Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow География arrow Биоиндикация загрязнений

Калий

Калий является широко распространенным в земной коре и биосфере щелочным металлом. Кларк его в земной коре —2,13%, в биосфере— 1,6%. Он относится к биологически важным, жизненно необходимым, общетоксичным элементам. В настоящее время известны 222 минерала, содержащих калий, из которых наиболее распространены полевые шпаты (ортоклаз и др.), глауконит, слюды, гидрослюды, лейцит, полигалит, К-селитра, карналлит и др. Хлориды, нитраты и сульфаты калия служат промышленными источниками металла, а некоторые силикаты — источниками нерудного агро- и полевошпатового сырья. Среди минералов калия наиболее растворимы карналлит, каинит, сильвин. Минеральные ресурсы калия весьма значительны, по мнению В. В. Иванова (1994), они превышают 150 000 млн т, хотя во многих солеродных бассейнах отношение запасов калия к Na- и Mg-солям составляет приблизительно 0,0n : 1. Производство этих солей за рубежом оценивалось в 1980-е годы в 15-16 млн т в перерасчете на К2О. Выпуск калийных удобрений в СССР с 1965 по 1988 г. увеличился почти в 5 раз и достиг 11,3 млн т. В 1990 г. производство их снизилось до 10 млн т и продолжает падать.

В чистом воздухе над Антарктидой содержание калия составляет 0,3-0,6 нг/м3, фон крупных городов зарубежного мира — 400 нг/м3. В океаническом воздухе концентрация его одна из самых высоких среди металлов— (1,1—1,7)-10~1 мкг/м3. Весьма высока она и в океаническом аэрозоле — 1,1%. В атмосферном воздухе фоновых хозяйственных территорий средние содержания калия, по А. А. Волох (1991), составляют в Восточной Сибири — 300 нг/м3, в Московской области — 190 нг/м3, в Крыму (залив Голубой) — 445 нг/м3.

Среднее содержание калия в морской и океанической воде равно 0,03%, в речной — 0,023% (Кузин, 1991). Общий гидрохимический сток K+Na достигает

37,8-106 т/год. Концентрация калия в морской воде (г/кг) и ее соленость (%о) прямо коррелируют: 0,11 г/кг — 10%о; 0,16 — 15; 0,22 — 20; 0,27 — 25; 0,33 — 30; 0,38 — 35; 0,44 г/кг — 40%о.

Основное количество калия остается па континентах, а часть его, попавшая в океан, поглощается живыми организмами, илами, в результате чего соотношение K/Na в океанической воде снижается. Важнейшим осадителем калия из морской воды в условиях шельфа и небольших глубин является глауконит (гидрослюдистые минералы типа иллита, содержащие 3,2-7,6% К).

Концентрация К+ (мг/л) в талых водах снежного покрова в Антарктиде составляет 0,008-1,0; на Северном и Южном полюсах — 0,03-0,32; на окраине Москвы — 0,4-1,0. Количество его в водоемах суши определяется геолого-литологическими, ландшафтно-геохимическими и географическими закономерностями. Максимальной калиеносностью отличаются районы молодого тектогенеза и бассейны, питающиеся морской водой (сульфатный тип). В континентальных районах высокие содержания калия наблюдаются в содовых водах, промежуточные — в сульфатных, низкие — в хлоридиых.

Содержание калия в подземных водах гораздо выше, чем в поверхностных. Самые высокие значения его характерны для хлоридно-натриевых и хлоридно-каль- циевых высокоминерализованных растворов (табл. 45). Сравнительно низкими концентрациями К, по А. И. Перельману (1979), отличаются грунтовые воды зон умеренного и полярного климата (1,1-3,0 мг/л), горных районов (1,2 мг/л).

Таблица 45- Изменение средних содержаний (мг/л) некоторых химических элементов по интервалам минерализации в отдельных классах хлоридных артезианских вод

(Перельман, 1979)

