stringtranslate.com

Элемент тяжелого металла

Кристаллы осмия , тяжелого металла, почти в два раза плотнее свинца [1]

Тяжелые металлы — спорный и неоднозначный термин [2] для металлических элементов с относительно высокой плотностью , атомным весом или атомным числом . Используемые критерии и то, включены ли металлоиды , различаются в зависимости от автора и контекста, и было высказано мнение, что их не следует использовать. [3] [4] Тяжелый металл может быть определен на основе плотности, атомного числа или химического поведения . Были опубликованы более конкретные определения, ни одно из которых не получило широкого признания. Определения, рассмотренные в этой статье, охватывают до 96 из 118 известных химических элементов ; только ртуть , свинец и висмут соответствуют всем из них. Несмотря на это отсутствие согласия, этот термин (множественное или единственное число) широко используется в науке. Плотность более 5 г/см 3 иногда цитируется как общепринятый критерий и используется в тексте этой статьи.

Самые ранние известные металлы — обычные металлы, такие как железо , медь и олово , и драгоценные металлы, такие как серебро , золото и платина — являются тяжелыми металлами. С 1809 года были открыты легкие металлы , такие как магний , алюминий и титан , а также менее известные тяжелые металлы, включая галлий , таллий и гафний .

Некоторые тяжелые металлы являются либо необходимыми питательными веществами (обычно железо, кобальт , медь и цинк ), либо относительно безвредны (например, рутений , серебро и индий ), но могут быть токсичными в больших количествах или определенных формах. Другие тяжелые металлы, такие как мышьяк , кадмий , ртуть и свинец, являются очень ядовитыми. Потенциальными источниками отравления тяжелыми металлами являются добыча , хвосты , плавка , промышленные отходы , сельскохозяйственные стоки , профессиональное воздействие , краски и обработанная древесина .

Физические и химические характеристики тяжелых металлов следует рассматривать с осторожностью, поскольку соответствующие металлы не всегда последовательно определены. Помимо того, что они относительно плотные, тяжелые металлы, как правило, менее реакционноспособны, чем более легкие металлы, и имеют гораздо меньше растворимых сульфидов и гидроксидов . Хотя относительно легко отличить тяжелый металл, такой как вольфрам, от более легкого металла, такого как натрий , несколько тяжелых металлов, таких как цинк, ртуть и свинец, обладают некоторыми характеристиками более легких металлов; а более легкие металлы, такие как бериллий , скандий и титан, обладают некоторыми характеристиками более тяжелых металлов.

Тяжелые металлы относительно редки в земной коре, но присутствуют во многих аспектах современной жизни. Они используются, например, в гольф-клубах , автомобилях , антисептиках , самоочищающихся печах , пластмассах , солнечных батареях , мобильных телефонах и ускорителях частиц .

Определения

Спорная терминология

Международный союз теоретической и прикладной химии (ИЮПАК), который стандартизирует номенклатуру, утверждает, что «термин тяжелые металлы бессмыслен и вводит в заблуждение». [2] В отчете ИЮПАК основное внимание уделяется правовым и токсикологическим последствиям описания «тяжелых металлов» как токсинов, когда нет научных доказательств, подтверждающих связь. Плотность, подразумеваемая прилагательным «тяжелый», практически не имеет биологических последствий, а чистые металлы редко являются биологически активным веществом. [5] Эта характеристика была поддержана многочисленными обзорами. [6] [7] [8] Наиболее широко используемый учебник по токсикологии, токсикология Касарета и Доулла [9] использует «токсичный металл», а не «тяжелые металлы». [5] Тем не менее, во многих научных и связанных с наукой статьях термин «тяжелый металл» продолжает использоваться в качестве термина для токсичных веществ [10] [11] Чтобы быть приемлемым термином в научных работах, поощряется строгое определение. [12]

Использование вне токсикологии

Даже в других областях применения, кроме токсичности, нет общепринятого определения тяжелого металла на основе критериев. Обзоры рекомендовали не использовать его. [10] [13] Термину могут быть приданы различные значения в зависимости от контекста. Например, тяжелый металл может быть определен на основе плотности , [14] отличительным критерием может быть атомный номер , [15] или химическое поведение. [16]

Критерии плотности варьируются от более 3,5 г/см 3 до более 7 г/см 3 . [17] Определения атомного веса могут варьироваться от более натрия (атомный вес 22,98); [17] более 40 (исключая металлы s- и f-блока , следовательно, начиная со скандия ); [18] или более 200, т. е. от ртути и далее. [19] Атомные номера тяжелых металлов обычно указываются как более 20 ( кальций ); [17] [ неудачная проверка ] иногда это ограничивается 92 ( уран ). [20] Определения, основанные на атомном номере, подвергались критике за включение металлов с низкой плотностью. Например, рубидий в группе (столбце) 1 периодической таблицы имеет атомный номер 37, но плотность всего 1,532 г/см 3 , что ниже порогового значения, используемого другими авторами. [21] Та же проблема может возникнуть с определениями, основанными на атомном весе. [22]

Фармакопея США включает тест на тяжелые металлы, который включает осаждение металлических примесей в виде их окрашенных сульфидов . [23] На основе этого типа химического теста группа будет включать переходные металлы и постпереходные металлы . [16]

Другой подход, основанный на химии, предлагает заменить термин «тяжелый металл» двумя группами металлов и серой зоной. Ионы металлов класса A предпочитают доноров кислорода ; ионы класса B предпочитают доноров азота или серы ; а пограничные или амбивалентные ионы показывают характеристики либо класса A, либо B, в зависимости от обстоятельств. [32] Различие между металлами класса A и двумя другими категориями является резким. Терминология класса A и класса B аналогична терминологии «жесткая кислота» и «мягкое основание», иногда используемой для обозначения поведения ионов металлов в неорганических системах. [33] Система группирует элементы по , где — электроотрицательность иона металла , а — его ионный радиус . Этот индекс измеряет важность ковалентных взаимодействий по сравнению с ионными взаимодействиями для данного иона металла. [34] Эта схема применялась для анализа биологически активных металлов в морской воде, например, [12], но она не получила широкого распространения. [35]

Список тяжелых металлов по плотности

Плотность более 5 г/см 3 иногда упоминается как общий определяющий фактор тяжелых металлов [36] и, при отсутствии единогласного определения, используется для заполнения этого списка и, если не указано иное, для руководства остальной частью статьи. Металлоиды, соответствующие применимым критериям, например, мышьяк и сурьма, иногда считаются тяжелыми металлами, особенно в химии окружающей среды , [37] [ неудачная проверка ], как в данном случае. Другие металлы, иногда классифицируемые или рассматриваемые как «тяжелые» металлы, такие как бериллий [38] [ неудачная проверка ] (плотность 1,8 г/см 3 ), [39] алюминий [38] [ неудачная проверка ] (2,7 г/см 3 ), [40] кальций [41] (1,55 г/см 3 ), [42] и барий [41] (3,6 г/см 3 ) [43] , здесь рассматриваются как легкие металлы и, как правило, далее не рассматриваются.

