POLUAREA CU METALE GRELE

Παρουσίαση με θέμα: "POLUAREA CU METALE GRELE"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 POLUAREA CU METALE GRELE
Profesor coordonator: Profesor universitar doctor: JIPA SILVIU Masterand: DOBRESCU FRAGUTA Anul universitar :

2 Omul a început sa înţeleagă mai ales in ultimele decenii ca progresul societăţii umane s-a transformat treptat in instrument de distrugere, cu efecte dezastruoase asupra naturii. Odată cu apariţia civilizaţiei umane a apărut si intervenţia brutala a omului prin exploatarea neraţionala a naturii si alterarea mediului prin poluarea produsa de activitatile industriale, agricole, menajere. Contribuţia cea mai însemnată la producerea schimbărilor climatice o are sectorul energetic. Poluarea atmosferei cu pulberi in suspensie are multe surse. In primul rând, industriile metalurgica si siderurgica care eliberează in atmosfera cantităţi însemnate de pulberi, apoi centralele termice pe combustibili solizi, fabricile de ciment, transporturile rutiere, haldele si depozitele de steril, etc. Natura acestor pulberi este foarte diversificata. Ele conţin fie oxizi de fier, in cazul pulberilor din jurul combinatelor siderurgice, fie metale grele (plumb, cadmiu, mangan, crom), in cazul întreprinderilor de metale neferoase, sau alte noxe.

3 Metalele in cantităţi foarte mici sunt necesare tuturor formelor vitale. Ele pătrund in celula vie sub forma de cationi, dar înglobarea lor este strict reglata, deoarece in cantităţi mari practic toate metalele sunt toxice. Omul, asemeni celorlalte vertebrate, are nevoie de cationi de metale, care asigura derularea multor procese de importanta vitala. Din ele menţionam: a) metale grele - cobalt, cupru, fier, mangan, molibden, zinc si in cantităţi mici crom, vanadiu, nichel si plumb; b) metalele uşoare de obicei se întâlnesc in cantităţi mari - calciu, magneziu, potasiu si sodiu. Divizarea metalelor in necesare, neutre si toxice poate fi inexacta si deseori induce in eroare, deoarece toate elementele necesare in doze mici devin toxice si foarte toxice in doze mari. Diferenţa intre concentraţiile in care ele sunt folositoare si in care sunt dăunătoare poate fi uneori foarte mica. Seleniul are proprietăţi farmacodinamice. Scade anemia colesterică în malarii, tuberculoză, sifilis. Seleniul a fost încercat şi în diferite forme de cancer. Seleniul este un oligoelement mineral cu proprietăţi antioxidante. În organismul uman are efect sinergic puternic în raport cu vitamina E. Administrarea unor doze minime de seleniu, în general sub formă organică şi în particular sub formă de ,,Factor 3“, poate preveni tulburările datorate carenţei în tocoferoli, ca de exemplu: necrozele hepatice, diateza exudativă, distrofia degenerativă a muşchilor striaţi. Din acest motiv în S.U.A. se recomandă o doză zilnică de 60 mg. Zincul - Organismul uman conţine aproximativ 2 pana la 3 grame de zinc, care poate fi întâlnit in oase, dinţi, piele, ficat, muşchi, leucocite etc. Din cauza ca niciuna dintre acestea nu poate constitui o rezerva constanta de zinc, pentru a-si putea asigura cantitatea zilnica optima din acest mineral, organismul depinde de asimilarea sa pe cale alimentara. Peste 300 de enzime diferite cu funcţii vitale in organism depind de aportul de zinc pentru a funcţiona la parametri înalţi. Unele dintre aceste metaloenzime au ca si componenta principala de baza ionul de zinc. Printre enzimele care au roluri vitale in organism se afla anhidraza carbonica, care ajuta la excreţia de CO2; fosfataza alcalina, care eliberează fosfaţi anorganici necesari in metabolismul oaselor; superoxid dismutaza (SOD), care ajuta la protejarea celulelor împotriva radicalilor liberi; alcool - dehidrogenaza (ADH) , care ajuta ficatul in detoxifierea de alcool; carboxipeptidaza, necesara pentru digestia proteinelor alimentare. Mai mult decât atât, diviziunea celulara corecta nu poate avea loc fara o cantitate adecvata de zinc, necesara sintezei AND, ARN si a proteinelor. Zincul este o componenta structurala necesara unirii proteinelor AND si protejează de asemenea membrana celulara împotriva lizei.