Класс воды

М и I icpaji изация

pH

Са

Mg

Na

К

Li

Rb

Cs

Cl-Ca-Na

0-100

7,11

3,44

0,96

20,5

0,26

5,7

0,42

0,29

100-200

6,48

9,28

1,76

42,6

0,70

10,8

0,94

0,38

200-300

6,02

18,28

3,03

69,9

0,94

16,6

1,15

0,57

300-400

5,72

29,74

4,89

82,8

2,76

33,5

3,45

0,92

Cl-Na-Ca

250-300

5,84

45,0

6,20

40,5

3,69

22,5

5,4

0,60

300-350

5,64

47,0

7,78

41,3

4,72

67,0

9,2

1,56

350-400

5,31

74,4

8,92

37,0

5,78

78,8

16,1

1,78

400-500

4,13

85,0

9,38

35,0

7,75

103,3

32,5

2,83

Cl-Mg-Ca

300-400

4,81

83,3

16,4

18,0

7,0

86,5

15,5

0,55

400-500

4,58

102,0

22,2

15,2

11,9

113,8

15,0

1,44

500-600

4,18

152,3

15,1

5,5

15,3

195,0

14,4

0,11

Среднее содержание калия в почвах оценивается в 1,25%. В зоне гипергенеза его относят к слабоподвижпым элементам сильного биологического накопления. Концентрация его в почвах зависит от типа почвообразования, их механического состава и т. д. Содержание калия, как и других элементов, значительно увеличивается при переходе от песчаных почв к глинистым (см. табл. 41).

Вынос калия типичен для кор выветривания и почв влажных тропиков, где он попадает в группу наиболее подвижных катионов (Na > Са > Mg > К) и удаляется из верхних горизонтов почв. В аридных зонах вынос калия менее интенсивен, чем в гумидных, и валовое содержание его в почвах может быть выше, особенно в легкодоступной для растений форме. Максимальная коицетрация свободного калия отмечается в солонцах.

Техно- и экогеохимия калия и его изотопов изучены недостаточно. Загрязнение окружающей среды калием связано прежде всего с сельским хозяйством. Источниками его избыточных содержаний являются предприятия по производству калийных удобрений, сточные бытовые воды, смыв с сельскохозяйственных угодий и др.

Большие количества вредных выбросов соединений калия попадают в окружающую среду при разработке месторождений калиевых, иногда магниевых и натриевых руд, а также в процессе их переработки (теряется более 60% К2О). В частности, на К- Mg-перерабатывающих предприятиях образуется порядка 104 м3 твердых солевых остатков и глинистых шламов, которые содержат 11-19% КС1. При производстве КС1 расход иеутилизируемой калийсодержащей воды составляет 45-94 кг/т перерабатываемой руды. Эта вода может проникать в поверхностные и артезианские воды.

К интенсивному накоплению калия в почвах приводит орошение полей промышленно-бытовыми водами. Значительный естественный смыв калия наблюдается с урбанизированных территорий: в центральной лесостепной зоне России он достигает 500 кг/км2 в сельских районах и 1600 кг/км2 в городах. С антропогенным загрязнением калием связывают эвтрофировапие водных объектов.

Калий поглощается растениями в виде иона К+ и легко мигрирует по пищевым цепям. Он является одним из важнейших биогенных элементов, стимулирующих рост и развитие живых тканей. Содержание его в морских растениях и животных выше, чем в наземных (см. табл. 35). Максимальная концентрация К+ отмечается в планктоне —до 1,2% на сухое вещество.

Широко распространен калий в сырье, полупродуктах, продуктах и отходах различных производств. Некоторые его соединения являются сильно токсичными: это растворимые в воде цианистый калий — сильнейший яд, цианид KCN (ЛДюо для собак— 1,6 мг/кг), хлорат КСЮз, арсенат KH2ASO4, которые содержатся в выбросах производств пестицидов, красителей, взрывчатых веществ, бумаги, в выбросах предприятий химической, текстильной, обувной промышленности и др. Повышенные количества КС1, KNO3, KNO2 содержатся в выбросах производств удобрений, а также химико-фармацевтических, стекольных и других предприятий. ПДК некоторых токсичных соединений калия представлены в таблице 46. Известно острое отравление людей КОН, животных —КОН, KF, К2СО3, КС1. ЛД50 для KF составляет 245 мг/кг, для К2СО3 —1870 мг/кг. Многие соединения калия, попадая в водоемы, вызывают гибель гидробионтов.

Таблица 46? Значения ПДК некоторых калийсодержащих соединений (Перечень предельно допустимых концентраций (ПДК)... СанПиН №6229-91)

Соединение К

ПДКр

вдк

Соединение К

ПДКр

вдк

Карбонат

2,0

0,05

Цианоферрат

4,0

Нитрат

5,0

Г идроксид

3,0

Сульфат

10,0

K-Mg сульфат

5,0

Хлорид

5,0

0,1

Для соединений калия характерна высокая степень дисперсности, и они легко попадают в организм. Заболеваемость рабочих на производствах, где они контактируют с подобными соединениями, по числу дней нетрудоспособности в 1,6 раза выше средней.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
 
Популярные страницы