Список важких металів: види та особливості

З усіх 104 відомих людству на сьогодні хімічних елементів 82 становлять метали. Вони займають чільне місце в житті людей в промисловій, біологічної та екологічної сфері. Сучасна наука поділяє метали на важкі, легкі і благородні. У цій статті ми розглянемо список важких металів та їх особливості.

Визначення важких металів

Спочатку важкими металами прийнято було називати тих їх представників, які мають атомну масу вище 50. Проте вживання названого терміна на сьогоднішній день відбувається частіше не з хімічної точки зору, а в залежності від їх впливу на забруднення навколишнього середовища. Таким чином, список важких металів включає ті метали та металоїди (полуметалли), які забруднюють елементи людської біосфери (грунт, воду). Давайте розглянемо їх.

Скільки елементів містить важких металів?

На сьогодні не існує єдиної думки щодо кількості елементів у названому переліку, оскільки немає загальних критеріїв, відносять метали до важким. Тим не менш, список важких металів може бути сформований залежно від різних властивостей металів і їх ознак. До них відносять:

Атомний вагу. Виходячи з цього критерію, до названих належить більше 40 елементів з атомною масою, що перевищує 50 а.е.м (г/моль).

Щільність. Виходячи з цього критерію, важкими вважаються ті метали, у яких щільність дорівнює або перевищує щільність заліза.

Біологічна токсичність об'єднує важкі метали, що негативно впливають на життєдіяльність людини і живих організмів. В їх списку близько 20 елементів.

Вплив на організм людини

Більшість названих речовин чинять негативний вплив на всі живі організми. Зважаючи на значну атомної маси, вони погано транспортуються і накопичуються в тканинах людини, викликаючи різні захворювання. Так, для людського організму кадмій, ртуть і свинець визнані як найбільш небезпечні і важкі метали.


Список токсичних елементів групується за ступенем небезпеки за так званим правилам Мертца, згідно з яким найбільш токсичні метали мають найменший діапазон експозиції:

Кадмій, ртуть, талій, свинець, миш'як (група найнебезпечніших металевих отрут, перевищення допустимих норм яких здатне призвести до серйозних психо-фізіологічних порушень і навіть до летального результату).

Кобальт, хром, молібден, нікель, сурма, скандій, цинк.

Барій, марганець, стронцій, ванадій, вольфрам

Це однак не означає, що жоден з елементів, згрупованих вище, за правилами Мертца, не повинен бути присутнім в людському організмі. Навпаки, список важких металів налічує в ньому ці та ще більше 20 елементів, невелика концентрація яких не тільки не небезпечна для життєдіяльності людини, але і необхідна в метаболічних процесах, особливо залізо, мідь, кобальт, молібден і навіть цинк.

Забруднення навколишнього середовища важкими металами

Елементами біосфери, що піддаються забруднення важкими металами, є ґрунт і вода. Найчастіше винуватцями цього виступають металургійні підприємства, переробні легкі та важкі кольорові метали. Список забруднюючих агентів також поповнюють підприємства по спалюванню сміття, автомобільні вихлопи, котельні, хіміко-виробничі, типографічні компанії і навіть електростанції.
Найчастіше токсинами є: свинець (автомобільне виробництво), ртуть (приклад поширення: розбиті в побуті термометри і люмінесцентні освітлювальні прилади), кадмій (утворюється в результаті спалювання сміття). Крім цього, більшість заводів у виробництві використовують той або інший елемент, який може бути охарактеризований як важкий. Метал групи, список якої був приведений вище, у вигляді відходів надходить найчастіше у водойми і далі по трофічному ланцюгу доходить до людини. Крім техногенних факторів забруднення природи важкими металами, існують також природні – це виверження вулканів, у лаві яких виявлено підвищений вміст кадмію.

Особливості поширення у природі найбільш токсичних металів

Ртуть в природі більше всього локалізується у водному і повітряному середовищі. У води світового океану ртуть надходить з промислових зливів, також зустрічаються пари ртуті, що утворюються внаслідок горіння вугілля. Токсичні сполуки акумулюються в живих організмах, особливо в морепродуктах. Свинець має широку область застосування. Він накопичується і в горах, і в ґрунті, і у воді, і в живих організмах, і навіть у повітрі у вигляді вихлопних газів від автомобілів. Звичайно, свинець надходить в навколишнє середовище і в результаті антропологічного дії у вигляді відходів від промислової галузі та неутилізованих відходів (акумулятори і батареї). А джерелом забруднення навколишнього середовища кадмієм є стічні води промислових підприємств, а також природні фактори: вивітрювання мідних руд, вимивання ґрунтів, а також результати вулканічної активності.

Область застосування важких металів

Незважаючи на токсичність, сучасна промисловість створює безліч корисних продуктів, переробляючи важкі кольорові метали, список яких включає сплави міді, цинку, свинцю, олова, нікелю, титану, цирконію, молібдену та ін
Мідь – високопластичний матеріал, з якого виходять різноманітні дроти, труби, кухонне начиння, прикраси, покрівельне покриття і багато іншого. Крім того, вона широко використовується в машинобудуванні і судно будуванні. Цинк володіє високими антикорозійними властивостями, тому поширене використання цинкових сплавів для покриття металевих виробів (т. зв. оцинковка). Області застосування продуктів з цинку: будівництво, машинобудування, поліграфія (виготовлення друкарських форм), ракетобудування, хімічна промисловість (виробництво лаків і фарб) і навіть медицина (антисептичні засоби та ін). Свинець легко плавиться, тому використовується в якості сировини у багатьох галузях: лакофарбової, хімічної, автомобільної (входить до складу акумуляторів), радіоелектронної, медичної (виготовлення захисних фартухів для пацієнтів під час проходження рентген-досліджень).