4 METALELE GRELE Termenul de metale grele se refera la orice element chimic metalic, care are o densitate relativ mare si este toxic sau otrăvitor in concentraţii scăzute. Ca şi poluanţi ai apelor naturale, metalele grele se numără printre cei mai toxici poluanţi datorită persistenţei lor îndelungate în soluţii şi dificultăţii de a fi transformaţi în compuşi insolubili în apele de suprafaţă. Pericolul contaminării cu metale grele este mărit în prezenţa agenţilor complexanţi, care leagă puternic aceste metale în compuşi solubili, care nu pot fi îndepărtaţi în cursul tratării apei. Chiar dacă toxicitatea complecşilor este mai mică decât cea a metalelor libere, prin descompunerea lor în cursul proceselor biologice, proprietăţile nocive ale metalelor grele se pot manifesta nestânjenit. Ca poluanţi ai atmosferei, metalele grele prin oxizi şi vapori (care se transformă în oxizi în atmosferă), poluează mai ales regiunile industriale din jurul oraşelor Baia Mare, Zlatna, Copşa Mică etc. fenomenul poluării devenind specific, astfel la Baia Mare poluarea este provocată mai ales de plumb, la Zlatna de plumb, cupru, cadmiu, zinc, la Copşa Mică de zinc şi cadmiu. Metalele grele sunt compuşi naturali ai scoarţei terestre. Ele nu pot fi descompuse sau distruse. Ajung în corpul nostru într-o cantitate foarte mică, odată cu mâncarea, apa potabilă şi aerul. In concentraţii mari ele pot fi toxice. Efectul negativ al metalelor grele poate rezulta, de exemplu, prin intermediul apei de băut contaminate (ex. ţevi de plumb), niveluri ridicate în concentraţia aerului din jurul surselor emiţătoare, sau asimilarea prin intermediul lanţului trofic. Metalele grele sunt periculoase deoarece ele tind să se bioacumuleze. Bioacumularea înseamnă creşterea în timp, în organismele biologice, a concentraţiei substanţei într-o cantitate comparativă cu concentraţia substanţei in mediu.

5 DIRECTIVELE C.E. PRIVIND POLUAREA MEDIULUI CU METALE GRELE
Directiva 1999/30/CE[1] stabileşte valorile limită maxime ale particulelor materiale PM10 şi plumb din aerul ambiant, iar Directiva 2004/107/EC[2] stabileşte valori maxime pentru plumb (Pb), nichel (Ni), cadmiu (Cd) şi arsenic(As), în scopul evitării, prevenirii şi reducerii efectelor nocive asupra sănătăţii umane. În plus, o nouă Directivă 2008/50/CE[3], care urmează să fie transpusă până la 11 iunie 2010, stabileşte, de asemenea, norme privind particulele materiale fine PM2.5 şi cerinţele de monitorizare aferente Deţinătorii de incineratoare de deşeuri dar si unităţile de prelucrare a minereurilor metalice si metalelor sunt obligate sa-si supravegheze, cu o anumita frecventa, emisiile de pulberi cu conţinut de metale dintre care fac parte conform HG nr. 128/2002, 12 metale iar conform Ordinului nr. 462/1993, 17 metale grele: Cd, Tl, Hg, Sb, As, Pb, Cr, Co, Cu, Mn, Ni, V, Sn, Te, Pd, Pt care constituie poluanţi cu grad ridicat de risc dat fiind efectele asupra mediului si stării de sănătate a populaţiei, unele, funcţie de starea de oxidare având efect cancerigen. In anul 2001 s-a promulgat Legea nr privind protectia atmosferei. Pentru sprijinirea dezvoltării infrastructurii de mediu s-au înfiinţat doua instrumente specifice - financiar si de control - respectiv: Fondul pentru Mediu (HG nr. 1174/ ) si Garda de Mediu (HG nr. 1167/

6 Prin ce sunt periculoase metalele grele?
In primul rând, în procesul de preparare a hranei metalele nu se descompun, dimpotrivă concentraţia lor pe unitatea de masă creşte. In al doilea rând, metalele posedă proprietatea de a se acumula in organismul uman, astfel ele frâneaza sau chiar blocheaza procesele biochimice intracelulare. In al treilea rând, majoritatea metalelor posedă proprietaţi mutagene si cancerigene.

7 Metalele grele au invadat Delta Dunarii
Studiul intreprins de cercetatorii de la institutul tulcean a avut ca obiectiv si determinarea prezentei metalelor grele in apa de pe teritoriul Deltei Dunarii, precum si din sedimentele depuse pe canale si de pe fundurile de lac sau de balti O prima concluzie si cea mai alarmanta a respectivului studiu este aceea ca in apa din Delta Dunarii aproape toate metalele grele inregistreaza depasiri semnificative ale valorilor maxime admise de legislatia din tara noastra. Doar manganul este singurul metal greu care se afla, in zonele acvatice din Delta, sub nivelul maxim admis Concluzia specialistilor tulceni este ca aceasta poluare masiva cu metale grele s-a accentuat brusc in urma razboiului din Iugoslavia si, mai ales ca urmare a bombardamentelor uzinelor chimice situate pe malul Dunarii in zona iugoslava. Respectivele metale afecteaza mai ales sistemul osos al pestilor si pe cel muscular. La unele specii de peste cum este carasul, de exemplu, au fost depistate in organism cantitati de cadmiu de peste 3 ori mai mari decat nivelul maxim admis de legislatia din tara noastra. Asa stand lucrurile, cercetatorii institutului tulcean trag un serios semnal de alarma asupra efectelor pe care le poate avea poluarea cu metale grele asupra Deltei Dunarii.

