Натрий тяжелый или легкий металл: Литий, Бор, Алюминий, Кремний, Хром, Марганец, Кобальт, Никель, Мышьяк, Селен, Кадмий, Ртуть, Свинец, Бериллий, Ванадий, Железо, Йод, Калий, Кальций, Магний, Медь, Натрий, Олово, Фосфор, Цинк, биоматериал ногти – Семейная клиника у дома

Содержание

10 самых тяжелых металлов в мире по плотности

  • 10. Тантал — 16,67 г/см³
  • 9. Уран — 19,05 г/см³
  • 8. Вольфрам — 19,29 г/см³
  • 7. Золото — 19,29 г/см³
  • 6. Плутоний — 19,80 г/см³
  • 5. Нептуний — 20,47 г/см³
  • 4. Рений — 21,01 г/см³
  • 3. Платина — 21,40 г/см³
  • 2. Осмий — 22,61 г/см³
  • 1. Иридий — 22,65 г/см³ – самый тяжелый металл

Мы все любим металлы. Машины, велосипеды, кухонная техника, банки для напитков и множество других вещей — все они состоят из металла. Металл — краеугольный камень нашей жизни. Но иногда он бывает очень тяжелым.

Когда мы говорим о тяжести того или иного метала, то обычно имеем в виде его плотность, то есть соотношение массы к занимаемому объёму.

Еще одним способом измерения «веса» металлов является их относительная атомная масса. Самыми тяжелыми металлами по относительной атомной массе являются плутоний и уран.

Если вы хотите узнать, какой металл самый тяжелый, если рассматривать его плотность, то мы рады вам помочь. Вот топ-10 самых тяжелых металлов на Земле с указанием их плотности на кубический см.

10. Тантал — 16,67 г/см³

Десятую строчку в рейтинге занимает синевато-серый, очень твердый металл со сверхвысокой температурой плавления. Несмотря на свою твердость он пластичен, как золото.

Тантал является важным компонентом во многих современных технологиях. В частности, он используется для производства конденсаторов, которые применяются в компьютерной технике и мобильных телефонах.

9. Уран — 19,05 г/см³

Это самый тяжелый элемент на Земле, если учитывать его атомную массу — 238,0289 г/моль. В чистом виде уран представляет собой серебристо-коричневый тяжелый металл, который почти вдвое плотнее свинца.

Как и плутоний, уран служит необходимым компонентом для создания ядерного оружия.

8. Вольфрам — 19,29 г/см³

Считается одним из самых плотных элементов в мире. В дополнение к своим исключительным свойствам (высокая теплопроводность и электропроводность, очень высокая стойкость к воздействию кислот и истиранию) вольфрам также отличается тремя уникальными свойствами:

  • После углерода он имеет самую высокую температуру плавления — плюс 3422 ° C. А его температура кипения — плюс 5555 ° C, эта температура примерно сопоставима с температурой поверхности Солнца.
  • Сопровождает оловянные руды, однако препятствует выплавке олова, переводя его в пену шлаков. За это и получил свое название, которое в переводе с немецкого означает «волчьи сливки».
  • Вольфрам имеет самый низкий коэффициент линейного расширения при нагревании из всех металлов.

7. Золото — 19,29 г/см³

С давних времен люди покупают, продают и даже убивают за этот драгоценный металл. Да что люди, целые страны занимаются скупкой золота. Лидером государств с самыми крупными запасами золота на данный момент является Америка. И вряд ли наступит пора, когда в золоте не будет нужды.

Говорят, что деньги не растут на деревьях, но золото — растет! Небольшое количество золота можно найти в листьях эвкалипта, если тот находится на золотоносной почве.

6. Плутоний — 19,80 г/см³

Шестой самый тяжелый металл в мире — один из самых нужных компонентов для ядерных держав мира. А еще он — настоящий хамелеон в мире элементов. Плутоний демонстрирует красочное состояние окисления в водных растворах, при этом их цвет варьируется от светло-фиолетового и шоколадного до светло-оранжевого и зеленого. Цвет зависит от степени окисления плутония и солей кислот.

5. Нептуний — 20,47 г/см³

Этот металл с серебристым блеском, названный в честь планеты Нептун, был открыт химиком Эдвином Макмилланом и геохимиком Филиппом Абельсоном в 1940 году. Он используется для получения шестого номера в нашем списке, плутония.

4. Рений — 21,01 г/см³

Слово «Рений» происходит от латинского Rhenus, что означает «Рейн». Нетрудно догадаться, что этот металл был обнаружен в Германии. Честь его открытия принадлежит немецким химикам Иде и Вальтеру Ноддакам. Это последний из открытых элементов, у которого есть стабильный изотоп.

Из-за очень высокой температуры плавления рений (в виде сплавов с молибденом, вольфрамом и другими металлами) применяется для создания компонентов ракетной техники и авиации.

3. Платина — 21,40 г/см³

Один из самых драгоценных металлов в этом списке (кроме Осмия и Калифорния-252) используется в самых разных областях — от ювелирного дела до химической промышленности и космической техники. В России лидером по добыче платинового металла является ГМК «Норильский никель». В год в стране добывается около 25 тонн платины.

2. Осмий — 22,61 г/см³

Хрупкий и при этом крайне твердый металл редко используется в чистом виде. В основном его смешивают с другими плотными металлами, такими как платина, для создания очень сложного и дорогого хирургического оборудования.

Название «осмий» происходит от древнегреческого слова «запах». При растворении щелочного сплава осмиридия в жидкости появляется резкое амбре, похожее на запах хлора или подгнившей редьки.

И осмий и иридий (первое место рейтинга) весят примерно в два раза больше свинца (11,34 г/см³).

1. Иридий — 22,65 г/см³ – самый тяжелый металл

Этот металл с полным правом может претендовать на звание элемента с наибольшей плотностью. Однако споры о том, какой же металл тяжелее — иридий или осмий, все-таки ведутся. А все дело в том, что любая примесь может снизить плотность этих металлов, а их получение в чистом виде — очень тяжелая задача.

Теоретическая расчетная плотность иридия составляет 22,65 г/см³. Он почти втрое тяжелее, чем железо (7,8 г/см³). И почти вдвое тяжелее, чем самый тяжелый жидкий металл — ртуть (13,6 г/см³).

Как и осмий, иридий был открыт английским химиком Смитсоном Теннантом в начале 19 века. Любопытно, что Теннант нашел иридий вовсе не целенаправленно, а случайно. Он был обнаружен в примеси, оставшейся после растворения платины.

Иридий в основном используется в качестве отвердителя платиновых сплавов для оборудования, которое должно выдерживать высокие температуры. Он перерабатывается из платиновой руды и является побочным продуктом при добыче никеля.

Название «иридий» переводится с древнегреческого как «радуга». Это объясняется наличием в металле солей разнообразной окраски.

Самый тяжелый металл в периодической таблице Менделеева очень редко встречается в земных веществах. Поэтому его высокая концентрация в образцах породы — маркер их метеоритного происхождения. За год во всем мире добывают около 10 тысяч килограмм иридия. Крупнейший его поставщик — Южная Африка.

Химия — 9

 

Шкатулка знаний • Чтобы понять явление пластичности, сравним смещение слоев под воздействием внешней силы в кристаллах с ионной и металлической решеткой. В кристалле с ионной решеткой, например, хлорида натрия (
а
), при смещении слоев одноименно заряженные ионы располагаются друг против друга, в результате чего их взаимное отталкивание приводит к разрушению ионного кристалла:
Смещение слоев в кристаллах с ионной (a) и металлической (b) решетками Во время же деформации металлического образца (b), хоть его слои также скользят относительно друг друга, однако их взаимное притяжение посредством свободных электронов сохраняется, в результате чего образец металла не разрушается.

Meталлический блеск обусловлен сильным отражением лучей света свободными электронами металла. Наибольшим блеском обладают ртуть и серебро.

Высокая тепло- и электропроводность металлов обусловлена высокой подвижностью свободных электронов в их кристаллической решетке.

Это интересно

Из 1 г золота можно вытянуть нить длинной в 3 км. Из золота можно изготовить “золотую фольгу” толщиной 0,003 мм.

Все металлы, кроме ртути (tплав. = –39°C) при обычных условиях (≈20–25°C), находятся в твердом состоянии.
Ртуть при комнат-
ной температуре
(20–25°C) нахо-
дится в жидком
состоянии

Самый легкоплавкий металл – ртуть, самый тугоплавкий – вольфрам (tплав.= 3390°C). Металлы с температурой плавления выше 1000°C называются тугоплавкими (Au, Ag, Cu, Fe, Cr), ниже – легкоплавкими (Li, Na, Zn, Al, Ca). По плотности самый легкий металл – литий (ρ = 0,53 г/см3), самый тяжелый – oсмий Os (ρ = 22,6 г/см3). Металлы с плотностью более 5 г/см3 называются тяжелыми (Zn, Fe, Cu, Hg, Ag, Pt), менее 5 г/см3легкими (Li, Na, Mg, Al). По твердости самый твердый металл – хром, самые мягкие – щелочные металлы; так, натрий и калий можно резать ножом.

Цветные металлы и сплавы

Классификацию цветных металлов и сплавов проводят по химическому составу. Основным показателем качества цветных металлов является минимальное содержание примесей.К цветным металлам относят: алюминий, висмут, галлий, германий, индий, кадмий, кобальт, медь, свинец, кремний, литий, магний, олово, сурьма, селен, титан, теллур и др.Медь представляет собой красно-розовый металл. Медный сплав- латунь: сплав меди с цинком.Сплавы меди с оловом, алюминием, кремнием, бериллием и другими элементами называют бронзами.Бронзы делят на деформируемые и литейные. В промышленности используют также медно — никелевые сплавы — мельхиоры. Титан и его сплавы производят в виде листов, прутков, слитков, титановые сплавы обладают хорошей жидкотекучестью.Сплавы никеля с медью, железом, марганцем имеют высокие коррозионную стойкость и механические свойства. Сплав никеля с 20% хрома — нихром. Сплавы магний-алюминий, магний-цинк имеют высокую прочность, но низкую коррозионную стойкость.К цветным металлам и сплавам относятся практически все металлы и сплавы, за исключением железа и его сплавов, образующих группу черных металлов. Цветные металлы по ряду признаков разделяют на следующие группы: тяжелые металлы — медь, никель цинк, свинец, олово; легкие металлы — алюминий, маг­ний, титан, бериллий, кальций, стронций, барий, литий, натрий, калий, рубидий, це­зий; благородные металлы — золото, серебро, платина, осмий, рутений, родий, палладий; малые металлы — кобальт, кадмий, сурьма, висмут, ртуть, мышьяк; тугоплавкие металлы — вольф­рам, молибден, ванадий, тантал, ниобий, хром, марганец, цирконий; редкоземельные металлы — лантан, церий, празеодим, неодим, самарий, европий, гадолиний, тербий, иттербий, дис­прозий, гольмий, эрбий, тулий, лютеций, прометий, скандий, иттрий; рассеянные металлы — индий, гер­маний, галлий, таллий, рений, гафний, се­лен, теллур; радиоактивные металлы — уран, торий, протактиний, радий, актиний, не­птуний, плутоний, америций, калифорний, эйнштейний, фермий, менделевий, нобелий , лоуренсий. Чаще всего цветные металлы применяют в технике и промышленности в виде раз­личных сплавов, что позволяет изменять их физические, механические и химические свойства в очень широких пределах. Кроме того, свойства цветных металлов изменяют путем термической обработки, нагартовки, за счет искусственного и естественного ста­рения и т. д. Цветные металлы подвергают всем видам механической обработки и обработки дав­лением — ковке, штамповке, прокатке, прес­сованию, а также резанию, сварке, пайке. Из цветных металлов изготовляют литые детали, а также различные полуфабрикаты в виде проволоки, профильного металла, круглых, квадратных и шестигранных прут­ков, полосы, ленты, листов и фольги. Зна­чительную часть цветных металлов исполь­зуют в виде порошков для изготовления из­делий методом порошковой металлургии, а также для изготовления различных красок и в качестве антикоррозионных покрытий.

 

Мы предлагаем ознакомиться со статьями о следующих цветных металлах:  титан, литий, барий, бериллий, цезий и рубидий, золото и серебро, платина.

14 различных типов металлов | New-Science.ru

Термин «металл» происходит от греческого слова «metalléuō», что означает выкапываю или добываю из земли. Наша планета содержит много металла. На самом деле из 118 элементов периодической системы порядка 95 являются металлами.

Это число не является точным, потому что граница между металлами и неметаллами довольно расплывчата: нет стандартного определения металлоида, как нет и полного согласия относительно элементов, соответствующим образом классифицированных как таковые.

Сегодня мы используем различные виды металлов, даже не замечая их. Начиная с зажимов в сантехнике и заканчивая устройством, которое вы используете для чтения этой статьи, все они сделаны из определенных металлов. Фактически, некоторые металлические элементы необходимы для биологических функций, таких как приток кислорода и передача нервных импульсов. Некоторые из них также широко используются в медицине в виде антацидов.

Все металлы в периодической таблице можно классифицировать по их химическим или физическим свойствам. Ниже мы перечислили некоторые различные типы металлов вместе с их реальным применением.

Классификация по физическим свойствам

14. Легкие металлы

Сплав титана 6AL-4V

Примеры: Алюминий, титан, магний

Легкие металлы имеют относительно низкую плотность. Формального определения или критериев для идентификации этих металлов нет, но твердые элементы с плотностью ниже 5 г/см³ обычно считаются легкими металлами.

Металлургия легких металлов была впервые развита в середине 19 века. Хотя большинство из них происходит естественным путем, значительная их часть образуется при электротермии и электролизе плавленых солей.

Их сплавы широко используются в авиационной промышленности благодаря их низкой плотности и достаточным механическим свойствам. Например, сплав титана 6AL-4V составляет почти 50 процентов всех сплавов, используемых в авиастроении. Он используется для изготовления роторов, лопастей компрессоров, мотогондол, компонентов гидравлических систем.

13. Тяжелые металлы

Окисленные свинцовые конкреции и кубик размером 1 см3

Примеры: железо, медь, кобальт, галлий, олово, золото, платина.

Тяжелые металлы — это элементы с относительно высокой плотностью (обычно более 5 г/см³) и атомным весом. Они, как правило, менее реактивны и содержат гораздо меньше растворимых сульфидов и гидроксидов, чем более легкие металлы.

Эти металлы редки в земной коре, но они присутствуют в различных аспектах современной жизни. Они используются в солнечных батареях, сотовых телефонах, транспортных средствах, антисептиках и ускорителях частиц.

Тяжелые металлы часто смешиваются в окружающей среде из-за промышленной деятельности, ухудшая качество почвы, воды и воздуха, а затем вызывая проблемы со здоровьем у животных и растений. Выбросы транспортных средств, горнодобывающие и промышленные отходы, удобрения, свинцово-кислотные батареи и микропластики, плавающие в океанах, являются одними из наиболее распространенных источников тяжелых металлов в этом контексте.

12. Белый металл

Подшипники из белого металла

Примеры: Обычно изготавливается из олова, свинца, висмута, сурьмы, кадмия, цинка.

Белые металлы — это различные светлые сплавы, используемые в качестве основы для украшений или изделий из серебра. Например, многие сплавы на основе олова или свинца используются в ювелирных изделиях и подшипниках.

Белый металлический сплав изготавливается путем объединения определенных металлов в фиксированных пропорциях в соответствии с требованиями конечного продукта. Основной металл для ювелирных изделий, например, формуется, охлаждается, экстрагируется, а затем полируется, чтобы придать ему точную форму и блестящий вид.

Они также используются для изготовления тяжелых подшипников общего назначения, подшипников внутреннего сгорания среднего размера и электрических машин.

11. Хрупкий металл

Хрупкое разрушение чугуна

Примеры: сплавы углеродистой стали, чугуна и инструментальной стали.

Металл считается хрупким, если он твердый, но не может противостоять ударам или вибрации под нагрузкой. Такие металлы под воздействием напряжения ломаются без заметной пластической деформации. Они имеют низкую прочность на разрыв и часто издают щелкающий звук при поломке.

