Костанайский региональный университет имени Ахмет Байтұрсынұлы
Цинк
- Химические, физические и физико-химические свойства:
Металл. Чистый Ц. пластичен, прокатывается в листы и тонкую фольгу. Металл технической чистоты на холоду не пластичен. Ц. диамагнитен. В соединениях Ц. проявляет степень окисления + 2. Ц. устойчив к действию сухого воздуха до 225 °С. В атмосфере влажного воздуха, содержащего CO2 или SO2, Ц. окисляется уже при обычных температурах, при нагревании на воздухе сгорает с образованием оксида ZnO. Цинковая пыль пирофорна. Сухие F2, Cl2 и Br2 не взаимодействуют с Ц. на холоду, но в присутствии влаги Ц. может воспламеняться с образованием соответствующих галогенидов. Порошок Ц. реагирует с серой со взрывом, бурная реакция с серой протекает также при температуре кипения Ц. с образованием сульфида ZnS. В токе ацетилена Ц. образует карбид ZnC2. Ц.— сильный восстановитель, способен восстанавливать соли Mg, Mn, Fe, Ni, Cu, Cd,а также при взаимодействии с азотной кислотой ион NO3 до иона NH4+. Ц. взаимодействует с другими кислотами с образованием соответствующих солей. Ц. растворяется в щелочах и аммиаке. Большинство солей Ц. растворяются в воде. С Al, Cu и Mg Ц. образует сплавы, имеющие промышленное значение.
- Механизм воздействия на биоту:
Механизм воздействия на биоту зависит от видовой принадлежности организмов и конкретных химических соединений цинка.
- Устойчивость в природных средах:
Ц. устойчив к действию сухого воздуха до 225 °С. В атмосфере влажного воздуха, содержащего CO2 или SO2, Ц. окисляется уже при обычных температурах.
- Биогеохимическая подвижность:
неизвестна
- Источники и пути поступления и миграции:
Основным источником является выброс в атмосферу Ц. При высокотемпературных технологических процессах. Таким путем плюс потери при транспортировке, обогащении, сортировке с 1963 по 1975 г. во всем мире было рассеяно 500 тыс. т Ц. В результате сжигания каменного угля в 1980 г. в атмосферу поступило 137,5 тыс. т, к 2000 году эта цифра возрастет до 218,8 тыс. т [15]. Содержание Ц. в воздухе в районе завода вторичной переработки цветных металлов составляет: в радиусе 300 м —0,350 мг/м3 ; 500 м — 0,285 мг/м3; 1000 м - 0,148 мг/м3; 2000 м — 0,52 мг/м3. Металлический Ц. окисляется кислородом воздуха и выпадает в виде оксида ZnO. В среднем с атмосферными осадками ежегодно выпадает на 1 км2 поверхности Земли 72 кг Ц.— в 3 раза больше, чем свинца, и в 12 раз больше, чем меди (Дмитриев, Тарасова). Значительные количества Ц. поступают в почву с твердыми отходами ГРЭС на буром угле. В районе одного из цикоплавильных заводов в радиусе 0,8 км в поверхностном слое почвы содержание Ц. достигало 80 мг/г. В радиусе 1 км от цинкового завода в зеленых частях овощей содержание Ц. 53—667 мг/кг, в корнеплодах — 3,5—65 мг/кг, в почве — 42—40 мг/кг сухого остатка. Грушко [13] считает, что сточные воды, содержащие Ц., пе пригодны для орошения полей. Несоблюдение гигиенических нормативов привело в 1981 г. в Японии к вспышке тяжелого заболевания костно-мышечной системы у населения, потреблявшего в пищу рис, выращенный на полях орошения, где использовались ирригационные воды, сильно загрязненные сульфидом Ц. и кадмием (Lag). Для Мирового океана особую опасность представляют шла- мы сточных вод и сами сточные воды химического, деревообрабатывающего, текстильного, бумажного, цементного производств, а также рудников, горно-обогатительных и плавильных заводов, металлургических комбинатов. Пороговой концентрацией Ц., снижающей эффективность очистки сточных вод на 5%, является 5—10 мг/л. Серьезным источником поступления Ц. в воду является вымывание его горячей водой из оцинкованных водопроводных труб до 1,2—2,9 мг с поверхности 1 дм2 в сутки. Суммируя все антропогенные источники, Рощин и др. оценили общий объем поступления Ц. из них в окружающую среду в 314 тыс. т в год.
