Lenntech معالجة المياه والتنقية Lenntech معالجة المياه والتنقية

المعادن الثقيلة

المقدمة

مصطلح المعدن الثقيل   يشير إلى أي عنصر كيميائي معدني لديها كثافة عالية نسبيا وغير سامة أو سامة عند تركيزات منخفضة. أمثلة للمعادن الثقيلة تتضمن  الزئبق (Hg),  الكادميوم  (Cd),  الزرنيخ (As),  الكروم  (Cr),  الثليوم  (Tl), و الرصاص (Pb).

المعادن الثقيلة هي عناصر طبيعية من قشرة الأرض. لايمكن ان تتحلل او ان تتكسربدرجة صغيرة  يدخلون أجسامنا عن طريق مياه الشرب والغذاء والهواء. كما العناصر النادرة، وبعض المعادن الثقيلة (مثل  النحاس السيلينيوم الزنك ) ضرورية للحفاظ على عملية التمثيل الغذائي للجسم البشري. ومع ذلك، في تركيزات أعلى فإنها يمكن أن تؤدي إلى التسمم. يمكن أن يؤدي التسمم بالمعادن الثقيلة، على سبيل المثال، من تلوث مياه الشرب (أنابيب الرصاص على سبيل المثال)، وارتفاع تركيزات الهواء المحيط بالقرب من مصادر الانبعاثات، أو المدخول عبر في السلسلة الغذائية.

المعادن الثقيلة خطيرة لأنها تميل إلتراكم الأحيائي. التراكم يعني زيادة في تركيز المادة الكيميائية في الكائن الحي البيولوجي مع مرور الوقت، مقارنة مع تركيز المادة الكيميائية في البيئة. مركبات تتراكم في الكائنات الحية أي وقت يتم تناولها وتخزينها بشكل أسرع من أنها يتم تقسيم لأسفل (يستقلب) أو يطرح.

المعادن الثقيلة يمكن أن تدخل إمدادات المياه عن النفايات الصناعية والاستهلاكية، أو حتى من المطر الحمضي التربة والإفراج عن المعادن الثقيلة في مجاري المياه والبحيرات والأنهار، والمياه الجوفية.

المخاطر البيئية والصحية.

الآن نحن بصدد لوصف الآثار المترتبة على المعادن الثقيلة في البيئة. الملوثات أكثر ثلاثة هي المعادن الثقيلة الرصاص والكادميوم، والزئبق.

تأثيرات الأنتيمون على البيئة

الأنتيمون  هو المعدن الذي يستخدم في مجمع ثالث أكسيد الأنتيمون، ومثبطات اللهب. يمكن أيضا أن تكون موجودة في البطاريات والمواد الملونة، والسيراميك والزجاج. التعرض لمستويات عالية من الأنتيمون لفترات قصيرة من الوقت يسبب الغثيان، والتقيؤ، والإسهال. هناك القليل من المعلومات حول آثار التعرض على المدى الطويل الأنتيمون، لكن يشتبه ان تكون مادة مسرطنة.  معظم مركبات الأنتيمون لا يتراكم في الحياة المائية.

تأثيرات الكادميوم على البيئة

الكادميوم يستمد خصائصه السمية الكيميائية من التشابه إلى الزنك والمغذيات الدقيقة الأساسية للنباتات والحيوانات والبشر. الكادميوم هو استمرار الحيوية و، استوعبت مرة واحدة من قبل كائن حي، لا يزال مقيما لسنوات عديدة (على مدى عقود بالنسبة للبشر) على الرغم من أن يطرح في نهاية المطاف.

لدى البشر، التعرض الطويل يؤدي الى الفشل الكلوي  التعرض الطويل يؤدي  إلى مرض الانسداد الرئوي  والذي تم ربطه إلى الإصابة بسرطان الرئة، على الرغم من البيانات المتعلقة فانه من الصعب تفسير ذلك بسبب عوامل المركبة قد يؤدي ايضا الى احداث عيوب في العظام (لين العظام وهشاشة العظام) في الإنسان والحيوان. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن ربط المعدن بزيادة ضغط الدم وتاثيره عضلة القلب لدى الحيوانات، على الرغم من البيانات التي حصلت لا تدعم هذه النتائج.

ويقدر متوسط ​​المتحصل اليومي بالنسبة للبشر و0.15μg من الهواء و1μg من المياه. التدخين يمكن أن حزمة من 20 سيجارة يؤدي إلى استنشاق حول 4μg-2 من الكادميوم، ولكن قد تختلف مستويات على نطاق واسع.

باي شكل ينبعث الكادميوم?

