těžké kovy

Těžké kovy
kov
Hg
Cd
geneze
ox. č.
HgS (rumělka),
v elementární formě
I, II
doprovází další sulfidické
rudy
doprovází Zn v jeho
rudách, fosforečnanová
hnojiva
II
formy výskytu
další
sloučeniny Hg - chemické
i biochemické změny
rozpuštěné: Hg0, Hg2+, [HgOH]+, (methylace x
demethylace), organické
[Hg(OH)2(aq)]0, [HgOHCl]0,
[HgCl]+ až [HgCl4]2-,
sloučeniny – rychlá
methylmerkurichlorid CH3HgCl, kumulace a sorpce
dimethylrtuť [(CH3)2Hg],
v biomase a sedimentech,
methylrtuť CH3Hg +, CH3HgOH vazba do komplexních
sloučenin, rozklad =>
tuhé fáze: HgO(s), HgS(s)
koncentrace o řád nižší než
konc. celk. Hg
Analogie se Zn:
rozpuštěné: Cd2+, hydroxo-,
karbonatokomplexy, [CdSO4]0,
komplexy s huminovými látkami
tuhé fáze:
CdCO3(s),
Cd(OH)2(s)
CdS(s)
Limit
pitná
voda
(vyhl. č.
252/2004
Sb.)
NMH
1 µg/l
NMH
5 µg/l
toxicita
kumulace v organismech - cílové orgány =
ledviny, příp. játra, a mozek
methylrtuť - neurotoxické účinky - poruchy
smyslových funkcí (zraku, sluchu, rovnováhy),
poruchy řeči a polykání, morfologické změny v
mozku a mentální poruchy, teratogenní účinky
anorganické sloučeniny - snížení produkce moči
až selhání ledvin, změny psychiky
elementární rtuť – inhalace/požití
otrava požitím - zvýšené slinění, otoky dásní,
vypadávání zubů, nespavost, svalový třes,
zvracení, průjem, únava, ztráta sebekontroly a
svalová slabost, zhoršení funkce ledvin
Akutní toxicita: závisí na formě Hg a vstupu do
organismu - poškození plic (po inhalaci), krvavé
průjmy, zvracení, poleptání sliznic (po ingesci),
selhání ledvin, poškození CNS (třes, poruchy
sluchu, vidění)
Chronická toxicita: zpočátku: únava, slabost,
bolesti hlavy, poruchy trávení; později: poškození
CNS, vypadávání zubů, poruchy ledvin
= velmi toxické (hned za Hg), kumulace v játrech a
ledvinách, negativně ovlivňuje metabolismus
vápníku a tím tvorbu vitamínu D
Akutní toxicita: průjmy, zvracení, selhání ledvin
Chronická toxicita: anemie (vliv na
metabolismus Fe), poškození ledvin, změny v
metabolismu Ca -odvápnění kostí, karcinogenní,
poškození pohlavních orgánů (nekrózy a tumory
pohlavních žláz, poškození varlat)
esenc
iální
ne
ne
1
Pb
As
PbS (galenit)
PbSO4 (anglesit)
PbCO3 (cerrusit)
FeAsS (arsenopyrit)
As4S4 (realgar)
As2S3 (auripigment)
doprovází fosfor
II, IV
III, V
Cr
FeCr2O4 (chromit)
PbCrO4 (krokoit)
doprovází hliník
Sn
SnO2 (kassiterit)
organocíničité sloučeniny II, IV
(fungicidy)
III, VI
rozpuštěné: Pb2+ (kyselá oblast),
[PbCO3]0 (neutrální a slabě
alkalická oblast), [PbOH]+,
[Pb(OH)2(aq)]0 a [Pb(CO3)2]2(alkalická oblast), příp. chloro- a
sulfatokomplexy
tuhé fáze: kyselá a neutrální
oblast – PbCO3(s)
Zásaditá oblast Pb(CO3)2(OH)2(s)
Silně zásaditá oblast Pb(OH)2(s)
rozpuštěné:
Oxické podmínky, neutrální a
alkalické prostředí – AsV (H2AsO4a HAsO42-)
Anoxické podmínky – redukce na
AsIII (H3AsO3, příp. HAsS2, AsS2-)
Biochemickými pochody – tvorba
různých methylderivátů (např.
(CH3)3As)
tuhé fáze: As2S3(s) nebo
As4S4(s), arseničnany různých
kovů (nejméně rozpustné s Fe, Cr,
Ba, Al)
rozpuštěné: Cr3+, [CrOH]2+ až
[Cr(OH)4]-, CrO42-, HCrO4-,
tuhé fáze: Cr(OH)3(s)
CrVI dobře rozpustný (kromě
PbCrO4, AgCrO4, BaCrO4) => pro
odstranění nejprve nutná redukce
na CrIII
Mono-, di-, trialkyl- (alkyl = butyl,
ethyl, methyl) cíničité a
triarylcíničité sloučeniny – např.
tributylcíničité sloučeniny
[(C4H9)3SnX] (X = Cl-, OH-,
CH3COO- aj.)
