Зверев В.Л. Экология России. Проблемы природопользования и среды обитания. Краеведение. Учебные практикумы

Подождите немного. Документ загружается.

201

адреналин. Ванадий участвует в метаболизме глюкозы и оказывает влияние на

содержание сахара в крови. Участвуя в процессах минерального обмена, ванадий

препятствует деформации скелета и разрушению зубов.

У морских животных - голотурий, асцидий, ежей ванадий входит в состав

пигмента крови - гемованадина, который обеспечивает транспорт кислорода в

процессе дыхания. У позвоночных ванадий регулирует баланс

кальция,

формирование костной и зубной ткани, влияет на устойчивость зубов к кариесу. В

организме человека массой 70 кг находится 0,11 мг ванадия, ежедневное

поступление с пищей должно составлять 0,04 мг, токсической дозой считается

0,25мг. Избыток ванадия в организме животных и человека обладает высокой

токсичностью, усугубляемой способностью элемента к значительному

накоплению. Ванадиевый токсикоз вызывает раздражение дыхательных путей,

нервные расстройства. Ванадий канцерогенен, но не считается опасным

токсикантом биосферы. По-видимому в определенных эколого-геохимических

условиях он может создавать проблемы, учитывая физиологическую активность и

канцерогенность элемента.

Серебро.

В романе М. Булгакова "Мастер и Маргарита" Иуде уплатили 30

тетрадрахм или 120 драхм - древнегреческих серебряных монет, имевших

хождение в бассейне Средиземного моря с IV века до н.э. Масса самой

распространенной аттической драхмы составляла 4,25 грамма, так что цена

предательства составила 510 граммов серебра.

Древнейшая добыча серебра с 1500г. до н.э. связана с разработкой

202

крупнейшего Лаврионского месторождения в Греции. Древние рудокопы прошли

там около 2000 шахт, иногда глубиной до 120 метров, а общая длина горных

выработок составила 150 км.

Средневековые европейцы считали серебро лунным металлом, а

алхимическим знаком серебра был лунный серп. Несколько веков серебро звалось

"немецким металлом", когда Германия владела серебряной кладовой Европы,

расположенной в Гарце,

Тироле, Штирии, Богемии. Самой богатой серебром была

Саксония, где во Фрейбергском горном округе из 1000 рудных жил за семь веков

добыли 5,2 миллиона тонн серебра.

С колонизацией Нового Света в Европу хлынул поток серебра, в котором

утонула серебряная монополия Германии. С начала ХVI века Мексика прочно

держит первенство, давая третью часть мировой добычи серебра.

В 1535году московское правительство в лице малолетнего князя Ивана

Васильевича и его матери Елены Глинской осуществило важнейшую денежную

реформу, "повелев делать деньги серебряные новые на свое имя безо всякого

примеса". Из рублевой гривенки теперь чеканили сто монет с изображением

всадника с копьем, или двести монет с всадником с саблей.

Изображение

всадника считалось портретом князя, который держал "копье в руце и оттоле

прозваша деньги копейные". Монеты, где всадник поднимал саблю назывались

деньга или сабляница и составляли полкопейки. Более мелкие монеты, полушки,

полденьги и четверть копейки украшала птица. Стоденежный счетный рубль стал

стокопеечным, родоначальником всех десятичных денежных систем мира.

Для изготовления серебряных изделий и монет широко использовались

немецкие иохимсталлеры, которые в России прозвали ефимками по первой

203

половине слова, ведь немецкое имя Иоахим соответствует нашему Ефиму.

Иохимсталер превращался в ефимок с помощью русской надписи, которую

чеканили поверх латинской. Ефимки из "пришлого" немецкого и испанского

серебра еще долго имели хождение в российской денежной системе, пока не

наладилась государственная добыча серебра "домашнего" на Нерчинских

рудниках Забайкалья, начавшаяся в 1704 году. В

Нерчинском горнозаводском

округе оказалось свыше 500 месторождений, разрабатывались 120, из них

несколько десятков крупных. Одновременно развивалась добыча серебра на

Алтае, где открыли богатое серебром полиметаллическое Риддерское

месторождение, действующее и ныне.