- Экологическая опасность:
Подпороговая концентрация в воде, определяемая органолептически, для оксида Ц. 30 мг/л, для хлорида Ц.— 5 мг/л [3]. Подпороговая концентрация, не влияющая на санитарный режим водоема, для ZnO и ZnCl2 5 мг/л; максимальная концентрация, которая при постоянном воздействии сколь угодно длительное время не вызывает нарушения биохимических процессов, для ZnO 5 мг/л, для ZnCl2 10 мг/л. Микроорганизмы и растения. При содержании Ц. в верхнем слое почвы до 8—13 % значительно уменьшается общее число микроорганизмов, но рост большинства из них замедляется уже при уровне Ц. 100—200 мкг/кг; грибы более устойчивы. Отрицательное влияние Ц. на микроорганизмы и микрофауну почвы снижает ее плодородие: в условиях умеренного климата урожай зерновых снижается на 20—30 %, свеклы — на 35%, бобов — на 40%, картофеля — на 47%. Уровень Ц., снижающий урожай или высоту растения на 5—10 %, считается токсичным и составляет для овса 435—725 млн - 1 , для клевера 210 - 290, для свеклы 240—275 (Большаков и др.). Известны растения, которые обладают способностью концентрировать Ц., например гвоздичные (до 1500—4900 мг/кг сухого вещества), крестоцветные (до 5440—13 630 мг/кг) [11]. Гидробионты. Соединения Ц. сильно повреждают жабры рыб. Сначала наблюдается фаза возбуждения и учащения дыхания, но мере разрушения респираторного эпителия наступают асфиксия и смерть. Обратимость отравления возможна, если рыбу перенести в свежую воду в стадии опрокидывания. Токсичность Ц. усиливают ионы меди и никеля. Концентрация 15 мг/л в течение 8 ч смертельна для всех рыб. Плотва не переносит концентрацию более 1 мг/л. В мягкой воде Ц. токсичен для форели в концентрации 0,15 мг/л, в жесткой ЛК50 = 4 , 7 6 мг/л. Хлорид Ц. токсичен для улиток и ракообразных при 0,2 мг/л [29]. Способностью накапливать Ц. Обладают устрицы; скармливание таких устриц крысам вызывает у них интоксикацию (Thrower, Oily). Нормы содержания (Нормы содержания в природных средах (воздух, вода, почва, биота) ( количественный показатель: предельные уровни содержания (ПДК, ОДК, ОБУВ и др.), принятые в РФ, странах Европы и Америки ).) В атмосферном воздухе для оксида Ц. ПДКсс = 0,05 мг/м3 [Н-35]; для нитрата, сульфата и хлорида Ц. (в пересчете на цинк) ВДКа.в = 0,005 мг/м3 [Н-51]. В воде водо-источников для цинка П Д К , = 1,0 мг/л (о. с.) [Н-41], ПДКз.р = 0,01 мг/л [Н-42]. В почве для цинка ПДКп = 23,0 мг/кг (т. в.) [Н-45]. ПДК цинка в пищевых продуктах, мг/кг [Н-46]: хлеб, зерно 25,0 рыбные 40,0 Овощи 10,0 мясные 40,0 Фрукты 10,0 молочные 5,0 Соки 10,0
- Нормы содержания:
В атмосферном воздухе для оксида Ц. ПДКсс = 0,05 мг/м3 [Н-35]; для нитрата, сульфата и хлорида Ц. (в пересчете на цинк) ВДКа.в = 0,005 мг/м3 [Н-51]. В воде водных источников для цинка ПДК , = 1,0 мг/л (о. с.) [Н-41], ПДКз.р = 0,01 мг/л [Н-42]. В почве для цинка ПДКп = 23,0 мг/кг (т. в.) [Н-45]. ПДК цинка в пищевых продуктах, мг/кг [Н-46]: хлеб, зерно 25,0 рыбные 40,0 Овощи 10,0 мясные 40,0 Фрукты 10,0 молочные 5,0 Соки 10,0
- Контрмеры:
зависят от формы химического соединения
- Источники:
Вредные химические вещества. Неорганические соединения элементов I—IV групп: Справ, изд./ A. Jl. Бандман, Г. А. Гудзовский, JL С. Дубейковская и др.; Под ред. В. А. Филова и др. JI.: Химия, 1988. 512 с.