Происхождение и использование термина

Тяжесть встречающихся в природе металлов, таких как золото , медь и железо , возможно, была замечена в доисторические времена и, в свете их ковкости , привела к первым попыткам создания металлических украшений, инструментов и оружия. [50] Все металлы, обнаруженные с тех пор и до 1809 года, имели относительно высокую плотность; их тяжесть считалась единственным отличительным критерием. [51] [ проверка не удалась ]

Начиная с 1809 года были выделены легкие металлы, такие как натрий, калий и стронций . Их низкая плотность бросила вызов общепринятому мнению, и было предложено называть их металлоидами (что означает «похожие на металлы по форме или внешнему виду»). [52] [ неудачная проверка ] Это предложение было проигнорировано; новые элементы стали признаваться металлами, и термин «металлоид» затем использовался для обозначения неметаллических элементов, а позднее и элементов, которые было трудно описать как металлы или неметаллы. [53]

В 1817 году немецкий химик Леопольд Гмелин разделил элементы на неметаллы, легкие металлы и тяжелые металлы. [54] Легкие металлы имели плотность 0,860–5,0 г/см3 ; тяжелые металлы 5,308–22,000. [55] Позднее этот термин стал ассоциироваться с элементами с высоким атомным весом или высоким атомным номером. [21] [ неудачная проверка ] Иногда его используют взаимозаменяемо с термином тяжелый элемент . Например, обсуждая историю ядерной химии , Маги [56] отмечает, что актиниды когда-то считались представителями новой переходной группы тяжелых элементов, тогда как Сиборг и его коллеги «отдавали предпочтение ... ряду тяжелых металлов и редкоземельных элементов ...».

Аналоги тяжелых металлов, легкие металлы , определяются Обществом минералов, металлов и материалов как «традиционные ( алюминий , магний , бериллий , титан , литий и другие реактивные металлы) и новые легкие металлы (композиты, ламинаты и т. д.)» [57]

Биологическая роль

Следовые количества некоторых тяжелых металлов, в основном в периоде 4, требуются для определенных биологических процессов. Это железо и медь ( перенос кислорода и электронов ); кобальт ( сложные синтезы и метаболизм клеток ); цинк ( гидроксилирование ); [63] [ неудачная проверка ] ванадий и марганец ( регуляция или функционирование ферментов ); хром ( утилизация глюкозы ); никель ( рост клеток ); мышьяк (метаболический рост у некоторых животных и, возможно, у людей) и селен ( функционирование антиоксидантов и выработка гормонов ). [64] Периоды 5 и 6 содержат меньше незаменимых тяжелых металлов, что соответствует общей закономерности, согласно которой более тяжелые элементы, как правило , менее распространены, а более редкие элементы с меньшей вероятностью будут необходимыми для питания. [65] В периоде 5 молибден требуется для катализа окислительно- восстановительных реакций; кадмий используется некоторыми морскими диатомовыми водорослями для той же цели; а олово может потребоваться для роста у нескольких видов. [66] В период 6 вольфрам требуется некоторым археям и бактериям для метаболических процессов . [67] Дефицит любого из этих основных тяжелых металлов периода 4–6 может увеличить восприимчивость к отравлению тяжелыми металлами [68] (наоборот, избыток может также иметь неблагоприятные биологические эффекты ). В среднем 70-килограммовом человеческом теле содержится около 0,01% тяжелых металлов (~7 г, что эквивалентно весу двух сушеных горошин, с железом в 4 г, цинком в 2,5 г и свинцом в 0,12 г, составляющими три основных компонента), 2% легких металлов (~1,4 кг, вес бутылки вина) и почти 98% неметаллов (в основном вода ). [69] [n 8]

Было обнаружено, что несколько несущественных тяжелых металлов оказывают биологическое воздействие. Галлий , германий (металлоид), индий и большинство лантаноидов могут стимулировать метаболизм, а титан способствует росту растений [70] (хотя его не всегда считают тяжелым металлом).

Токсичность

Тяжелые металлы часто считаются высокотоксичными или вредными для окружающей среды. [71] Некоторые из них таковыми являются, в то время как некоторые другие токсичны только при приеме в избытке или при встрече в определенных формах. Вдыхание определенных металлов, либо в виде мелкой пыли, либо, чаще всего, в виде паров, также может привести к состоянию, называемому лихорадкой металлического дыма .

Тяжелые металлы в окружающей среде

Хром, мышьяк, кадмий, ртуть и свинец имеют наибольший потенциал причинения вреда из-за их широкого использования, токсичности некоторых из их комбинированных или элементарных форм и их широкого распространения в окружающей среде. [72] Шестивалентный хром , например, очень токсичен [ требуется ссылка ], как и пары ртути и многие соединения ртути. [73] Эти пять элементов имеют сильное сродство к сере; в организме человека они обычно связываются через тиоловые группы (–SH) с ферментами , ответственными за контроль скорости метаболических реакций. Образующиеся связи сера-металл подавляют правильное функционирование задействованных ферментов; здоровье человека ухудшается, иногда фатально. [74] Хром (в его шестивалентной форме) и мышьяк являются канцерогенами ; кадмий вызывает дегенеративное заболевание костей ; а ртуть и свинец повреждают центральную нервную систему . [ требуется ссылка ]

Свинец является наиболее распространенным тяжелым металлом-загрязнителем. [75] Уровни в водной среде индустриальных обществ оцениваются в два-три раза выше, чем доиндустриальные уровни. [76] Как компонент тетраэтилсвинца (CH
3Ч.
2)
4Pb , он широко использовался в бензине с 1930-х до 1970-х годов. [77] Хотя использование этилированного бензина в Северной Америке было в значительной степени прекращено к 1996 году, почвы рядом с дорогами, построенными до этого времени, сохраняют высокие концентрации свинца. [78] Более поздние исследования продемонстрировали статистически значимую корреляцию между уровнем использования этилированного бензина и насильственными преступлениями в Соединенных Штатах; принимая во внимание 22-летний временной лаг (для среднего возраста насильственных преступников), кривая насильственных преступлений фактически отслеживала кривую воздействия свинца. [79]

Другие тяжелые металлы, известные своей потенциально опасной природой, обычно как токсичные загрязнители окружающей среды, включают марганец (повреждение центральной нервной системы); [80] кобальт и никель (канцерогены); [81] медь, [82] цинк, [83] селен [84] и серебро [85] ( эндокринные нарушения, врожденные нарушения или общие токсические эффекты у рыб, растений, птиц или других водных организмов); олово, как оловоорганическое соединение (повреждение центральной нервной системы); [86] сурьма (предполагаемый канцероген); [87] и таллий (повреждение центральной нервной системы). [82] [n 9] [n 10]

Другие тяжелые металлы

Несколько других несущественных тяжелых металлов имеют одну или несколько токсичных форм. Были зарегистрированы почечная недостаточность и смертельные случаи, возникающие в результате приема пищевых добавок германия (~15-300 г в общей сложности, потребляемых в течение периода от двух месяцев до трех лет). [82] Воздействие тетроксида осмия (OsO 4 ) может вызвать постоянное повреждение глаз и может привести к дыхательной недостаточности [91] и смерти. [92] Соли индия токсичны, если проглочено больше, чем несколько миллиграммов, и повлияют на почки, печень и сердце. [93] Цисплатин (PtCl 2 (NH 3 ) 2 ), важный препарат, используемый для уничтожения раковых клеток , также является ядом для почек и нервов. [82] Соединения висмута могут вызвать повреждение печени, если их принимать в избытке; нерастворимые соединения урана, а также опасная радиация, которую они испускают, могут вызвать постоянное повреждение почек. [94]

Источники воздействия

Тяжелые металлы могут ухудшать качество воздуха, воды и почвы , а затем вызывать проблемы со здоровьем у растений, животных и людей, когда они концентрируются в результате промышленной деятельности. [95] [96] Обычные источники тяжелых металлов в этом контексте включают в себя отходы горнодобывающей промышленности, металлургии и промышленности; выбросы транспортных средств; [97] моторное масло; [98] топливо, используемое судами и тяжелой техникой; строительные работы; удобрения; [99] пестициды; краски ; красители и пигменты; реконструкция; незаконное размещение отходов строительства и сноса; открытые мусорные контейнеры; сварка, пайка и пайка; стекольная обработка; [100] бетонные работы; дорожные работы; использование переработанных материалов; проекты DIY по металлу; мусоросжигательные печи; [101] сжигание бумаги для халвы ; открытое сжигание отходов в сельской местности; загрязненная система вентиляции; продукты питания, загрязненные окружающей средой или упаковкой; вооружение; свинцово-кислотные аккумуляторы ; площадки для переработки электронных отходов ; и обработанная древесина ; [102] стареющая инфраструктура водоснабжения ; [103] и микропластик, плавающий в мировых океанах. [104] Недавние примеры загрязнения тяжелыми металлами и риски для здоровья включают возникновение болезни Минамата в Японии (1932–1968; судебные иски продолжаются по состоянию на 2016 год); [105] катастрофа на плотине Бенто-Родригес в Бразилии, [106] высокий уровень свинца в питьевой воде, поставляемой жителям Флинта , штат Мичиган, на северо-востоке США [107] и инциденты с тяжелыми металлами в питьевой воде в Гонконге в 2015 году .