В мировой истории серебро вместе с золотом служило валютой и

украшением. Самое дешевое из благородных металлов серебро, сыграло ведущею

роль в торговле как монетный денежный металл. В этом качестве оно превзошло

золото, разделив с ним ювелирное значение. Серебро - самый классический

обладатель металлических свойств - пластичности, блеска, звонкости,

теплопроводности и электропроводности, превосходя остальные металлы по этим

показателям.

Металлический блеск или отражательная способность серебра с древности

используется для производства зеркальных стекол бытового и технического

назначения. Высокая электропроводность серебра определяет его исключительное

применение в электронике и электротехнике. Серебро незаменимо в

фотохимической промышленности. Оно используется в ракетостроении, авиации,

химическом и целлюлозно-бумажном производстве.

Из 60 минералов, содержащих серебро, промышленное значение имеют

204

немногие - это самородное серебро - Ag, природный сплав серебра и золота,

электрум - Ag,Au, серебряный блеск /аргентит/ - Ag

S, кераргирит - Ag(Br,Cl),

прустит - Ag

AsS

, пираргирит - Ag

SbS

Серебряные руды дают не более 20% мирового производства металла, Его

основная добыча / 80% / ведется попутно при разработке комплексных серебро-

содержащих руд цветных металлов - медных, свинцово-цинковых, кобальтовых,

никелевых, сурьмяных, золотосеребряных.

Геохимически серебро проявляет халькофильные свойства, его кларк в

литосфере составляет 7•10

-6

%. Изверженные породы накапливают серебро в

основных разностях /до 100 мкг/кг/.Гранитные породы вдвое беднее серебром.

В осадочных породах, в отличие от многих микроэлементов, серебро

тяготеет к песчаникам и карбонатным породам / до 250 мкг/кг/, при уровне

содержания в глинах порядка 70 мкг/кг. В зоне гипергенеза серебро мигрирует

подобно меди, а в почвах образует гуминовые комплексы, накапливаясь в

верхних горизонтах. Среднемировой уровень серебра в почвах принимается

равным 0,1 мг/кг.

Среди благородных металлов серебро выделяется токсичностью, являясь

микробиологическим, ферментативным ядом. Бактерицидные свойства металла

использовались с древнейших времен. Стерилизованная в серебряной посуде

святая вода долго сохраняется свеже:й. Бактерицидность серебряной посуды

определяется исключительной микробиологической токсичностью

серебра в

водной среде, в сотни и тысячи раз выше, чем у ртути и кадмия. Высока

токсичность серебра для морских и пресноводных гидробионтов. Для рыб серебро

более ядовито, чем ртуть и примерно равно токсичности кадмия. По токсичности

205

для морских моллюсков серебро следует за ртутью и медью.

По токсичности на почвенные микроорганизмы и ферменты серебро

превосходит все микроэлементы, включая ртуть. Выявленная фитотоксичность

серебра, очевидно не имеет большого экологического значения на фоне других

факторов. Экологическая опасность серебра в природной среде определяется его

значительной геохимической миграцией в урбанизированных районах в

сочетании

с токсичностью. Техногенные потоки и ореолы рассеяния серебра

создают процессы переработки руд и сплавов цветных металлов. Локальная

токсичность серебряных изделий в прошлом сменилась значительным

антропогенным рассеянием серебра, что сделало его значительным токсикантом

биосферы.

Ртуть.

Алхимики считали, что все металлы произошли из ртути, которую

изображали в белого льва, пожирающего солнце - символ золота. Ртуть способна

не только растворять или амальгамировать золото, она знаменита своей

выдающейся кровожадностью. Жидкий металл и его соединения - сильнейшие

яды, токсичность которых известна с древнейших времен.

Нынче время ртуть заслуженно входит в число приоритетных

загрязнителей окружающей среды. Основные отрасли потребляющие мировую

продукцию жидкого металла распределены следующим образом: химические

заводы

для производства хлора и щелочи используют 25% всего производства

ртути; электротехническая промышленность - 20%, изготовление красок - 15%;

производство систем измерения и контроля / термометры, барометры, манометры,

206

апппараты измерения кровяного давления и т.д./ - 10%; сельское хозяйство

/протравливание семян/ - 5%; стоматология -3%; лабораторная деятельность

/аналитическая аппаратура типа масспектрометров, полярографов и т.д./ - 2%,

другие применения, включая производство детонаторов - 20%.

