.RU

Содержание тяжелых металлов в пробах снега в зоне влияния Кирово-Чепецкого химического комбината

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГУМАНИТАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Химический факультет

Кафедра химии

Курсовая работа на тему:

«Содержание тяжелых металлов в пробах снега в зоне влияния Кирово-Чепецкого химического комбината»

Выполнил:

студент 4 курса

Кулябин Александр Николаевич

Научный руководитель:

доцент кафедры химии, к.б.н.

Скугорева Светлана Геннадиевна

Киров, 2011

Содержание

1. Введение

2. Задачи

3. Глава I

3.1. Метод атомно-абсорбционной спектрометрии

3.2. Метод вольтамперометрии

4. Глава II

4.1. Пробоотбор

4.2. Методика проведения химического анализа

4.2.1. Методика атомно-абсорбционной спектрометрии и обработка результатов

4.2.2. Методика вольтамперометрии и обработка результатов

5. Глава III

5.1. Результаты и их обсуждение

5.2. Заключение

6. Список литературы.

Введение:

1. Актуальность.

Присутствие кадмия в водной среде обусловлено его поступлением вследствие выщелачивания горных пород и почв, а также со сточными водами предприятий горнодобывающей, металлургической и химической промышленности. В незагрязненных речных и озерных водах кадмий присутствует в низких концентрациях - доли и единицы микрограммов в кубическом дециметре.

В поверхностных водах суши соединения кадмия находятся в растворенном и взвешенном состоянии. В состав взвеси входят, как правило, сорбированные формы. В растворенном состоянии кадмий существует в ионной форме, а также в виде неорганических и органических комплексов. В кислых водах преобладающей является наиболее токсичная ионная форма кадмия.

2. Действие на окружающую среду и человека:

Кадмий обнаруживается в организмах практически всех животных (у наземных около 0,5 мг на 1 кг массы, а у морских - от 0,15 до 3 мг/кг). Вместе с тем его относят к наиболее токсичным тяжелым металлам. Кадмий сосредотачивается в организме преимущественно в почках и печени, при этом содержание кадмия в организме к старости повышается. Он накапливается в виде комплексов с белками, которые участвуют в ферментативных процессах. Попадая в организм извне, кадмий оказывает ингибирующее действие на целый ряд ферментов, разрушая их. Его действие основано на связывании группы -SH цистеиновых остатков в белках и ингибировании SH-ферментов. Он может также ингибировать действие цинксодержащих ферментов, замещая цинк. Из-за близости ионных радиусов кальция и кадмия, он может замещать кальций в костной ткани.

Люди отравляются кадмием, употребляя воду, загрязненную кадмиесодержащими отходами, а также овощи и зерновые, растущие на землях, расположенных вблизи от нефтеперегонных заводов и металлургических предприятий. Особой способностью накапливать кадмий отличаются грибы. По некоторым сведениям, содержание кадмия в грибах может достигать единиц, десятков и даже 100 и более миллиграммов на кг собственной массы. Соединения кадмия есть среди вредных веществ, находящихся в табачном дыме (одна сигарета содержит 1-2 мкг кадмия).

Классическим примером хронического отравления кадмием является заболевание, впервые описанное в Японии в 1950-е и получившее название «итай-итай». Болезнь сопровождалась сильными болями в поясничной области, болью в мышцах. Появлялись и характерные признаки необратимого поражения почек. Были зафиксированы сотни смертельных исходов «итай-итай». Заболевание приняло массовый характер в силу высокой загрязненности окружающей среды в Японии в то время и специфики питания японцев - преимущественно рисом и морепродуктами (они способны накапливать кадмий в высоких концентрациях). Исследования показали, что заболевшие «итай-итай» потребляли до 600 мкг кадмия в сутки. В дальнейшем в результате мероприятий по охране окружающей среды, частота и острота синдромов, подобных «итай-итай» заметно снизилась.