Формирование, распространенность, распространение и добыча

Тяжелые металлы вплоть до железа (в периодической таблице) в основном производятся посредством звездного нуклеосинтеза . В этом процессе более легкие элементы от водорода до кремния подвергаются последовательным реакциям синтеза внутри звезд, выделяя свет и тепло и образуя более тяжелые элементы с более высокими атомными номерами. [111]

Более тяжелые металлы обычно не образуются таким образом, поскольку реакции синтеза с участием таких ядер потребляют, а не выделяют энергию. [112] Скорее, они в значительной степени синтезируются (из элементов с меньшим атомным номером) путем захвата нейтронов , причем двумя основными режимами этого повторяющегося захвата являются s-процесс и r-процесс . В s-процессе («s» означает «медленный») единичные захваты разделены годами или десятилетиями, что позволяет менее стабильным ядрам бета-распадаться , [113] в то время как в r-процессе («быстрый») захваты происходят быстрее, чем ядра могут распадаться. Поэтому s-процесс идет по более или менее ясному пути: например, стабильные ядра кадмия-110 последовательно бомбардируются свободными нейтронами внутри звезды, пока они не образуют ядра кадмия-115, которые нестабильны и распадаются с образованием индия-115 (который почти стабилен, с периодом полураспада30 000 раз больше возраста Вселенной). Эти ядра захватывают нейтроны и образуют индий-116, который нестабилен и распадается с образованием олова-116 и т. д. [111] [114] [n 12] Напротив, в r-процессе такого пути нет. S-процесс останавливается на висмуте из-за коротких периодов полураспада следующих двух элементов, полония и астата, которые распадаются на висмут или свинец. R-процесс настолько быстр, что может пропустить эту зону нестабильности и перейти к созданию более тяжелых элементов, таких как торий и уран. [116]

Тяжелые металлы конденсируются в планетах в результате звездной эволюции и процессов разрушения. Звезды теряют большую часть своей массы, когда она выбрасывается в конце их жизни, а иногда и впоследствии в результате слияния нейтронных звезд , [117] [n 13] тем самым увеличивая обилие элементов тяжелее гелия в межзвездной среде . Когда гравитационное притяжение заставляет эту материю объединяться и коллапсировать, образуются новые звезды и планеты . [119]

Земная кора состоит примерно из 5% тяжелых металлов по весу, причем 95% этого количества составляет железо. Легкие металлы (~20%) и неметаллы (~75%) составляют остальные 95% коры. [108] Несмотря на их общую редкость, тяжелые металлы могут концентрироваться в экономически извлекаемых количествах в результате горообразования , эрозии или других геологических процессов . [120]

Тяжелые металлы встречаются в основном как литофилы (любящие камни) или халькофилы (любящие руды). Литофильные тяжелые металлы в основном являются элементами f-блока и более реакционноспособными из элементов d-блока . Они имеют сильное сродство к кислороду и в основном существуют в виде силикатных минералов с относительно низкой плотностью . [121] Халькофильные тяжелые металлы в основном являются менее реакционноспособными элементами d-блока и металлами p-блока 4–6 периода и металлоидами. Они обычно встречаются в (нерастворимых) сульфидных минералах . Будучи плотнее литофилов, следовательно, погружаясь глубже в кору во время ее затвердевания, халькофилы, как правило, менее распространены, чем литофилы. [122]

Напротив, золото является сидерофилом , или элементом, любящим железо. Оно нелегко образует соединения ни с кислородом, ни с серой. [123] Во время образования Земли , и как самый благородный (инертный) из металлов, золото погрузилось в ядро ​​из-за своей тенденции образовывать металлические сплавы высокой плотности. Следовательно, это относительно редкий металл. [124] [ неудачная проверка ] Некоторые другие (менее) благородные тяжелые металлы — молибден, рений , металлы платиновой группы ( рутений , родий, палладий , осмий, иридий и платина), германий и олово — можно считать сидерофилами, но только с точки зрения их первичного появления в Земле (ядре, мантии и коре), а не в коре. Эти металлы в противном случае встречаются в коре, в небольших количествах, главным образом как халькофилы (реже в их естественной форме ). [125] [n 14]

Концентрации тяжелых металлов под корой, как правило, выше, причем большинство из них находится в основном в железо-кремниево-никелированном ядре. Платина , например, составляет приблизительно 1 часть на миллиард коры, тогда как ее концентрация в ядре, как полагают, почти в 6000 раз выше. [126] [127] Недавние предположения предполагают, что уран (и торий) в ядре может генерировать значительное количество тепла, которое управляет тектоникой плит и (в конечном итоге) поддерживает магнитное поле Земли . [128] [n 15]

В целом, и за некоторыми исключениями, литофильные тяжелые металлы могут быть извлечены из их руд путем электрической или химической обработки , в то время как халькофильные тяжелые металлы получают путем обжига их сульфидных руд для получения соответствующих оксидов, а затем нагревания их для получения сырых металлов. [130] [n 16] Радий встречается в количествах, слишком малых для экономически выгодной добычи, и вместо этого его получают из отработанного ядерного топлива . [133] Халькофильные металлы платиновой группы (МПГ) в основном встречаются в небольших (смешанных) количествах с другими халькофильными рудами. Вовлеченные руды необходимо плавить , обжигать, а затем выщелачивать серной кислотой для получения остатка МПГ. Его химически очищают для получения отдельных металлов в их чистой форме. [134] По сравнению с другими металлами МПГ являются дорогими из-за их редкости [135] и высоких производственных затрат. [136]

Золото, сидерофил, чаще всего извлекается путем растворения руд, в которых оно находится, в растворе цианида . [137] Золото образует дицианоаурат(I), например: 2 Au + H 2 O +½ O 2 + 4 KCN → 2 K[Au(CN) 2 ] + 2 KOH . Цинк добавляется в смесь и, будучи более реакционноспособным , чем золото, вытесняет золото: 2 K[Au(CN) 2 ] + Zn → K 2 [Zn(CN) 4 ] + 2 Au. Золото выпадает из раствора в виде шлама, его отфильтровывают и плавят. [138]

Свойства по сравнению с легкими металлами

Некоторые общие физические и химические свойства легких и тяжелых металлов суммированы в таблице. К сравнению следует относиться с осторожностью, поскольку термины легкий металл и тяжелый металл не всегда последовательно определены. Более того, физические свойства твердости и прочности на разрыв могут сильно различаться в зависимости от чистоты, размера зерна и предварительной обработки. [139] [ неудавшаяся проверка ]

Эти свойства позволяют относительно легко отличить легкий металл, такой как натрий, от тяжелого металла, такого как вольфрам, но различия становятся менее четкими на границах. Легкие структурные металлы, такие как бериллий, скандий и титан, обладают некоторыми характеристиками тяжелых металлов, такими как более высокие температуры плавления; [n 19] постпереходные тяжелые металлы, такие как цинк, кадмий и свинец, обладают некоторыми характеристиками легких металлов, такими как относительная мягкость, более низкие температуры плавления, [n 20] и образование в основном бесцветных комплексов. [163] [164] [165]