Ртуть входит в состав свыше 40 минералов. Рудные концентрации создают:

киноварь - НgS, самородная ртуть - Hg , блеклая руда -шватцит - (Нg,Cu)

метациннабарит - HgS.

Месторождения ртути приурочены к трем глобальным рудным поясам:

Средиземноморскому, Тихоокеанскому и Центрально-Азиатскому. Вмещающими

породами для большинства месторождений служат песчаники и кварциты, в

которых сосредоточено 75% мировых запасов ртути, остальные месторождения

располагаются в карбонатных породах.

Крупнейшее ртутное месторождение мира Альмаден /по арабски рудник/

находится на родине М.Сервантеса и Дон

Кихота - в Испании, располагаясь в

провинции Новая Кастилия, в горах Сьерра-Морена, в 80 км юго-западнее города

Сьюдад-Реаль. Рудные тела представлены тремя пластами кварцитовидных

песчаников, разделенных слоями углистых сланцев. Рудой служит киноварь, но

местами встречается и самородная металлическая ртуть, которая в отдельных,

забоях, заполняет полости объемом до 1 м

. В рудных пластах вместе о

киноварью встречаются пирит, реже другие сульфиды - халькопирит, галенит,

сфалерит, пирротин, марказит, антимонит.

Систематические сведения об эксплуатации месторождения имеются за

последние 500 лет, но в целом, разработки ртути ведутся около 2000 лет.

Считается, что за время эксплуатации месторождения добыто 300-500 тысяч тонн

207

ртути, а общие запасы металла оцениваются цифрой в 1 миллион тонн, что равно

суммарным запасам всех остальных месторождений мира.

В России добыча ртути началась в 1759 году на Ильдиканском

месторождении в Забайкалье. Важным этапом стала промышленная разработка

Никитовского месторождения, начавшаяся в 1879 году, через семь лет наладили

производство металлической ртути.

В месторождениях находится только 0,02% ртути, основное количество

98,98% довольно равномерно рассеяно в земной коре, поэтому в различных типах

горных пород средние концентрации жидкого металла изменяются в очень узком

интервале от 4•10

-6

% до 9•10

-6

%. Кларк ртути в земной коре составляет 5•10

-6

Приземная атмосфера содержит 10•10

-10

мг/л ртути, которая непрерывно

испаряется с поверхности горных пород, почв, вод, поступает при"дыхании"

вулканов и зон глубинных разломов. С поверхности океанов каждый год

поднимается к небу 4,5•10

% т ртути. Приведенная концентрация ртути в

атмосфере остается постоянной, поскольку вместе с поступлением ртутных паров,

происходит их удаление с атмосферными осадками.

В сейсмоактивных районах геохимики обнаружили над глубинными

разломами значительное превышение /в 5-10 раз/ концентрации паров ртути над

фоновыми значениями. Одновременно выяснилось, что выделение ртутных, паров

в сейсмических районах зависит от

сейсмической активности. Очевидно,

источником паров ртути служит магма и горные породы, из которых ртуть более

интенсивно возгоняется при разогреве в результате подвижек и трения горных

пород во время землетрясения. Летучесть ртутных паров имеет еще одно эколого-

геохимическое следствие. Если в горных породах ртуть ведет себя достаточно

208

индифферентно, то все известные типы глубинных, месторождений самых

разных полезных ископаемых она явно жалует своим присутствием. Рудные

залежи меди, цинка, золота, молибдена и других элементов могут иметь ртути в

100 раз больше, чем обычные безрудные породы. Еще выше концентрация ртути

в нефти. А в газах нефтяных и газовых месторождений ртутное обогащение

может быть больше фона в 100 тысяч раз. Объяснение ртутной аномалии

вытекает из физических свойств "живого" серебра. Ртуть - единственный металл,

который существует при нормальной температуре и давлении в жидком виде,

причем закипает при весьма низкой температуре +375

, когда другие металлы не

могут кипеть. Поэтому судьба ртути в земной коре несколько напоминает

поведение другой жидкости - воды.