В США была обнаружена зависимость между содержанием кадмия в атмосфере и частотой смертельных случаев от сердечно-сосудистых заболеваний.

Считают, что без вреда для здоровья в организм человека в сутки может поступать около 1 мкг кадмия на 1 кг собственного веса. В питьевой воде кадмия не должно содержаться более 0,01 мг/л. Противоядием при отравлении кадмием является селен, однако употребление продуктов, богатых этим элементом, приводит к понижению содержания серы в организме, и в этом случае кадмий снова становится опасным.

Основные источники кадмия - промежуточные продукты цинкового производства. Осадки металлов, полученные после очистки растворов сульфата цинка действием цинковой пыли, содержат 2-12% кадмия. Во фракциях, образующихся при дистилляционном получении цинка, содержится 0,7-1,1%о кадмия, а во фракциях, полученных при ректификационной очистке цинка - до 40%> кадмия. Кадмий извлекают и из пыли свинцовых и медеплавильных заводов (она может содержать до 5% и 0,5%о кадмия, соответственно). Пыль обычно обрабатывают концентрированной серной кислотой, а затем сульфат кадмия выщелачивают водой.


Задачи

· Проанализировать особенности методов определения тяжелых металлов: метода инверсионной вольтамперометрии и атомно-абсорбционной спектрометрии

· Провести пробоподготовку проб снега к анализу методом инверсионной-вольтамперомтерии

· Осуществить анализ проб на содержание тяжелых металлов методом инверсионной-вольтамперометрии

· Обработать и обсудить полученные данные

· Сравнить данные, полученные вольтамперомтерическим методом с результатами полученными на атомно-абсорбционном спектрометре

· Сформулировать выводы по проделанной работе


Глава I. Обзор методов

1. Метод вольтамперометрии

Вольтамперометрия- совокупность электрохимических методов исследования и анализа, основанных на изучении зависимости силы тока в электролитической ячейке от потенциала погруженного в анализируемый раствор индикаторного микроэлектрода, на котором реагирует исследуемое электрохимически активное (электроактивное) вещество. В ячейку помещают помимо индикаторного вспомогательный электрод со значительно большей поверхностью, чтобы при прохождении тока его потенциал практически не менялся (неполяризующийся электрод). Разность потенциалов индикаторного и вспомогательного электродов Е описывается уравнением Е = U— IR, где U- поляризующее напряжение, R - сопротивление раствора, I - ток в электохимической ячейке. В анализируемый раствор вводят в большой концентрации индифферентный фоновый электролит, чтобы, во-первых, уменьшить величину Rи, во-вторых, исключить миграционный ток, вызываемый действием электрического поля на электроактивные вещества. При низких концентрациях этих веществ изменение омического сопротивления электролита в ячейке и падения напряжения IRв растворе очень мало. Для полной компенсации изменения омического сопротивления и падения напряжения применяют потенциостатирование и трехэлектродные ячейки, содержащие дополнительно электрод сравнения.

В качестве индикаторных электродов используют стационарные и вращающиеся электроды - из металла (серебро, золото, платина), углеродных материалов (графит), а также капающие электроды (из ртути, амальгам, галлия). Последние представляют собой капилляры, из которых по каплям вытекает жидкий металл.

Вольтамперометрия с использованием капающих электродов, потенциал которых меняется медленно и линейно, называют полярографией. Электродами сравнения служат обычно электроды второго рода, например каломельный или хлоросеребряный.

Циклическая вольтамперометрия (вольтамперометрия с относительно быстрой треугольной разверткой потенциала) позволяет изучать кинетику и механизм электродных процессов путем наблюдения на экране компьютера или диаграмме потенциометра вольтамперограмм, отражающих концентрации анализируемых компонентов и электрохимические реакции продуктов электролиза.