Использует

Тяжелые металлы присутствуют практически во всех аспектах современной жизни. Железо, возможно, является наиболее распространенным, поскольку на его долю приходится 90% всех очищенных металлов. Платина, возможно, является наиболее распространенным, учитывая, что, как говорят, [ кем? ] она найдена или используется для производства 20% всех потребительских товаров. [166]

Некоторые общие применения тяжелых металлов зависят от общих характеристик металлов, таких как электропроводность и отражательная способность , или общих характеристик тяжелых металлов, таких как плотность, прочность и долговечность. Другие применения зависят от характеристик конкретного элемента, таких как их биологическая роль в качестве питательных веществ или ядов или некоторых других конкретных атомных свойств. Примерами таких атомных свойств являются: частично заполненные d- или f-орбитали (во многих переходных, лантаноидных и актиноидных тяжелых металлах), которые позволяют образовывать окрашенные соединения; [167] способность большинства ионов тяжелых металлов (таких как платина, [168] церий [169] или висмут [170] ) существовать в различных степенях окисления и использоваться в катализаторах; [171] сильные обменные взаимодействия в 3d- или 4f-орбиталях (в железе, кобальте и никеле или тяжелых металлах-лантаноидах), которые вызывают магнитные эффекты; [172] и высокие атомные числа и электронные плотности , которые лежат в основе их применения в ядерной науке. [173] Типичные области применения тяжелых металлов можно в целом разделить на следующие шесть категорий. [174] [n 21]

На основе веса или плотности

Взгляд сверху на небольшую деревянную форму, похожую на лодку. Четыре металлические струны проходят по середине формы вдоль ее длинной оси. Струны проходят над небольшим приподнятым деревянным мостиком, расположенным в центре формы, так что струны располагаются над декой виолончели.
В виолончели (пример показан выше) или альте струна C иногда включает в себя вольфрам ; его высокая плотность позволяет использовать струну меньшего диаметра и улучшает отзывчивость. [175]

Некоторые виды использования тяжелых металлов, в том числе в спорте, машиностроении , военной технике и ядерной науке , используют их относительно высокую плотность. В подводном плавании свинец используется в качестве балласта ; [176] в гандикапных скачках каждая лошадь должна нести определенный вес свинца, основанный на таких факторах, как прошлые результаты, чтобы уравнять шансы различных участников. [177] В гольфе вольфрамовые, латунные или медные вставки в клюшках для фервея и айронах понижают центр тяжести клюшки, облегчая подбрасывание мяча в воздух; [178] а мячи для гольфа с вольфрамовым сердечником, как утверждается, обладают лучшими летными характеристиками. [179] В нахлыстовой рыбалке тонущие нахлыстовые шнуры имеют ПВХ- покрытие, в которое вмонтирован вольфрамовый порошок, так что они тонут с требуемой скоростью. [180] В легкой атлетике стальные мячи , используемые в метании молота и толкании ядра, заполняются свинцом для достижения минимального веса, требуемого международными правилами. [181] Вольфрам использовался в мячах для метания молота по крайней мере до 1980 года; минимальный размер мяча был увеличен в 1981 году, чтобы устранить необходимость в том, что в то время было дорогим металлом (в три раза дороже других молотов), который обычно не был доступен во всех странах. [182] Вольфрамовые молоты были настолько плотными, что они слишком глубоко проникали в дерн. [183]

Чем выше плотность снаряда, тем эффективнее он может пробивать тяжелую броню... Os , Ir , Pt и Re  ... дороги... U предлагает привлекательное сочетание высокой плотности, разумной стоимости и высокой вязкости разрушения.

AM Рассел и KL Ли.
Зависимость структуры от свойств
в цветных металлах (2005, стр. 16)

Тяжелые металлы используются в качестве балласта в лодках, [184] самолетах, [185] и автомобилях; [186] или в качестве противовесов на колесах и коленчатых валах , [187] гироскопах и пропеллерах , [188] и центробежных муфтах , [189] в ситуациях, требующих максимального веса в минимальном пространстве (например, в часовых механизмах ). [185]

В военных боеприпасах вольфрам или уран используются в броневых покрытиях [190] и бронебойных снарядах , [191] а также в ядерном оружии для повышения эффективности (путем отражения нейтронов и кратковременной задержки расширения реагирующих материалов). [192] В 1970-х годах было обнаружено, что тантал более эффективен, чем медь, в кумулятивном и взрывчатом противотанковом оружии из-за его более высокой плотности, что обеспечивает большую концентрацию силы и лучшую деформируемость. [193] Менее токсичные тяжелые металлы , такие как медь, олово, вольфрам и висмут, и, вероятно, марганец (а также бор , металлоид), заменили свинец и сурьму в зеленых пулях, используемых некоторыми армиями и в некоторых боеприпасах для развлекательной стрельбы. [194] Были высказаны сомнения относительно безопасности (или экологичности ) вольфрама. [195]

Поскольку более плотные материалы поглощают больше определенных типов радиоактивных излучений, таких как гамма-лучи , чем более легкие, тяжелые металлы полезны для радиационной защиты и фокусировки пучков излучения в линейных ускорителях и радиотерапевтических приложениях. [196]

На основе прочности или долговечности

Колоссальная статуя женщины в мантии, которая держит факел в поднятой левой руке и табличку в другой руке.
Статуя Свободы . Арматура из сплава нержавеющей стали [197] обеспечивает прочность конструкции; медная оболочка обеспечивает коррозионную стойкость. [n 22]

Прочность или долговечность тяжелых металлов, таких как хром, железо, никель, медь, цинк, молибден, олово, вольфрам и свинец, а также их сплавов, делает их полезными для производства инструментов, машин, [199] приборов , [200] посуды, [201] труб, [200] железнодорожных путей , [202] зданий [203] и мостов, [204] автомобилей, [200] замков, [205] мебели, [206] кораблей, [184] самолетов, [207] монет [208] и ювелирных изделий. [209] Они также используются в качестве легирующих добавок для улучшения свойств других металлов. [n 23] Из двух десятков элементов, которые использовались в мировой монетизации, только два, углерод и алюминий, не являются тяжелыми металлами. [211] [n 24] Золото, серебро и платина используются в ювелирных изделиях [n 25] , как, например, никель, медь, индий и кобальт в цветном золоте . [214] Недорогие ювелирные изделия и детские игрушки могут быть изготовлены в значительной степени из тяжелых металлов, таких как хром, никель, кадмий или свинец. [215]

Медь, цинк, олово и свинец являются механически более слабыми металлами, но обладают полезными свойствами предотвращения коррозии . Хотя каждый из них будет реагировать с воздухом, образующиеся патины различных солей меди, [216] карбоната цинка , оксида олова или смеси оксида свинца , карбоната и сульфата , придают ценные защитные свойства . [217] Поэтому медь и свинец используются, например, в качестве кровельных материалов ; [218] [n 26] цинк действует как антикоррозионное средство в оцинкованной стали ; [219] а олово выполняет аналогичную функцию на стальных банках . [220] [ неудачная проверка ]

Обрабатываемость и коррозионная стойкость железа и хрома увеличиваются при добавлении гадолиния ; сопротивление ползучести никеля улучшается при добавлении тория. [ необходима цитата ] Теллур добавляют к меди ( теллуровая медь ) и нержавеющей стали для улучшения их обрабатываемости; а к свинцу — для того, чтобы сделать его более твёрдым и кислотостойким. [221]

Биологические и химические

Небольшое бесцветное блюдце с бледно-желтым порошком.
Оксид церия (IV) используется в качестве катализатора в самоочищающихся печах . [222]