8 1. MERCURUL Mercurul (Hg) anorganic se absoarbe puţin din apă, dar poate fi metilat de bacterii, iar metil-mercurul se absoarbe în proporţie de 95% . Ca şi alte metale grele, mercurul se acumulează în organism şi poate fi absorbit pe cale hidrică indirect, prin consumul de peşte şi alte produse. Compuşii metilmercurici provoacă anomalii cromozomiale, trec prin placentă din corpul mamei in cel al fătului, afectează celulele nervoase ale creierului, provocând grave afecţiuni - ca orbire, deteriorarea coordonării nervoase, anomalii psihice, moarte. Mecanismul chimic al acestor procese pare a consta in afinitatea mare a mercurului fata de sulful din moleculele proteice, cea ce afectează tranzitul de ioni prin membrane, activitatea enzimatica, activitatea mitocondriilor, etc… Cauzeaza boli autoimune, fibromialgie, lupus, sindromul oboselii cronice, diabet etc. Mii de studii medicale au aratat mecanismele prin care mercurul (si alte metale) participa la declansarea a peste 40 de afectiuni cronice, incluzand aici probleme neurologice, hormonale, autoimune, cardiovasculare, ale aparatului reproducator. Mercurul ajunge prin vasele de sânge pana la creier, unde se acumulează in cantităţi semnificative; dăunează celulelor nervoase si este implicat in apariţia bolilor Parkinson si Alzheimer. Se acumulează in glande, inima, rinichi si ficat, proporţional cu numărul de plombe pe care persoana le are in cavitatea bucala. A rămas de tristă amintire dezastrul din 1972 din Irak, unde circa oameni au rămas cu sechele pe viaţă pentru că în loc să-l semene au mâncat grâul de sămânţă tratat cu fungicide pe bază de mercur. Mercurul este singurul metal care se găseşte in toate cel trei medii majore - apa, sol, atmosfera.

9 Sursele de mercur Sursele de mercur sunt naturale si din activitatea umană. Extracţia minereului de cinabru HgS, la Valea Dosului, judeţul Hunedoara Mercurul este folosit mai ales in industria chimică la fabricarea vopselelor, a hârtiei, a unor pesticide si fungicide, a produselor farmaceutice, a dezinfectanţilor. La prepararea sodei caustice, de exemplu, la fiecare tonă de sodă sunt deversate circa 200 g de mercur. O parte din acest produs rămâne si in soda care se foloseşte şi in unele ramuri ale industriei alimentare. O alta sursă de poluare cu mercur o constituie arderea combustibililor fosili. Anual, în urma arderii combustibililor fosili se eliberează în atmosferă circa 5000 tone de mercur. incinerarea deşeurilor spitaliceşti Peştele care conţine cantităţile cele mai mari de mercur este Ton-ul Autorităţile Canadiene au atras atenţia femeilor gravide sa evite complet Tonul.

10 Controlul poluanţilor cu mercur
Pentru detecţia vaporilor de mercur se poate utiliza un tubuşor indicator al cărui strat reactiv este impregnat cu iodura cuproasa, Cu2I2, care formează cu mercurul elementar un complex roşu: Hg+2Cu2I2+Cu2[HgI4]+2Cu Cu un astfel de tubuşor se pot detecta 0,1-2 mg Hg/m3 aer. Este de remarcat faptul ca exista si hârtii impregnate cu Cu2I2 ,cu care se pot detecta peste 100 g/m3 aer Pentru aceasta se utilizează hârtie cromatografica mai groasa, acoperita cu un strat de 0,25 mm de silicagel, ce se impregnează cu o soluţie proaspăta de pasta de Cu2I2, care se obţine din 5 g Cu2I2 si 10 ml carboximetilceluloza sodica 3℅.

11 2. PLUMBUL Plumbul (Pb) este frecvent întâlnit printre poluanţi şi poate genera intoxicaţii mai ales cronice - saturnism, din cauza fenomenului de bioacumulare. Cunoscute sunt cele din Leipzig sau din Franţa din zona Vosgilor, cu sute de intoxicaţi. De asemenea este suspectat pentru efecte cancerigene. Anual pe pământ se extrag peste 2, 5 milioane de tone de plumb. In atmosfera, plumbul ajunge in special odată cu gazele de eşapament ale automobilelor dotate cu motoare cu benzina. Din atmosfera plumbul ajunge in sol, ape. In apa de ploaie s-au determinat concentraţii de 40 mg de Pb. Pb din sol este absorbit de plante, in special de rădăcini, Pb din atmosfera poate ajunge in frunze, de unde consumat de animale poate ajunge la concentraţii destul de importante. Mamiferele ierbivore reţin 1% din plumbul consumat. Omul preia plumbul atât prin respiraţie, dar mai ales prin alimente.(330 m g/zi). Alte surse de poluare cu plumb sunt: - extracţia si prelucrarea minereului de baza(galena PbS), în Maramureş, Hunedoara - metalurgia plumbului- plumbul se degaja sub forma de praf sau oxizi - topirea alamei se emit particule de Pb cu diametrul 0,01-2 microni - fabricile de acumulatori - arderea cărbunilor si a păcurii Pentru plumb au fost stabilite concentraţiile limită-admisibile (CLA). In produsele alimentare CLA ale plumbului oscilează între 0,005 mg/kg in produsele lactate si 1,0 mg/kg in peşte.

