Экологические аспекты трансформации соединений свинца и кадмия в почвах

• Автор: Прасанна, Джагат Пандита Гунавардана
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 121 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .

ГЛАВА 1. СВИНЕЦ И КАДМИЙ В ЭКОСИСТЕМАХ

Обзор литературы.

1.1. Химические свойства элементов.

1.2. Уровни содержания свинца и кадмия в биосфере

1.2.1. Содержание элементов в минералах и горных породах.

1.2.2. Содержание элементов в почвах природных и техногенных ландшафтов

1.2.3. Содержание элементов в других компонентах биосферы.

1.3. Поступление свинца и кадмия в природную среду в

результате антропогенной деятельности

1.4. Мониторинг тяжелых металлов в системе почва
растение.
1.5. Нормирование содержания тяжелых металлов в почвах
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Объекты исследования
2.2. Методика проведения микрополевого опыта.
2.3. Методика проведения модельного опыта
2.4. Отбор проб почв и растений
2.5. Методы исследования.
ГЛАВА 3. ФОРМЫ СОЕДИНЕНИЙ СВИНЦА И КАДМИЯ
В ПОЧВАХ И ИХ ТРАНСФОРМАЦИЯ .
3.1. Водорастворимые соединения металлов в почвах
3.2. Обменные, подвижные и кислоторастворимые
соединения металлов в почвах
3.3. Распределение металлов по профилю почв.
3.4. Закономерности трансформации свинца и кадмия в
почве с течением времени
ГЛАВА 4. ТРАСЛОКАЦИЯ СВИНЦА И КАДМИЯ В
РАСТЕНИЯ
4.1. Содержание металлов в растениях.
4.1.1. Механизмы поступления свинца и кадмия в растения
4.2. Влияние загрязнения почв тяжелыми металлами на
урожай сельскохозяйственных культур.
ГЛАВА 5. ПУТИ СНИЖЕНИЯ ФИТОТОКСИЧНОСТИ
СВИНЦА И КАДМИЯ.
5.1. Использование извести, органических удобрений и
цеолитов в качестве мелиорантов загрязненных тяжелыми металлами почв
ГЛАВА 6. СОРБЦИЯ И ДЕСОРБЦИЯ СВИНЦА И
КАДМИЯ
ПОЧВАМИ
6.1. Сорбционная способность почв и мелиорантов по
отношению к свинцу и кадмию.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


И.Менделеева. Кадмий элемент побочной подгруппы II группы, свинец элемент главной подгруппы IV группы. Физикохимические свойства свинца и кадмия Войткевич и др. Увеличение валентности и уменьшение радиуса иона благоприятствует комплексообразованию. У халькофильных элементов поляризационные свойства возрастают с увеличением порядкового номера, и в связи с этим увеличивается их способность к образованию комплексных соединений Щербина, . Таким образом, у свинца она выше, чем у кадмия. Электроны донорных атомов, участвующих в образовании химических связей, являются теми электронами, которые теряются при ионизационных процессах следовательно, потенциалы ионизации можно рассматривать в качестве прямой меры электронного сродства иона металла и можно ожидать, что существует корреляция между устойчивостью комплекса и потенциалом ионизации Бек, . Устойчивое состояние кадмия в природе Сс1 . Для этого элемента характерно высокое сродство к БНгруппам, что приводит к большой растворимости в жирах, аккумуляции в живом веществе и токсичности его соединений. Кадмий накапливается в организмах растений и животных изза сильного взаимодействия с цистеином с образованием металлотионеина. Поскольку метаболизм кадмия тесно связан с метаболизмом цинка, металлотионеин связывает и переносит и кадмий, и цинк. По химическим свойствам кадмий аналог цинка, но Сс1ОН2 более основной, чем 7,пОН2. В природных условиях преобладают соединения свинца, в которых его валентность равна 2. Болес окисленная форма четырехвалентного свинца РЬ может появиться только в сильно окисленной обстановке и, вероятно, имеет малое значение для водных и многих других геохимических систем рисунок 1. Рисунок 1. Характерной особенностью свинца является тенденция элемента к образованию соединений слабой растворимости с главными компонентами анионами природных вод и почвенного раствора. Растворимость соединений свинца при 8,5 низкая 1 мкгл низкая растворимость и в резко восстановительных условиях при 2 в интервале от 6 до 8 растворимость становится сложной функцией величины , растворимости С и соединений серы II. В природных условиях в растворах с 6,5 при активности растворенного С 3М растворимость свинца может быть выше. Конценграция свинца в пределах поля устойчивости РЬОд составляет 5 мгл Нет, . Ниже 2 растворимость увеличивается за счет образования V. РЬБ, который имеет очень низкую растворимость. Наличие значительных количеств фосфатионов в природных растворах снижают концентрацию РЬ. По характеру взаимодействия с различными лигандами свинец классифицируется как промежуточный акцептор между жесткими и мягкими кислотами. Жесткий акцептор характеризуется низкими поляризуемостью и элекгроотрицательностью, большой положительной величиной заряда и образованием ионных связей. Мягкому акцептору присущи противоположные свойства, и он образует преимущественно ковалентные связи. По химическим свойствам свинец более сходен с двухвалентными щелочноземельными металлами, чем с остальными элементами его подгруппы. Исключение составляют слаборастворимые соли свинца галоиды, гидрооксиды, сульфаты и фосфаты Мур, Рамамурти, . Кадмий относится к рассеянным элементам. Самостоятельных месторождений данный металл не образует и является элементом, всегда сопутствующим цинку, входя в состав цинковых, свинцовоцинковых, свинцовомедноцинковых руд. Содержание кадмия в основной цинковой руде цинковой обманке, колеблется в широком диапазоне от 0,1 до 5, в большинстве медноцинковых руд его содержание составляет 0,3 от содержания цинка, а в свинцовоцинковой руде 0,4. Среднее содержание кадмия в литосфере колеблется около п5 Алексеенко, . Кадмий образует 5 природных минералов основной минерал гриконит, гексагональный Сб8 ,6 С. Гриконит не образует скоплений и встречается обычно лишь в виде землистой корочки на цинковых минералах. В сфалерите кадмий присутствует часто как изоморфная примесь 25 и придает ему характерный желтый цвет.