Многие стальные сплавы становятся хрупкими при низких температурах, в зависимости от их обработки и состава. Чугун, например, твердый, но хрупкий из-за высокого содержания углерода. Напротив, керамика и стекло гораздо более хрупки, чем металлы, из-за их ионных связей.

Галлий, висмут, хром, марганец и бериллий также хрупки. Они часто используются в различных гражданских и военных целях, связанных с высокими деформационными нагрузками. Чугун, устойчивый к повреждениям в результате окисления, используется в машинах, трубах и деталях автомобильной промышленности, таких как корпуса коробок передач и головки цилиндров.

10. Тугоплавкий металл

Микроскопическое изображение вольфрамовой нити в лампе накаливания

Примеры: молибден, вольфрам, тантал, рений, ниобий.

Тугоплавкие металлы имеют чрезвычайно высокие температуры плавления (более 2000 °С) и устойчивы к износу, деформации и коррозии. Они являются хорошими проводниками тепла и электричества и имеют высокую плотность.

Другой ключевой характеристикой является их термостойкость: они не расширяются и не растрескиваются при многократном нагревании и охлаждении. Однако они могут деформироваться при высоких нагрузках и окисляться при высоких температурах.

Благодаря своей прочности и твердости они идеально подходят для сверления и резки. Карбиды и сплавы тугоплавких металлов используются почти во всех отраслях промышленности, включая горнодобывающую, автомобильную, аэрокосмическую, химическую и ядерную.

Металлический вольфрам, например, используется в ламповых нитях. Сплавы рения используются в гироскопах и ядерных реакторах. А ниобиевые сплавы используются для форсунок жидкостных ракетных двигателей.

9. Черные и цветные металлы

Валы-шестерни из (черной) нержавеющей стали

Черные металлы: Сталь, чугун, сплавы железа.
Цветные металлы: Медь, алюминий, свинец, цинк, серебро, золото.

Термин «железо» происходит от латинского слова «Ferrum», что переводится как «железо». Таким образом, термин «черный металл» обычно означает «содержащий железо», тогда как «цветной металл» означает металлы и сплавы, которые не содержат достаточного количества железа.

Поскольку черные металлы могут иметь широкий спектр легирующих элементов, которые значительно изменяют их характеристики, очень трудно поместить свойства всех черных металлов под один зонт. Тем не менее некоторые обобщения могут быть сделаны, например, большинство черных металлов являются твердыми и магнитными.

Черные металлы используются для применения с высокой нагрузкой и низкой скоростью, в то время как цветные металлы предпочтительны для применения с высокой скоростью и нулевой нагрузкой для применения с низкой нагрузкой.

Сталь является наиболее распространенным черным металлом. Она составляет около 80% всего металлического материала благодаря своей доступности, высокой прочности, низкой стоимости, простоте изготовления и широкому спектру свойств. Она широко используется в строительстве и обрабатывающей промышленности. Фактически, рост производства стали показывает общее развитие промышленного мира.

8. Цветные и благородные металлы

Ассортимент благородных металлов

Цветные металлы: медь, алюминий, олово, никель, цинк
Благородные металлы: родий, ртуть, серебро, рутений, осмий, иридий

Цветные металлы — это обычные и недорогие металлы, которые корродируют, окисляются или тускнеют быстрее, чем другие металлы, когда подвергаются воздействию воздуха или влаги. Они в изобилии встречаются в природе и легко добываются.

Они широко используются в промышленных и коммерческих целях и имеют неоценимое значение для мировой экономики благодаря своей полезности и повсеместности. Некоторые цветные металлы обладают отличительными характеристиками, которые не могут быть продублированы другими металлами. Например, цинк используется для гальванизации стали, чтобы защитить ее от коррозии, а никель — для изготовления нержавеющей стали.

Благородные металлы, с другой стороны, устойчивы к окислению и коррозии во влажном воздухе. Согласно атомной физике, благородные металлы имеют заполненный электрон d-диапазона. В соответствии с этим строгим определением, медь, серебро и золото являются благородными металлами.

Они находят применение в таких областях, как орнамент, металлургия и высокие технологии. Их точное использование варьируется от одного элемента к другому. Некоторые благородные металлы, такие как родий, используются в качестве катализаторов в химической и автомобильной промышленности.

7. Драгоценные металлы

Родий: 1 грамм порошка, 1 грамм прессованного цилиндра и 1 г аргонодуговой переплавленной гранулы

Примеры: палладий, золото, платина, серебро, родий.

Драгоценные металлы считаются редкими и имеют высокую экономическую ценность. Химически они менее реакционноспособны, чем большинство элементов (включая благородные металлы). Они также пластичны и имеют высокий блеск.

Несколько веков назад эти металлы использовались в качестве валюты. Но сейчас они в основном рассматриваются как промышленные товары и инвестиции. Многие инвесторы покупают драгоценные металлы (в основном золото), чтобы диверсифицировать свои портфели или победить инфляцию.

Серебро — второй по популярности драгоценный металл для ювелирных изделий (после золота). Однако его значение выходит далеко за рамки красоты. Оно обладает исключительно высокой тепло- и электропроводностью и чрезвычайно низким контактным сопротивлением. Именно поэтому серебро широко используется в электронике, батареях и противомикробных препаратах.

Классификация по химическим свойствам

6. Щелочные металлы

Твердый металлический натрий

Примеры: натрий, калий, рубидий, литий, цезий и франций.

Щелочь относится к основной природе гидроксидов металлов. Когда эти металлы реагируют с водой, они образуют сильные основания, которые легко нейтрализуют кислоты.

Они настолько реактивны, что обычно встречаются в природе в слиянии с другими веществами. Карналлит (хлорид калия-магния) и сильвин (хлорид калия), например, растворимы в воде и, таким образом, легко извлекаются и очищаются. Нерастворимые в воде щелочи, такие, как фторид лития, также существуют в земной коре.

Одно из самых популярных применений щелочных металлов — использование цезия и рубидия в атомных часах, наиболее точных из известных эталонов времени и частоты. Литий используется в качестве анода в литиевых батареях, композиты калия используются в качестве удобрений, а ионы рубидия используются в фиолетовых фейерверках. Чистый металлический натрий широко используется в натриевых лампах, которые очень эффективно излучают свет.

5. Щелочноземельные металлы

Изумрудный кристалл, основной минерал бериллия.

Примеры: бериллий, кальций, магний, барий, стронций и радий.

Щелочноземельные металлы в стандартных условиях мягкие и серебристо-белые. Они имеют низкую плотность, температуру кипения и температуру плавления. Хотя они не так реакционноспособны, как щелочные металлы, они очень легко образуют связи с элементами. Как правило, они вступают в реакцию с галогенами, образуя галогениды щелочноземельных металлов.

Все они встречаются в земной коре, кроме радия, который является радиоактивным элементом. Радий уже распадался в ранней истории Земли из-за относительно короткого периода полураспада (1600 лет). Современные образцы поступают из цепочки распада урана и тория.

Щелочноземельные металлы имеют широкий спектр применения. Бериллий, например, используется в полупроводниках, теплопроводниках, электрических изоляторах и в военных целях. Магний часто сплавляют с цинком или алюминием для получения материалов со специфическими свойствами. Кальций в основном используется в качестве восстановителя, а барий используется в вакуумных трубках для удаления газов.

4. Переходные металлы

Примеры: титан, ванадий, хром, никель, серебро, вольфрам, платина, кобальт.

Большинство элементов используют электроны из своей внешней оболочки для связи с другими элементами. Переходные металлы, однако, могут использовать две крайние оболочки для соединения с другими элементами. Это химическая особенность, которая позволяет им связываться со многими различными элементами в различных формах.

Они занимают среднюю часть таблицы Менделеева, служа мостом между (или переходом) между двумя сторонами таблицы. Более конкретно, есть 38 переходных металлов в группах с 3 по 12 периодической таблицы. Все они являются пластичными, податливыми и хорошими проводниками тепла и электричества.

Многие из этих металлов, такие как медь, никель, железо и титан, используются в конструкциях и в электронике. Большинство из них образуют полезные сплавы друг с другом и с другими металлическими веществами. Некоторые из них, включая золото, серебро и платину, называются благородными металлами, потому что они крайне инертны и устойчивы к кислотам.

3. Постпереходные металлы

Висмут в виде синтетических кристаллов

Примеры: алюминий, галлий, олово, свинец, таллий, индий, висмут.

Постпереходные металлы в периодической таблице — это элементы, расположенные справа от переходных металлов и слева от металлоидов. Из-за своих свойств они также называются «бедными» или «другими» металлами.

Физически они хрупки (или мягки) и имеют более низкую температуру плавления и механическую прочность, чем переходные металлы. Их кристаллическая структура довольно сложна: они проявляют ковалентные или направленные эффекты связи.

Различные металлы этого семейства имеют различное применение. Алюминий, например, используется для изготовления оконных рам, кухонной посуды, банок, фольги, деталей автомобилей. Оловянные сплавы используются в мягких припоях, оловянных и сверхпроводящих магнитах.

Индиевые сплавы используются для изготовления плоских дисплеев и сенсорных экранов, а галлий — в топливных элементах и полупроводниках.

2. Лантаноиды

1-сантиметровый кусок чистого лантана

Примеры: лантан, церий, прометий, гадолиний, тербий, иттербий, лютеций.

Лантаноиды — это редкоземельные металлы с атомными номерами от 57 до 71. Впервые они были обнаружены в 1787 году в необычном черном минерале (гадолините), обнаруженном в Иттербю, Швеция. Позже минерал был разделен на различные элементы лантаноидов.

Лантаноиды — это металлы с высокой плотностью, плотность которых колеблется от 6,1 до 9,8 г/см³, и они, как правило, имеют очень высокие температуры кипения (1200-3500 °C) и очень высокие температуры плавления (800-1600 °C).

Сплавы лантаноидов используются в металлургии из-за их сильных восстановительных способностей. Около 15 000 тонн лантаноидов ежегодно расходуется в качестве катализаторов и при производстве стекол. Они также широко используются в лазерах и оптических усилителях.

Некоторые исследования показывают, что лантаноиды могут быть использованы в качестве противораковых средств. Лантан и церий, в частности, могут подавлять пролиферацию раковых клеток и способствовать цитотоксичности.

1. Актиниды

Металлический уран, высокообогащенный ураном-235

Примеры: актиний, уран, торий, плутоний, фермий, нобелий, лоренций

Подобно лантаноидам, актиниды образуют семейство редкоземельных элементов с аналогичными свойствами. Они представляют собой серию из 15 последовательных химических элементов в периодической системе от атомных номеров 89 до 103.

Все они радиоактивны по своей природе. Синтетически произведенный плутоний, а также природные уран и торий являются наиболее распространенными актинидами на Земле. Первым актинидом, который был открыт в 1789 году, был уран. И большая часть существующих продуктов актинидов была произведена в 20 веке.

Их свойства, такие как излучение радиоактивности, пирофорность, токсичность и ядерная критичность, делают их опасными для обращения. Сегодня значительная часть (кратковременных) актинидов производится ускорителями частиц в исследовательских целях.

Некоторые актиниды нашли применение в повседневной жизни, например, газовые баллоны (торий) и детекторы дыма (америций), большинство из них используются в качестве топлива в ядерных реакторах и для изготовления ядерного оружия. Уран-235 является наиболее важным изотопом для применения в ядерной энергетике, который широко используется в тепловых реакторах.

Самостоятельная работа по химии Положение элементов-металлов в Периодической системе 9 класс

Самостоятельная работа по химии Положение элементов-металлов в Периодической системе Д.И. Менделеева и строение их атомов. Физические свойства металлов. Химические свойства металлов для учащихся 9 класса. Самостоятельная работа состоит из 3 вариантов в каждом по 3 задания и предназначена для проверки знаний по теме Металлы.

1 вариант

1. Почему элемент натрий проявляет ярко выраженные восстановительные свойства? Почему простое вещество на­трий относят к щелочным металлам? Как вы считаете, к тя­желым или легким металлам относится натрий? Мотивируй­те ваш ответ.

2. С какими из перечисленных веществ будет взаимодействовать цинк: Н2O, S, NaOH, K2SO4, O2, СаО, HCl, FeCl2, Li? Приведите уравнения возможных реакций.

3. Какую массу алюминия можно растворить в соляной кислоте, содержащей 21,9 г хлороводорода?

2 вариант

1. Почему элемент кальций проявляет ярко выраженные восстановительные свойства? Почему простое вещество кальций относят к щелочноземельным металлам? Как вы думаете, может ли оксид кальция встречаться в природе?

2. С какими из перечисленных веществ будет взаимодействовать магний: Н2O, Р, КОН, H24, Na, Сl2, NaCl, NiSO4? Приведите уравнения возможных реакций.

3. Какой объем кислорода (н.у.) потребуется для полно­го окисления 28 г лития?

3 вариант

1. Почему простое вещество свинец проявляет металлические свойства? Какие еще элементы этой же группы про­являют металлические свойства? К легким или тяжелым металлам относится свинец?

2. С какими из перечисленных веществ будет взаимодействовать алюминий: Н2O, Br2, LiOH, FeSO4, S, HI, MgCl2, Не? Приведите уравнения возможных реакций.

3. Какая масса железа может вступить в реакцию с 3,36 л (н.у.) хлора?

Ответы на самостоятельную работу по химии Положение элементов-металлов в Периодической системе Д.И. Менделеева и строение их атомов. Физические свойства металлов
1 вариант
1.
Na содержит на внешнем уровне 1 электрон. Na — щелочной металл, так как его гидроксид является щелочью.
2.
Zn + Н2O = ZnO + Н2
Zn + S = ZnS
Zn + Н2O + 2NaOH = Na2[Zn(OH)4] + Н2
2Zn + O2 = 2ZnO
Zn + 2HCl = ZnCl2 + Н2
Zn + FeCl2 = Fe + ZnCl2.
3. 5,4 г
2 вариант
1.
Са содержит на внешнем уровне 2 электрона. Гидроксид кальция — щелочь, старое название СаО — земля. СаО в природе не встречается, так как реагирует с водой.
2.
Mg + Н2O = MgO + Н2
3Mg + 2Р = Mg3P2
Mg + H2SO4 = MgSO4 + Н2
Mg + Cl2 = MgCl2
Mg + ZnO = MgO + Zn
Mg + NiSO4 = Ni + MgSO4
3. 22,4 л
3 вариант
1.
Рb имеет большой радиус атома, его атомы слабо удерживают электроны. Ge, Sn и все элементы побочной под­группы. Рb — тяжелый металл.
2.
2Аl(без оксидной пленки)+ 6Н2O = 2Al(OH)3 + 3Н2
2Al + 3Br2 = 2AlBr3
2Al + 6Н2O + 2LiOH = 2Li[Al(OH)4] + 3Н2
2Al + 3FeSO4 = Al2(SO4)3 + 3Fe
2Al + 6HI = 2AlI3 + 3Н2
3. 5,6 г

Дистанционное обучение. Задание для 9 класса

31.03.2020 Новости для учеников

Ребята, на прошлом уроке вы познакомились со щелочно-земельными металлами и магнием. Вам необходимо было письменно ответить на несколько вопросов, что было подготовкой для работы на сегодняшнем уроке. Сегодня вы выполняете самостоятельную работу по теме «Общие сведения о металлах. Щелочные, щелочно-земельные металлы и магний». Время выполнения — 30 мин. Старайтесь дать ответы на одной странице, чтобы отправить одной фотографией на мою почту. Работы нужно отправить до 10.15.

Вариант 1 выполняют: Вероника, Анна, Александр, Адриана, Екатерина, Даниил М.

Вариант 2: Юнна, Владислав, Лера, Елизавета, Елена, Данил О.

Вариант 3: Иван, Наталья, Мелания, Александра, Сергей.

Вариант 4: Сунай, Софья, Мария З.. Мария К., Феликс.

 

Самостоятельная работа по теме «Общие сведения о металлах. Щелочные, щелочно-земельные металлы и магний».