12 Circuitul plumbului in organism
Plumbul ajunge in corpul nostru pe cale bucala, pulmonara sau cutanata. O data ajuns in organism, la adulţii cu un regim alimentar normal el se fixează intr-o proporţie de 30-40% . La copii, gradul de absorbţie si depozitare al plumbului este mai mare, aceştia păstrând chiar 40-50% Indiferent de modalitatea sa de intrare in organism, plumbul ajunge apoi in sânge, de unde este direcţionat fie către ţesuturi, fie către intestin, pentru a fi eliminat. Depozitarea se face atât in oase cat si in ţesuturile moi - ficat, rinichi, pancreas, plămâni. Cea mai mare proporţie de plumb absorbit de organism se fixează insa in oase unde rămâne chiar si 25 de ani. De aici, in perioadele in care organismul este slăbit sau suprasolicitat (boala, sarcina, osteoporoza), mineralele stocate in os, inclusiv plumbul, este pus din nou in circulaţie prin sânge. Plumbul acumulat poate deci sa fie eliberat in sânge de-a lungul întregii vieţi a unei persoane. Intoxicarea cronica cu plumb duce la dezvoltarea nefritei. Este descris cazul dezvoltării nefritei cronice la un copil, care a consumat apa de ploaie, cursa de pe acoperişul, vopseaua căruia conţinea plumb. Intoxicarea cronica cu plumb duce la îmbolnăvire si la atacarea nervilor motori ai terminaţiilor, care se reflecta in dereglarea conductivităţii impulsurilor nervoase. Sursele de intoxicare cu plumb pot fi benzina, alimentele si băuturile, care se păstrează in vase, in componenta cărora intra plumb sau vopsele, ce conţin plumb (vase de lut glasate, vopsele de tipar, unele mase plastice).

13 Efectele plumbului asupra organismului
Efecte acute: Probleme grastrointestinale, toxicitate acuta sau chiar moarte (in cazul copiilor care au nivelul plumbului din sânge foarte ridicat). Efecte cronice, necancerigene: anemie, tulburări neurologice, scăderea imunităţii. De asemenea, plumbul afectează si funcţionarea rinichilor, tensiunea arteriala, evoluţia normală a unei sarcini. Efecte asupra reproducerii: Prezenta plumbului in organism afectează fertilitatea bărbaţilor, conform ultimelor cercetări. Concentraţia ridicata de plumb poate duce la sterilitate întrucât acesta afectează mobilitatea spermatozoizilor. La femei, expunerea la plumb creste riscul de avort spontan, naştere prematura sau chiar pierderea sarcinii si scade libidoul. Plumbul pătrunde si in placenta, acumulându-se in ţesuturile embrionului, inclusiv in creierul sau, putând sa  vatameze permanent copilul. Poate produce creştere întârziata, dificultatea de învăţare, probleme de auz, memorie scăzuta sau chiar agresivitate.

14 Metode de depoluare utilizate pentru plumb si compusii săi
Una dintre acestea este folosirea filtrelor din fibre in forma de saci sau cu filtre Cotrel (electrice) pentru purificarea gazelor care se degajă din cuptoare. Pentru protejarea muncitorilor de vaporii de Pb este necesară folosirea sistemelor de ventilaţie adecvată. Pe de alta parte, pentru condensarea prafului ce conţine plumb se utilizează camere de depunere de diametru mare instalate lângă cuptoarele respective, prin care trec gazele ce conţin praful. Ele au forma unor pâlnii cu uşi la partea inferioara prin care praful este încărcat in vagonete. Fumul care nu se depune in camere trece printr-un sistem de canale in zig-zag in care datorită deviaţiilor curentului de gaze, a suprafeţei mari pe care trebuie sa o spele gazele si a răcirii continue după coşul de fum depunerea este foarte eficientă.

15 Controlul poluanţilor cu plumb
Colectarea particulelor din aer pentru analiza plumbului consta in filtrarea sa prin filtre de fibra de sticla sau alte membrane. Se pot utiliza si filtre de celuloza insa acestea au o eficacitate mai mica. Particulele colectate prin metoda filtrării au diametre de circa 0,1 microni. Pentru a colecta particule mai mari se utilizează metoda depunerii prafului intr-o perioada mai lunga, de circa 30 zile. Exista o serie de mecanisme cu ajutorul cărora se poate determina distribuţia particulelor in aer in funcţie de mărime. Particulele fine de plumb sunt dizolvate in soluţie de CH3COONa. Detecţia plumbului astfel dizolvat se face cu redizonat de sodiu, in soluţie neutra sau slab acida, când se formează un compus violet in soluţie neutra, cu formula Pb(C6O6).Pb(OH)2.H2O sau un compus rosu-stacojiu, in mediu slab-acid, cu formula 2Pb(C6O6).Pb(OH)2.H2O. Plumbul mai poate fi determinat cu ditizona( difeniltiocarbazona) in mediu alcalin(pH=9) când rezulta un complex colorat de ditizonat de plumb solubil in solvenţi organici.