ويتم إنتاج الكادميوم وحتمي من قبل المنتج من الزنك (أو الرصاص أحيانا) التكرير، لأن هذه المعادن بشكل طبيعي داخل خام الخام. ومع ذلك، مرة واحدة في جمع الكادميوم من السهل نسبيا لإعادة تدوير.

استخدام أهم من الكادميوم في النيكل / كادميوم البطاريات، ومصادر الطاقة القابلة لإعادة الشحن أو الثانوية العارضة عالية الانتاج، وحياة طويلة، وصيانة منخفضة والتسامح عالية للإجهاد البدني والكهربائية. الطلاء المقاومة للتآكل الكادميوم توفير جيدة، لا سيما في بيئات عالية الإجهاد مثل البحرية والطيران التطبيقات التي تتطلب سلامة أو موثوقية عالية، وتآكل الطلاء بشكل تفضيلي في حالة تلفها. استخدامات أخرى من الكادميوم هي كما أصباغ، ومثبتات للبولي كلوريد الفينيل، في السبائك والمركبات الإلكترونية. الكادميوم أيضا كشوائب في العديد من المنتجات، بما في ذلك الأسمدة الفوسفاتية والمنظفات والمنتجات البترولية المكررة.

في عموم السكان غير المدخنين، مسار تعرض الرئيسي هو عن طريق الغذاء، عن طريق إضافة الكادميوم في التربة الزراعية من مصادر مختلفة (ترسب في الغلاف الجوي واستخدام الأسمدة) وامتصاص المواد الغذائية من قبل والمحاصيل العلفية. تعرض إضافي للإنسان تنشأ من خلال الكادميوم في الهواء المحيط ومياه الشرب.

تأثيرات الكروم على البيئة

يتم استخدام الكروم في السبائك المعدنية وأصباغ للدهانات والاسمنت والورق والمطاط، وغيرها من المواد. يمكن أن يؤدي التعرض المنخفضلتهيج الجلد وتقرح. على المدى الطويل يمكن أن يسبب  فشل الكلى وتلف الكبد، والضرر أيضا في الدورة الدموية والأنسجة العصبية. الكروم غالبا ما تتراكم في الحياة المائية، إضافة إلى خطر تناول الأسماك التي ربما تكون قد تعرضت لمستويات عالية.

تأثيرات النحاس على البيئة

النحاس هو مادة أساسية لحياة الإنسان، ولكن في جرعات عالية يمكن أن يسبب فقر الدم والكبد والكلى الأضرار، وتهيج المعدة والأمعاء. الناس مع مرض ويلسون معرضون بشكل أكبر لخطر التأثيرات الصحية من التعرض المفرط لالنحاس. النحاس يحدث عادة في مياه الشرب من مواسير نحاس، وكذلك من المواد المضافة المصممة للسيطرة على نمو الطحالب.

تأثيرات الرصاص على البيئة

لدى البشر يمكن أن يؤدي التعرض للرصاص في مجموعة واسعة من التأثيرات البيولوجية وفقا لمستوى ومدة التعرض. تحدث تأثيرات مختلفة على طائفة واسعة من الجرعات، مع وضع الجنين والرضيع يكون أكثر حساسية من الكبار. مستويات عالية من تعرض قد يؤدي إلى آثار البيوكيميائية السامة في الانسان والتي بدورها تسبب مشاكل في تركيب خضاب الدم، والآثار على الكلى والجهاز الهضمي والمفاصل والجهاز التناسلي، والضرر الحاد أو المزمن على الجهاز العصبي.

التسمم بالرصاص، والتي هي من الشدة بحيث يسبب مرض واضح، هو الآن نادرة جدا في الواقع. بتركيزات متوسطة، ومع ذلك، هناك أدلة مقنعة على أن الرصاص يمكن أن يكون، خفية صغيرة، والآثار تحت الإكلينيكي، وخاصة على التطورات العصبية لدى الأطفال. بعض الدراسات تشير إلى أنه قد يكون هناك خسارة تصل إلى نقطة IQ 2 لارتفاع  الدم من 10 إلى 20μg/dl في الأطفال الصغار.

ويقدر متوسط المدخول الرصاص يوميا للبالغين في المملكة المتحدة في 1.6μg من الهواء، 20μg من مياه الشرب و28μg من الطعام. ورغم أن معظم الناس في الحصول على الجزء الأكبر من استهلاكهم من الغذاء الرصاص، في فئات معينة من السكان مصادر أخرى قد تكون أكثر أهمية، مثل المياه في المناطق التي أنابيب الرصاص والمياه  والهواء بالقرب من نقطة مصدر الانبعاثات والتربة والغبار ورقائق الطلاء القديم في المنازل أو الأراضي الملوثة. الرصاص في الهواء يسهم في مستويات الرصاص في الغذاء من خلال ترسب الغبار والمطر الذي يحتوي على معدن، على المحاصيل والتربة. بالنسبة لغالبية الناس في المملكة المتحدة، ومع ذلك، هو التعرض للرصاص الغذائية أقل بكثير من المدخول المؤقت الأسبوعية المسموح بها من قبل الأمم المتحدة للأغذية والزراعة (الفاو) ومنظمة الصحة العالمية

.