Вариант 1.Часть А.

1. В узлах кристаллических решеток металлов находятся

А) атомы и положительные ионы металлов

 Б) атомы и отрицательные ионы металлов

 В) молекулы        Г) электроны

2. Пластичность металлов обусловлена

А) отражением световых лучей

Б) присутствием подвижных электронов в кристаллических решетках

В) скольжением слоев в кристаллах относительно друг друга

Г) колебанием ионов при посредстве электронов

3. Верны ли следующие суждения? А. Электро- и теплопроводность – важнейшие свойства металлов. Б.  Все металлы твердые и хрупкие.

А) верно только А     Б) верны оба суждения     В) оба суждения неверны          Г) верно только Б.

4.  Взаимодействует с кислородом только при нагревании:

А) Ag             Б) Li      В) Cu          Г) Na

5. Определите вещества для следующих превращений:

CaO——+X —CaCO3 ——+Y ——Ca(NO3)2

А) CO2  и NO2    Б) CO  и  HNO3    В) CO2  и HNO3   Г) H2CO3 и  HNO3 

6. Укажите окислитель в реакции 2Na + 2H2O = 2NaOH+ H2

А) Na0    Б) H+1  В)  H0      Г) Na+1

Часть В

7. Составьте уравнения реакций по схеме. Уравнение 2 напишите в ионном виде.

NaOH—Na2СO3—-CO2—-MgCO3

8. Что такое временная жесткость воды? Как вы устраняете ее в домашних условиях? Напишите уравнения реакций.

Вариант 2. Часть А

1.Наиболее активный металл

А) рубидий    Б) калий 

В) натрий  Г) литий

2. Электропроводность металлов обусловлена

А) отражением световых лучей

Б) присутствием подвижных электронов в кристаллических решетках

В) скольжением слоев атомов в кристаллах относительно друг друга

Г) колебанием ионов при посредстве электронов

3.  Верны ли следующие суждения? А. Все металлы легко реагируют с водой, образуя щелочи. Б. Щелочные и щелочноземельные металлы реагируют с водой, образуя щелочи

А)верно только А     Б) верны оба суждения     В) оба суждения неверны          Г) верно только Б.

4. Легко взаимодействует с кислородом при обычных условиях

А) Fe            Б) Au      В) Zn           Г) Ca

5. Определите вещества для следующих превращений:

K——+X —KOH —-+Y ——K2SO3

А) H2O  и SO3    Б) H2O  и SO2   В) H2O2   и  H2SO3  Г) H2O и  SO3  

6. Укажите восстановитель в реакции 2Na + 2H2O = 2NaOH+ H2

А) Na0    Б) H+1  В)  H0      Г) Na+1

Часть В

7. Составьте уравнения реакций по схеме. Уравнение 3 напишите в ионном виде.

Мg ——MgO—Mg(NO3)2—-Mg(OH)2

8. Почему мраморные статуи разрушаются под воздействием кислотных осадков, а гипсовые нет? Ответ подтвердите уравнением реакции.

Вариант 3. Часть А

1.  Легкий металл

А) кальций         Б) железо

 В) медь          Г) молибден

2. Теплопроводность металлов обусловлена

А) отражением световых лучей

Б) присутствием подвижных электронов в кристаллических решетках

В) скольжением слоев атомов в кристаллах относительно друг друга

Г) колебанием ионов при посредстве электронов

3. Верны ли следующие суждения? А. Натрий очень активный металл. Б. При комнатной температуре на воздухе натрий не изменяется.

А) верно только А     Б) верны оба суждения     В) оба суждения неверны          Г) верно только Б.

4. Не взаимодействует с кислородом ни при каких условиях

А) Pt           Б) Ca     В) Cu          Г) K

5. Определите вещества для следующих превращений:

K 2CO3—-+X —CO2 ——+Y ——Na2CO3

А) H2O и NaCl    Б)  H2O и Na   В) HNO3 и Na2O  Г) H2SiO3   и NaOH

6. Укажите восстановитель в реакции 2К + Cl2 = 2КCl

А) К0    Б) К+1  В) Cl 20      Г) Cl-1

Часть В

7.  Составьте уравнения реакций по схеме. Уравнение 3 напишите в ионном виде.

 Ва ——Вa(OH)2—Ва(NO3)2—-ВаSO4

8. Почему известковая вода мутнеет на воздухе, а раствор гидроксида калия нет? Будет ли мутнеть при длительном стоянии на воздухе раствор гидроксида бария? Ответ подтвердите уравнениями.

Вариант 4. Часть А

1.  Самый тяжелый металл

А) свинец   Б) осмий

 В) ртуть      Г) золото

2. Металлический блеск металлов обусловлен

А) отражением световых лучей

Б) присутствием подвижных электронов в кристаллических решетках

В) скольжением слоев атомов в кристаллах относительно друг друга

Г) колебанием ионов при посредстве электронов

3. Верны ли следующие суждения? А. Щелочные металлы – это серебристо-белые мягкие вещества. Б. Щелочные металлы – это легкие и легкоплавкие вещества

А) верно только А     Б) верны оба суждения     В) оба суждения неверны          Г) верно только Б.

4. Наиболее активный металл

А) Al          Б) Mg      В) Fe           Г) Zn

5. Определите вещества для следующих превращений:

K2SO3——+X —SO2 ——+Y ——CaSO3

А) H2CO3  и Ca(OH)2    Б) HNO3  и CaCl2   В) H2O  и Ca     Г) H2SO4 и CaO    

6. Укажите восстановитель в реакции  2Na + O2 = Na2O2

А) Na0    Б) Na+1      В) O 20      Г) O-1

Часть В

7.  Составьте уравнения реакций по схеме. Уравнение 1 напишите в ионном виде.

Сa(OH)2—СаСO3—-CO2—-СаНCO3

 8. Как приготовить известковую воду, имея в своем распоряжении мрамор и воду? Напишите соответствующие уравнения реакций.

 

 

 

 

 

 

 


← Назад к новостям

Справочник — Полезная Информация | ПЦ Гефест

Цветные металлы – это производные цветных руд, полученные в результате высокотемпературной плавки. Цветной металлопрокат сегодня наравне с производством углеродной стали занимает ведущую роль в мировой экономике, регулярно внедряя новые технологии, позволяющие увеличить качество конечного продукта. А если учесть, что в стальном прокате в качестве легирующих компонентов широко используются цветные металлы, то можно смело утверждать о прямой связи объёмов производства и темпов развития этих двух значимых отраслей. Тем более, что в последнее время цветной металл стал играть большую роль в процессе высокотехнологического производства передовых приборов нового поколения – запасные части из цветных сплавов являются основой всего современного промышленного и бытового оборудования, работающего на базе автоматизированных систем.

По своим физико-химическим свойствам цветной металл подразделяется на две большие группы – лёгкие и тяжёлые металлы. Существует ещё класс благородных и редкоземельных цветных металлов, но эти подгруппы отличаются особой спецификой добычи и применения, которая заслуживает отдельного рассмотрения. К лёгким цветным металлам относят алюминий, магний, титан, бериллий и другие менее встречающиеся элементы с малым удельным весом и низкой плотностью. Тяжёлые цветные металлы это, прежде всего, медь, никель, свинец, олово и цинк, которые наиболее часто применяются в промышленном производстве. Цветной металлопрокат также предполагает производство различных композитивных сплавов, которые предлагают потребителю уникальные свойства, сформированные сочетанием различных по своим характеристикам цветных металлов.

Высокая популярность и широкий спектр применения этой категории сплавов объясняется следующими свойствами, которым обладает каждый цветной металл:

  • высокое противостояние коррозии
  • ковкость и упругость;
  • возможность пайки и сварки;
  • пластичность структуры;
  • высокие полупроводниковые качества;
  • способность к растяжению;
  • долговечность.

Низкая способность цветных металлов вступать в разрушающе взаимодействие с кислородом определили широкую область применения – производство антикоррозийных деталей и покрытий. Современный цветной металлопрокат поставляет на рынок алюминиевые трубы, проволоку, профили, медные листы и пруты из различных цветных металлов, которые пользуются неизменным спросом в различных областях. Сегодня трудно представить себе сферу человеческой деятельности, в которой бы цветной металл не проявлял себя с самой лучшей стороны, начиная от высокотехнологичных деталей вашего мобильного телефона и стиральной машинки и заканчивая корпусами кораблей и автомобилей. А радиоактивные цветные металлы, возможно, очень скоро определят будущее мировой энергетики, которая уже сегодня перестраивает свои приоритеты, ориентируясь на перспективность производства атомной энергии. Об огромном значении в экономике всех стран благородных металлов золота и платины говорить не приходится – в идеале денежные активы должны быть эквиваленты реальным золотым запасам, что гарантирует стабильность развития и процветания государства. Главная тенденция, которая сегодня имеет место в цветной металлургии – это вторичная переработка цветных металлов, которая снижает себестоимость продукции, не сокращая мировые запасы этой группы руд. Таким образом, цветные металлы – это высокие технологии, стабильная экономика и дешёвая энергия, и этот впечатляющий набор является определяющим в развитии всех передовых стран.

Какой самый легкий металл?

Литий — самый легкий металл в мире. Здесь он хранится в аргоне, потому что он вступает в реакцию с воздухом. (фото: 2×910)

Назовите самый легкий металл? Большинство металлов тяжелые или плотные, но некоторые металлы могут плавать на воде, а другие почти такие же легкие, как воздух. Узнайте о самом легком элементарном металле и самом легком сплаве.

Самый легкий металл, являющийся элементом

Когда мы говорим о легкости материала, на самом деле мы обсуждаем плотность.Плотность – это количество вещества в единице объема. Чем меньше вещества в пространстве, тем оно легче. Таким образом, самый легкий металлический элемент имеет наименьшую плотность. Самым легким или наименее плотным элементом, который является металлом, является литий. Литий имеет атомный номер 3 в периодической таблице с плотностью 0,534 г/см 3 . Это сравнимо с плотностью древесины сосны. Плотность воды составляет около 1 г/см 3 , поэтому литий плавает в воде. Но, как и другие щелочные металлы, литий очень реакционноспособен, поэтому он быстро вступает в реакцию с выделением тепла и образованием гидроксида лития и газообразного водорода.Он также горит на воздухе, поэтому чистый металл хранится под маслом (где он тоже плавает) или в инертной атмосфере.

Литий также плавает в масле. (W. Oelen)

В обычных условиях только два других металлических элемента достаточно легкие, чтобы плавать на воде: калий и натрий. Плотность калия 0,862 г/см 3 , а плотность натрия 0,971 г/см 3 . Литий, калий и натрий — все это щелочные металлы. Причина, по которой они такие легкие, заключается в том, что эти элементы являются первыми атомами в своем периоде в периодической таблице, которые получили дополнительную электронную оболочку.Оболочка делает атомы большими для их массы.

А водород? Он относится к группе щелочных металлов и даже легче лития. Обычно водород ведет себя как неметаллический газ. Однако при определенных условиях водород образует твердый металл с плотностью 0,0763 г/см 3 . Это был бы самый легкий металл, если бы он существовал в природе на Земле!

Самый легкий металлический сплав

Металлическая микрорешетка настолько легкая, что головка одуванчика может выдержать ее, не раздавив.(Дэн Литтл, HRL Laboratories)

Самый легкий металл на Земле — это сплав, а не элемент. Это решетка из никель-фосфорных трубок (микрорешетка), изобретенная исследователями Калифорнийского университета в Ирвине. Плотность микрорешетки составляет 0,0009 г/см 3 или 9 мг/см 3 . При удалении воздуха истинная плотность металлоконструкции составляет всего 2,1 мг/см 3 . Он в сто раз легче пенополистирола и примерно в 1,76 раза тяжелее воздуха при температуре 25 °C.Кусочек сплава может лежать на одуванчике, не сгибая его.

Кусок никель-фосфорного сплава имеет плотность 9,0 г/см 3 . Причина того, что решетка такая легкая, заключается в том, что она состоит из полых трубок в решетке, которая на 99,99% состоит из воздуха и только на 0,01% из металла. Исследователи покрыли шаблон сплавом, а затем вытравили шаблон, оставив полые трубки толщиной всего около 100 нанометров (в тысячу раз тоньше человеческого волоса). Микрорешетки демонстрируют огромные перспективы в качестве теплоизоляторов, звукоизоляторов и виброгасителей.

Микрорешетка из никель-фосфорного сплава является самым легким металлом, так как состоит из полых трубок. Это воздух на 99,99%!

Ссылки

  • Brandes, E.A.; Брук, Г.Б. (редакторы) (1998). Справочник по легким металлам . Баттерворт Хайнеманн. Оксфорд. ISBN 0-7506-3625-4.
  • Лиде, Д. Р., изд. (2005). CRC Справочник по химии и физике (86-е изд.). Бока-Ратон (Флорида): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5.
  • Полмер, И. (2006). Легкие сплавы: от традиционных сплавов до нанокристаллов (4-е изд.). Баттерворт Хайнеманн. Оксфорд. ISBN 0-7506-6371-5.
  • Шедлер, Т. А.; Якобсен, AJ; Торрентс, А .; Соренсен, А.Е.; Лиан, Дж.; Грир, Дж. Р.; Вальдевит, Л.; Картер, WB (12 октября 2011 г.). «Сверхлегкие металлические микрорешетки». Наука . 334 (6058): 962–5. doi:10.1126/science.1211649

Related Posts

Натрий — Энциклопедия Нового Света

Общие
Имя, Символ, Номер натрий, Na, 11
Химическая серия щелочные металлы
Группа, период, блок 1, 3, с
Внешний вид серебристо-белый
Атомная масса 22.98976928(2) г/моль
Электронная конфигурация [Ne] 3s 1
Электронов на оболочку 2, 8, 1
Физические свойства
Фаза твердый
Плотность (при комнатной температуре) 0,968 г/см³
Плотность жидкости при т.пл. 0,927 г/см³
Температура плавления 370,87 К
(97.72 ° С, 207,9 ° F)
Температура кипения 1156 К
(883 °С, 1621 °F)
Критическая точка (экстраполировано)
2573 К, 35 МПа
Теплота плавления 2,60 кДж/моль
Теплота парообразования 97,42 кДж/моль
Теплоемкость (25 °C) 28,230 Дж/(моль·К)
Давление паров
P /Па 1 10 100 1 к 10 к 100 тыс.
в Т 554 617 697 802 946 1153
Атомные свойства
Кристаллическая структура кубический центрированный корпус
Степени окисления 1
(сильноосновной оксид)
Электроотрицательность 0.93 (шкала Полинга)
Энергия ионизации
(подробнее)
1-й: 495,8 кДж/моль
2-й: 4562 кДж/моль
3-й: 6910,3 кДж/моль
Атомный радиус 180 часов
Атомный радиус (расч.) 190 часов
Ковалентный радиус 154 вечера
Радиус Ван-дер-Ваальса 227 вечера
Разное
Магнитное упорядочение парамагнитный
Удельное электрическое сопротивление (20 °С) 47.7 нОм·м
Теплопроводность (300 К) 142 Вт/(м·К)
Тепловое расширение (25 °C) 71 мкм/(м·K)
Скорость звука (тонкий стержень) (20°С) 3200 м/с
Скорость звука (тонкий стержень) (к.т.) 10 м/с
Модуль сдвига 3,3 ГПа
Объемный модуль 6,3 ГПа
Твердость по шкале Мооса 0.5
Твердость по Бринеллю 0,69 МПа
Регистрационный номер CAS 7440-23-5
Известные изотопы

Натрий (химический символ Na , атомный номер 11) является членом группы химических элементов, известных как щелочные металлы. Серебристый по цвету, он мягкий, восковой и легкий. Он очень реакционноспособен, быстро окисляется на воздухе и бурно реагирует с водой с образованием щелочного гидроксида натрия и газообразного водорода.Учитывая его реакционную способность, натрий не встречается в природе в виде свободного металла, а связан с другими элементами в виде соединений. Он также встречается в виде катионов в морской воде.

