Магистрант
  1. Физическая химия  1.1. Термодинамика  1.1.1. Законы термодинамики  1.1.2. Энтальпия и теплоемкость  1.1.3. Энтропия и свободная энергия  1.1.4. Фазовое равновесие  1.1.5. Статистическая термодинамика  1.1.6. Термодинамический цикл  1.1.7. Фугитивность и активность  1.2. Квантовая химия  1.2.1. Принципы квантовой механики  1.2.2. Уравнение Шрёдингера  1.2.3. Частица в ящике  1.2.4. Операторы и собственные значения  1.2.5. Атомные орбитали  1.2.6. Теория молекулярных орбиталей  1.2.7. Теория возмущений  1.2.8. Теория валентных связей  1.2.9. Гибридизация и химическое связывание  1.3. Химическая кинетика  1.3.1. Законы скорости и механизмы реакций  1.3.2. Теория столкновений  1.3.3. Теория переходного состояния  1.3.4. Кинетика ферментов  1.3.5. Цепные реакции и полимеризация  1.3.6. Фотохимические реакции  1.4. Statistical mechanics  1.4.1. Функции разделения  1.4.2. Молекулярные функции распределения  1.4.3. Распределение Больцмана  1.4.4. Статистика Бозе-Эйнштейна и статистика Ферми-Дирака  1.5. Спектроскопия  1.5.1. Ротационная спектроскопия  1.5.2. Вибрационная спектроскопия  1.5.3. Электронная спектроскопия  1.5.4. Спектроскопия ядерного магнитного резонанса  1.5.5. Масс-спектрометрия  1.5.6. Спектроскопия Рамана  1.5.7. Электронный парамагнитный резонанс  1.6. Поверхностная и коллоидная химия  1.6.1. Изотерма абсорбции  1.6.2. Поверхностное натяжение и смачиваемость  1.6.3. Коллоидная стабильность  1.6.4. Катализ  1.6.5. Эмульсии и мицеллы  1.7. Электрохимия  1.7.1. Уравнение Нернста  1.7.2. Электрохимические ячейки  1.7.3. Проводимость и подвижность  1.7.4. Война  1.7.5. Топливные элементы  1.7.6. Электролиз
  2. Organic chemistry  2.1. Механизм реакции  2.1.1. Nucleophilic substitution reactions  2.1.2. Электофильные реакции присоединения  2.1.3. Реакции элиминирования  2.1.4. Реакции перестройки  2.1.5. Radical reactions  2.1.6. Перициклические реакции  2.2. Спектроскопия и определение структуры  2.2.1. УФ-Вид спектроскопия  2.2.2. ИК-спектроскопия  2.2.3. ЯМР-спектроскопия  2.2.4. Масс-спектрометрия  2.2.5. Рентгеновская кристаллография  2.3. Stereoscopic  2.3.1. Хиральность и оптическая активность  2.3.2. Структурный анализ  2.3.3. Геометрическая изомерия  2.3.4. Динамическая стереохимия  2.4. Органометаллическая химия  2.4.1. Органолитиевые и органомагниевые реагенты  2.4.2. Реакции кросс-сочетания с использованием палладия в качестве катализатора  2.4.3. Комплексы переходных металлов  2.4.4. Металл–углеродная связь  2.5. Химия полимеров  2.5.1. Механизм полимеризации  2.5.2. Характеристики полимеров  2.5.3. Биодеградируемый полимер  2.5.4. Проводящий полимер  2.5.5. Супрамолекулярные полимеры  2.6. Медицинская химия  2.6.1. Дизайн и разработка лекарств  2.6.2. Фармакокинетика и фармакодинамика  2.6.3. Соотношения структура-активность  2.6.4. Молекулярный докинг и скрининг лекарств
  3. Неорганическая химия  3.1. Координационная химия  3.1.1. Теория кристаллического поля  3.1.2. Теория поля лигандов  3.1.3. Спектрохимический ряд  3.1.4. Хелатирование и стабильность  3.2. Органометаллическая химия  3.2.1. Металлокарбонилы  3.2.2. Катализ органометаллическими комплексами  3.2.3. Металоцены  3.3. Био-неорганическая химия  3.3.1. Металлопротеины и ферменты  3.3.2. Роль металлов в биологических системах  3.3.3. Транспорт и хранение ионов металлов  3.4. Химия твердого тела  3.4.1. Кристаллические структуры  3.4.2. Теория зон в твердых телах  3.4.3. Сверхпроводники  3.4.4. Дефекты в кристалле  3.5. Лантаноиды и актиноиды  3.5.1. Электронная конфигурация в лантанидах и актинидах  3.5.2. Координационная химия лантаноидов  3.5.3. Магнитные свойства лантаноидов
  4. Аналитическая химия  4.1. Хроматография  4.1.1. Газовая хроматография  4.1.2. Высокоэффективная жидкостная хроматография  4.1.3. Тонкослойная хроматография  4.2. Спектроскопические методы  4.2.1. Атомно-абсорбционная спектроскопия  4.2.2. Дифракция рентгеновских лучей  4.2.3. Спектроскопия с индуктивно связанной плазмой  4.3. Электроаналитические методы  4.3.1. Потенциометрия  4.3.2. Вольтамперометрия  4.3.3. Колометрия  4.4. Масс-спектрометрия  4.4.1. Техника ионизации  4.4.2. Фрагментационная картина  4.5. Хемометрия  4.5.1. Мультидисциплинарный анализ  4.5.2. Машинное обучение в химии
  5. Теоретическая и вычислительная химия  5.1. Молекулярная динамика  5.1.1. Силовые поля и минимизация энергии  5.1.2. Метод Монте-Карло в симуляциях молекулярной динамики  5.2. Квантовохимические методы  5.2.1. Теория Хартри — Фока  5.2.2. Теория функционала плотности  5.2.3. Полуэмпирические методы  5.3. Компьютерное проектирование лекарств  5.3.1. Молекулярный докинг  5.3.2. QSAR Моделирование  5.3.3. Виртуальный скрининг
  6. Биохимия  6.1. Enzyme Kinetics  6.1.1. Кинетика Михаэлиса-Ментен  6.1.2. Механизм ингибирования  6.2. Метаболизм и биоэнергетика  6.2.1. Гликолиз  6.2.2. Citric acid cycle  6.2.3. Цепь переноса электронов  6.3. Молекулярная биология  6.3.1. Репликация и восстановление ДНК  6.3.2. Синтез белка  6.3.3. Регуляция генов  6.4. Структурная биохимия  6.4.1. Свертывание белка  6.4.2. Мембранная биофизика
  7. Экологическая химия  7.1. Атмосферная химия  7.1.1. Greenhouse gases  7.1.2. Истощение озонового слоя  7.1.3. Загрязнители воздуха и дым  7.2. Химия воды  7.2.1. pH и жесткость воды  7.2.2. Очистка сточных вод  7.2.3. Аквальная Химия  7.3. Химия почвы  7.3.1. Загрязнение тяжелыми металлами  7.3.2. pH почвы и буферизация  7.3.3. Циркуляция питательных веществ  7.4. Токсикология и химическая безопасность  7.4.1. Токсикокинетика  7.4.2. Оценка риска в токсикологии и химической безопасности в экологической химии  7.4.3. Влияние загрязняющих веществ на окружающую среду