Биоцидные эффекты некоторых тяжелых металлов известны с древних времен. [223] Платина, осмий, медь, рутений и другие тяжелые металлы, включая мышьяк, используются в противораковых методах лечения или показали свой потенциал. [224] Сурьма (противопротозойное), висмут ( противоязвенное ), золото ( противоартритное ) и железо ( противомалярийное ) также важны в медицине. [225] Медь, цинк, серебро, золото или ртуть используются в антисептических составах; [226] небольшие количества некоторых тяжелых металлов используются для контроля роста водорослей, например, в градирнях . [227] В зависимости от их предполагаемого использования в качестве удобрений или биоцидов, агрохимикаты могут содержать тяжелые металлы, такие как хром, кобальт, никель, медь, цинк, мышьяк, кадмий, ртуть или свинец. [228]

Отдельные тяжелые металлы используются в качестве катализаторов при переработке топлива (например, рений), производстве синтетического каучука и волокна (висмут), устройствах контроля выбросов (палладий и платина) и в самоочищающихся печах (где оксид церия (IV) в стенках таких печей помогает окислять остатки приготовления пищи на основе углерода ). [229] В химии мыла тяжелые металлы образуют нерастворимые мыла, которые используются в смазках , сушилках для краски и фунгицидах (кроме лития, щелочные металлы и ион аммония образуют растворимые мыла). [230]

Окраска и оптика

Маленькие полупрозрачные кристаллы розового цвета, немного напоминающие по цвету сахарную вату.
Сульфат неодима (Nd 2 (SO 4 ) 3 ), используемый для окрашивания стеклянной посуды [231]

Цвета стекла , керамической глазури , красок , пигментов и пластика обычно производятся путем включения тяжелых металлов (или их соединений), таких как хром, марганец, кобальт, медь, цинк, цирконий , молибден, серебро, олово, празеодим , неодим , эрбий , вольфрам , иридий, золото, свинец или уран. [232] Чернила для татуировок могут содержать тяжелые металлы, такие как хром, кобальт, никель и медь. [233] Высокая отражательная способность некоторых тяжелых металлов важна при изготовлении зеркал , включая точные астрономические приборы . Рефлекторы фар полагаются на превосходную отражательную способность тонкой пленки родия. [234]

Электроника, магниты и освещение

Спутниковый снимок того, что выглядит как полосы черной плитки, расположенные на равном расстоянии друг от друга на равнине, окруженной сельскохозяйственными угодьями и лугами.
Солнечная ферма Topaz Solar Farm на юге Калифорнии оснащена девятью миллионами кадмиево-теллуровых фотоэлектрических модулей, занимающих площадь 25,6 квадратных километров (9,9 квадратных миль).

Тяжелые металлы или их соединения можно найти в электронных компонентах , электродах , проводке и солнечных панелях , где они могут использоваться в качестве проводников, полупроводников или изоляторов. Молибденовый порошок используется в чернилах для печатных плат . [235] Титановые аноды , покрытые оксидом рутения (IV), используются для промышленного производства хлора . [236] Домашние электрические системы, по большей части, соединены медной проволокой из-за ее хороших проводящих свойств. [237] Серебро и золото используются в электрических и электронных устройствах, особенно в контактных переключателях , благодаря их высокой электропроводности и способности противостоять или минимизировать образование примесей на своих поверхностях. [238] Оксид гафния , изолятор, используется в качестве контроллера напряжения в микрочипах ; оксид тантала , другой изолятор, используется в конденсаторах в мобильных телефонах . [239] Тяжелые металлы использовались в батареях более 200 лет, по крайней мере с тех пор, как Вольта изобрел свой медно-серебряный гальванический столб в 1800 году. [240]

Магниты часто изготавливаются из тяжелых металлов, таких как марганец, железо, кобальт, никель, ниобий, висмут, празеодим, неодим, гадолиний и диспрозий . Неодимовые магниты являются самым сильным типом постоянного магнита, доступным на рынке. Они являются ключевыми компонентами, например, автомобильных дверных замков, стартеров , топливных насосов и электрических стеклоподъемников . [241]

Тяжелые металлы используются в освещении , лазерах и светодиодах (СИД). Плоские дисплеи включают тонкую пленку электропроводящего оксида индия и олова . Флуоресцентное освещение использует пары ртути для своей работы. Рубиновые лазеры генерируют глубокие красные лучи, возбуждая атомы хрома в оксиде алюминия ; лантаноиды также широко используются в лазерах. Галлий, индий и мышьяк; [242] а медь, иридий и платина используются в светодиодах (последние три в органических светодиодах ). [243]

Ядерный

Большая стеклянная колба. Внутри колбы, на одном конце, находится фиксированный стержень. К стержню прикреплен рычаг. На конце рычага находится небольшой выступ. Это катод. На другом конце колбы находится вращающаяся широкая металлическая пластина, прикрепленная к роторному механизму, который выступает из конца колбы.
Рентгеновская трубка с вращающимся анодом, обычно из сплава вольфрама и рения на молибденовом сердечнике, с подложкой из графита [244] [n 27]

Нишевые применения тяжелых металлов с высокими атомными номерами встречаются в диагностической визуализации , электронной микроскопии и ядерной науке. В диагностической визуализации тяжелые металлы, такие как кобальт или вольфрам, составляют анодные материалы, используемые в рентгеновских трубках . [247] В электронной микроскопии тяжелые металлы, такие как свинец, золото, палладий, платина или уран, использовались в прошлом для создания проводящих покрытий и для введения электронной плотности в биологические образцы путем окрашивания , негативного окрашивания или вакуумного осаждения . [248] В ядерной науке ядра тяжелых металлов, таких как хром, железо или цинк, иногда выстреливают в другие мишени из тяжелых металлов для получения сверхтяжелых элементов ; [249] тяжелые металлы также используются в качестве мишеней для расщепления для получения нейтронов [250] или изотопов непервичных элементов, таких как астат (с использованием свинца, висмута, тория или урана в последнем случае). [251]