Металлический натрий можно использовать для выделения некоторых других металлов из их соединений, сглаживания металлических поверхностей и изготовления нескольких соединений. Натриевые лампы обеспечивают яркое освещение по низкой цене. Сплав натрия и калия (NaK) является теплоносителем и химическим восстановителем.

Более того, соединения натрия имеют множество применений.Поваренная соль, или поваренная соль, представляет собой хлорид натрия, широко используемый в качестве пищевого ароматизатора. Он обеспечивает организм ионами натрия, которые являются важными питательными веществами, но чрезмерное количество вредно для здоровья. Это также средство для борьбы с обледенением автомагистралей зимой. Бикарбонат натрия является антацидом, разрыхлителем при выпечке и ингредиентом некоторых форм зубной пасты. Гидроксид натрия является сильным химическим основанием, но бикарбонат натрия и карбонат натрия также используются для повышения щелочности растворов.Карбонат, хлорид и гидроксид натрия являются важными промышленными химическими веществами, используемыми в производстве стекла, целлюлозы и бумаги, текстиля, мыла и моющих средств, а также других солей натрия.

Выделение и этимология

Соединения натрия известны давно. Сам металл был впервые выделен в 1807 году, когда сэр Хамфри Дэви провел электролиз едкого натра (гидроксида натрия). На катоде осаждался натрий.

Название натрия происходит от английского слова soda .Символ натрия, Na, происходит от неолатинского названия обычного соединения натрия, называемого natrium . Это название, в свою очередь, происходит от греческого nítron , разновидности природной соли. В средневековой Европе соединение натрия с латинским названием sodanum использовалось как средство от головной боли.

Возникновение и производство

Натрий является наиболее распространенным щелочным металлом и составляет около 2,6 процента по весу земной коры. Встречающийся в природе натрий связан с другими элементами во многих минералах.Наиболее распространенным минералом, содержащим натрий, является галит (или каменная соль), химически известный как хлорид натрия. Другие минералы, содержащие натрий, включают криолит (алюмофторид натрия), кальцинированную соду (карбонат натрия) и натриевую соль (или чилийскую селитру, нитрат натрия), а также несколько представителей групп амфиболов и цеолитов.

Натрия относительно много в звездах. Его спектральные линии, известные как D-линии натрия, являются одними из самых заметных в звездном свете.

В конце девятнадцатого века натрий был получен химически путем нагревания карбоната натрия с углеродом до 1100 °C.Реакцию можно записать следующим образом.

Na 2 CO 3 (жидкость) + 2 C (твердое вещество, кокс) → 2 Na (пар) + 3 CO (газ).

В настоящее время натрий производится в промышленных масштабах путем электролиза расплавленного (сжиженного) хлорида натрия. В этом процессе, известном как процесс Дауна, хлорид кальция смешивают с хлоридом натрия, чтобы понизить температуру плавления ниже 600°C. На катоде осаждается натрий, но не кальций. Этот метод менее дорог, чем более ранний метод электролиза гидроксида натрия.

Примечательные характеристики

Пламенный тест на натрий показывает ярко-желтое излучение из-за так называемых «D-линий натрия» при 588,9950 и 589,5924 нм.

Как щелочной металл, натрий находится в группе 1 (бывшая группа 1А) периодической таблицы, между литием и калием. Кроме того, он находится в начале периода 3, непосредственно перед магнием.

Как и другие щелочные металлы, натрий — мягкий, легкий, химически активный металл. Из-за его чрезвычайной реакционной способности он встречается в природе в виде соединений, а не в виде чистого элемента.Металлический натрий всплывает на поверхность воды и бурно реагирует с ней, выделяя тепло, газообразный водород и раствор едкого едкого натра. Когда натрий или его соединения сжигаются в пламени, они выделяют отчетливый желтый цвет, соответствующий двум основным спектральным линиям — «D-линиям натрия» с длинами волн 588,9950 и 589,5924 нм.

В 1860 году в статье «Химический анализ путем наблюдения за спектрами» в научном журнале Annalen der Physik und der Chemie Густав Кирхгоф и Роберт Бунзен сообщили: «В углу нашего 60 куб.м. (кубический метр) В самой дальней комнате от аппарата мы взорвали 3 мг. (миллиграммов) хлората натрия с молочным сахаром, наблюдая при этом несветящееся пламя перед щелью. Через несколько минут пламя постепенно становилось желтым и показывалась четкая линия натрия, которая исчезала только через 10 минут. Из веса натриевой соли и объема воздуха в комнате мы легко вычисляем, что одна часть веса воздуха не может содержать более 1/20 миллионной веса натрия».

Под экстремальным давлением натрий не соответствует стандартным правилам перехода в жидкое состояние.Большинству материалов требуется больше тепловой энергии для плавления под высоким давлением, чем при нормальном атмосферном давлении. Это связано с тем, что молекулы расположены ближе друг к другу и имеют меньше места для движения. При давлении в 30 гигапаскалей (в 300 000 раз выше атмосферного давления на уровне моря) температура плавления натрия начинает падать. При температуре около 100 гигапаскалей натрий плавится при комнатной температуре.

Возможное объяснение аберрантного поведения натрия состоит в том, что у этого элемента есть один неспаренный электрон (в самой внешней оболочке), который под давлением сближается с другими десятью электронами, вызывая взаимодействия, которые обычно отсутствуют.Находясь под давлением, твердый натрий принимает несколько странных кристаллических структур, предполагая, что жидкость может обладать необычными свойствами, такими как сверхпроводимость или сверхтекучесть (Грегорианц и др., 2005).

Изотопы

Известно 13 изотопов натрия, из которых стабильным является только 23 Na. Натрий имеет два радиоактивных космогенных изотопа, т. е. изотопов, образующихся при взаимодействии высокоэнергетических космических лучей с ядрами атомов натрия. Это 22 Na с периодом полураспада 2.605 лет, и 24 Na, с периодом полураспада около 15 часов.

Воздействие высоких уровней нейтронного излучения (например, в результате аварии на ядерном реакторе) превращает часть стабильного 23 Na в плазме крови человека в 24 Na. Измерив концентрацию последнего изотопа, можно рассчитать дозу нейтронного облучения жертвы.

Меры предосторожности

С металлическим натрием всегда следует обращаться осторожно. Он очень взрывоопасен в воде и является ядом, если не сочетается с другими элементами.Порошкообразная форма может самовозгораться на воздухе или в кислороде. По этим причинам натрий необходимо хранить либо в инертной атмосфере, либо под жидким углеводородом, таким как минеральное масло или керосин.

Соединения

Бикарбонат натрия

Бикарбонат натрия (NaHCO 3 ) также известен как гидрокарбонат натрия, или бикарбонат соды, или пищевая сода. Это растворимое белое соединение со слабым щелочным вкусом, напоминающим вкус карбоната натрия. Он содержится во многих минеральных источниках, а также производится искусственным путем.

При воздействии кислоты бикарбонат натрия выделяет углекислый газ и воду. Реакция следующая.

NaHCO 3 + HCl ® NaCl + H 2 O + CO 2 (газ)
NaHCO 3 + CH 3 COOH ® NaCH 3 COO + H 2 O + CO 2 (газ)

Выше 60°C карбонат натрия постепенно разлагается на бикарбонат натрия, разлагается на бикарбонат натрия и углекислого газа, а при 200°С полностью разлагается до карбоната натрия:

2NaHCO 3 Å® Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2

Карбонат натрия

Карбонат натрия (Na 2 CO 3 ), также известный как стиральная сода или кальцинированная сода, представляет собой натриевую соль угольной кислоты (H 2 CO 3 ).Чаще всего он встречается в виде кристаллического гептагидрата (Na 2 CO 3 .7H 2 O), который легко теряет воду из кристаллов с образованием белого порошка, моногидрата (Na 2 CO 3 .H). 2 О). Он имеет охлаждающий щелочной вкус и может быть извлечен из пепла многих растений. Его производят искусственно в больших количествах из поваренной соли (хлорида натрия).

Хотя карбонат натрия растворим в воде, он может встречаться в природе в засушливых регионах, особенно в месторождениях полезных ископаемых ( эвапориты ), образующихся при испарении сезонных озер.Месторождения минерального натрона, представляющего собой комбинацию карбоната натрия и бикарбоната натрия, добывались на дне высохших озер в Египте с древних времен, когда натрон использовался при изготовлении мумий и в раннем производстве стекла.

Хлорид натрия

Хлорид натрия, также известный как поваренная соль или поваренная соль, представляет собой соединение с химической формулой NaCl. Он содержится в больших количествах в морской воде и в виде минерального галита или каменной соли. Это соль, наиболее ответственная за соленость океанов.Его получают путем испарения морской воды, соляных скважин и соленых озер, а также добычи каменной соли.

Эта соль необходима для жизни на Земле. Он присутствует (в различных концентрациях) в большинстве биологических тканей и жидкостей организма. Концентрация ионов натрия в крови напрямую связана с регулированием безопасного уровня жидкости в организме. Распространение нервных импульсов («передача сигнала») регулируется ионами натрия. Люди отличаются от приматов тем, что выделяют большое количество соли с потом.С другой стороны, слишком много соли в организме вредно для здоровья.

В качестве основного ингредиента пищевой соли хлорид натрия обычно используется в качестве приправы и пищевого консерванта. Его полезность в качестве пищевого консерванта помогла устранить зависимость человека от сезонной доступности продуктов питания и позволила путешествовать на большие расстояния. К Средним векам караваны, состоящие из 40 000 верблюдов, пересекали четыреста миль по Сахаре с солью, иногда обменивая ее на рабов.

В Библии много упоминаний о поваренной соли.Известна история о жене Лота, которая превратилась в соляной столб, когда не послушалась ангелов и оглянулась на нечестивый город Содом (Бытие 19:26). В Нагорной проповеди Иисус сказал своим последователям, что они «соль земли», имея в виду их внутреннюю, духовную ароматизатор, который им нужно было распространять среди других. Кроме того, в некоторых религиозных традициях обычная соль используется для благословения (или духовного очищения) людей, мест и вещей. Это использование, вероятно, основано на чистом внешнем виде чистой соли, ее химической стабильности и ценности для живых существ.

Гидроксид натрия

Гидроксид натрия (NaOH), также известный как щелочь или едкий натр, представляет собой сильное химическое основание, широко используемое в химических лабораториях и в промышленности. Чистое вещество представляет собой белое твердое вещество, доступное в виде пеллет, хлопьев и гранул, а также в виде 50-процентного насыщенного раствора. Он легко поглощает воду и углекислый газ из воздуха, поэтому его следует хранить в герметичном контейнере.

Это вещество хорошо растворяется в воде, и в процессе его растворения выделяется тепло.Он также растворяется в других полярных растворителях, таких как этанол и метанол, но не растворяется в неполярных растворителях, таких как диэтиловый эфир.

При использовании гидроксида натрия следует надевать перчатки и защитные очки, так как это может вызвать химические ожоги, травмы или рубцы, а также слепоту. Фартук из поливинилхлорида также рекомендуется при использовании концентрированных растворов или твердой формы. Его следует хранить вдали от сильных кислот, таких как серная кислота.

Сода каустическая производится электролизом водного раствора хлорида натрия.Он накапливается на катоде, где вода восстанавливается до газообразного водорода и ионов гидроксида. Процесс, называемый «хлорно-щелочной процесс», также производит хлор.

Гидроксид натрия представляет собой ионное соединение, состоящее из ионов натрия и ионов гидроксида. Ион гидроксида превращает гидроксид натрия в сильное основание, которое реагирует с кислотами с образованием воды и соответствующих солей. Например, с соляной кислотой образуется хлорид натрия:

NaOH(водн.) + HCl(водн.) Å® NaCl(водн.) + H 2 O(л)

Такие кислотно-основные реакции также можно использовать для титрования, и это обычный способ измерения концентрации кислот.С этим связана реакция гидроксида натрия с кислыми оксидами, такими как диоксид углерода (CO 2 ) и диоксид серы (SO 2 ). Такие реакции часто используются для «очистки» вредных кислых газов (например, SO 2 и H 2 S) и предотвращения их выброса в атмосферу.

Гидроксид натрия медленно реагирует со стеклом с образованием силиката натрия, поэтому стеклянные соединения и запорные краны, подвергающиеся воздействию NaOH, имеют тенденцию «замерзать». Лабораторные колбы и эмалированные химические реакторы повреждаются при длительном воздействии горячего гидроксида натрия, и стекло покрывается инеем.Гидроксид натрия не воздействует на железо или медь, но многие другие металлы, такие как алюминий, цинк и титан, быстро разрушаются. По этой причине алюминиевые кастрюли никогда не следует чистить щелочью.

В отличие от NaOH гидроксиды большинства металлов нерастворимы, поэтому гидроксид натрия можно использовать для осаждения гидроксидов металлов. Одним из таких гидроксидов является гидроксид алюминия, используемый в качестве желеобразного хлопья для фильтрации твердых частиц при очистке воды.

Приложения

Натрий, его сплавы, ионы и соединения имеют широкий спектр применения.Некоторые из них перечислены ниже.

  • Металлическая форма натрия может использоваться для выделения некоторых металлов, таких как цирконий и калий, из их соединений.
  • Металлический натрий используется для производства нескольких соединений, включая цианид натрия, гидрид натрия и пероксид натрия.
  • Натрий используется для удаления накипи (сглаживания) металлических поверхностей и для очистки расплавленных металлов.
  • Лампы с парами натрия представляют собой эффективное средство получения света из электричества.
  • Натрий добавляется в некоторые сплавы для улучшения их структуры.
  • Сплав натрия и калия (NaK) является теплоносителем и химическим восстановителем.
  • Мыло обычно представляет собой натриевую соль некоторых жирных кислот.
Лазер на красителе, используемый в оптическом диапазоне Starfire для экспериментов с LIDAR и лазерной направляющей звездой, настроен на D-линию натрия и используется для возбуждения атомов натрия в верхних слоях атмосферы.
  • Бикарбонат натрия используется в качестве антацида для лечения кислотного расстройства желудка и в качестве ингредиента в некоторых типах зубной пасты.В сочетании с кислыми материалами (такими как лимонный сок) он действует как разрыхлитель при выпечке. Он обычно используется для повышения щелочности воды в бассейнах и спа, особенно при высоком содержании хлора.
  • Карбонат натрия используется в производстве стекла, бумаги, моющих средств и химических веществ, таких как силикаты и фосфаты натрия. Многие химические отрасли промышленности используют его в качестве щелочного агента. Он широко используется при обработке фотопленки, когда для действия проявителей необходимы щелочные условия.В домашних условиях он используется в качестве смягчителя воды для стирки, поскольку предотвращает связывание ионов магния и кальция в жесткой воде с моющим средством.
  • Хлорид натрия широко используется в качестве усилителя вкуса в пищевых продуктах. Он также используется в производстве целлюлозы и бумаги, закреплении красителей в текстиле и производстве мыла и моющих средств. На большей части территории Северной Америки большое количество каменной соли используется для очистки автомагистралей ото льда зимой. Кроме того, хлорид натрия является сырьем для производства хлора, который, в свою очередь, используется для производства многих современных материалов, включая поливинилхлорид и пестициды.
  • Гидроксид натрия используется в промышленности в основном как сильное химическое основание при производстве целлюлозы и бумаги, текстиля, мыла и моющих средств. Он используется для управления химическими реакциями и для измерения концентрации кислот. Пищевое применение щелочи включает мытье или химическую очистку фруктов и овощей, переработку шоколада и какао, производство карамельных красителей, ошпаривание птицы, производство безалкогольных напитков и загущение мороженого. Оливки часто замачивают в щелочи, чтобы смягчить их, а крендели и немецкие булочки с щелочью глазируют раствором щелочи перед выпечкой, чтобы они стали хрустящими.Гидроксид натрия используется в быту как средство для прочистки забитых стоков.

Физиология и ионы натрия

Ионы натрия играют важную роль в различных физиологических процессах. Например, ионы натрия необходимы для регуляции крови и жидкостей организма, передачи нервных импульсов, деятельности сердца и различных метаболических функций.