16 3. CADMIUL Are o puternica acţiune toxică asupra organismelor vii.
Cd pătrunde in organism prin hrană şi prin suprafaţa corpului şi se acumulează selectiv in diferite ţesuturi, unde se leagă parţial de moleculele proteice. Este cunoscut, că cadmiul lipseşte in organism la naştere, dar se acumulează cu vârsta la persoanele, care conform genului lor de activitate profesională nu sunt supuse influenţei lui, atingând maximul la vârsta medie ani. Conţinutul total de cadmiu in organism este legat de pătrunderea lui din hrană, apă si alte surse ale mediului ambiant. Cadmiul se acumulează preponderent in rinichi si in cantităţi mai mici in ficat si alte organe. Doctorul american Karrol a depistat dependenţa directă intre conţinutul cadmiului in atmosferă si frecvenţa mortalităţii din cauza patologiilor cardio-vasculare. Deoarece cadmiul se acumulează in organe si posedă o perioadă destul de lungă de semieliminare ( ani), folosirea cantitătilor neinsemnate de peşte imbibat cu cadmiu intr-o perioadă mare de timp poate duce la unele sau alte forme de intoxicare cu cadmiu. Aceasta la rândul ei atentionează că ficatul si alte organe ale peştilor nu sunt bune pentru consum. Cadmiul este un alt metal greu care pătrunde in apă, afectând peştii si astfel si oamenii care-l consumă. Cadmiul (Cd) a generat boala Itai - Itai, care a făcut în Toyama (Japonia) peste 200 de victime. O sursă de contaminare a apei sunt ţevile de zinc în care se găseşte ca impuritate cadmiu. Este şi el suspectat pentru posibile efecte cancerigene .

17 Controlul poluantilor cu cadmiu Surse de poluare cu cadmiu
Cadmiul reacţionează cu ditizona(difeniltiocarbazona) in CCl4, formând un complex intern ( ditizonatul de cadmiu) cu o modificare de culoare de la verde la roşu. Cadmiul reacţionează cu acidul α-chinolin-carboxilic (acid chinaldinic) conducând la formarea unui precipitat alb –cristalin de chinaldinat de cadmiu. De asemenea , cadmiul reacţionează cu tioanilida, formând un complex intern . Surse de poluare cu cadmiu Toate domeniile in care este utilizat cadmiul pot constitui surse de poluare posibile cu cadmiu: - Cadmiul metalic se utilizează la prepararea multor aliaje, la sudarea argintului si a aliajelor acestuia, la confecţionarea fotocelulelor sensibile razelor ultraviolete, la înlocuirea fierului, in acumulatoare alcaline de tip Edison, la fabricarea cuzineţilor pentru industria automobilelor si la acoperirea prin cadmiere a fierului, otelului, aliajelor de cupru sau de aluminiu. Cadmiul poate fi depus electrolitic pe oţel, alama, bronz sau aliaje de cupru întrucât acesta protejează metalele si aliajele respective de coroziune. Mineralele de cadmiu(greenockita -CdS) sunt prea sărace pentru a fi exploatate.

18 4. NICHELUL Nichelul provoacă afecţiunea ţesutului pulmonar cu dezvoltarea lenta a formaţiunilor maligne. Cantităţile mari de nichel folosit in alimentarea animalelor duc la micşorarea conţinutului azotului si incălcarea creşterii. Investigaţiile epidemiologice ale lucrătorilor, legate de producerea nichelului rafinat, arată ca el si compuşii lui pot provoca boli ale cavitaţii nazale si gâtului, de asemenea a plămânilor. Formaţiunile maligne ale rinichilor apăreau la şobolani la introducerea in rinichi a nichelului. Efectele teratogene, ca exencefalia, fragilitatea coastelor si descompunerea palatului moale, au loc la mamiferele, care au fost supuse influentei diferitor compusi ai nichelului

19 5. ZINCUL SI CUPRUL Aceste doua metale sunt de importanţă vitală pentru creşterea si dezvoltarea normală a omului, animalelor si plantelor. In acelaşi timp in legatură cu intensificarea poluării mediului ambiant conţinutul acestor metale este limitat in produsele alimentare si apă. CLA pentru zinc variază de la 5,0 mg/kg pentru produsele lactate si 40,0 mg/kg pentru peşte si carne. CLA pentru cupru oscilează de la 0,5 mg/kg pentru produsele lactate si 10,0 mg/kg in peşte si legume. Există ipoteza ca intoxicarea cronică cu zinc si cupru poate provoca dezvoltarea hipertoniei, aterosclerozei si bolilor de inimă. Sunt date, care confirmă ca afectarea organică a ficatului cu incălcarea structurii morfologice a organului (ciroza ficatului, cancerul primar al ficatului) duce la schimbări mult mai pronunţate ale spectrului microelementelor sângelui si in special a cuprului, zincului, plumbului Dinamica acestor metale in ecosistemele acvatice este o reflectare a impactului antropic, de aceea diapazonul lor este destul de mare. Cu regret si in muşchii peştilor conţinutul acestor metale deseori nu corespunde cerinţelor stabilite pentru produse piscicole.

20 6. ALUMINIUL Acestui metal atat de raspandit in ultimii ani i se acorda o atentie deosebita. Astfel societatea standardelor SUA considera aluminiul si compusii lui drept puternic otravitoare. Dupa gradul de toxicitate ei il echivaleaza arsenicului, nichelului, cuprului si manganului. Aluminiul este unul dintre cele mai folosite metale şi de asemenea unul dintre componentele cele mai răspândite din scoarţa terestră. Datorită acestor factori, aluminiul este cunoscut drept un component inofensiv. Totuşi, în cazul unor expuneri la concentraţii mari, poate cauza probleme de sănătate. Forma de aluminiu solubilă în apă provoacă efecte nocive, aceste particule numindu-se ioni. Sunt de obicei găsiţi în soluţie de aluminiu în combinaţie cu alti ioni, ca de exemplu cloratul de aluminiu.Asimilarea aluminiului se poate face prin mâncare, prin respiraţie şi prin contactul cu pielea. Asimilarea pe termen îndelungat a unor concentraţii importante de aluminiu poate conduce la serioase probleme de sănătate, ca : Lezarea sistemului nervos central; Demenţa; Pierderea memoriei Tremurat puternic. Agitatie