Примечания

  1. ^ Использованные критерии : плотность: [17] (1) выше 3,5 г/см 3 ; (2) выше 7 г/см 3 ; атомный вес: (3) > 22,98; [17] (4) > 40 (исключая металлы s- и f-блоков ); [18] (5) > 200; [19] атомный номер: (6) > 20; (7) 21–92; [20] химическое поведение: (8) Фармакопея США; [23] [24] [25] (9) определение на основе периодической таблицы Хоукса (исключая лантаноиды и актиниды ); [16] и (10) биохимические классификации Нибура и Ричардсона. [26] Плотности элементов в основном взяты из Эмсли. [27] Прогнозируемые плотности использовались для At , Fr и Fm – Ts . [28] Ориентировочные плотности были получены для Fm , Md , No и Lr на основе их атомных весов, оцененных металлических радиусов , [29] и предсказанных плотноупакованных кристаллических структур. [30] Атомные веса взяты из Emsley, [27] на внутренней стороне задней обложки
  2. ^ Однако металлоиды были исключены из определения Хоукса, основанного на периодической таблице, поскольку он отметил, что «нет необходимости решать, следует ли включать полуметаллы [т. е. металлоиды] в число тяжелых металлов». [16]
  3. ^ Свинец, кумулятивный яд , имеет относительно высокую распространенность из-за его обширного исторического использования и антропогенных выбросов в окружающую среду. [59]
  4. ^ Хейнс показывает количество < 17 мг для олова [60]
  5. ^ Айенгар приводит цифру 5 мг для никеля; [61] Хейнс указывает количество 10 мг [60]
  6. ^ Селен — неметалл.
  7. ^ Включает 45 тяжелых металлов, встречающихся в количествах менее 10 мг каждый, включая As (7 мг), Mo (5), Co (1,5) и Cr (1,4) [62]
  8. ^ Из элементов, обычно считающихся металлоидами, B и Si считались неметаллами; Ge, As, Sb и Te — тяжелыми металлами.
  9. ^ Ni, Cu, Zn, Se, Ag и Sb указаны в списке токсичных загрязняющих веществ правительства США ; [88] Mn, Co и Sn указаны в Национальном реестре загрязняющих веществ правительства Австралии. [89]
  10. ^ Вольфрам может быть еще одним таким токсичным тяжелым металлом. [90]
  11. ^ Микроэлементы, имеющие распространенность намного меньше одной части на триллион Ra и Pa ​​(а именно Tc , Pm , Po , At , Ac , Np , и Pu ), не показаны. Распространенность взята из Lide [108] и Emsley; [109] типы встречаемости взяты из McQueen. [110]
  12. ^ В некоторых случаях, например, в присутствии гамма-лучей высокой энергии или в среде с очень высокой температурой, богатой водородом , ядра могут испытывать потерю нейтронов или приобретение протонов, что приводит к образованию (сравнительно редких) изотопов с дефицитом нейтронов . [115]
  13. ^ Выброс вещества при столкновении двух нейтронных звезд объясняется взаимодействием их приливных сил , возможным разрушением земной коры и ударным нагревом (что происходит, если вы нажимаете на педаль газа в пол в автомобиле, когда двигатель холодный). [118]
  14. ^ Железо, кобальт, никель, германий и олово также являются сидерофилами с точки зрения всей Земли. [110]
  15. ^ Тепло, выходящее из внутреннего твердого ядра, как полагают, создает движение во внешнем ядре, которое состоит из жидких сплавов железа. Движение этой жидкости создает электрические токи, которые порождают магнитное поле. [129]
  16. ^ Тяжелые металлы, которые встречаются в природе в количествах, слишком малых для экономически выгодной добычи (Tc, Pm, Po, At, Ac, Np и Pu), вместо этого производятся путем искусственной трансмутации . [131] Последний метод также используется для получения тяжелых металлов, начиная с америция. [132]
  17. ^ Сульфиды металлов 1-й и 2-й групп, а также алюминия гидролизуются водой; [147] сульфиды скандия [148] , иттрия [149] и титана [150] нерастворимы.
  18. ^ Например, гидроксиды калия , рубидия и цезия имеют растворимость, превышающую 100 граммов на 100 граммов воды [152], тогда как гидроксиды алюминия (0,0001) [153] и скандия (<0,000 000 15 граммов) [154] считаются нерастворимыми.
  19. ^ Бериллий имеет так называемую «высокую» температуру плавления 1560 К; скандий и титан плавятся при 1814 и 1941 К. [159]
  20. ^ Цинк — мягкий металл с твёрдостью по шкале Мооса 2,5; [160] кадмий и свинец имеют более низкие показатели твёрдости 2,0 и 1,5. [161] Цинк имеет «низкую» температуру плавления 693 К; кадмий и свинец плавятся при 595 и 601 К. [162]
  21. ^ К схеме сортировки была применена некоторая жестокость и абстракция деталей, чтобы сохранить количество категорий на управляемом уровне.
  22. ^ Кожа в значительной степени позеленела из-за образования защитной патины, состоящей из антлерита Cu 3 (OH) 4 SO 4 , атакамита Cu 4 (OH) 6 Cl 2 , брошантита Cu 4 (OH) 6 SO 4 , оксида меди Cu 2 O и тенорита CuO. [198]
  23. ^ Для лантаноидов это единственное структурное применение, поскольку в противном случае они слишком реакционноспособны, относительно дороги и в лучшем случае умеренно сильны. [210]
  24. ^ Уэлтер [212] классифицирует металлы, используемые для чеканки монет , как драгоценные металлы (например, серебро, золото, платина); тяжелые металлы с очень высокой прочностью (никель); тяжелые металлы с низкой прочностью (медь, железо, цинк, олово и свинец); и легкие металлы (алюминий).
  25. ^ Эмсли [213] оценивает глобальную потерю шести тонн золота в год из-за медленного износа 18-каратных обручальных колец.
  26. ^ Листовой свинец, подвергающийся воздействию суровых промышленных и прибрежных климатов, прослужит столетия [176]
  27. ^ Электроны, ударяющиеся о вольфрамовый анод, генерируют рентгеновские лучи; [245] рений придает вольфраму лучшую устойчивость к тепловому удару; [246] молибден и графит действуют как теплоотводы. Молибден также имеет плотность, почти вдвое меньшую, чем у вольфрама, что снижает вес анода. [244]