Для всех вариантов вольтамперометрии используют способ снижения Сn , основанный на предварительном электрохимическом, адсорбционном или химическом накоплении определяемого компонента раствора на поверхности или в объеме стационарного микроэлектрода, с последующей регистрацией вольтамперограммы, отражающей электрохимическую реакцию продукта накопления. Эту разновидность вольтамперометрииназывают инверсионной. Винверсионной вольтамперометрии с предварительным накоплением, достигает 10-9 -10-11 . Минимальные значения Сn получают, используя углеродные и тонкопленочные ртутные индикаторные электроды, в т.ч. ртутно-графитовые, состоящие из мельчайших капелек ртути, электролитически выделенных на подложку из специально обработанного графита.

Вольтамперометриюприменяют:

• для количественного анализа неорганических и органических веществ в очень широком интервале содержаний - от 10-10 % до десятков %;

• для исследования кинетики и механизма электродных процессов, включая стадию переноса электрона, предшествующие и последующие химической реакции, адсорбцию исходных продуктов и продуктов электрохимических реакций и т. п.;

• для изучения строения двойного электрического слоя, равновесия комплексообразования в растворе, образования и диссоциации интерметаллических соединений в ртути и на поверхности твердых электродов; для выбора условий амперометрического титрования и др. .


2. Атомно-абсорбционная спектрометрия

Атомно-абсорбционные спектрометры выпускаются с атомизаторами различного типа:пламенными и электротермическими.

Схема спектрометра, использующего пламенный атомизатор, представлена на рис. 1. Такой спектрометр состоит из источника излучения (1), атомизатора - пламени (2), монохроматора (3) и детектора - приемника света (4), также имеется двухлинзовая оптическая система (5).