К сожалению, многие люди потребляют хлорид натрия (поваренную соль) в избытке, что может иметь негативные последствия для здоровья.Это может привести к повышенному уровню артериального давления, что, в свою очередь, связано с повышенным риском сердечного приступа и инсульта. Чрезмерное потребление соли также может обезвоживать организм человека.

Многие микроорганизмы не могут жить в слишком соленой среде, так как вода вытягивается из их клеток за счет осмоса. По этой причине соль используется для сохранения некоторых продуктов, таких как копченый бекон или рыба. Его также использовали для дезинфекции ран.

Ссылки

Ссылки ISBN поддерживают NWE за счет реферальных сборов

  • Лос-Аламосская национальная лаборатория – Натрий
  • Грегорянц Э., и др. (2005 г.). Плавление плотного натрия. Письма о физическом обзоре : в печати.
  • Ребекка Дж. Донатель. Здоровье, основы. 6-е изд. Сан-Франциско: Pearson Education, Inc., 2005.

См. также

.

Внешние ссылки

Все ссылки получены 16 ноября 2019 г.

Кредиты

New World Encyclopedia автора и редактора переписали и дополнили статью Wikipedia в соответствии со стандартами New World Encyclopedia .Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с надлежащим указанием авторства. Упоминание должно осуществляться в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на авторов New World Encyclopedia , так и на самоотверженных добровольных участников Фонда Викимедиа. Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних вкладов википедистов доступна исследователям здесь:

История этой статьи с момента ее импорта в New World Encyclopedia :

Примечание. На использование отдельных изображений, лицензированных отдельно, могут распространяться некоторые ограничения.

Щелочные металлы — литий, натрий, калий, рубидий и цезий — франций — элементы, пламя, реакция и желтый цвет

Первый столбец в периодической таблице химических элементов вместе называется группой щелочных металлов : литий , натрий , калий, рубидий, цезий и франций. Поскольку их внешняя электронная структура аналогична, все они имеют несколько схожие химические и физические свойства.Все они блестящие, достаточно мягкие, чтобы их можно было резать ножом, и большинство из них белые (цезий желто-белый). Все реагируют с водой с образованием газообразного водорода и гидроксида металла; более тяжелые щелочные металлы реагируют с таким бурным выделением тепла, что водород часто воспламеняется. Они также реагируют с кислородом в воздухе с образованием оксида, пероксида или супероксида, в зависимости от металла. Щелочные металлы почти всегда образуют ионы с положительным (+1) зарядом и настолько реакционноспособны как элементы, что практически все они встречаются в природе только в виде соединений.Наиболее распространен натрий, за ним следуют калий, рубидий, литий и цезий. Франций сильно радиоактивен и чрезвычайно редок; только мельчайшие следы встречаются в земной коре.

Большинство щелочных металлов светятся характерным цветом при помещении в пламя; литий — ярко-красный, натрий — интенсивно-желтый, калий — фиолетовый, рубидий — темно-красный, а цезий — синий свет . Эти испытания пламенем полезны для идентификации металлов.Кроме того, поразительное использование характерного желтого света, излучаемого натрием, находится в узкоспециализированных лампочках, таких как очень яркие огни паров натрия, которые появляются вдоль автомагистралей. В этих лампочках атомы натрия возбуждаются электричеством , а не пламенем. Лампочки, изготовленные из натрия, потребляют меньше электроэнергии, чем обычные лампочки, и светят ярче, потому что натрий выделяет больший процент своей энергии в виде света, а не тепла.


Маргерит Перей открыла франций (Fr) в 1939 году и назвала его в честь своей родины, Франции.В природе франций почти не встречается на Земле, за исключением очень небольших количеств в урановых рудах. Кроме того, он очень радиоактивен, поэтому очень малые количества радия, образующиеся при бомбардировке нейтронами, используются почти исключительно для чисто научных исследований. Предположительно его химический состав напоминает другие щелочные металлы, хотя многое из этого остается спекулятивным.

Книги

Эмсли, Джон. Элементы. 3-е изд. Нью-Йорк: Oxford University Press, Inc., 1998.

Гринвуд, Н. Н. и А. Эрншоу. Химия элементов. New York: Butterworth-Heinemann, 1997.


Разница между металлом и тяжелым металлом

Ключевое различие между металлом и тяжелым металлом заключается в том, что тяжелые металлы имеют относительно очень высокие плотности, атомный вес или атомные номера по сравнению с другими металлы.

Металлы — это материалы, которые имеют блестящий вид и относительно хорошо проводят электричество и тепло.По сравнению с неметаллами и металлоидами металлы имеют высокую плотность, высокую тепло- и электропроводность, большие атомные номера и т. д. Однако тяжелые металлы представляют собой тип металлов, которые имеют очень высокие плотности, атомные номера и вес.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Обзор и ключевые отличия
2. Что такое металл
3. Что такое хэви-метал
4. Сравнение бок о бок — металл и хэви-метал в табличной форме
5. Резюме

Металл — это материал, который имеет очень блестящий вид после полировки, разрушения или свежей подготовки и обладает высокой тепло- и электропроводностью.Металлом пользуемся давно. Золото и медь были первыми открытыми металлами. Люди использовали эти металлы для изготовления инструментов, украшений, статуй и т. д. В настоящее время обнаружено около 95 различных типов металлов.

Рисунок 01: Положение металлов в периодической таблице

Металлы очень важны из-за их уникальных характеристик. Как правило, они твердые и прочные (есть исключения, например, натрий. Натрий можно резать ножом).Ртуть – это металл, находящийся в жидком состоянии. За исключением ртути, все остальные металлы находятся в твердом состоянии. По сравнению с другими неметаллическими элементами, металлы трудно сломать или изменить их форму. Более того, эти материалы имеют блестящий вид, а большинство из них имеют серебристый блеск (кроме золота и меди). Поскольку некоторые металлы очень активно реагируют с атмосферными газами, такими как кислород, они со временем приобретают тусклый цвет. В основном это связано с образованием слоев оксидов металлов. Однако такие металлы, как золото и платина, очень стабильны и нереакционноспособны.Обычно металлы ковкие и пластичные, что позволяет использовать их для изготовления определенных инструментов.

Рисунок 02: Гвозди из железа

Металлическое соединение

Кроме того, металлы — это атомы, которые могут образовывать катионы, удаляя электроны. Следовательно, они электроположительны. Мы называем тип связи, который образуется между этими атомами, металлической связью. В этих связях материал высвобождает электроны из своих внешних оболочек, и эти электроны распределяются между катионами металлов.Поэтому они известны как море делокализованных электронов. Мы называем электростатические взаимодействия между электронами и катионами «металлической связью». Электроны могут двигаться; следовательно, металлы обладают способностью проводить электричество. Кроме того, они являются хорошими теплопроводниками. Благодаря металлической связи металлы также имеют упорядоченную структуру. Высокие температуры плавления и кипения этих материалов также обусловлены прочной металлической связью.

Тяжелые металлы — это тип металлов, которые имеют сравнительно очень высокие плотности, атомные номера, тепло- и электропроводность и т. д.Тяжелые металлы могут включать металлы или металлоиды. К ним относятся переходные металлы, актиниды и лантаноиды. Некоторые примеры включают сурьму, мышьяк, висмут, кадмий, церий, хром, кобальт, медь, галлий, золото, железо, свинец, марганец, ртуть, никель, платину, серебро, теллур, таллий, олово, уран, ванадий и цинк.

Рисунок 03: Висмут — тяжелый металл

Тяжелые металлы особенно известны своей токсичностью. В нашей среде присутствуют небольшие количества этих элементов.Кроме того, необходимо иметь определенное количество тяжелых металлов в нашем рационе, чтобы поддерживать хорошее здоровье. Однако большие концентрации тяжелых металлов вызывают токсичность и могут нанести большой ущерб живым организмам. Например, он может вызвать снижение умственной активности или повредить ее.

Кроме того, он может повредить легкие, почки, печень и другие важные органы. Тяжелые металлы имеют тенденцию накапливаться в живых организмах по пищевым цепям. Мы называем это «биоаккумуляция». Поэтому важно знать источники тяжелых металлов и контролировать их выброс в природную среду.

Металл — это материал, который имеет очень блестящий вид после полировки, разрушения или свежей подготовки и обладает высокой тепло- и электропроводностью. Тяжелые металлы — это тип металлов, которые имеют сравнительно очень высокие плотности, атомные номера, тепло- и электропроводность и т. Д. Следовательно, ключевое различие между металлом и тяжелым металлом заключается в том, что тяжелые металлы имеют относительно очень высокие плотности, атомный вес или атомные номера по сравнению с к другим металлам.

Токсичность — еще одно важное различие между металлом и тяжелым металлом.Некоторые металлы могут быть токсичными, а другие нет, но тяжелые металлы могут быть токсичными, если они присутствуют в более высоких концентрациях. Более того, металлы не легко биоаккумулируются, в отличие от тяжелых металлов.

Резюме

– Металл против хэви-метала

Некоторые металлы являются тяжелыми металлами. Ключевое различие между металлом и тяжелым металлом заключается в том, что тяжелые металлы имеют относительно очень высокую плотность, атомный вес или атомное число по сравнению с другими металлами. Кроме того, тяжелые металлы токсичны по сравнению с другими металлами и могут легко биоаккумулироваться.

Артикул:

1. Хельменстин, Энн Мари. «Металлы: список элементов». ThoughtCo, 6 декабря 2018 г., доступно здесь.
2. Хельменстин, Энн Мари. «Определение и список хэви-метала». ThoughtCo, 29 сентября 2018 г., доступно здесь.

Изображение предоставлено:

1. «Металлы периодической таблицы» от CHEM1902 Main Group Chemistry — (CC BY-SA 4.0) через Commons Wikimedia
2. «1130971» (CC0) через Pixabay
3. «Макрос кристалла висмута» Dschwen — собственная работа (CC BY 2.5) через Commons Wikimedia

Минералы

Минералы Основной индекс — Список минералов Большинство минералов являются соединениями, что означает, что они представляют собой комбинации элементов.Некоторые минералы сами по себе являются элементами. Это означает, что их химическая формула очень проста (см. ниже).

Эти элементы, конечно, входят и в состав других минералов. Есть целый раздел о соединениях меди. Углерод (графит) встречается во многих минералах, особенно в сочетании с кислородом. Сера любит сочетаться с металлами. Золото не реактивно, поэтому оно не ржавеет и не тускнеет. Это означает, что вы не получаете соединений золота.

Что означают буквы

Список элементов в порядке символов
Указатель элементов по имени
Индекс элементов по атомному номеру
Наиболее распространенные элементы в земной коре

У каждого минерала есть химическая формула, и вы увидите их на этом веб-сайте.Вам может быть интересно, что означает этот набор букв.

Минерал представляет собой соединение. Каждая его молекула состоит из ряда атомов разных элементов. Буквы обозначают элемент, а числа обозначают количество атомов этого элемента в молекуле. Некоторые минералы, подобные приведенным выше, содержат только один элемент, так что вы можете видеть, как они выглядят, но большинство элементов не встречаются сами по себе в минералах — на самом деле, некоторые из них представляют собой газы.

Иногда странно видеть, какие элементы соединяются в соединение.Натрий, мягкий металл, который сильно шипит при попадании в воду, и хлор, ядовитый газ, образуют хлорид натрия (NaCl), также известный как поваренная соль!

Элементы обычно располагаются в периодической таблице. Поскольку вы можете найти Периодическую таблицу в Интернете, я решил дать простой список только элементов, которые находятся в минералах на этом сайте. Каждый элемент начинается со своего символа или буквы. Если они иногда выглядят забавно, то это потому, что они могут быть инициалами их латинского имени, а не английского.Далее следует его атомный номер, который дает некоторое представление о его весе, а также помогает найти его в периодической таблице. Ссылки ведут к минералу, содержащему этот элемент. Водород и кислород не связаны между собой, как во многих формулах.

Список элементов в минералах на этом сайте, по символу

А | Б | С | Д | Е | Ф | г | Н | я | Дж | К | л | М | Н | О | П | Вопрос | Р | С | Т | У | В | Вт | Х | Y | Z + Ба Be
Ag 47 Серебро Блестящих драгоценный металл
Аль 13 Алюминиевый Блестящий легкий металл
В 33 Мышьяке Используется в полупроводниках и ядах
AU 79 Gold Желтый драгоценный металл
B
B
.Используется в буры, умягчитель воды
56 Барий Очень химически активный металл
4 Бериллий серебристо-белый металл. Используется для создания транзитеров
C 6 Carbon Обычно мягкий черного твердого вещества, за исключением того, когда это алмаз
Са 20 Кальций серебристо-серый металл, быстро белеет на воздухе и шипит в воде
Cl 17 Хлор Бледный желтовато-зеленый газ.Используется в бассейнах. Подобно фтор
Co 27 Кобальт Твердый металл, используемый к пластине других металлов
Cr 24 Хром блестящий металл, используемый, чтобы сделать постоянным магниты
Cu 29 Медь розовато-коричневый металл
Fe 26 Железо Серый металл
F 9 Фтор Бледный зеленовато-желтый газ
H 1 Водород Бесцветный горючий газ.Очень легкий
HG 80 Mercury Жидкий серебряный металл
K 39.999999999999999999999. Если вы положите его в воду, он сгорит.
Li 3 Литий Металл используется для изготовления батарей
Mg 12 магния серебристо-белый металл используется вспышка луковиц
Mn 25 Марганец металл используется для производства стали (с железом)
Мо 42 Молибден Серебристый металл, используемый в качестве твердой смазки
Na 11 Натрий Мягкий химически активный металл.Используется в уличных фонах
NB 41 Niobium Серый металл
O 9999999.8.lale. Необходим для жизни. Склонность заставлять вещи вылететь
P 15 Phosphorus Офф. металл
S 16 Сера Зловонных твердое вещество желтого цвета
Sb 51 Сурьма металл использовался в прошлом для медицины и косметики
Sn 50 Олово Металл, используемый для защиты других металлов от ржавчины
Si 14 Кремний, твердый металлик 2 9Используется в компьютерах
Sr 38 Стронций Серебристо-белый металл. Используется в Fipirforks
TA 73 Tantalum серебристый металл
TI 2. Используется для изготовления высокоскоростных самолетов
U 92 Уран Голубовато-белый радиоактивный металл.Используется для атомной энергетики и атомных бомб
V 23 Ванадий Металл серебристо-серого цвета. Используется для производства серной кислоты
Zn 30 Цинк Блестящий металл. Используется для изготовления латуни (с медью)
Цирконий 40 Цирконий Стальной белый металл. Циркалой (с оловом, хромом и никелем) устойчив к коррозии.

Индекс элементов в моих минералах по наименованию

Индекс элементов в минералах на этом сайте по атомному номеру

Это оформлено в виде таблицы Менделеева, но есть пробелы, так как моя коллекция минералов не содержит всех элементов.Благородные газы не сочетаются ни с каким другим элементом, поэтому не входят в состав природных минералов. Некоторые элементы не встречаются в природе, а некоторые очень редки. Удивительно, но азот содержится в очень немногих минералах, хотя азот содержится в каждом живом существе. Поскольку я включил только те элементы, которые существуют в моей коллекции минералов, некоторые общие элементы отсутствуют. Меня раздражает, например, что у меня нет никельсодержащего соединения!

Наиболее распространенные элементы в земной коре

металлы – синонимы и родственные слова

Родственные слова


алюминий

сущ.

химический элемент, представляющий собой светло-серебристый металл.Его символ — Ал, и он используется для изготовления таких вещей, как кастрюли для приготовления пищи.

барий

сущ.

химический элемент, представляющий собой мягкий серебристо-белый металл. Его символ Ба.

боксит

сущ.

руда, из которой получают металлический алюминий

латунь

сущ.

блестящий желтый металл, который используется для изготовления музыкальных инструментов и предметов, таких как дверные ручки. Это смесь меди и цинка

бронза

сущ.

твердый коричневый металл, используемый для изготовления статуй и предметов декора.Это сделано, смешивая медь и олово.

кадмий

сущ.

химический элемент, являющийся металлом. Его символ — Cd, и он используется, например, при изготовлении батареек.

