Биогеохимический цикл свинца

В организме человека в среднем содержится ~ 120 мг свинца, который можно обнаружить во всех тканях и органах, а в первую очередь в скелете. Десять лет требуется для того, чтобы накопленный в костях свинец уменьшился лишь наполовину. Благодаря хозяйственной деятельности человека миграция свинца в окружающей среде приобрела гигантские масштабы. До 90% от общего количества выброса свинца принадлежит к продуктам сгорания бензина с примесью свинцовых соединений. Появление значительных количеств свинца в атмосфере, гидросфере, педосфере привело к повышению накопления этого металла в организмах растений, животных и человека.

В результате самоочищения атмосферы значительная часть свинца либо осаждается вблизи источников загрязнения, либо возвращается на поверхность суши и океанов с осадками.

Городская пыль может содержать до 1% свинца. Его содержание в дожде и снеге колеблется от 1,6 мкг/л в районах, удаленных от промышленных центров, до 250-350 мкг/л в крупных городах. Сточные воды промышленности являются одним из основных источников этого металла в гидросфере. В донных водорослях концентрация свинца за счет эффекта накопления возрастает в 700 раз, в фитопланктоне - в 4000, в зоопланктоне - в 3000 и в моллюсках - в 4000 раз.

Человек, представляющий одно из последних звеньев пищевой цепи, испытывает на себе наибольшую опасность нейротоксического воздействия свинца. При интоксикации свинцом под удар попадают нервная и кроветворная системы. Особенно чувствительны к свинцовым отравлениям дети. Биогеохимический цикл свинца показан на рисунке. Соединения свинца поступают в организм человека через кожу и слизистые оболочки, через дыхательные пути и пищеварительный тракт. При интоксикации свинцом развивается поражение мозга (энцефалопатия), нарушается дыхательная функция крови вследствие разрушения эритроцитов, возможно развитие импотенции, нарушение функции

Биогеохимический цикл свинца (по Р. Р. Бруксу)

пищеварительного тракта в результате атрофии слизистой оболочки тонкого кишечника и угнетения целого ряда ферментов за счет вытеснения свинцом из последних цинка и меди. Содержание свинца в крови не приходит к норме даже спустя три года после нормализации его уровня в воздухе. Установлена зависимость между уровнями свинца и кадмия в волосах школьников и степенью их умственного развития.

Биогеохимический цикл меди

Практическое значение имеют: самородная медь, сульфиды и карбонаты (силикаты). Медь входит в состав многих ферментов, осуществляет транспорт газов у моллюсков, ракообразных в составе гемоцианина (аналог гемоглобина), входит в состав хлорофилла. Избыток приводит к развитию болезни Вильсона, поражающей печень и центральную нервную систему. Попадает в окружающую среду с выбросами цветной металлургии.

Исследователи отмечают большую миграционную способность меди (особенно в виде легкорастворимого сульфата). Типы распределения и концентрации меди весьма многочисленны и разнообразны. Характерно легкое отщепление меди из магм

Рассмотрим более подробно геохимическую миграцию элемента. В гидросфере Cu мигрирует в форме различных комплексов и концентрируется на геохимических барьерах в виде халькопирита и других сульфидов (меднопорфировые, медноколчеданные и др. месторождения). Большая часть Cu мигрирует с глинистыми частицами, которые энергично ее адсорбируют. Наиболее энергично мигрирует в сернокислых водах зоны окисления сульфидных руд, где образуется легко растворимый CuSO₄. Содержание Cu в таких водах высоко и на участках месторождений возникают купоросные ручьи и озера. Однако такая миграция непродолжительна: медь адсорбируется глинами, гумусом, кремнеземом. Так образуется повышенное содержание меди в почвах и континентальных отложениях ландшафтов на участках месторождений. Медь здесь активно вовлекается в биологический круговорот, появляются растения, обогащенные медью, крупные размеры приобретают моллюски. Многие растения и животные плохо переносят высокие концентрации меди и болеют. Значительно слабее миграция Cu в ландшафтах влажного климата со слабокислыми водами. Медь здесь частично выщелачивется из почв. Известны болезни животных и растений, вызванные недостатком меди. Особенно бедны Cu пески и торфянники, где эффективны медные удобрения и подкормка животных. Медь энергично мигрирует и в пластовых водах, откуда она осаждается на восстановительном сероводородном барьере.