21 Exista date despre influenta negativa a aluminiului asupra sistemului imunitar al omului si animalelor. Alumniul este intotdeauna prezent la persoanle cu Alzeimer. Aluminiul este un risc în anumite medii de lucru, cum sunt minele, unde poate fi găsit în apă. Oamenii care lucrează în fabrici unde aluminiul este utilizat în timpul procesului de producţie, pot suferi de probleme cu plămânii, când respiră într-un mediu cu praf de aluminiu. In timpul dializei rinichilor, când aluminiul ajunge în corp, poate cauza probleme pentru rinichii pacienţilor. Inhalarea de aluminiu fin divizat şi de pulbere de oxid de aluminiu a fost raportată ca fiind cauza fibromului pulmonar şi a lezării plămânilor. Acest efect, cunoscut drept Boala Bărbierului, este agravat de prezenţa în aerul inhalat a silicaţilor şi oxizilor de fier.

22 7. CROMUL Oamenii pot fi expuşi la crom prin respiraţie, mâncare sau băuturi şi prin contactul pielii cu crom sau compuşi ai cromului. Nivelul de crom din aer şi apă este în general scăzut. În apa potabilă nivelul de crom este scăzut de asemenea, dar apa contaminată de fântână poate conţine periculosul crom (VI); crom hexavalent. Pentru majoritatea oamenilor hrana cu conţinut de crom (III) este o cale importantă de asimilare a cromului, deoarece cromul (III) se găseşte în mod natural în multe legume, fructe, carne, drojdie şi cereale. Cromul (III) este un nutrient esenţial pentru oameni şi lipsa lui poate cauza îmbolnăvirea inimii, distrugerea metabolismului şi diaree. Asimilarea de crom (III) în exces poate duce de asemenea la distrugerea sănătăţii, ex: mâncărimea pielii. Cromul (VI) este periculos pentru sănătatea umană în general pentru oamenii care lucrează în oţelării şi industria textilă. Fumătorii pot avea, de asemenea, o şansă mai mare de a fi expuşi la crom. Cromul (VI) este cunoscut a cauza multe efecte de sănătate. Când un compus este prezent în produsele din piele, poate cauza reacţii alergice, ca mâncărimi de piele. Inspirarea cromului (VI) poate cauza iritaţii şi sângerări ale nasului. Alte probleme de sănătate cauzate de crom (VI) sunt: Mâncărimi ale pielii Deranjări stomacale şi ulcere Probleme respiratorii Slăbirea sistemului imunitar Afecţiuni ale rinichilor şi ficatului Alterarea materialului genetic Cancer la plămâni Moarte

23 8. ARSENUL Arsenul este unul dintre cele mai toxice elemente. În ciuda efectului toxic, combinaţii anorganice ale arsenicului apar pe pământ, în mod natural, în cantităţi mici. Oamenii pot fi expuşi la arsenic prin intermediul hranei, apei şi aerului. De asemenea, expunerea poate avea loc prin contactul pielii cu solul sau apa ce conţine arsenic. Nivelurile de arsenic din hrană sunt aproximativ mici. In schimb, nivelurile de arsenic din peşte şi fructe de mare pot fi mari, deoarece peştele absoarbe arsenicul din apa în care trăieşte. Din fericire, aceasta este cea mai inofensivă formă de arsenic, dar peştele care conţine cantităţi importante de arsenic anorganic poate fi un pericol pentru sănătatea umană. Expunerea la arsenic poate fi ridicată pentru persoanele care lucrează cu arsenic, pentru persoanele care beau cantităţi importante de vin, pentru persoanele care trăiesc în case ce conţin lemn conservat de orice fel şi pentru cei care trăiesc la ferme, unde anterior au fost aplicate pesticide ce conţineau arsenic. Expunerea la arsenic anorganic poate cauza o serie de efecte ale sănătăţii, cum ar fi iritarea stomacului şi a intestinelor, scăderea generării de globule albe şi roşii din sânge, schimbări ale pielii şi iritaţii ale plămânilor. S-a sugerat că expunerea la cantităţi importante de arsenic anorganic poate intensifica evoluţia cancerului, în special evoluţia cancerului de piele, plămâni, ficat şi a cancerului limfatic. O expunere foarte ridicată la arsenic anorganic poate cauza infertilitate şi pierderi de sarcină la femei, şi poate cauza afecţiuni ale pielii, scăderea rezistenţei la infecţii, distrugerea inimii şi lezarea creierului la femei şi la bărbaţi.In cele din urmă, arsenicul anorganic poate deteriora ADN-ul.