Артамонова В. Г, Неотложная помощь при профессиональных интокси» нациях. Л., 1981. 189 с.
Большаков В. А. и др. Загрязнение почв и растительности тяжелыми ме- таллами. M., 1978. 52 с.
Бонашевская 'Г. И. и <Зр.//Материалы 1-й Респ. конф. гигиенистов и сани- тарных врачей. Ашхабад, 1978. С. 138—141. Бурханов А. И., Мирзоян И. М.//Вестник дерматологии. 1982. № 5. С. 26—29 Воронцова Е. И. и Зр.//Гигиена и санитария. 1976. № 7. С. 49—51. Давыдова В. И. и др.//Там же. 1968. № 1. С. 81. Движков П. П., Потапова И. //.//Гигиена труда и проф. заболевания, 1968. № 1. С. 2 3 - 2 7. Дзукаев 3. E., Кочеткова Т. Л.ЦТам же. 1970. № 10. С. 38—41. Дмитриев М. Т., Тарасова Л. HJJГигиена: Экспресс-информация. 1985, № 5 С. 20. Жулидов Л. В. и др.Ц Докл. АН СССР. 1980. № 4. С. 1018-1020. Златева M., Гелебова В.//Хигиена и здравеопознаване. 1974. № 1, С. 17-20. Катаева С. £.//Гигиена и санитария. 1982. № 5. С. 60—61. Козлова A. JIJ/Tau же. 1955. № 10. С. 48. Лудевиг Р., Лос К. Острые отравления. M., 1983. 560 с. Могилевская О. Я.ЦТоксикология редких металлов. M., 1963. С. 187—195. Могош Г. Острые отравления. Бухарест. 1984. 579 с. Неменко Б. А. и др.Ц Гигиена и санитария. 1981. № 1. С. 74—75. Нестеров Г. Ф.//Гр./Всес. ин-т экспер. ветеринарии. 1961. Т. 24. С. 190—» 193. Поллак Г. Ф. и <Зр.//Тр./Казахский ин-т эпидемиологии. 1960. Т. 4. С. 590—596. Рощин А. В.//Гигиена труда и проф. заболевания. 1977. № 11. С. 28—35. Рощин А. В. и <Зр.//Гигиена: Обзорная информация ВНИИМИ. M., 1982, № 3. Сорокин С. E., Большаков В. А.ЦХимия в сельск. хоз-ве. 1982. № 3. С. 3 8 - 3 9. Спиридонова В. С. и др.Ц Гигиена и санитария. 1985. № 2. С. 74—75. Спиридонова В. С., Шабалина Л. П.ЦТш же. 1982. № 8. С. 23—25. 160 КАДМИИ и ЕГО СОЕДИНЕНИЯ Шебалина Jl. П., Спиридонова В. С.//Актуальные проблемы гигиены тру- да. M., 1978. С. 40—44. Юдов Н. Н.Ц Веетн. оториноларингологии. 1959. № 4. С. 92—93. Axelson G., Sundell 1.ЦScand. J. Work. Environ. Health. 1978. № 1. P. 46-52. Beeckmans J., Brown /.//Arch. Environ. Health. 1963. № 3. P. 346—350. Blisnakov C., Iskrov G.//Folia med. 1961. Bd. № 2. S. 73—77. Brink Al. et al.Hi. Animal. Sci. 1959. № 2. P. 836-842. Brown Al. et al.//Arch. Environ. Health. 1964. № 5. P. 657—660. Conner M. et аl Toxicol, a. Appl. Pharmacol. 1982. Ws 3. P. 434-442. Fischer A. Contact Dermatitis. Philadelphia, 1967. 324 p. Hamdi E.//Brit. J. Ind. Med. 1969. № 2. P. 126-134. Ieszke M. et al//Med. prac. 1984. № 4. P. 289-292. Lag 1.11Ambie. 1984. № 4. P. 287-289. Lampugnali L., Maccheroni Al /Clin. Chem. 1984, № 8. P. 1366—1368. Shepard Т. H. Catalog of Teratogenic Agents. Baltimore; London, 1936. 710 p. Stephenson 1.11 Arch. Environ. Health. 1967. № 1. P. 83—88. Thrower S., OlUj /.//J. Appl. Toxicol. 1982. № 2. P. 110—115.