Kyselé prostř. - kationtové formy
Alkalické prostř. – molekuly bez
náboje
NMH
10 µg/l
= velmi toxické, akumulace v sedimentech i
v organismech - kumulace v játrech, ledvinách,
případně v kostech
Akutní toxicita: poškození CNS, anoxie, zácpa a
bolesti břicha (při ingesci)
Chronická toxicita: počátek: zácpa, únava,
nespavost, nechutenství, malátnost;
později: poruchy krvetvorby (chudokrevnost),
poškození CNS, poškození ledvin, jater
ne
NMH
10 µg/l
AsIII je 5-20x toxičtější než AsV
značně jedovatý (nervový jed), kumulace v
organismu, karcinogenní
Akutní toxicita: gastrointest. potíže, obrna
dýchání, encefalitida, nefritida, myelitida,
dermatitida
Chronická toxicita: poruchy CNS, dermatitidy,
ekzémy, otoky, hyperpigmentace pokožky,
gangréna, břišní koliky, anorexie, anémie
ne
CrIII značná sorpce na
hydratovaných oxidech Fe,
Mn a Al, velká
komplexační schopnost, ve
vodě hydrolýza na
Cr(OH)3(s)
NMH
50 µg/l
CrVI toxický pro živočichy, rostliny a bakterie,
karcinogenní, genotoxický
ano
Používání organocíničitých
sloučenin jako fungicidů,
používání se omezuje
-
organocíničité sloučeniny = značně toxické,
inhibují funkci některých enzymů a ovlivňují
tvorbu steroidních hormonů
tributylcín = nejtoxičtější pro vodní organismy
ano
Značná sorpce na
hydratovaných oxidech Fe
a Al.
Vertikální stratifikace AsIII
a AsV v jezerech a
nádržích.
Kumulace v říčních
sedimentech.
2
Zn
ZnS (sfalerit)
ZnCO3 (smithsonit)
Cu
CuFeS2 (chalkopyrit)
Cu2S (chalkosin)
Cu2(OH)2CO3 (malachit) I, II
Cu3(OH)2(CO3)2 (azurit)
CuO (tenorit)
Ag2S (argentit)
Ag doprovází Cu, Pb, Zn, Sb,
As aj.
II
rozpuštěné: Zn2+, [Zn(OH)]+,
[Zn(OH)2(aq)]0, [Zn(OH)3]-,
[Zn(OH)4]2-, [Zn(CO3)(aq)]0,
[Zn(CO3)2]2-, [ZnHCO3]+,
[ZnSO4]0,
tuhé fáze:
kyselá a neutrální oblast –
ZnCO3(s), Zn(OH)6(CO3)2 (s)
Zásaditá oblast
Zn(OH)2(s)
Anaerobie – ZnS(s)
s Si: Zn2SiO4(s)
rozpuštěné: Cu2+,
hydroxokomplexy [Cu(OH)]+,
[Cu(OH)2(aq)]0, [Cu(OH)3]-,
[Cu(OH)4]2-, uhličitanové
komplexy [Cu(CO3)(aq)]0,
[Cu(CO3)2]2-, [Cu(CO3)(OH)]-,
[Cu(CO3)(OH)2]2-, amino-, kyano-,
fosfatokomplexy
tuhé fáze: kyselá oblast –
Cu2(OH)2CO3(s)
Neutrální a zásaditá oblast –
Cu(OH)2(s)
Vliv CO2
Tvoří nerozpustné fosforečnany,
hydroxid-fosforečnany, hydroxidsírany, sulfidy
rozpuštěné: Ag+, [AgCl(aq)]0,
[AgCl2]-, alkalické vody [AgOH(aq)]0, síranové vody [AgSO4]stopový koloid
Tvoří komplexy
s organickými látkami
přítomnými v přírodních
vodách, ale podstatně méně
než Cu.
velmi snadno komplexuje –
organo-komplexy
s huminovými látkami,
aminokyselinami, peptidy,
AOM ...
toxický pro ryby a další vodní organismy
ano
NMH
1 mg/l
toxická pro ryby, řasy a další vodní organismy
síran měďnatý = algicidní preparát
ano
NMH
50 µg/l
= toxické; nejtoxičtější = Ag+, argyrie (hnědé
zbarvené kůže)
ne
-
Vliv na organoleptické
vlastnosti vody.
Oligodynamické účinky
(Sagen – studně) –
baktericidní, algicidní
3