Ссылки

  1. ^ Эмсли 2011, стр. 288, 374
  2. ^ ab Duffus 2002.
  3. ^ Pourret, Olivier; Bollinger, Jean-Claude; Hursthouse, Andrew (2021). «Тяжелый металл: неправильно используемый термин?» (PDF) . Acta Geochimica . 40 (3): 466–471. Bibcode :2021AcGch..40..466P. doi :10.1007/s11631-021-00468-0. S2CID  232342843.
  4. ^ Хюбнер, Эстин и Герберт, 2010 г.
  5. ^ ab Duffus 2002, стр. 795.
  6. ^ Али и Хан 2018.
  7. ^ Нибур и Ричардсон 1980.
  8. ^ Болдуин и Маршалл 1999.
  9. ^ Гойер и Кларксон 1996, стр. 839.
  10. ^ ab Pourret, Bollinger & Hursthouse, 2021.
  11. ^ Хюбнер, Эстин и Герберт 2010, с. 1513
  12. ^ ab Rainbow 1991, стр. 416
  13. ^ Нибоер и Ричардсон 1980, с. 21
  14. ^ Моррис 1992, стр. 1001
  15. ^ Горбачев, Замятнин и Лбов 1980, с. 5
  16. ^ abcd Хоукс 1997
  17. ^ abcde Duffus 2002, стр. 798
  18. ^ ab Rand, Wells & McCarty 1995, стр. 23
  19. ^ ab Болдуин и Маршалл 1999, стр. 267
  20. ^ ab Lyman 2003, стр. 452
  21. ^ ab Duffus 2002, стр. 797
  22. ^ Залог 2010, стр. 1415
  23. ^ ab Фармакопея США 1985, стр. 1189
  24. ^ Рагурам, Сома Раджу и Шрирамулу 2010, стр. 15
  25. ↑ Торн и Робертс 1943, стр. 534.
  26. ^ Нибоер и Ричардсон 1980, с. 4
  27. ^ ab Эмсли 2011
  28. ^ Хоффман, Ли и Першина 2011, стр. 1691, 1723; Бончев и Каменская 1981, с. 1182
  29. ^ Сильва 2010, стр. 1628, 1635, 1639, 1644.
  30. ^ Фурнье 1976, стр. 243
  31. ^ ab Vernon 2013, стр. 1703
  32. ^ Нибоер и Ричардсон 1980, с. 5
  33. ^ Нибур и Ричардсон 1980, стр. 6–7.
  34. ^ Нибоер и Ричардсон 1980, с. 9
  35. ^ Хюбнер, Эстин и Герберт 2010, стр. 1511–1512.
  36. ^ Яруп 2003, с. 168; Расич-Милутинович и Йованович 2013, с. 6; Виджаявардена, Мегарадж и Найду, 2016, стр. 176
  37. ^ Даффус 2002, стр. 794–795, 800
  38. ^ Аб Икехата и др. 2015, с. 143
  39. ^ Эмсли 2011, стр. 71
  40. ^ Эмсли 2011, стр. 30
  41. ^ ab Podsiki 2008, стр. 1
  42. ^ Эмсли 2011, стр. 106
  43. ^ Эмсли 2011, стр. 62
  44. ^ Чахмурадян, Смит и Киники 2015, стр. 456–457
  45. ^ Коттон 1997, стр. ix; Райан 2012, стр. 369
  46. ^ Германн, Хоффманн и Эшкрофт 2013, стр. 11604–1
  47. ^ Эмсли 2011, стр. 75
  48. ^ Гриббон ​​2016, стр. x
  49. ^ Эмсли 2011, стр. 428–429, 414; Виберг 2001, стр. 527; Эмсли 2011, стр. 437, 21–22, 346–347, 408–409
  50. ↑ Рэймонд 1984, стр. 8–9.
  51. ↑ Чемберс 1743: «То, что отличает металлы от всех других тел... это их тяжесть...» [ неудачная проверка ]
  52. ↑ Оксфордский словарь английского языка 1989; Горд и Хедрик 2003, стр. 753
  53. ^ Голдсмит 1982, стр. 526
  54. ^ Хабаши 2009, стр. 31
  55. ↑ Гмелин 1849, стр. 2
  56. ^ Маги 1969, стр. 14
  57. ^ ab Общество минералов, металлов и материалов 2016
  58. ^ Эмсли 2011, стр. 35, везде
  59. ^ Эмсли 2011, стр. 280, 286; Бэрд и Канн 2012, стр. 549, 551
  60. ^ ab Haynes 2015, стр. 7–48
  61. ^ Айенгар 1998, стр. 553
  62. ^ Эмсли 2011, стр. 47, 331, 138, 133, везде
  63. ^ Нибоер и Ричардсон 1978, с. 2
  64. ^ Эмсли 2011, стр. 604, 31, 133, 358, 47, 475
  65. ^ Валкович 1990, стр. 214, 218
  66. ^ Эмсли 2011, стр. 331, 89, 552
  67. ^ Эмсли 2011, стр. 571
  68. ^ Венугопал и Лаки 1978, стр. 307
  69. ^ Эмсли 2011, стр. 24, везде
  70. ^ Эмсли 2011, стр. 192, 197, 240, 120, 166, 188, 224, 269, 299, 423, 464, 549, 614, 559
  71. ^ Даффус 2002, стр. 794, 799
  72. ^ Бэрд и Канн 2012, стр. 519
  73. ^ Козин и Хансен 2013, стр. 80
  74. ^ Baird & Cann 2012, стр. 519–520, 567; Русиняк и др. 2010, с. 387
  75. ^ Ди Майо 2001, стр. 208
  76. ^ Перри и Вандерклейн 1996, стр. 208
  77. ^ Любовь 1998, стр. 208
  78. ^ Хендриксон 2016, стр. 42
  79. ↑ Рейес 2007, стр. 1, 20, 35–36.
  80. ^ Эмсли 2011, стр. 311
  81. ^ Виберг 2001, стр. 1474, 1501
  82. ^ abcd Токар и др. 2013
  83. ^ Эйслер 1993, стр. 3, везде
  84. ^ Лемли 1997, стр. 259; Олендорф 2003, стр. 490
  85. ^ Государственный совет по контролю за водными ресурсами 1987, стр. 63
  86. ↑ Скотт 1989, стр. 107–108.
  87. ^ Международная ассоциация сурьмы 2016
  88. ^ Правительство США 2014
  89. ^ Правительство Австралии 2016
  90. ^ Агентство по охране окружающей среды США 2014
  91. ^ Коул и Стюарт 2000, стр. 315
  92. ^ Клегг 2014
  93. ^ Эмсли 2011, стр. 240
  94. ^ Эмсли 2011, стр. 595
  95. ^ Намла, Джаджити; Мангсе, Джордж; Колеосо, Питер О.; Огбага, Чуквума К.; Нвагбара, Онинье Ф. (2022). «Оценка концентрации тяжелых металлов на муниципальной свалке под открытым небом: пример свалки Госа, Абуджа». Инновации и междисциплинарные решения для малообеспеченных территорий . Конспекты лекций Института компьютерных наук, социальной информатики и телекоммуникационной техники. Том. 449. стр. 165–174. дои : 10.1007/978-3-031-23116-2_13. ISBN 978-3-031-23115-5.
  96. ^ Станкович и Станкович 2013, стр. 154–159
  97. ^ Ndiokwere, CL (январь 1984). «Исследование загрязнения тяжелыми металлами от выбросов автотранспорта и его влияние на придорожную почву, растительность и сельскохозяйственные культуры в Нигерии». Environmental Pollution Series B, Chemical and Physical . 7 (1): 35–42. doi :10.1016/0143-148X(84)90035-1.
  98. ^ https://blog.nationalgeographic.org/2015/08/03/heavy-metals-in-motor-oil-have-heavy-consequences/ Тяжелые металлы в моторном масле имеют тяжелые последствия
  99. ^ «Страх на полях — Как опасные отходы становятся удобрениями — Распространение тяжелых металлов на сельскохозяйственных угодьях совершенно законно, но было проведено мало исследований, чтобы выяснить, безопасно ли это».
  100. ^ https://hazwastehelp.org/ArtHazards/glassworking.aspx Опасности, связанные с искусством
  101. ^ Ван, П.; Ху, И.; Чэн, Х. (2019). «Летучая зола от сжигания твердых бытовых отходов (ТБО) как важный источник загрязнения тяжелыми металлами в Китае». Загрязнение окружающей среды . 252 (Pt A): 461–475. Bibcode : 2019EPoll.252..461W. doi : 10.1016/j.envpol.2019.04.082. PMID  31158674. S2CID  145832923.
  102. ^ Bradl 2005, стр. 15, 17–20
  103. ^ Харви, Хэндли и Тейлор 2015, стр. 12276
  104. ^ Хауэлл и др. 2012; Коул и др. 2011, стр. 2589–2590
  105. ^ Амасава и др. 2016, стр. 95–101.
  106. ^ Массарани 2015
  107. ^ Торрис 2016
  108. ^ abc Lide 2004, стр. 14–17
  109. ^ Эмсли 2011, стр. 29, везде
  110. ^ abc McQueen 2009, стр. 74
  111. ^ ab Cox 1997, стр. 73–89
  112. ^ Кокс 1997, стр. 32, 63, 85
  113. ^ Подосек 2011, стр. 482
  114. ^ Падманабхан 2001, стр. 234
  115. ^ Редер 2010, стр. 32, 33