Антропогенная интоксикация ртутью биосферы складывается из процессов

сжигания минерального топлива /угля и нефти/, деятельности металлургических

заводов, производства и применения ртуть-содержащих фунгицидов, а также

орошения сточными водами.

Геохимически ртуть - элемент халькофил. Сульфид ртути, минерал

киноварь - наиболее распространенное природное соединение жидкого металла. В

водной среде ртуть образует устойчивые органические комплексы / метил-ртуть

(CH

Hg)

и диметил-ртуть / CH

-Hg-CH

/, которые включаются в биологический

круговорот и поступают в пищевые цепи.

В почвах неорганические соединения ртути поглощаются гумусом и

глинистыми минералами. Метилртуть и другие органические комплексы слабо

удерживаются почвой и легко поступают в растения. Неорганическая ртуть в

почвах может подвергаться метилированию благодаря жизнедеятельности

209

бактерий и грибов. Ртуть обладает значительной фитотоксичностью, вызывая

нарушение фотосинтеза, газового обмена, дыхания, задержку роста и развития,

снижение урожайности.

Изучив концентрацию ртути в пробах ископаемого льда, отобранных из

слоев, образовавшихся до начала индустриальной эры, и в современных, ученые

определили естественное и техногенное поступление ртути на поверхность земли.

Оказалось, что современный глобальный

круговорот ртути на одну треть

обеспечивается поступлением жидкого металла из антропогенных источников.

Несмотря на увеличение количества ртути в атмосфере, ее концентрация в океане,

как выяснилось, не изменилась с доисторических времен, и оставаясь постоянной

в течение индустриальной эры, очевидно, сохранится в обозримом будущем.

Причина в том, что океан велик, в нем

много воды, в которой плавает около 70

миллионов тонн ртути, имеющей естественное происхождение.

Токсичность ртути известна с древнейших времен, и тем не менее, ртуть

считается элементом с невыясненными биологическими функциями. Пока неясен

смысл присутствия ртути в растениях и животных. Человеческий организм

содержит примерно столько ртути, сколько жизненно важного кобальта, который

входит в

состав витамина В

В клинике ртутного отравления различают: 1/ хронический нервный

меркуризм при длительном ртутном отравлении; 2/ ртутную интоксикацию,

вызванную большими дозами ртути. Ртутное отравление вызывает поражение

нервной системы, нарушение двигательных функций, секреций желудочно-

кишечного тракта, костного мозга и т.д.

Проблема ртутного загрязнения окружающей среды возникла в связи со

210

случаями массовых отравлений и гибели людей в 1950-70 гг. Зимой 1971-72 гг. в

Ираке произошло отравление ртутью крестьян, употреблявших в пищу хлеб,

приготовленный из пшеницы и других злаков, обработанных органо-ртутными

фунгицидами. 6000 пострадавших оказались в больницах, 500 из них оттуда не

вышли. Подобные случаи отмечались в 1961 году /Ирак/, в 1963 году /Пакистан/ и

в1966 году

/Гватемала/.

Органические соединения ртути использовались для обработки зерна и в

Европе. С 1940 года метилртуть применяли в Швеции для предпосевного

протравливания семян. Эта обработка вскоре сказалась на птицах, которые

травились отравленным зерном и замертво падали с неба. Проведенные в связи с

массовой гибелью птиц исследования обнаружили высокие концентрации ртути в

рыбе,

выловленной в районах, где органические соединения ртути не

использовались промышленностью и сельским хозяйством и не могли загрязнять

акваторию. Затем выяснилось, что любая рыба содержит метилртуть, которая

составляет главную долю ртути в теле морских организмов. Оказалось, что в

водных бассейнах, пресноводных и морских, путем метилирования

микроорганизмами неорганических соединений ртути, происходит образование

метилртути

(CH

Hg)

. При попадании в организм человека неорганических

соединений ртути и вдыхании паров - основное количество металла

накапливается в легких и почках. Метилртуть предпочитает мозг. Метилирование

ртути увеличивает ее проникновение через биологические мембраны, следствием

чего служит всеобщее накопление метилртути в морских организмах.

Наибольшую известность приобрело ртутное отравление японских

рыбаков в 1953 году. Официальный список включал 116 заболевших, из которых