24 Sursele naturale de arsen asociate cu emisiile vulcanice sunt recunoscute a fi semnificative. Concentraţia medie în scoarţa terestră este cuprinsă între 1,5-5 mg/kg. O concentraţie mare a fost găsită în roci sedimentare şi vulcanice, în special în minereurile de fier şi magneziu. Deoarece arsenul se găseşte în mod obişnuit în roci, sol sau sedimente, aceste surse sunt determinanţi particulari importanţi ai nivelului zonal de arsen în apa de adâncime şi de suprafaţă. De asemenea, prin eroziune, descompunere şi datorită factorilor atmosferici, arsenul poate fi eliberat în apa subterană şi de suprafaţă. Din surse antropice, arsenul este emis în mediile terestre, acvatice şi în atmosferă prin activităţi industriale, ca rezultat al proceselor industriale, însoţind sulful în gazele de ardere, dar şi ca urmare a utilizării în agricultură a pesticidelor cu arsen (rodenticide, insecticide şi ierbicide), acestea având un timp de remanenţă îndelungat şi totodată şi capacitate de acumulare crescută Există dovezi clare că expunerea cronică la compuşi anorganici ai arsenului creşte riscul de cancer. Studiile au arătat că inhalarea arsenului duce la un risc crescut de cancer pulmonar. Mai mult, ingestia arsenului a fost asociată cu un risc crescut de cancer de piele şi cancer la vezică, ficat şi plămâni.

25 Metode de eliminare a compusilor cu arsen din ape
– precipitarea/co-precipitarea care a fost cea mai folosită metodă pentru eliminarea arsenului. Conform infomaţiilor din literatură [9,10], prin această metodă se poate reduce concentraţia de arsen la mai puţin de 0,05 mg/L şi în unele cazuri chiar şi sub 0,01 mg/L. – filtrarea prin membrană poate îndepărta o gamă largă de contaminanţi din apă. Conform datelor din literatură [11,12] prin aceasta metodă se poate reduce în mod obişnuit concentraţia arsenului la mai puţin de 0,05mg/L în schimb metoda prezintă o serie de dezavantaje şi anume: eficacitate redusă, cantităţi mari de deşeuri şi cost ridicat. Metoda este utilizată ca procedeu de tratare avansată în cazul potabilizării apelor subterane şi a apelor de suprafaţă. – schimbul ionic este utilizat în cazul tratării apelor subterane şi a apei potabile ce conţin arsen, prezentând avantajul unei eficacităţi ridicate fapt pentru care se utilizează în etapa de tratare avansată a apelor. -Adsorbţia este una dintre metodele mai des utilizate pentru eliminarea arsenului, atingându-se concentraţii reziduale de 0,01 mg/L. Prin adsorbţie, contaminanţii se concentrează la suprafaţa adsorbantului. Natura procesului de adsorbţie este explicată pe baza a două teorii: una fizică şi una chimică. Teoria fizică, cea mai răspândită, este aşa numita teorie potenţială sau teoria stratului concentrat conform căreia reacţia dintre atomii care se găsesc pe suprafaţa corpului solid (adsorbantul) şi moleculele absorbite este determinată de forţe de atracţie van der Waals. Teoria chimică a adsorbţiei admite existenţa unui singur strat de adsorbţie monomolecular pe suprafaţa corpului solid (adsorbant); forţele de adsorbţie acţionează numai la distanţe foarte mici care nu trec de diametrul unei molecule.

26 Tipuri de adsorbanţi folosiţi în eliminarea arsenului prin această metodă sunt: alumină activată, cărbune activ, granule de cupru-zinc, granule de hidroxid feric, oxizi de fier, de aluminiu, de mangan etc. Aceste materiale pot fi medii de adsorbţie utilizate ca atare sau pe diferite suporturi ca de exemplu: silicaţi, materiale ceramice, celuloză etc. În ultimii ani, mulţi cercetători au pus accent pe acest lucru utilizând pentru depoluarea apelor cu arsen o diversitate de materiale, în special adsorbanţi pe bază de oxizi de fier. Este important de menţionat că utilizarea acestor materiale implică costuri ridicate şi deasemenea duce la epuizarea resurselor naturale. Astfel, se propune studierea unor materiale neconvenţionale, ca de exemplu nămoluri cu conţinut de hidroxizi, oxizi hidrataţi şi săruri metalice provenite de la tratarea apelor uzate. Datorită conţinutului ridicat de fier, aceste nămoluri pot fi utilizate ca şi materiale adsorbante. Utilizarea acestui deşeu sub formă de adsorbant pentru depoluarea apelor cu conţinut de arsen prezintă eficienţă pe de o parte datorită prevenirii poluării mediului înconjurător, iar pe de altă parte din punct de vedere economic, datorită reducerii utilizării resurselor naturale