باي شكل ينبعث الرصاص?

يؤدي ينشأ في بيئة من مصادر طبيعية وبشرية. يمكن أن أن يحدث من خلال التعرض، ومياه الشرب الطعام والتربة والهواء والغبار من الطلاء القديم المحتوي على الرصاص. في عموم السكان، ممنوع التدخين في البالغين المسار الرئيسي هو تعرض من الغذاء والماء. الغذاء والهواء والماء والغبار / التربة هي أهم مسارات التعرض المحتمل للرضع والأطفال الصغار. للرضع تصل إلى 4 أو 5 أشهر من العمر، والهواء، والماء الحليب الصيغ هي مصادر كبيرة.

الرصاص هو من بين المعادن غير الحديدية الأكثر المعاد تدويرها وإنتاجها الثانوي نمت بشكل مطرد لذلك على الرغم من انخفاض أسعار الرصاص. يتم تطبيق خصائصه الفيزيائية والكيميائية في الصناعات التحويلية، والبناء والكيميائية. يتشكل بسهولة ومرن وقابل للسحب. هناك ثماني فئات واسعة من الاستخدام: البطاريات، إضافات البنزين (لم يعد مسموحا به في الاتحاد الأوروبي)، ومقذوف المنتجات المدرفلة، وسبائك، أصباغ والمركبات، تغليف الكابلات النار، وammunitionexposure هو أقل بكثير من المدخول المؤقت الأسبوعية المسموح بها من قبل الأمم المتحدة منظمة الأغذية والزراعة ومنظمة الصحة العالمية

.

تأثيرات الزئبق على البيئة

الزئبق هو مادة سامة التي لا يوجد لها وظيفة معروفة في علم وظائف الأعضاء والكيمياء الحيوية والإنسان أو لا يحدث بشكل طبيعي في الكائنات الحية. ويرتبط التسمم بالزئبق غير العضوي مع الهزات، والتغيرات النفسية التهاب اللثة و / أو التعديلات، جنبا إلى جنب مع الإجهاض التلقائي والتشوهات الخلقية.

أحادية ميثيل الزئبق يسبب تلف في خلايا المخ والجهاز العصبي المركزي، في حين تعرض الجنين بعد الولادة وأدت إلى تغييرات الإجهاض، والتشوهات الخلقية عند الأطفال الصغار التنمية

باي شكل ينبعث الزئبق?

الزئبق مادة ملوثة عالمية ذات كيميائية معقدة وغير عادية، والخصائص الفيزيائية. المصدر الرئيسي الطبيعي للزئبق هو التفريغ من القشرة الأرضية، والانبعاثات من البراكين والتبخر من الهيئات الطبيعية من المياه.

في جميع أنحاء العالم التعدين من المعدن يؤدي إلى تصريف غير مباشرة في الغلاف الجوي. استخدام الزئبق على نطاق واسع في العمليات الصناعية والمنتجات المختلفة (مثل البطاريات والمصابيح والحرارة). كما انها تستخدم على نطاق واسع في طب الأسنان والحشوات لمزيج وصناعة المستحضرات الصيدلانية. القلق بشأن الزئبق في البيئة ينبع من أشكال سامة للغاية والتي يمكن أن تحدث الزئبق.

الزئبق موجود في الغالب في الغلاف الجوي في شكل يتفاعل نسبيا كعنصر الغازية. عمر طويل في الغلاف الجوي (من أجل من 1 سنة) من شكله الغازي يعني الانبعاثات والنقل وترسب الزئبق هو قضية عالمية.

يمكن أن يسبب العمليات البيولوجية الطبيعية ميثليته أشكال الزئبق التي تتراكم لتشكل أكثر من مليون سمكة أضعاف والتركيز في الكائنات الحية خاصة. هذه الأشكال من الزئبق: ميثيل الزئبق الأحادي وethylmercury قاتمة شديدة السمية، مما تسبب في اضطرابات العصبية السمية. المسار الرئيسي للزئبق على البشر من خلال السلسلة الغذائية وليس عن طريق الإستنشاق.

