. stepska zona + + +

U gotovo svim otopljenim vodama, osim u kontrolnom uzorku, zabilježena je prisutnost male količine kloridnih iona. Očito je da je ulazak kloridnih iona u snježne vode povezan s onečišćenjem "s razine tla": kloridi tla se "otapaju" u snježnim masama i detektiraju se tijekom istraživanja. To sugerira da je sadržaj klorida u tlu prilično visok.

Eksperimentalni stupanj br. 4.

Tema: Utjecaj iona teških metala i kiselih aniona na biljke.

Svrha: Utvrditi utjecaj iona teških metala na rast i razvoj biljaka.

EKSPERIMENTALNA PROCEDURA

1. Priprema materijala za istraživanje.

Zrna biljke žitarica klijaju do juvenilnog stanja u Pryanishnikovovoj kompletnoj hranjivoj smjesi.

2. Priprema otopina.

243 mg NH4NO3, 23 MgMgSO4 · 7H2O, 160 mg KS1, 25 mg FeC136H20, 172 mg CaHPO4 i 344 mg CaSO4 · 2H2O (Prianishnikovljeva kompletna hranjiva smjesa - PPSP) stavlja se u staklenke od 5 litara. Zatim se u 2. i 4. staklenku doda 10 mg bakrova (II) sulfata, au 3. i 5. staklenku 8 mg olovnog acetata (II). Voda (iz slavine, koja sadrži mikroelemente) ulijeva se u staklenke, dovodeći volumen otopina na 1 litru. Otopine u 4. i 5. staklenki se zakisele.

3. Izvođenje pokusa. 13.10.04 - natopljena pšenica i grah; 14.10.04 - pšenica je nabujala;

15.10.04 - stavljena pšenica u epruvete; grah je natečen;

10/18/04 - stavio grah u epruvete.

Pšenica i grah su proklijani do juvenilnog stanja.

Juvenilne biljke stavljene su u epruvete s pripremljenim otopinama: 1 - PPSP (kontrola); 2 -- PPSP + višak iona bakra; 3 - PPSP + višak iona olova; 4 - zakiseljeni PPSP

Višak iona bakra; 5 - zakiseljeni PPSP + višak iona olova.

Rezultati pokusa

Broj boce Opći obrazac biljke Duljina stabljike Duljina korijena Duljina lista Širina lisne plojke

Br. 1 kontrola Dobro razvijena biljka, 32,5 2 9 2.5

stabljika je debela, korijen dobro razvijen

Br. 2 PPSP + višak iona Potisnuta biljka, listovi 37 0,1 6 2

blijedo bakrena, tanka stabljika

Br. 3 PPSP+ višak iona Dobro razvijena biljka, 30 7 8 2,3

olovo, stabljika je debela, korijen dobro razvijen

Br. 4 zakiseljena PPSP+ Zakržljala biljka 24 - 5,5 2

višak iona bakra

Br. 5 zakiseljena PPSP+ Potlačena biljka, mast 27 4 7,5 2,2

višak iona olova bdednde, ptebyl eonkky

Eksperiment je pokazao da:

1. Biljke uzgojene u cjelovitoj smjesi hraniva normalno se razvijaju.

2. Biljke uzgojene u hranjivim otopinama koje sadrže višak iona teških metala (bakar i olovo) zaostaju u razvoju od biljaka uzgojenih u PPSP, prema podacima u tablici. 1,4,5. No neka su istraživanja dala neočekivane rezultate. Postoji ubrzani rast stabljika pšenice u prisutnosti iona olova u odnosu na PPSP

3. Biljke uzgojene u zakiseljenim otopinama jako zaostaju u razvoju, a neke od njih i uginu. Kod biljaka, rast nadzemnih dijelova je značajno inhibiran, stvaranje bočnih korijena je odgođeno, korijenske dlake se ne formiraju, uočena je kloroza (u tegli sa zakiseljenom mješavinom PPSP i viškom iona bakra): lišće odumire. , uočava se gubitak turgora, usporava se rast korijena u duljinu i stvaranje korijenovih dlačica (u staklenci s zakiseljenom mješavinom PPSP i viška iona olova).

Zaključak

Ovaj rad je istraživačkog karaktera, budući da su istraživanja uzoraka snijega i tla vršena tijekom cijele godine. U radu su jasno postavljeni ciljevi, zadaci, načini rješavanja problema i faze istraživačkog rada. Kako bih dobio što pouzdanije rezultate o sadržaju iona teških metala, proveo sam komparativne analize: 1) kvalitativno određivanje, 2) određivanje tankoslojnom kromatografijom. Obje metode potvrdile su sadržaj iona teških metala i kiselih aniona u snijegu i tlu. Simuliran je eksperiment kako bi se otkrio učinak iona teških metala na rast i razvoj biljaka.

Na temelju provedenog istraživanja mogu se izvući sljedeći zaključci:

1. Tijekom pokusa utvrđeno je da soli teških metala, naime olova i bakra, kao i kiseli okoliš inhibiraju rast i razvoj nadzemnih (stabljika) i podzemnih (korijen) dijelova pšenice i drugih biljaka . To se događa kao rezultat povećane apsorpcije iona teških metala od strane biljaka kada se hranjiva otopina zakiseli. Ioni teških metala u visokim koncentracijama imaju toksični učinak i uzrokuju smrt biljaka.

2. Kvalitativna analiza uzoraka tla i vode uzetih na području škole i susjednih područja pokazala je prisutnost u njima prilično velikog broja različitih iona: klorida, sulfata, karbonata, sulfidnih iona, kationa željeza (2 i 3).

4. Prekomjerni sadržaj kloridnih iona u tlu i podzemnim vodama također ima štetan učinak na život biljaka, budući da je poremećen proces nakupljanja škroba.

Ulazak mineralnih soli u tlo i vodu uvjetovan je nizom antropogenih i prirodnih čimbenika. Kako biste smanjili onečišćenje tla i vode, trebali biste prijeći na drugu vrstu goriva.

5. Uvjereni smo da je prisutnost teških metala u tijelu jedan od negativnih čimbenika koji utječu na zdravlje.

6. Za apsorbiranje sumpornih spojeva iz atmosfere i soli teških metala iz tla, ima smisla uzgajati biljke koje ih hvataju u školskom dvorištu. Malo drveća i grmlja ima takve sposobnosti. Predlažemo da se topola i bor uvrste u popis projekata uređenja školskog dvorišta.