Магистрант → Экологическая химия → Химия почвы ↓


Загрязнение тяжелыми металлами


Загрязнение почвы тяжелыми металлами является важной экологической проблемой, влияющей на экосистемы, здоровье человека и качество жизни. Эти металлы, которые часто являются токсичными при определенных концентрациях, могут накапливаться в почвах и представлять угрозу для растений, животных и человека. Понимание источников, распределения и последствий загрязнения тяжелыми металлами важно для разработки эффективных стратегий восстановления и сохранения почвы.

Понимание тяжелых металлов

Тяжелые металлы - это элементы, обладающие металлическими свойствами, такими как высокая плотность и ковкость. Они включают широкий спектр элементов, но обычно элементы такие как свинец (Pb), кадмий (Cd), ртуть (Hg), мышьяк (As) и хром (Cr) считаются относящимися к категории тяжелых металлов из-за их токсического воздействия на окружающую среду и здоровье человека.

Источники загрязнения тяжелыми металлами

Тяжелые металлы в почве возникают как из-за естественных процессов, так и антропогенной деятельности. Вот краткое описание этих источников:

  • Естественные источники: Тяжелые металлы могут естественным образом присутствовать в почве из-за выветривания металлоносных горных пород и вулканической активности.
  • Антропогенные источники: Промышленные виды деятельности, включая добычу полезных ископаемых, плавку, обработку металлов и сжигание ископаемого топлива, значительно способствуют загрязнению почвы тяжелыми металлами. Сельскохозяйственные практики, такие как использование фосфатных удобрений и пестицидов, также усугубляют проблему.