  116. ^ Хофманн 2002, стр. 23–24
  117. ^ Хадхази 2016
  118. ^ Чоптуик, Ленер и Преториас 2015, стр. 383
  119. ^ Кокс 1997, стр. 83, 91, 102–103
  120. ^ Берри и Мейсон 1959, стр. 210–211; Ранкин 2011, стр. 69
  121. ^ Хартманн 2005, стр. 197
  122. ↑ Юсиф 2007, стр. 11–12.
  123. ↑ Берри и Мейсон 1959, стр. 214.
  124. ^ Юсиф 2007, стр. 11
  125. ^ Виберг 2001, стр. 1511
  126. ^ Эмсли 2011, стр. 403
  127. ^ Литасов и Шацкий 2016, с. 27
  128. ^ Сандерс 2003; Прейсс 2011
  129. ^ Министерство природных ресурсов Канады 2015
  130. ^ Маккей, Маккей и Хендерсон 2002, стр. 203–204
  131. ^ Эмсли 2011, стр. 525–528, 428–429, 414, 57–58, 22, 346–347, 408–409; Келлер, Вольф и Шани 2012, стр. 98
  132. ^ Эмсли 2011, стр. 32 и далее.
  133. ^ Эмсли 2011, стр. 437
  134. ^ Чен и Хуан 2006, стр. 208; Крандвелл и др. 2011, стр. 411–413; Реннер и др. 2012, стр. 332; Сеймур и О'Фаррелли 2012, стр. 10–12
  135. ^ Крандвелл и др. 2011, стр. 409
  136. ^ Международная ассоциация металлов платиновой группы, стр. 3–4.
  137. ^ МакЛемор 2008, стр. 44
  138. ^ Виберг 2001, стр. 1277
  139. ^ Рассел и Ли 2005, стр. 437
  140. ^ МакКерди 1975, стр. 186
  141. ^ фон Зеерледер 1949, стр. 68
  142. ^ Чавла и Чавла 2013, стр. 55
  143. ^ фон Гляйх 2006, стр. 3
  144. ↑ Биддл и Буш 1949, стр. 180.
  145. ^ Мэгилл 1992, стр. 1380
  146. ^ ab Gidding 1973, стр. 335–336
  147. ^ Виберг 2001, стр. 520
  148. ^ ab Schweitzer & Pesterfield 2010, стр. 230
  149. ^ Макинтайр 1994, стр. 334
  150. ↑ Бут 1957, стр. 85; Хейнс 2015, стр. 4–96.
  151. ^ Schweitzer & Pesterfield 2010, стр. 230. Однако авторы отмечают, что «сульфиды ... Ga(III) и Cr(III) имеют тенденцию растворяться и/или разлагаться в воде».
  152. ^ Сиджвик 1950, стр. 96
  153. ^ Ондрейчка, Кортус и Гинтер 1971, с. 294
  154. ^ Гшнайднер 1975, стр. 195
  155. ^ Хасан 1996, стр. 251
  156. ^ Брэди и Холум 1995, стр. 825
  157. ^ Коттон 2006, стр. 66; Арланд, Лильензин и Ридберг 1973, стр. 478
  158. ^ Нибоер и Ричардсон 1980, с. 10
  159. ^ Рассел и Ли 2005, стр. 158, 434, 180
  160. ^ Швейцер 2003, стр. 603
  161. ^ Самсонов 1968, стр. 432
  162. ^ Рассел и Ли 2005, стр. 338–339, 338, 411
  163. ^ Лонго 1974, стр. 683
  164. ^ Херрон 2000, стр. 511
  165. ^ Натанс 1963, стр. 265
  166. ^ Эмсли 2011, стр. 260, 401
  167. ^ Джонс 2001, стр. 3
  168. ^ Береа, Родригес-Ибело и Наварро 2016, стр. 203
  169. ^ Алвес, Берутти и Санчес 2012, стр. 94
  170. ^ Ядав, Энтони и Субба Редди 2012, с. 231
  171. ↑ Мастерс 1981, стр. 5
  172. ^ Вульфсберг 1987, стр. 200–201.
  173. ^ Bryson & Hammond 2005, стр. 120 (высокая электронная плотность); Frommer & Stabulas-Savage 2014, стр. 69–70 (высокий атомный номер)
  174. ^ Лэндис, Софилд и Ю 2011, с. 269
  175. ^ Прието 2011, стр. 10; Пикеринг 1991, стр. 5–6, 17
  176. ^ ab Emsley 2011, стр. 286
  177. ^ Бергер и Брюнинг 1979, стр. 173
  178. ^ Джексон и Саммит 2006, стр. 10, 13
  179. ^ Шедд 2002, с. 80,5; Кантра 2001, с. 10
  180. ^ Сполек 2007, стр. 239
  181. ^ Уайт 2010, стр. 139
  182. ^ Дапена и Тевес 1982, стр. 78
  183. ^ Беркетт 2010, стр. 80
  184. ^ ab Мур и Рамамурти 1984, стр. 102
  185. ^ ab Национальный консультативный совет по материалам 1973, стр. 58
  186. ^ Ливси 2012, стр. 57
  187. ^ ВанГелдер 2014, стр. 354, 801.
  188. ^ Национальный консультативный совет по материалам 1971, стр. 35–37
  189. ^ Фрик 2000, стр. 342
  190. ^ Рокхофф 2012, стр. 314
  191. ^ Рассел и Ли 2005, стр. 16, 96
  192. ^ Морстейн 2005, стр. 129
  193. ^ Рассел и Ли 2005, стр. 218–219.
  194. ^ Лах и др. 2015 г.; Ди Майо 2016, с. 154
  195. ^ Прешель 2005; Гуандалини и др. 2011, с. 488
  196. ^ Скуллос и др. 2001, стр. 315; Ариэль, Барта и Брэндон 1973, стр. 126
  197. ^ Уингерсон 1986, стр. 35
  198. ^ Матий и Бабоян 1986, с. 299; Ливингстон 1991, стр. 1401, 1407.
  199. ^ Кейси 1993, стр. 156
  200. ^ abc Bradl 2005, стр. 25
  201. ^ Кумар, Шривастава и Шривастава 1994, стр. 259
  202. ^ Нзержановский и Гавронский 2012, с. 42
  203. ^ Пачеко-Торгал, Джалали и Фучич 2012, стр. 283–294, 297–333.
  204. ^ Веннер и др. 2004, стр. 124
  205. ↑ Технические публикации 1958 г., стр. 235: «Вот прочный резак для твердого металла... для резки... навесных замков, стальных решеток и других тяжелых металлов».
  206. ^ Ная и Волески 2009, стр. 41
  207. ↑ Министерство ВМС 2009, стр. 3.3–13.
  208. ^ Ребхандл и др. 2007, с. 1729 г.
  209. ^ Гринберг и Паттерсон 2008, стр. 239
  210. ^ Рассел и Ли 2005, стр. 437, 441
  211. ^ Роу и Роу 1992
  212. ^ Велтер 1976, стр. 4
  213. ^ Эмсли 2011, стр. 208
  214. ^ Эмсли 2011, стр. 206
  215. ^ Гюней и Загури, 2012, с. 1238; Куи и др. 2015, с. 77
  216. ^ Брефол и МакКрейт 2001, стр. 15
  217. ^ Рассел и Ли 2005, стр. 337, 404, 411
  218. ^ Эмсли 2011, стр. 141, 286
  219. ^ Эмсли 2011, стр. 625
  220. ^ Эмсли 2011, стр. 555, 557
  221. ^ Эмсли 2011, стр. 531
  222. ^ Эмсли 2011, стр. 123
  223. ^ Вебер и Рутула 2001, стр. 415
  224. ^ Данн 2009; Бонетти и др. 2009, стр. 1, 84, 201.
  225. ^ Десуаз 2004, стр. 1529
  226. ^ Атлас 1986, с. 359; Лима и др. 2013, с. 1
  227. ^ Волески 1990, стр. 174
  228. ^ Накбанпоте, Месунгноен и Прасад 2016, стр. 180
  229. ^ Эмсли 2011, стр. 447, 74, 384, 123
  230. ↑ Эллиот 1946, стр. 11; Уорт 1956, стр. 571
  231. ^ МакКолм 1994, стр. 215
  232. ^ Эмсли 2011, стр. 135, 313, 141, 495, 626, 479, 630, 334, 495, 556, 424, 339, 169, 571, 252, 205, 286, 599
  233. ^ Эвертс 2016
  234. ^ Эмсли 2011, стр. 450
  235. ^ Эмсли 2011, стр. 334
  236. ^ Эмсли 2011, стр. 459
  237. ^ Мозель 2004, стр. 409–410
  238. ^ Рассел и Ли 2005, стр. 323
  239. ^ Эмсли 2011, стр. 212
  240. ^ Треткофф 2006
  241. ^ Эмсли 2011, стр. 73, 141, 141, 141, 355, 73, 424, 340, 189, 189
  242. ^ Эмсли 2011, стр. 192, 242, 194
  243. ^ Баранофф 2015, с. 80; Вонг и др. 2015, с. 6535
  244. ^ ab Ball, Moore & Turner 2008, стр. 177
  245. ^ Болл, Мур и Тернер 2008, стр. 248–249, 255
  246. ^ Рассел и Ли 2005, стр. 238
  247. ^ Тиса 2001, стр. 73
  248. ^ Чендлер и Роберсон, 2009, стр. 47, 367–369, 373; Исмаил, Хулбе и Мацуура 2015, с. 302
  249. ^ Эббинг и Гаммон 2017, стр. 695
  250. ^ Пан и Дай 2015, стр. 69
  251. ^ Браун 1987, стр. 48

Источники

Дальнейшее чтение

Определение и использование

Токсичность и биологическая роль

Формирование

Использует

Внешние ссылки