чугун

сущ.

очень твердое железо, которое легко ломается. Из него делают предметы путем нагревания и заливки в формы.

хром

сущ.

сплав твердого металла (=сочетание различных металлов), используемый для покрытия других металлов, чтобы сделать их блестящими

кобальт

сущ.

химический элемент, представляющий собой твердый серебристо-белый металл.Его символ — Co, и он используется в сплавах и для придания синего цвета.

медь

сущ.

химический элемент, красно-коричневый металл. Его символ Cu, и он используется в основном для изготовления проволоки или труб.

бронза

сущ.

тусклый серый металл, сделанный из меди, олова и цинка

литий

сущ.

химия химический элемент, представляющий собой очень мягкий серебристо-белый металл. Он легче всех других металлов, и его символ — ли.

магний

сущ.

химический элемент, светло-серый металл.Магний очень ярко горит и используется в фотографии и для изготовления фейерверков. Его символ Mg.

магнит

сущ.

физика кусок металла, который может заставить железные или стальные предметы прилипать к нему так, что они, кажется, прилипают к нему

ртуть

сущ.

химический элемент, представляющий собой жидкий металл серебра. Его символ — Hg, и он используется в термометрах.

никель

сущ.

химия химический элемент, представляющий собой твердый серебристый металл. Его символ — Ни.

олово

сущ.

серый металл, полученный путем смешивания свинца и олова, использовавшийся в прошлом для изготовления тарелок, чашек и других предметов

чугун в чушках

сущ. сущ.

химический элемент, представляющий собой металл серебристо-серого цвета.Он используется в промышленности и для изготовления дорогих украшений, его символ — Pt.

пирит

сущ.

твердое вещество, находящееся в горной породе, представляющее собой смесь серы (= желтый элемент) и металла, особенно железа. Его также называют золотом дураков, потому что он очень похож на золото.

ртуть

существительное

старомодная ртуть

серебро

существительное

химия химический элемент, представляющий собой светло-серый блестящий металл. Он используется для изготовления ювелирных изделий, монет, столового серебра и т. д.и его символ Ag.

натрий

сущ.

химический элемент, представляющий собой серебристо-белый металл, обычно встречающийся в сочетании с другими химическими веществами. Его символ — На.

нержавеющая сталь

сущ.

сталь, обработанная для предотвращения образования ржавчины на ее поверхности, используемая для изготовления ножей, инструментов и других изделий

сталь

сущ.

прочный металл, изготовленный из смеси железа и углерода

сверхпроводник

сущ.

металл, который позволяет электричеству проходить через него без какого-либо сопротивления при очень низких температурах

олово

сущ.

химия химический элемент, представляющий собой мягкий, легкий серебристый металл, часто используемый для покрытия железа или стали.Его символ Sn.

белая жесть

сущ.

плоские куски железа или стали, покрытые оловом

цинк

сущ.

химический элемент, представляющий собой сине-белый металл. Его символ Zn.

Английская версия тезауруса металлов

Экологическая стойкость, токсичность и биоаккумуляция

Тяжелые металлы являются хорошо известными загрязнителями окружающей среды из-за их токсичности, стойкости в окружающей среде и способности к биоаккумуляции.Их естественные источники включают выветривание металлоносных пород и извержения вулканов, а антропогенные источники включают добычу полезных ископаемых и различные виды промышленной и сельскохозяйственной деятельности. Добыча и промышленная переработка полезных ископаемых и их последующее использование для промышленного, сельскохозяйственного и хозяйственного освоения привели к увеличению мобилизации этих элементов в окружающей среде и нарушению их биогеохимических циклов. Загрязнение водных и наземных экосистем токсичными тяжелыми металлами является экологической проблемой общественного здравоохранения.Будучи стойкими загрязнителями, тяжелые металлы накапливаются в окружающей среде и, следовательно, загрязняют пищевые цепи. Накопление потенциально токсичных тяжелых металлов в биоте создает потенциальную угрозу здоровью их потребителей, в том числе человека. В этой статье всесторонне рассматриваются различные аспекты тяжелых металлов как опасных материалов с особым акцентом на их стойкость в окружающей среде, токсичность для живых организмов и способность к биоаккумуляции. Биоаккумуляция этих элементов и ее последствия для здоровья человека обсуждаются с особым вниманием к рыбе, рису и табаку.Статья послужит ценным образовательным ресурсом как для студентов и аспирантов, так и для исследователей в области наук об окружающей среде. Наиболее опасные для окружающей среды тяжелые металлы и металлоиды включают Cr, Ni, Cu, Zn, Cd, Pb, Hg и As. Трофический перенос этих элементов в водных и наземных пищевых цепях/сетях имеет важные последствия для дикой природы и здоровья человека. Очень важно проводить оценку и мониторинг концентраций потенциально токсичных тяжелых металлов и металлоидов в различных сегментах окружающей среды и в резидентной биоте.Всестороннее изучение химии окружающей среды и экотоксикологии опасных тяжелых металлов и металлоидов показывает, что необходимо предпринять шаги для сведения к минимуму воздействия этих элементов на здоровье человека и окружающую среду.

1. Введение

Загрязнение окружающей среды является одной из основных проблем современного человеческого общества [1]. Загрязнение окружающей среды и загрязнение тяжелыми металлами представляет угрозу для окружающей среды и вызывает серьезную озабоченность [2, 3]. Быстрая индустриализация и урбанизация вызвали загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами, а темпы их мобилизации и переноса в окружающую среду значительно ускорились с 1940-х годов [4, 5].Их естественные источники в окружающей среде включают выветривание металлосодержащих пород и извержения вулканов, в то время как основные антропогенные источники включают промышленные выбросы, добычу полезных ископаемых, плавку металлов и сельскохозяйственную деятельность, такую ​​как применение пестицидов и фосфорных удобрений. Сжигание ископаемого топлива также способствует выбросу в окружающую среду тяжелых металлов, таких как кадмий (Cd) [6]. Тяжелые металлы устойчивы в окружающей среде, загрязняют пищевые цепи и вызывают различные проблемы со здоровьем из-за своей токсичности.Хроническое воздействие тяжелых металлов в окружающей среде представляет реальную угрозу для живых организмов [7].

Концентрации металлов выше пороговых уровней влияют на микробиологический баланс почв и могут снижать их плодородие [8]. Биоаккумуляция токсичных тяжелых металлов в биоте речных экосистем может оказывать неблагоприятное воздействие на животных и человека [9]. Более высокие уровни тяжелых металлов в биоте могут оказывать негативное влияние на экологическое здоровье видов водных животных и способствовать сокращению их популяций [10].Тяжелые металлы являются сильными нейротоксинами у рыб. Взаимодействие тяжелых металлов с химическими раздражителями у рыб может нарушать связь рыб с окружающей средой [11]. Было обнаружено, что тяжелые металлы связаны с уродствами рыб как в естественных популяциях, так и в лаборатории. Как правило, такие деформации отрицательно сказываются на популяциях рыб, поскольку деформации влияют на их выживаемость, темпы роста, благополучие и внешний вид. Эти деформации у рыб могут служить отличными биомаркерами загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами [12].Хартл [13] отмечает, что «металлы природного или антропогенного происхождения повсеместно распространены в водной среде, и поэтому понимание их поведения и взаимодействия с водными организмами, особенно с рыбами, основным источником белка для потребления человеком, имеет большое социально-экономическое значение. важность».

В этой статье всесторонне рассматриваются различные аспекты тяжелых металлов как опасных материалов с особым акцентом на их стойкость в окружающей среде, токсичность для живых организмов и способность к биоаккумуляции.Биоаккумуляция этих элементов и ее последствия для здоровья человека обсуждаются с особым вниманием к рыбе, рису и табаку. Статья послужит ценным образовательным ресурсом как для студентов и аспирантов, так и для исследователей в области наук об окружающей среде.

2. Металлы и их необходимость для жизни

Химически металлы определяются как «элементы, которые проводят электричество, имеют металлический блеск, пластичны и пластичны, образуют катионы и имеют основные оксиды» [14].Термины, обычно используемые в отношении металлов в биологических и экологических исследованиях, включают металл, металлоид, полуметалл, легкий металл, тяжелый металл, незаменимый металл, полезный металл, токсичный металл, распространенный металл, доступный металл, микроэлементы и микроэлементы [15]. Металлы имеют очень разнообразное применение и играют важную роль в человеческом обществе, где доминирует промышленность. Некоторые металлы выполняют критически важные физиологические и биохимические функции в биологических системах, и как их дефицит, так и избыток могут приводить к нарушению обмена веществ и, как следствие, к различным заболеваниям.Некоторые металлы и металлоиды необходимы для (биологической) жизни. Они играют важную физиологическую и биохимическую роль в организме, поскольку они могут быть частью биомолекул, таких как ферменты, которые катализируют биохимические реакции в организме.

2.1. Тяжелые металлы (ТМ)

Согласно Csuros и Csuros [16], тяжелый металл определяется как «металл с плотностью более 5  г/см 3 (т. е. с удельным весом более 5)». Согласно Даффусу [15], «термин «тяжелые металлы» часто используется в качестве группового названия для металлов и полуметаллов (металлоидов), которые связаны с загрязнением и потенциальной токсичностью или экотоксичностью.Совсем недавно мы предложили более широкое определение этого термина, и тяжелые металлы были определены как «встречающиеся в природе металлы с атомным номером более 20 и плотностью элементов более 5  г·см −3 » [17].

2.2. Эссенциальные и второстепенные тяжелые металлы

Что касается их роли в биологических системах, тяжелые металлы классифицируются как эссенциальные и второстепенные. Эссенциальные тяжелые металлы важны для живых организмов и могут быть необходимы организму в довольно низких концентрациях.Несущественные тяжелые металлы не играют известной биологической роли в живых организмах. Примерами незаменимых тяжелых металлов являются Mn, Fe, Cu и Zn, в то время как тяжелые металлы Cd, Pb и Hg токсичны и считаются биологически несущественными [18–21]. Тяжелые металлы Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn и Mo являются микроэлементами или микроэлементами для растений. Они необходимы для роста и стрессоустойчивости, а также для биосинтеза и функционирования различных биомолекул, таких как углеводы, хлорофилл, нуклеиновые кислоты, химические вещества для роста и вторичные метаболиты [22].Дефицит или избыток незаменимого тяжелого металла приводит к заболеваниям или ненормальным состояниям. Однако списки незаменимых тяжелых металлов могут различаться для разных групп организмов, таких как растения, животные и микроорганизмы. Это означает, что тяжелый металл может быть необходим для данной группы организмов, но не является необходимым для другой. Взаимодействия тяжелых металлов с различными группами организмов весьма сложны [23].

2.3. Экологически значимые Наиболее опасные ТМ и металлоиды

Тяжелые металлы относятся к числу наиболее изученных загрязнителей окружающей среды.Почти любой тяжелый металл и металлоид могут быть потенциально токсичными для биоты в зависимости от дозы и продолжительности воздействия. Многие элементы относятся к категории тяжелых металлов, но некоторые имеют отношение к окружающей среде. Список экологически значимых наиболее токсичных тяжелых металлов и металлоидов содержит Cr, Ni, Cu, Zn, Cd, Pb, Hg и As [24]. Наиболее распространенными в окружающей среде загрязнителями из тяжелых металлов являются Cr, Mn, Ni, Cu, Zn, Cd и Pb [25]. В 2009 году Китай предложил четыре металла, т.е.e., Cr, Cd, Pb, Hg и металлоид As как наиболее приоритетные загрязняющие вещества для контроля в «12 th 5-летнем плане комплексного предотвращения и контроля загрязнения тяжелыми металлами» [26]. Некоторые другие тяжелые металлы также опасны для живых организмов в зависимости от дозы и продолжительности воздействия. Например, Мансури и др. [27] обнаружили, что Ag более токсичен для пресноводных рыб, чем Hg.

2.4. Источники тяжелых металлов в окружающей среде

Источники тяжелых металлов в окружающей среде могут быть как природными/геогенными/литогенными, так и антропогенными.Естественные или геологические источники тяжелых металлов в окружающей среде включают выветривание металлосодержащих пород и извержения вулканов. Глобальные тенденции индустриализации и урбанизации на Земле привели к увеличению антропогенной доли тяжелых металлов в окружающей среде [28]. К антропогенным источникам поступления тяжелых металлов в окружающую среду относятся горнодобывающая и промышленно-сельскохозяйственная деятельность. Эти металлы (тяжелые металлы) выделяются при добыче и извлечении различных элементов из соответствующих руд.Тяжелые металлы, выбрасываемые в атмосферу во время добычи полезных ископаемых, плавки и других промышленных процессов, возвращаются в землю в виде сухих и влажных отложений. Сброс сточных вод, таких как промышленные стоки и бытовые сточные воды, увеличивает содержание тяжелых металлов в окружающей среде. Применение химических удобрений и сжигание ископаемого топлива также способствуют антропогенному поступлению тяжелых металлов в окружающую среду. Что касается содержания тяжелых металлов в коммерческих химических удобрениях, то особое значение имеют фосфорные удобрения.

Как правило, фосфорные удобрения производятся из фосфатной породы (PR) путем подкисления. При подкислении простого суперфосфата (SSP) используется серная кислота, а при подкислении тройного суперфосфата (TSP) – фосфорная кислота [29]. Конечный продукт содержит все тяжелые металлы, присутствующие в составе фосфатной породы [30]. Коммерческие неорганические удобрения, особенно фосфатные, потенциально могут способствовать глобальному переносу тяжелых металлов [31].Тяжелые металлы, добавляемые в сельскохозяйственные почвы с неорганическими удобрениями, могут попадать в грунтовые воды и загрязнять их [29]. Фосфорные удобрения особенно богаты токсичными тяжелыми металлами. Два основных пути переноса токсичных тяжелых металлов из фосфорных удобрений в организм человека показаны ниже [29]: (i) Фосфорная порода ⟶ удобрение ⟶ почва ⟶растение ⟶пища ⟶ тело человека тело человека

Сжигание ископаемого топлива в промышленности, домах и на транспорте является антропогенным источником тяжелых металлов.Автомобильный транспорт является одним из основных антропогенных источников тяжелых металлов, таких как Cr, Zn, Cd и Pb [32]. Сообщалось о более высоких концентрациях тяжелых металлов, важных для окружающей среды, в почве и растениях вдоль дорог в городских и городских районах. Что касается антропогенных источников тяжелых металлов, большое значение имеют выбросы от сжигания угля и других процессов горения [5]. При сжигании угля Cd, Pb и As частично летучи, а Hg полностью летучи. В Китае сжигание угля является одним из основных источников выбросов в атмосферу опасных микроэлементов [33].В таблице 1 перечислены некоторые важные для окружающей среды данные по восьми ключевым опасным микроэлементам (ВТЭ), представляющим первостепенную опасность для окружающей среды, в китайских углях.

8217,8 +

Элемент Моделированное среднее конц. (М.д.) Выбросы от использования угля в Китае в 2007 году (т)

Кр 30.37
Ni 17.44 2308.4
Cd 0,61 245,4
Pb 23,04 12547,0
Hg 0,20 305,9
В 5,78 2205.5
Se 3,66 2353,0
Sb 2,01 546,7

антропогенные источники Cr включают гальванические производства, кожаные кожевенное производство, текстильную промышленность, и сталелитейную промышленность [34] .Во всем мире около 50 000   т/год Cr может выбрасываться при сжигании угля, сжигании древесины и сжигании мусора [5]. Удобрения также обычно содержат значительные количества Cr [35]. Во всем мире около 60 000 т никеля в год может быть получено при сжигании угля; большая его часть остается в золе [5]. Естественными источниками Cd в окружающей среде являются вулканическая деятельность и выветривание горных пород, тогда как антропогенным источником является добыча цветных металлов, особенно переработка Pb-Zn руд [36]. Во всем мире около 7000 т/год Cd может выбрасываться при сжигании угля, и сжигание осадка сточных вод также является источником Cd [5].Антропогенное увеличение концентрации Cd также связано с чрезмерным применением химических удобрений [37]. P-содержащие удобрения содержат Cd в качестве загрязнителя в концентрациях от следовых количеств до 300 ppm в пересчете на сухую массу и, следовательно, могут быть основным источником поступления этого металла в сельскохозяйственные системы [38]. Pb попадает в окружающую среду из различных источников, включая кислотные батареи, старые водопроводные системы и свинцовые дроби, используемые для охоты на диких птиц. Сжигание этилированного бензина также является источником Pb в окружающей среде.Хотя использование тетраэтилсвинца в качестве антидетонатора в бензине запрещено, он все еще используется в некоторых развивающихся регионах мира.