Воздействие загрязнения тяжелыми металлами

Присутствие тяжелых металлов в почве оказывает несколько негативных последствий:

  • Влияние на здоровье почвы: Тяжелые металлы могут изменять химический состав почвы, влияя на ее pH и нарушая доступность питательных веществ, что ведет к плохому состоянию почвы.
  • Влияние на рост растений: Высокие концентрации тяжелых металлов могут препятствовать росту растений, вызывая фитотоксичность.
  • Воздействие на здоровье человека: Накопление тяжелых металлов в сельскохозяйственных культурах представляет риск для здоровья человека. Например, длительное воздействие свинца может повлиять на нервную систему, в то время как кадмий может вызвать повреждение почек.

Визуальный пример: тяжелые металлы в почве

Рисунок ниже показывает источники и последствия загрязнения почвы тяжелыми металлами:

тяжелые металлы Промышленные источники Сельскохозяйственные источники

Металлургические процессы и их влияние

Процессы плавки и рафинирования металлов выделяют тяжелые металлы в окружающую среду. Например, добыча меди и свинца также выделяет побочные продукты, такие как мышьяк и кадмий. Эти загрязнители могут оставаться в почве, влияя на ее плодородие и загрязняя водные ресурсы.

Визуальный пример: накопление тяжелых металлов

Эта иллюстрация показывает, как тяжелые металлы накапливаются и проникают через слой почвы:

Профиль почвы Металл

Методы анализа тяжелых металлов в почве

Анализ концентраций тяжелых металлов в почве включает несколько сложных методов:

  1. Атомно-абсорбционная спектроскопия (ААС): Этот метод помогает обнаруживать и измерять концентрацию металлов путем анализа света, поглощаемого атомами.
  2. Индивидуальная плазменная масс-спектрометрия (ICP-MS): ICP-MS используется для обнаружения металлов и множества неметаллов с очень низкими концентрациями, что делает его подходящим для мониторинга окружающей среды.
  3. Рентгенофлуоресценция (РФА): Этот неразрушающий метод широко используется для определения элементного состава, включая тяжелые металлы, в образцах почвы.

Стратегии восстановления почвы

Для очистки почвы, загрязненной тяжелыми металлами, используются различные стратегии. Вот некоторые из них:

  • Фиторемедиация: Использование растений для поглощения, концентрации и устранения тяжелых металлов из почвы. Подсолнухи и ивы известны своей способностью поглощать тяжелые металлы.
  • Промывка почвы: В этой технике используется водный раствор для удаления загрязнителей из почвы.
  • Иммобилизация/солидизация: В этом методе тяжелые металлы фиксируются в матрице почвы, уменьшая их подвижность и биоусвояемость.

Визуальный пример: фиторемедиация

Пример растения, удаляющего тяжелые металлы из почвы:

Металл

Регуляторные подходы и политики

Правительства и экологические организации разработали нормативные акты для ограничения выбросов тяжелых металлов и контроля загрязнения почвы. Политики сосредоточены на сокращении промышленных выбросов и продвижении безопасных сельскохозяйственных практик. Также существуют руководства для мониторинга качества почвы и регулярной оценки уровней загрязнения.

Понимание науки о загрязнении тяжелыми металлами и их воздействии на окружающую среду - это продолжающийся процесс, требующий междисциплинарного сотрудничества. Путем внедрения эффективных систем мониторинга и технологий очистки риски, связанные с загрязнением тяжелыми металлами, могут быть управляемыми, здоровье почвы может быть улучшено, и экосистемы будут защищены.

Заключение

Загрязнение почвы тяжелыми металлами - это сложная проблема, требующая многопланового подхода для решения. Продолжающиеся исследования, в сочетании с эффективными регуляторными политиками, могут помочь уменьшить негативное воздействие этих загрязнителей на здоровье человека и окружающую среду. Вкладывая в инновационные технологии очистки и поощрение общественного осознания, мы можем обеспечить более здоровое и устойчивое будущее для нашей планеты.


Магистрант → 7.3.1


U
username
0%
завершено в Магистрант

← Предыдущий (7.3)
Химия почвы
Следующий (7.3.2) →
pH почвы и буферизация

Комментарии 



Загрязнение тяжелыми металлами

https://www.chemistryelite.com/g/7.3.1?ceal=ru