المصادر الرئيسية للانبعاثات الزئبق في المملكة المتحدة هي من تصنيع الكلور في الخلايا الزئبقية، غير الحديدية إنتاج المعادن، وأفران الحرق احتراق الفحم. انبعاثات الزئبق من المملكة المتحدة ليست مؤكدة ويقدر أن يكون النطاق 13 حتي 36 طن في السنة (DERA). وتقدر الانبعاثات قد انخفض بنحو ¾ 'ق بين 1970-1998 (NAEI)، ويرجع ذلك أساسا إلى تحسين الضوابط على خلايا الزئبق والاستعاضة عنهم، وسقوط في استخدام الفحم.

في حين كان هناك تراجع في مستوى الانبعاثات الأوروبية للزئبق، بدأت الانبعاثات من خارج أوروبا لزيادة - زيادة مستوى تركيزات المحيط في القارة

تأثيرات النيكل على البيئة 

وهناك حاجة إلى كميات صغيرة من النيكل من قبل جسم الإنسان لإنتاج خلايا الدم الحمراء، ولكن في كميات مفرطة، يمكن أن تصبح سامة أقل ما يقال. ومن غير المعروف على المدى القصير التعرض المفرط لالنيكل يسبب أي مشاكل صحية، ولكن على المدى الطويل يمكن أن يسبب التعرض انخفض وزن الجسم والقلب وتلف الكبد، وتهيج الجلد. وكالة حماية البيئة لا ينظم حاليا مستويات النيكل في مياه الشرب. يمكن النيكل تتراكم في الحياة المائية، ولكن لم يتم تضخيم وجودها على طول السلسلة الغذائية.

تأثيرات السيلينيوم على البيئة

وهناك حاجة السيلينيوم من قبل البشر والحيوانات الأخرى في كميات صغيرة، ولكن في كميات أكبر يمكن أن يسبب تلف الجهاز العصبي، والتعب، والتهيج. السيلينيوم يتراكم في الأنسجة الحية، مما تسبب نسبة عالية من السيلينيوم في الأسماك والكائنات الأخرى، ويسبب مشاكل أكبر في الصحة البشرية عبر سنوات طويلة من التعرض المفرط. هذه المشاكل الصحية تشمل الشعر والأظافر الخسارة، الأضرار التي لحقت الكلى وأنسجة الكبد، تلف أنسجة الدورة الدموية، والمزيد من الضرر الشديد للجهاز العصبي.

عملية امتزاز المعادن الثقيلة :

metal cycle

في الصورة يمكن أن نلاحظ الطريقة التي تتبع المعادن الثقيلة من الخطوة الأولى من التلوث إلى الخطوة النهائية في جسم الإنسان من المواد الغذائية يعني.

أكثر الكوارث أهمية مع المعادن الثقيلة:

1932
ميناماتا
يتم تحريرها من قبل خليج ميناماتا في اليابان تحتوي على الزئبق في الصرف الصحي في أعمال المواد الكيميائية. كما أن الزئبق يتجمع في الكائنات البحرية، مما يؤدي في النهاية إلى التسمم بالزئبق في  السكان.
1952
متلازمة ميناماتا
في عام 1952، والأولى من الحوادث التسمم بالزئبق تظهر في عدد سكان خليج ميناماتا في اليابان، والناجمة عن استهلاك الأسماك الملوثة بالزئبق، وبذلك أكثر من 500 حالة وفاة. ومنذ ذلك الحين، كان لليابان أدق القوانين البيئية في العالم الصناعي.
1986-11-01
ساندوز
المياه المستخدمة لإطفاء حريق كبير يحمل ج. 30 طن تحتوي على فطريات الزئبق في نهر الراين العليا. وقتل الأسماك على امتداد 100 كلم. الصدمة يدفع العديد من المشاريع FEA إلى الأمام. انظر أيضا "تلوث نهر الراين في بازل / ساندوز".
1998-04
 المحمية الطبيعية  الإسبانية الملوث بعد كارثة بيئية
المواد الكيميائية السامة في المياه من سد انفجار لغم ينتمون إلى تلوث دي كوتو دونيانا محمية طبيعية في جنوب اسبانيا. C. 5000000 m_ من الطين تحتوي على الكبريت، الرصاص، النحاس، الزنك والكادميوم تدفق أسفل كاديمر ريو. ويقدر الخبراء أن الملاذ الأكبر في أوروبا الطيور، فضلا عن الزراعة والثروة السمكية في اسبانيا، وسوف تعاني من تلف دائم في التلوث.

Suggested reading for Heavy Metals

 

About Lenntech

Lenntech BV
Distributieweg 3
2645 EG Delfgauw

tel: +31 152 610 900
fax: +31 152 616 289
e-mail: info@lenntech.com


Copyright © 1998-2017 Lenntech B.V. All rights reserved