3. Загрязнение природных вод, донных отложений и почв тяжелыми металлами

Токсичные микроэлементы представляют серьезную угрозу как водным, так и наземным экосистемам [39]. После выброса как из природных, так и из антропогенных источников тяжелые металлы загрязняют естественные водоемы, отложения и почвы. Тяжелые металлы, выбрасываемые в атмосферу при извержениях вулканов и различных промышленных выбросах, также в конечном итоге возвращаются на землю и вызывают загрязнение вод и почв.Поскольку тяжелые металлы устойчивы в окружающей среде, они либо накапливаются в биоте, либо вымываются в грунтовые воды. Загрязнение биоты и подземных вод потенциально токсичными тяжелыми металлами имеет важные последствия для здоровья человека. Важно оценить степень загрязнения тяжелыми металлами речных экосистем, исследуя концентрации этих элементов и их распределение [40]. На рис. 1 представлена ​​концептуальная схема загрязнения водной (речной) экосистемы тяжелыми металлами.Различные физико-химические и климатические факторы влияют на общую динамику и биогеохимический круговорот тяжелых металлов в окружающей среде.


3.1. Вода

Говорят, что вода является «жизненной силой биосферы». Поскольку вода является универсальным растворителем, она растворяет различные органические и неорганические химические вещества и загрязнители окружающей среды. Водные экосистемы, как пресноводные, так и морские, уязвимы к загрязнению. Загрязнение водных ресурсов тяжелыми металлами является острой экологической проблемой, негативно влияющей на растения, животных и здоровье человека [41].Тяжелые металлы чрезвычайно токсичны для водных организмов даже при очень низких концентрациях [42]. Эти элементы могут вызывать значительные гистопатологические изменения в тканях водных организмов, таких как рыбы [43]. Водные экосистемы загрязняются тяжелыми металлами из разных источников. Одним из источников тяжелых металлов в водных экосистемах являются стоки горнодобывающих предприятий [44]. Другими источниками загрязнения воды тяжелыми металлами являются различные промышленные, бытовые и сельскохозяйственные стоки.Сброс промышленных стоков без очистки в водные объекты является основным источником загрязнения поверхностных и подземных вод [45]. Загрязнение водоемов тяжелыми металлами является мировой проблемой из-за стойкости в окружающей среде, биоаккумуляции и биомагнификации в пищевых цепях и токсичности этих элементов [46].

3.2. Отложения

Загрязнение донных отложений тяжелыми металлами является экологически важной проблемой с последствиями для водных организмов и здоровья человека.Осадки выступают в качестве основного резервуара металлов в водной среде. Их качество может свидетельствовать о состоянии загрязнения воды [47]. Осадки служат как поглотителем, так и источником тяжелых металлов, выбрасывая их в толщу воды [48]. Продолжающееся отложение тяжелых металлов в отложениях также может привести к загрязнению этими загрязняющими веществами подземных вод [49]. На адсорбцию, десорбцию и последующие концентрации тяжелых металлов в осадках влияет множество физико-химических факторов, таких как температура, гидродинамические условия, окислительно-восстановительное состояние, содержание органического вещества и микробов, соленость и размер частиц [50].На распределение тяжелых металлов в осадках влияет химический состав осадков, размер зерен и содержание общего органического вещества (ОВ) [51]. Важным фактором, определяющим биодоступность металлов в отложениях, является рН. Понижение рН усиливает конкуренцию между ионами металлов и Н + за места связывания в осадках и может приводить к растворению комплексов металлов с высвобождением свободных ионов металлов в толщу воды [52]. Более высокие концентрации токсичных тяжелых металлов в речных отложениях могут представлять экологический риск для бентоса (донных организмов) [53].

3.3. Почвы

Тяжелые металлы и металлоиды поступают в почвы из материнского материала (литогенный источник) и различных антропогенных источников [54]. Факторами, влияющими на наличие и распределение тяжелых металлов в почвах, являются состав материнской породы, степень выветривания, физико-химические и биологические характеристики почвенно-климатических условий [55]. Сообщалось о значительном обогащении тяжелыми металлами почв, получающих больше удобрений и фунгицидов Cu, по сравнению с целинными почвами и почвами, получающими низкие поступления [56].В городских районах почвы могут быть загрязнены тяжелыми металлами в результате интенсивного движения автотранспорта по дорогам. Образцы почвы в городских районах имеют повышенные концентрации Pb, из которых 45–85% являются биодоступными [57]. Биодоступность тяжелых металлов в почвах очень важна для их поведения в окружающей среде и для их поглощения растениями. Различные тяжелые металлы имеют разную биодоступность в почвах, и эта биодоступность зависит от состава металлов и различных физико-химических свойств почв.

4. Тяжелые металлы как опасные материалы

Тяжелые металлы считаются опасными химическими веществами в окружающей среде. Заменимые тяжелые металлы токсичны для растений, животных и человека при очень низких концентрациях. Даже основные тяжелые металлы также вызывают неблагоприятные последствия для здоровья при высоких концентрациях [58]. Процедуры, разработанные для идентификации опасности химических загрязнителей в водной среде, учитывают три характерных признака: стойкость, биоаккумуляцию и токсичность (рис. 2).Более опасны токсические вещества, которые являются стойкими и способными к биоаккумуляции [59].


Токсичность относится к свойству химического вещества влиять на выживание, рост и размножение организма. Сообщалось, что некоторые тяжелые металлы являются канцерогенными, мутагенными и/или тератогенными для различных видов животных в зависимости от дозы и продолжительности воздействия. Тяжелые металлы влияют как на дикую природу, так и на здоровье человека. Некоторые виды более чувствительны к тяжелым металлам, чем другие. Механизмы действия тяжелых металлов на разные органы, ткани и системы у разных организмов очень сложны, и до сих пор некоторые из них до конца не изучены.Было обнаружено, что воздействие Cd на двустворчатого моллюска Anodonta anatina влияет на карбоангидразу (CA) в его тканях, фермент, играющий роль в осморегуляции и метаболизме Ca [60]. Cd считается одним из факторов, вероятно, ответственных за сокращение популяций пресноводных мидий из-за его высокой токсичности, потенциала биоаккумуляции и передачи по пищевым цепям [61].

5. Трофический перенос тяжелых металлов

Поскольку тяжелые металлы устойчивы в окружающей среде, они накапливаются в живых организмах и переходят с одного трофического уровня на другой по пищевым цепям.Степень накопления тяжелых металлов в биоте зависит от скорости их накопления и скорости выведения из организма. Таким образом, разные тяжелые металлы имеют разные периоды полураспада у разных видов.

Тяжелые металлы могут поступать в организм организма непосредственно из абиотической среды, т. е. воды, отложений и почвы, или могут попадать в организм с пищей/добычей. Например, тяжелые металлы могут попадать в организм рыбы непосредственно из воды или отложений через жабры/кожу рыбы или из корма/добычи рыбы через ее пищеварительный канал.Концентрация тяжелого металла может увеличиваться или уменьшаться на последовательных трофических уровнях пищевой цепи. Удержание тяжелых металлов в организме зависит от многих факторов, таких как вид соответствующего металла и физиологические механизмы, выработанные организмом для регуляции, гомеостаза и детоксикации тяжелых металлов. Метилированные формы тяжелых металлов, такие как Hg, накапливаются в биоте в большей степени и поэтому биомагнифицируются в пищевых цепях благодаря своей липофильности.Некоторые растения способны процветать в среде обитания, богатой металлами, и называются металлофитами. Эти особые растения выработали особые механизмы для борьбы с более высокими концентрациями тяжелых металлов в почве и делятся на три категории: исключающие, индикаторные и гипераккумуляторы. Определенные термины используются для описания трофического переноса тяжелых металлов (рис. 3) (подробнее см. [62]).


6. Перенос тяжелых металлов из почвы в растения

Перенос тяжелых металлов из почвы в растения является очень важным этапом трофического переноса таких металлов в пищевых цепях.Эти металлы поглощаются растениями из загрязненной почвы и в дальнейшем по пищевой цепи передаются растительноядным животным [63]. Что касается загрязнения пищевой цепи человека, то загрязнение сельскохозяйственных культур, таких как зерновые и овощи, является очень серьезной проблемой. Потребление злаков, загрязненных токсичными тяжелыми металлами, может представлять опасность для здоровья человека [64]. Сообщалось о более высоких концентрациях тяжелых металлов в овощах, выращенных с использованием сточных вод, по сравнению с овощами, выращенными с использованием грунтовых вод.Кроме того, более высокие концентрации этих металлов были обнаружены в листовых овощах по сравнению с другими видами овощей, такими как луковицы и клубни [65].

7. Количественная оценка трофического переноса тяжелых металлов

Определенные термины использовались для количественной оценки степени или степени накопления тяжелых металлов в биоте. Некоторыми из этих количественных терминов являются коэффициент биоконцентрации (BCF), коэффициент биоаккумуляции (BAF), коэффициент биоаккумуляции (BAC) и т. д. Некоторые из этих терминов обсуждаются ниже.

7.1. Коэффициент биоконцентрации (BCF)

BCF показывает степень обогащения организма тяжелыми металлами по сравнению с его средой обитания. Он определяется как «отношение концентрации тяжелого металла в ткани организма к его концентрации в абиотической среде (воде и отложениях)». Его рассчитывают по уравнению: где – концентрация металла в ткани организма, – концентрация металла в абиотической среде.

Некоторые авторы используют альтернативные термины коэффициент переноса (TF), коэффициент переноса металлов (MTF), коэффициент накопления (AF), коэффициент биоаккумуляции (BAF) и коэффициент накопления биоты и отложений (BSAF) и рассчитывают их соответствующим образом.Однако все эти показатели показывают величину накопления тяжелого металла в организме по отношению к той среде, в которой он растет/живет.

7.2. Коэффициент биоаккумуляции (BAC)

BAC рассчитывается по следующей формуле [66]: где – концентрация металла в растении, – концентрация металла в почве.

Очевидно, что значения КБК, БАФ, БАЦ и т.д. зависят от концентрации тяжелого металла в организме и в рассматриваемой окружающей среде.Поскольку значения этих индексов находятся в обратной зависимости от концентрации металлов в окружающей среде (воде, донных отложениях и почве), значения этих индексов следует использовать с осторожностью для оценки загрязнения биоты тяжелыми металлами. Например, значение КБК для тяжелого металла в мышцах рыбы, обитающей в менее загрязненной воде, может быть выше, чем у рыбы, обитающей в более загрязненной воде, просто из-за более низкой концентрации металла в среде обитания первой рыбы.Сообщалось, что значения коэффициента биоконцентрации (BCF) семи типичных тяжелых металлов в зерне сельскохозяйственных культур снижались экспоненциально со средними концентрациями металлов в почве [67].

8. Бионакопление тяжелых металлов в биоте

Поскольку тяжелые металлы устойчивы в окружающей среде, они попадают из окружающей среды в организмы и накапливаются в них. Как упоминалось ранее, поглощение и биоаккумуляция тяжелых металлов в биоте зависят от нескольких факторов. Например, поглощение тяжелых металлов растениями зависит от биодоступности металла в почве, которая, в свою очередь, зависит от нескольких факторов, таких как состав металлов, рН и содержание органических веществ в почве.Металлы, которые более биодоступны в почве, могут легче накапливаться в растениях и, таким образом, иметь больший потенциал биоаккумуляции. Оценка биоаккумуляции тяжелых металлов в растениях может быть использована для оценки биодоступности металлов в почве. Такая оценка также может быть использована для определения состояния загрязнения окружающей среды. Сообщалось, что растения кажутся более чувствительными к изменениям окружающей среды, чем почвы [68]. Различные виды растений были предложены в качестве биоиндикаторов загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами.Различные виды животных также были предложены в качестве биоиндикаторов загрязнения тяжелыми металлами. Например, финиковая мидия ( Lithophaga lithophaga ) была предложена в качестве надежного биоиндикатора загрязнения морской среды [69].

Биоаккумуляция тяжелых металлов в биоте важна с точки зрения окружающей среды, экологии и здоровья человека и имеет важные последствия для дикой природы и здоровья человека. Загрязнение водных и наземных пищевых цепей потенциально токсичными тяжелыми металлами представляет угрозу для здоровья организмов-потребителей, включая человека.В водных экосистемах организмы одновременно подвергаются воздействию разных металлов, которые могут иметь аддитивные, синергетические или антагонистические взаимодействия [70]. Тема биоаккумуляции тяжелых металлов в биоте очень обширна. Здесь обсуждение темы будет ограничено биоаккумуляцией тяжелых металлов в рыбе и рисе, которые служат основными пищевыми источниками воздействия тяжелых металлов на население в целом. Кроме того, будет также обсуждаться биоаккумуляция тяжелых металлов в сигаретном табаке, поскольку табачный дым действует как дополнительный источник воздействия тяжелых металлов на курящую человеческую популяцию.

9. Биоаккумуляция тяжелых металлов в пресноводной рыбе

Водная биота подвергается воздействию тяжелых металлов через различные пути, такие как вода, отложения и пища [71]. Пресноводная рыба подвергается воздействию различных токсичных тяжелых металлов, попадающих в пресноводные водоемы из различных природных и антропогенных источников. Загрязнение рыбы тяжелыми металлами стало важной глобальной проблемой, поскольку оно представляет угрозу для рыбы и представляет риск для здоровья потребителей рыбы [72]. Очень важна оценка биоаккумуляции тяжелых металлов в видах рыб различных водных местообитаний [73].Оценка уровней тяжелых металлов в тканях рыб необходима для управления водными экосистемами и потребления рыбы человеком [74]. Рыба имеет высокий уровень ненасыщенных жирных кислот и низкий уровень холестерина. Они являются важным источником белков [75]. Использование съедобной рыбы в рационе человека полезно и поэтому рекомендуется для сбалансированного питания. Однако загрязнение рыбы токсичными тяжелыми металлами считается риском для здоровья человека и вызывает опасения по поводу их потребления, особенно среди более чувствительных групп населения, таких как женщины, дети и люди, подверженные риску заболеваний по другим причинам.

Биоаккумуляция тяжелых металлов в пресноводной рыбе зависит от различных факторов, как характеристик рыбы, так и факторов внешней среды. Факторы, связанные с рыбой, включают возраст рыбы, размер (вес и длину), характер питания и физиологию тела, а факторы внешней среды включают концентрацию и биодоступность металлов в толще воды, физико-химические свойства воды и другие климатические факторы. Степень накопления тяжелых металлов в разных тканях рыб в целом различна в зависимости от строения и функции тканей.Как правило, метаболически активные ткани, такие как жабры, печень и почки, имеют более высокие накопления тяжелых металлов, чем другие ткани, такие как кожа и мышцы. Сравнительно более высокое накопление тяжелых металлов в метаболически активных тканях рыб обычно объясняется индукцией/появлением металлсвязывающих белков, называемых металлотионеинами (МТ), в этих тканях при воздействии тяжелых металлов. Было обнаружено, что жабры рыб являются тканью-мишенью для накопления и выведения тяжелых металлов, таких как Ni [76].Хотя мышцы рыб являются тканью с плохим накоплением тяжелых металлов [77], они важны с точки зрения потребления человеком. Биоаккумуляция микроэлементов в мышцах рыб, как правило, видоспецифична [78]. В большинстве исследований биоаккумуляции тяжелых металлов в рыбе изучались концентрации металлов в мышцах рыб, поскольку эта ткань съедобна и имеет наибольшее значение для здоровья человека.

