Химический элемент: Cr
Описание: элемент, находящийся в четвертом периоде и 6-й группе периодической системы. Простое вещество относится к переходным металлам. В нормальной среде (+20 градусов по Цельсию) имеет твердое агрегатное состояние и светло-голубой цвет. Иногда причисляется к черным металлам.
Распространение
Данный металл зарождается при взрывах звезд – как карликов, так и гигантов, после чего распространяется по Вселенной. В земной коре составляет 0,03% массы. В литосфере преимущественно представлен в виде крокоита (PbCrO4) и хромистого железняка (FeO*Cr2O3). Месторождения перечисленных веществ существуют и на территории России – преимущественно на Урале.
В естественной среде присутствуют следующие два вида хрома:
- Трехвалентный
- Шестивалентный
Природные причины его обнаружения в воде – это близость к месту залегания месторождений. Однако на практике даже крупные залежи не приводят к значительному превышению предельно допустимых концентраций. Основная причина большого содержания ионов хрома – антропогенная деятельность. Большую часть источников составляют технические стоки, включающие в себя соли и кислоты, содержащие хром. Источником загрязнения чаще всего выступают предприятия следующих отраслей:
- Химзаводы
- Изготовление кожи
- Красильные цеха
- Гальванические цеха
Кроме того, увеличению содержания хромистых веществ способствуют нарушения в хранении металла, а также халатная утилизация химикатов. Причем вследствие таких действий загрязняющим веществом в основном является ион Cr6+, который представляет собой выраженный канцероген, представляющий опасность даже в малых концентрациях. Более подробно воздействие металла на человеческий организм будет описано далее.
Определение
При анализе технологических стоков и открытых водоемов применяются различные методики. Это связано в тем, что при определении общих ионов приходится учитывать как трехвалентный, так и шестивалентный металл. Чтобы оценить концентрацию, проводятся лабораторные тесты, включающие целый ряд методик. Чаще всего применяются такие технологии:
- Титриметрическая
- Атомно-адсорбционная
- Фотометрическая
Последняя методика использует в качестве реагента дифенилкарбадиз. Реагируя с ионами общего хрома, он образует фиолетовые соединения, которые легко отследить. Это позволяет обнаружить оба типа хрома – как трех-, так и шестивалентный. Выделить концентрацию конкретного вида можно путем разделения, осадив один и вычислив долю от общего количества для второго.
При необходимости возможно проведение комплексных анализов, способных определять как сами хромиды, так и прочие канцерогенные вещества, а также особые микроорганизмы, влияющие на пригодность воды для употребления.
Влияние на организм
При оценке того, насколько общий хром опасен для организма, важно учитывать, из каких компонентов состоит данный показатель. Дело в том, что различная степень окисления металла кардинально меняет характер его воздействия на живые организмы.
Трехвалентный элемент является важным строительным элементом для физиологических процессов при соблюдении дозировок. Однако источником его получения служит не только вода, но и продукты питания, в частности, овощи, фрукты и мясо. Его порог опасности находится на уровне 0,5 мг/л.
Шестивалентный металл гораздо сложнее. Эта степень окисления представляет опасность для организма, так как Cr6+способен аккумулироваться в клетках и тканях, поскольку биохимические процессы его не разлагают. Превышение концентраций этого металла вызывает очень серьезные последствия, в числе которых:
- Рак тканей
- Лейкемия
- Рак костей
По этой причине при обнаружении большого количества общего хрома может потребоваться дополнительное исследование, которое покажет точную концентрацию опасного шестивалентного соединения.
Нормирование
Нормативные показатели ПДК различаются в зависимости от источника проб. Отдельные санитарные правила разделяют два типа валентности, а другие содержат только общий или шестивалентный показатель.
ПДК ионов хрома в различных источниках проб
Методы очистки
Для очистки питьевой воды используются:
- Коагуляция
- Ионный обмен
- Взаимная нейтрализация
Общий хром чаще всего нейтрализуется именно в сточных водах. Помимо биохимических реакций и механического фильтрования, применяются:
- Электрокоагуляция
- Электродиализ
- Электрохимическое восстановление
Эти промышленные методики позволяют эффективно очищать большие объемы сточных вод, делая их безопасными для окружающей среды.