sozdanie-dublinskoj-sistemi-polozhenie-o-gumanitarnih-osnovaniyah-statya-15-28-5-predostavlenie-informacii-29.html
sozdanie-edinogo-prostranstva-duhovno-nravstvennogo-razvitiya-shkolnika-v-usloviyah-modernizacii-rossijskogo-obrazovaniya.html
sozdanie-edinoj-sistemi-informacii-ob-obstanovke-v-mirovom-okeana.html
sozdanie-effektivnoj-sistemi-nachalnogo-i-srednego-professionalnogo-obrazovaniya-v-rossijskoj-federacii-zakonodatelnij-aspekt.html
sozdanie-elektronnoj-informacionnoj-sredi.html
sozdanie-fizicheskoj-modeli-dannih-uchebno-metodicheskij-kompleks-po-discipline-proektirovanie-informacionih-sistem.html
  • zanyatie.bystrickaya.ru/stati-o-menedzhmente.html
  • obrazovanie.bystrickaya.ru/programma-disciplini-sociologiya-predprinimatelstva-dlya-napravleniya-030300-68-psihologiya-podgotovki-magistra-avtor-professor-d-e-n-chepurenko-a-yu-a.html
  • reading.bystrickaya.ru/lingvo-semanticheskaya-alternaciya-v-simvolizme-chast-5.html
  • uchitel.bystrickaya.ru/programma-rasschitana-na-102-chasa-vkonce-uchebnogo-goda-provoditsya-kontrolnij-test-a-takzhe-v-techenii-goda-organizacionnie-formi-nacelivayushie-shkolnikov-raspredelyat-rabotu-s-sosedom-po-parte-stranica-2.html
  • prepodavatel.bystrickaya.ru/strukturnij-funkcionalizm-v.html
  • textbook.bystrickaya.ru/istoricheskij-portret-reformatora-p-a-stolipina.html
  • lesson.bystrickaya.ru/ocenka-rekreacionnih-resursov-vladimirskoj-oblasti.html
  • shpargalka.bystrickaya.ru/vladimir-talkov-stranica-5.html
  • kolledzh.bystrickaya.ru/73-dnishe-teploobmennogo-apparata-posobie-po-proektirovaniyu-izdatelstvo-tpu.html
  • notebook.bystrickaya.ru/hozhdenie-v-kanossu.html
  • znanie.bystrickaya.ru/akusherstvo-ginekologiya-bibliograficheskij-ukazatel-novih-postuplenij-v-rnmb-yanvar-fevral-2006-g.html
  • ekzamen.bystrickaya.ru/saba-tairibi-zhet-zhari-zhalpi-masat.html
  • school.bystrickaya.ru/issledovaniya-pocherka-chast-10.html
  • tasks.bystrickaya.ru/131-dinamika-chislennosti-polovozrastnoj-strukturi-i-zanyatosti-naseleniya.html
  • thescience.bystrickaya.ru/interaktivnij-kurs-fiziki-7-11-klassi-otkritaya-fizika-ch-1.html
  • assessments.bystrickaya.ru/bookinfo-chukovskij-kornej-ivanovichot-dvuh-do-pyati-stranica-5.html
  • knigi.bystrickaya.ru/sovremennie-sredstva-multimedia-referat-po-kursu-osnovi-informatiki-i-programmirovaniya-stranica-4.html
  • literature.bystrickaya.ru/domashnee-zadanie-po-tehnologii-dlya-devochek-uchitel-makarova-l-a-5-klass.html
  • predmet.bystrickaya.ru/sahalinskie-kirillo-mefodievskie-chteniya-k-65-letiyu-obrazovaniya-sahalinskoj-oblasti-.html
  • universitet.bystrickaya.ru/strategicheskij-plan-ministerstva-obrazovaniya-i-nauki-respubliki-kazahstan-na-2011-2015-godi-stranica-7.html
  • obrazovanie.bystrickaya.ru/primernaya-programma-srednego-polnogo-obshego-obrazovaniya-po-russkomu-yaziku-bazovij-uroven-poyasnitelnaya-zapiska.html
  • knigi.bystrickaya.ru/safronov-b-overchenko-m-zalozhniki-nasdaq1-.html
  • tetrad.bystrickaya.ru/v-e-maksimenko-lokalnie-gruppi-i-osobennosti-kochevnicheskih-kompleksov-stranica-3.html
  • knowledge.bystrickaya.ru/nauchnaya-rabota-po-teme-vozmozhno-geron-chto-to-utail.html
  • upbringing.bystrickaya.ru/metodicheskaya-razrabotka-uroka-po-istorii-drevnego-mira-v-5-klasse-tema-vavilonskij-car-hammurapi-i-ego-zakoni.html
  • uchebnik.bystrickaya.ru/vospominaniya-o-shtejnere-stranica-20.html
  • lektsiya.bystrickaya.ru/programma-chistaya-voda.html
  • universitet.bystrickaya.ru/teoriya-sravnitelnih-izderzhek.html
  • abstract.bystrickaya.ru/-6-pravoslavie-na-kavkaze-i-na-zapade-rossii-uchebnoe-posobie-dlya-4-klassa-seminarii-sergiev-posad.html
  • assessments.bystrickaya.ru/doklad-direktora-municipalnogo-obsheobrazovatelnogo-uchrezhdeniya-srednyaya-obsheobrazovatelnaya-shkola-1-stranica-3.html
  • gramota.bystrickaya.ru/zakonodatelnoe-sobranie-sverdlovskoj-oblasti-stranica-8.html
  • control.bystrickaya.ru/ceni-dlya-individualov-prisoedinyayushihsya-k-obshim-gruppam-na-ekskursii-ot-gostinogo-dvora.html
  • literatura.bystrickaya.ru/soderzhanie-rabochej-programmi-prepodavaemoj-disciplini.html
  • prepodavatel.bystrickaya.ru/tematicheskoe-planirovanie-k-rabochej-programme-po-discipline-psihodiagnostika-dlya-specialnosti-050706-pedagogika-i-psihologiya-dnevnoe-otdelenie-stranica-4.html
  • ucheba.bystrickaya.ru/poyasnitelnaya-zapiska-k-tematicheskomu-planirovaniyu-po-anglijskomu-yaziku-dlya-5-9-klassov-stranica-6.html
  • © bystrickaya.ru
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.