27 9. MANGANUL Manganul este un compus foarte comun care poate fi găsit mai peste tot. Manganul este unul din cele trei elemente esenţiale, ceea ce înseamnă că nu este necesar numai corpului uman pentru a supravieţui dar este de asemenea toxic când sunt prezente concentraţii prea mari în corpul uman. Când oamenii nu asimilează cantitatea recomandată zilnic, sănătatea lor se poate agrava. De asemenea, probleme de sănătate vor apărea când asimilarea este prea mare. Asimilarea de mangan de către oameni are loc de obicei prin alimente ca spanac, ceai şi plante medicinale. Hrana care conţine cea mai mare concentraţie sunt cerealele şi orezul, boabele de soia, ouă, alune, ulei de măsline, boabele verzi de fasole şi stridiile. După absorbirea de către corpul uman manganul va fi transportat prin sânge la ficat, rinichi, pancreas şi glandele endocrine. Efectele manganului apar în principal în tractul respirator şi la creier. Simptomele otrăvirii cu mangan sunt halucinaţiile, uitarea şi afecţiuni nervoase. Manganul poate cauza de asemenea Parkinson, embolii la plămâni şi bronşite. Când bărbaţii sunt expuşi la mangan pentru o perioadă lungă de timp ei pot deveni impotenţi. Un sindrom care este cauzat de mangan are simptome ca schizofrenia, depresie, muşchi slabi, dureri de cap şi insomnii. Deoarece manganul este un element esenţial sănătăţii umane, cantităţi insuficiente de mangan pot cauza efecte asupra sănătăţii. Aceste efecte sunt următoarele: - Ingrasarea - Intoleranţa la glucoze - Coagularea sângelui - Probleme de piele - Scăderea nivelului colesterolului - Probleme ale sistemului osos - Defecte la naştere - Schimbări ale culorii părului - Simptome neurologice Inhalarea indelungată de praf şi fum poate duce la otrăvirea cronică. Sistemul nervos central este locul principal afectat de către boală, şi se poate ajunge in final la invalidităţi permanente. Simptomele includ oboseală, somnolenţă, slăbiciune, dereglări sentimentale, mers spasmic, crampe musculare repetate şi paralizii. O posibilitate ridicată de pneumonie şi alte infecţii respiratorii există la lucrătorii expuşi la praf şi fumul compuşilor de mangan. Compuşii manganului sunt experimental agenţi ai tumorilor

28 10. SELENIUL Rolul seleniului in organismul uman cuprinde: - protectia impotriva radicalilor liberi, - activarea hormonilor tiroidieni, - modularea proceselor inflamatorii si imunologice, - prelungirea viabilitatii spermatoizilor prin actiunea selenoproteinelor seminale. Cea mai mare parte a seleniului se gaseste in: ficat, rinichi, inima si splina. Se mai gaseste in: faina de peste, unt, drojdia de bere, faina de soia, usturoi, oua, ciuperci, orez, cereale, tarâţă, produsele marine, ceapa, rosii, rinichii de porc, carnea de porc, cascaval, lapte de vaca, morcov, fasolea, varza, nuci. Seleniul este un element recunoscut recent ca esential pentru organism, cu rol foarte important in metabolism, fiind cofactor la producerea in organism a glutationului, molecula puternic antioxidanta. • Seleniul impiedica sau cel putin incetineste imbatranirea tesuturilor. • Neutralizeaza efectul unor substante cancerigene, protejand astfel organismul de bolile maligne. • Este foarte util pentru a mentine functia de secretie a pancreasului si pentru a mentine elesticitatea tesuturilor. • Contribuie la regenerarea muschiului cardiac si functionarea lui ritmica. • Contribuie la prevenirea si tratamentul matretii. Seleniul poate preveni necroza hepatica, distrofia musculara, instalarea unor degenerari cu caracter necrotic la nivelul inimii, ficatului, muschilor si al rinichilor Aportul zilnic variaza in funtie de prezenta in alimentatie a ionilor de Zn, Cu, Mn, Fe si prezenta unui alt ntioxidant, vitamina E. Absortia este favorizata si de vitaminele A si C. Intrucat seleniul actioneaza sinergic cu vitamina E, cantitatea necesara este invers proportionala cu nivelul din hrana al vitaminei E. Concentratii ridicate de sulf din organism inhiba absorbtia seleniului. Expunerea la concentraţii mari de compuşi de seleniu Semnele principale sunt pierderea părului, mătuirea unghiilor şi anormalităţi neurologice (cum ar fiparalizie şi alte senzaţii anormale în extremităţi)

29

30 METODE DE ANALIZĂ A METALELOR GRELE
Sunt cateva metode generale de laborator care ajuta la determinarea concentratiei metalelor grele cu o precizie de ordinul ppm, dupa cum urmeaza: Absorbtia atomica spectrala (A.A.S) -Calorimetria -Polarigrafia -RazeleX fluorescente -Analiza energiei de dispersie prin razele X (EDAX) -Analiza microsondelorde electroni -Folosirea electrozilor ioni selctivi. Absorbtia atomica spectrala (AAS), razele X fluorescente, EDAX, si microsondele,printre altele, toate determina doar concentratia metalica totala, dar nu pot oferi direct informatiile despre specia detectata. Folosirea electrozilor ioni selctivi, calorimetria, si polarografia, pe de alta parte , nu numai ca permite ca un metal greu necunoscut sa fie identificat dar permit si determinarea valentei metalului respectiv.

31 VĂ MULŢUMESC! Bateriile uzate sunt foarte nocive din cauza metalelor grele pe care le contin (mercur, nichel, plumb, cadmiu, litiu), care se scurg in sol, ajungand in panza freatica si distrugand vegetatia din zona. Aceleasi metale sunt nocive si pentru sanatatea noastra provocand alergii, pierderi de memorie, boli de inima sau cancer. Mercurul continut intr-o baterie de ceas poate polua 500 de litri de apa sau un metru patrat de sol pe o perioada de 50 de ani. Şi TOTUŞI, sunt câteva lucruri pe care le poţi face, pentru a economisi resursele planetei, şi pentru a evita distrugerea mediului natural. De exemplu: Trăieşte şi acţionează în spiritul „Cei 3 R” care vin de la trei cuvinte importante pentru mediu: REDUCERE REFOLOSIRE RECICLARE