Биоаккумуляция токсичных тяжелых металлов в пресноводной рыбе имеет важные экологические, экологические и социальные последствия; это имеет значение для людей и других рыб, питающихся плотоядными дикими животными [79–83].Тяжелые металлы, содержащиеся в воде, содержатся в рыбе и попадают в организм человека через пищевую цепь и, следовательно, оказывают влияние на здоровье человека [84]. Кроме того, токсичные тяжелые металлы также влияют на здоровье и самочувствие рыб. Сообщалось, что загрязнение реки сточными водами, содержащими тяжелые металлы, вызывало стресс у пресноводных рыб Channa punctatus , делая их слабыми и более уязвимыми к болезням [85]. Загрязнение тяжелыми металлами рассматривается как одна из возможных причин сокращения популяций пресноводных рыб и других водных видов в пресноводных экосистемах.Сообщалось, что возросшее загрязнение реки Инд в Пакистане привело к сокращению количества и разнообразия пресноводных рыб и других водных видов в этой реке [86].

10. Биоаккумуляция тяжелых металлов в рисе (
Oryza sativa )

Рис является очень важным продуктом питания человека и основным продуктом питания в азиатских странах, особенно в Южной Азии и Китае. Загрязнение рисовых полей токсичными тяжелыми металлами приводит к биоаккумуляции этих элементов в растениях риса.Перенос тяжелых металлов из корней риса в стебли, листья и зерна риса представляет опасность для здоровья человека. Урожай риса особенно чувствителен к загрязнению тяжелыми металлами, потому что он нуждается в воде в течение большей части периода своего роста. Микроэлементы Cd, Pb, Hg и As широко распространены в окружающей среде и оказывают вредное воздействие на здоровье человека. Что касается их присутствия в рисе как проблемы общественного здравоохранения, As находится на первом месте, за ним следует Cd [87]. Сообщается, что потребление человеком Cd является самым высоким при потреблении риса [88].Загрязнение риса токсичными тяжелыми металлами особенно опасно для здоровья в развивающихся странах [89].

Орошение сельскохозяйственных почв сточными водами является широко распространенной практикой в ​​развивающихся странах, что приводит к повышенному поглощению металлов сельскохозяйственными культурами. Повышенные уровни тяжелых металлов в сельскохозяйственных культурах влияют на качество продуктов питания и представляют опасность для здоровья потребителей [90]. Применение фосфорных удобрений, богатых Cd, также может привести к загрязнению Cd рисовых полей [91]. Для населения в целом потребление риса может быть потенциальным источником воздействия токсичных тяжелых металлов, особенно Cd, ​​Pb и As [92].Длительное потребление риса, выращенного на загрязненных территориях, может представлять потенциальную опасность для здоровья потребителей [93]. Предпринимаются усилия, чтобы свести к минимуму поглощение через корни и перемещение в зернах токсичных тяжелых металлов, особенно Cd в рисе. Для достижения этой цели используется генная инженерия, и для решения этой задачи были разработаны некоторые трансгенные сорта риса.

11. Биоаккумуляция тяжелых металлов в табаке (
Nicotiana tabacum )

Биоаккумуляция токсичных тяжелых металлов в сигаретном табаке представляет собой проблему для здоровья человека, поскольку листья табака используются для изготовления сигарет.Растения табака естественным образом накапливают относительно высокие концентрации тяжелых металлов в своих листьях, а биоаккумуляция металлов в листьях табака зависит от географического происхождения растений табака [94]. Урожай табака выращивают с применением технических неорганических удобрений, особенно фосфорных, которые содержат значительные концентрации некоторых токсичных тяжелых металлов. Во время роста поглощение тяжелых металлов корнями табака значительно, и они переносятся из почвы в листья.При курении сигарет часть тяжелых металлов вдыхается вместе с дымом и таким образом достигает легких курильщика. Табачный дым, как основной, так и побочный, является важным источником воздействия металлов на окружающую среду. Пассивное курение вносит важный вклад в воздействие Pb на детей [95]. Тяжелые металлы, вдыхаемые при курении табака, легко всасываются в организм из легких и попадают в кровь, откуда могут попасть в другие части тела. Сообщалось о более высоких уровнях токсичных тяжелых металлов в крови курильщиков сигарет по сравнению с некурящими.

Как утверждают Dissanayake и Chandrajith [29], применение неорганических удобрений в сельском хозяйстве, к сожалению, стало «необходимым злом». Поскольку коммерческие химические удобрения обычно недостаточно очищаются в процессе производства, они обычно содержат в качестве примесей тяжелые металлы [96]. Большая часть фосфорных удобрений в мире коммерчески производится из фосфатных пород, содержащих минерал апатит [Ca 5 (PO 4 ) 3 OH,F,Cl].В силу своей геолого-минералогической природы фосфатные породы содержат различные экологически опасные элементы, в том числе Cr, Cd, Pb, Hg, As и U. Внесение химических удобрений приводит к повышению концентрации этих потенциально токсичных тяжелых металлов в сельскохозяйственных почвах [97]. ]. Сообщается о высокой корреляции между концентрациями металлов, т. е. Cr, Ni, Cd и Pb, и содержанием фосфатов в удобрениях [98]. Исследование концентраций Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Sn, Cd, Pb и As в табачных изделиях в Великобритании пришло к выводу, что чрезмерное применение фосфорных/нитратных удобрений является наиболее вероятной причиной их переноса в табачные изделия. продукты [99].Однако Божинова [100] сообщила об ограниченном влиянии применения фосфорных удобрений на накопление Ni, Cu, Cd и Pb в почве и растениях табака. Таким образом, добавление токсичных тяжелых металлов в результате длительного внесения фосфорных удобрений в сельскохозяйственные почвы и их последующая передача в пищевую цепь человека вызывает серьезную озабоченность в отношении здоровья человека, особенно в случае низкокачественных фосфорных удобрений. с повышенным содержанием тяжелых металлов.

12.Воздействие тяжелых металлов на человека

Люди подвергаются воздействию токсичных тяжелых металлов в окружающей среде различными путями, включая проглатывание, вдыхание и абсорбцию через кожу. Люди больше подвержены воздействию токсичных металлов в развивающихся странах [101]. Как правило, люди не осведомлены и не знают о воздействии тяжелых металлов и его последствиях для здоровья человека, особенно в развивающихся странах [102]. Люди могут подвергаться воздействию тяжелых металлов на рабочем месте и в окружающей среде.Воздействие на человека токсичных химических веществ на рабочем месте называется профессиональным воздействием, а воздействие таких химических веществ в окружающей среде называется непрофессиональным воздействием или воздействием окружающей среды. Рабочие подвергаются воздействию тяжелых металлов при добыче полезных ископаемых и промышленных предприятиях, где они могут вдыхать пыль и металлические частицы, содержащие твердые частицы. Люди, добывающие золото в процессе амальгамации, подвергаются воздействию паров ртути. Сообщалось, что у сварщиков с продолжительным профессиональным воздействием сварочного дыма уровни тяжелых металлов Cr, Ni, Cd и Pb в крови были значительно выше, чем у контрольной группы, и у них наблюдался повышенный окислительный стресс [103].Курение сигарет также является основным источником воздействия на человека Cd [104] и других токсичных тяжелых металлов, содержащихся в листьях табака.

Поступление тяжелых металлов с пищей и питьевой водой является основным источником воздействия на население в целом. Индустриализация, урбанизация и быстрое экономическое развитие во всем мире привели к интенсификации промышленной и сельскохозяйственной деятельности. Такая деятельность может привести к загрязнению воды, воздуха и почвы токсичными тяжелыми металлами.Выращивание пищевых продуктов для человека в среде, загрязненной тяжелыми металлами, приводит к биоаккумуляции этих элементов в пищевых цепях человека, откуда эти элементы в конечном итоге попадают в организм человека.

13. Биоаккумуляция и биомагнификация тяжелых металлов в пищевых цепях человека

Человек всеяден. Они могут подвергаться воздействию токсичных тяжелых металлов через различные продукты питания, такие как рыба, крупы и овощи. Загрязнение тяжелыми металлами пресноводных водоемов, таких как реки, озера и ручьи, приводит к биоаккумуляции этих элементов в пресноводной рыбе, а такое загрязнение сельскохозяйственных угодий приводит к биоаккумуляции этих элементов в сельскохозяйственных культурах.Загрязнение пищевых цепей человека токсичными тяжелыми металлами представляет угрозу для здоровья человека. Некоторые примеры из двадцатого века показали, что такое загрязнение представляет собой серьезную проблему для здоровья человека. Болезнь Минамата (MD) и болезнь itai-itai в Японии были вызваны потреблением рыбы, загрязненной Hg, и риса, загрязненного Cd, ​​соответственно. На рис. 4 показан перенос тяжелых металлов от зараженной рыбы к человеку.


Хотя биомагнификация тяжелых металлов является спорным вопросом в экотоксикологии металлов, многочисленные исследования сообщают о биомагнификации тяжелых металлов в определенных пищевых цепях.В случае биомагнификации этих металлов в пищевых цепях организмы, находящиеся на более высоких трофических уровнях в пищевых цепях, подвергаются большему риску. Более высокие концентрации микроэлементов в организмах более высоких трофических уровней в результате биомагнификации могут представлять опасность для здоровья этих организмов или их потребителей-людей [105]. Для защиты здоровья человека от вредного воздействия токсичных тяжелых металлов следует постоянно контролировать пищевые цепи человека на предмет биоаккумуляции и биомагнификации тяжелых металлов.Однако следует отдавать предпочтение неразрушающим методам отбора проб и использованию экологических биомаркеров, чтобы избежать потери биоты из-за анализа. Кроме того, во избежание загрязнения пищевых цепочек тяжелыми металлами неочищенные городские и промышленные сточные воды не должны сбрасываться в естественные экосистемы, такие как реки и сельскохозяйственные угодья [106].

14. Токсичность тяжелых металлов

Хотя некоторые тяжелые металлы, называемые незаменимыми тяжелыми металлами, играют важную роль в биологических системах, они обычно токсичны для живых организмов в зависимости от дозы и продолжительности воздействия.В токсикологии хорошо известен факт, что «излишество во всем плохо». Неэссенциальные тяжелые металлы (Cd, Pb и Hg) и металлоиды (As и др.) могут быть токсичными даже при очень низких концентрациях. Основные тяжелые металлы необходимы в организме в следовых количествах, но становятся токсичными при превышении определенных пределов или пороговых концентраций. Для некоторых элементов окно эссенциальности и токсичности является узким. Сообщалось, что тяжелые металлы обладают канцерогенным, мутагенным и тератогенным действием. Они вызывают образование активных форм кислорода (АФК) и, таким образом, вызывают окислительный стресс.Окислительный стресс в организме приводит к развитию различных заболеваний и аномальных состояний. Тяжелые металлы также действуют как метаболические яды. Токсичность тяжелых металлов в первую очередь связана с их реакцией с сульфгидрильными (SH) ферментными системами и последующим их ингибированием, например, тех ферментов, которые участвуют в выработке клеточной энергии [16]. На рис. 5 показана реакция тяжелого металла (М) с глутатионом (GSH), важным антиоксидантом в организме. Здесь металл замещает атомы H из SH-групп на двух соседних молекулах глутатиона.Участие двух молекул глутатиона в образовании прочной связи с металлом дезактивирует их для дальнейших реакций:


15. Влияние токсичных тяжелых металлов на здоровье человека

Тяжелые металлы Cd, Pb, Hg и As истощают основные антиоксиданты клеток, особенно антиоксиданты и ферменты, имеющие тиоловую группу (—SH). Такие металлы могут увеличить образование активных форм кислорода (АФК), таких как гидроксильный радикал (HO˙), супероксидный радикал (O 2 ˙ ) и перекись водорода (H 2 O 2 ).Повышенное образование АФК может разрушить врожденную антиоксидантную защиту клеток и привести к состоянию, называемому «окислительный стресс» [108]. Тяжелые металлы, включая Cd, Pb и Hg, нефротоксичны, особенно в коре почек [109]. Химическая форма тяжелых металлов важна для токсичности. Токсичность ртути во многом зависит от состава Hg [110]. Относительно более высокие концентрации токсичных тяжелых металлов, то есть Cr, Cd и Pb, и относительно более низкие концентрации элемента-антиоксиданта Se были обнаружены у пациентов с раком и диабетом по сравнению с таковыми у здоровых людей в городе Лахор, Пакистан [111]. .

16. Мониторинг и анализ тяжелых металлов в окружающей среде

Мониторинг и анализ концентраций тяжелых металлов в окружающей среде необходимы для оценки и контроля загрязнения [112]. Следует регулярно контролировать уровни/концентрации потенциально токсичных металлов и металлоидов в различных средах окружающей среды, таких как вода, отложения и почвы, а также в местной биоте. Такой анализ окружающей среды предоставит полезную информацию о распределении, основных источниках и судьбе этих элементов в окружающей среде и их биоаккумуляции в пищевых цепях.Такой анализ также используется для оценки риска, который эти элементы представляют для дикой природы и здоровья человека.

17. Использование биоиндикаторов и биомаркеров для оценки загрязнения тяжелыми металлами

Что касается использования биоиндикаторов для мониторинга и оценки загрязнения тяжелыми металлами, Морган [113] резюмирует, что «более содержательная оценка воздействия загрязнения металлами может полученные путем измерения концентрации металлов в отдельных видах местной биоты». Различные виды растений и животных использовались в качестве биологических индикаторов или биоиндикаторов для оценки и мониторинга загрязнения тяжелыми металлами и загрязнения окружающей среды.Различные экологические биомаркеры также используются для оценки и мониторинга загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами.

18. Характер и объем исследований тяжелых металлов в окружающей среде

Экологические исследования различных аспектов тяжелых металлов и металлоидов носят междисциплинарный характер и требуют базовых знаний в области химии окружающей среды, экотоксикологии и экологии. Анализ ксенобиотиков, таких как токсичные тяжелые металлы, в пищевых цепях является важной областью исследований и имеет экологическое, экологическое и экономическое значение.Он имеет возможности для общественного здравоохранения. Такие исследования включают водную химию, которая имеет значение для общественного здравоохранения, как заметил Джонстон [114]: «водная химия является фундаментальным элементом общественного здравоохранения». Данные о биоаккумуляции токсичных тяжелых металлов в различных биотах, таких как рыба и рис, могут быть использованы для оценки риска для здоровья населения в целом.

19. Выводы и рекомендации

Тяжелые металлы и металлоиды являются повсеместными загрязнителями окружающей среды как в водных, так и в наземных экосистемах.Опасность химического вещества для окружающей среды зависит от его стойкости в окружающей среде, токсичности и способности к биоаккумуляции. Токсичные экологические химические вещества, которые являются стойкими и способными к биоаккумуляции, более опасны. Тяжелые металлы считаются опасными из-за этих трех характеристик: стойкости, биоаккумуляции и токсичности (PBT). Наиболее опасные для окружающей среды тяжелые металлы и металлоиды включают Cr, Ni, Cu, Zn, Cd, Pb, Hg и As. Трофический перенос этих элементов в водных и наземных пищевых цепях/сетях имеет важные последствия для дикой природы и здоровья человека.Очень важно оценивать и контролировать концентрации потенциально токсичных тяжелых металлов и металлоидов в различных сегментах окружающей среды, а также в резидентной биоте. Всестороннее изучение химии окружающей среды и экотоксикологии опасных тяжелых металлов и металлоидов показывает, что необходимо предпринять шаги для сведения к минимуму воздействия этих элементов на здоровье человека и окружающую среду. Даны следующие рекомендации: (i) Фоновые концентрации тяжелых металлов и металлоидов должны документироваться в различных экологических средах по всему миру для последующего использования в качестве эталона.(ii) Уровни потенциально токсичных тяжелых металлов и металлоидов в воде, отложениях, почвах и местной биоте должны регулярно оцениваться и контролироваться. (iii) Следует проводить регулярные исследования для регистрации ежедневного потребления пресноводной рыбы и других продуктов питания, таких как рис, местным населением во всем мире.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.