1 Metale i tworzywa sztuczne w środowisku. Rtęć w środowisku

Metale i tworzywa sztuczne w środowisku. Rtęć w środowisku. Biologiczne
i toksykologiczne oddziaływanie metali.
Celem ćwiczenia jest wyrobienie u studentów nawyku rozpoznawania i klasyfikacji
ekologicznej metali występujących w technice i w życiu codziennym. Dotyczy to przede
wszystkim metali w stanie metalicznym (z reguły są to najczęściej stopy a nie czyste
metale), a także metali, które w stanie metalicznym w technice nie są stosowane np. bar,
stront. Po rozpoznaniu metalu powinna nastąpić jego klasyfikacja ekologiczna (np. jako
odpad niebezpieczny: Cd, Hg, Pb; względnie w miarę neutralny dla środowiska: Fe, Cu).
Klasyfikacja ekologiczna obejmuje także zdolność danego metalu do spontanicznego
tworzenia bardzo toksycznych pochodnych alkilowych. Praktyczne obchodzenie się z
toksycznymi metalami w tym praktyczne obchodzenie się z rtęcią i jej związkami jako
przedstawicielem odpadów niebezpiecznych stanowi kolejny cel tego ćwiczenia.
Poznanie drogi od produktu do odpadu na śmietniku jest także celem ćwiczenia.
Ćwiczenie obejmuje następujące metale: Fe (stal, żeliwo, staliwo, stale stopowe,
chromoniklowe), Ni, Cr, Zn, Al, Cd, Hg, Li, Cu, Cu-Zn (mosiądz), Cu-Sn (brąz), Sn, Pb,
stopy lutownicze Sn-Pb, Mn, Ti, Ag, W, V, Mo, Sb, Rh (rod), Tl, Bi, blacha ocynkowana,
blacha pokryta Al, amunicja strzelecka (pociski).
Wykonanie ćwiczenia
1. Zidentyfikować otrzymane ponumerowane próbki metali, w tym również powłoki
galwaniczne na żelazie i metalach nieżelaznych.
2. Zidentyfikować rodzaje metali występujących w chemicznych źródłach prądu
(baterie, akumulatory). W tym celu przeprowadzić przy pomocy lupy oględziny
zapłonników świetlówek i lamp ulicznych oraz podstawowych typów baterii
i akumulatorów występujących na rynku.
3. Na podstawie załączonych tabel oraz obserwacji dokonać identyfikacji badanych
tworzyw sztucznych. Ocenić jakie stanowią zagrożenie dla środowiska. PVC (PCW)
jako przedstawiciel odpadów niebezpiecznych.
4. Wykonać samodzielnie prosty i skuteczny zbieracz rtęci z drutu i/lub blaszki
miedzianej. Średnica drutu ok. 3 mm, końcówkę należy wygiąć w uszko. Końcówkę
roboczą należy poamalgamować („pobielić”) pocierając ją w kropli metalicznej rtęci.
1
Przedtem należy końcówkę miedzianą zaktywować przy pomocy kwasu azotowego
rozcieńczonego 1:1. Inny sposób poamalgamowania polega na zanurzeniu
końcówki drutu miedzianego w zakwaszonym roztworze soli rtęci. Pokrytą rtęcią
końcówką przyrządu należy zebrać przygotowane kropelki rtęci na kuwecie.
5. Utylizacja
i
wydzielanie
Hg
z
roztworu
jej
soli
(demonstracja).
Z dostarczonego kwaśnego roztworu soli rtęci przy pomocy metalicznego żelaza
wydzielić rtęć w formie osadu. Osad rtęci przenieść do szczelnej, przechowywanej
na kuwecie, butelki z tworzywa sztucznego.
6. Wykrywanie Hg w roztworze. Kroplę badanego roztworu umieścić na uprzednio
wyczyszczonej blaszce miedzianej. Jeżeli powstanie ciemna plama, po przetarciu
wacikiem lub bibułą błyszcząca jak lustro, jest to dowodem obecności rtęci w
badanym roztworze. Opisana jakościowa metoda jest prosta i niezawodna pod
warunkiem, że stężenie rtęci jest wystarczająco duże. Do wykrywania i oznaczania
śladowych ilości rtęci w roztworze należy stosować bardziej czułe metody np.
woltamperometrię ze wstępnym wydzielaniem tego metalu na elektrodzie.
Opracowanie ćwiczenia
Ad1. Dla każdego z metali podać drogę od wyprodukowania do wyrzucenia w formie
odpadu i ocenić występujące przy tym zagrożenie dla środowiska. Uwzględnić czy w
czasie użytkowania występuje bezpośredni kontakt z żywnością. Podać posługując się
odpowiednią literaturą najwyższe dopuszczalne stężenia wymienionych metali w glebie
i żywności.
Ad2.
Wypisać
zidentyfikowane
metale.
Podać
aktualne
sposoby
„utylizacji”
przedstawicieli odpadów niebezpiecznych.
Ad3. Omówić własności fizyczne, chemiczne i toksyczność rtęci oraz wynikającą stąd
konieczność jej starannego zbierania i przechowywania.
Ad 4 i 5. Podać zapis zachodzących reakcji chemicznych. Zaproponować, posługując
się tablicą potencjałów normalnych, inne reduktory mogące służyć do wydzielenia rtęci z
roztworu
(porównaj
także
J.
Supniewski
–
Preparatyka
nieorganiczna,
PWN,
W-wa 1958, str. 661-662).
Podać nazwę i adres firmy, która odbiera, za opłatą, odpady rtęci (nie może to być
Eko-Top).
2

Słowa kluczowe: rtęć, metylortęć, rtęcica, Polam, świetlówki, baterie rtęciowe
zapłonniki, Philips, „Eko-Top”, TBT(Tributyltin) kwaśne deszcze, skażenie gleb
metalami, odpady niebezpieczne, skażenie gleb rtęcią i jej związkami, LED,
halogeny, oprawy GU-10, GU-5.3, E-27, E-14.
 Korozja blach ocynkowanych jest źródłem nie tylko cynku do środowiska, ale także
skrajnie toksycznego kadmu. Oszacować ilość kadmu, jaka dostaje się rocznie do
środowiska z tytułu korozji blach ocynkowanych wywoływanych przez tzw. kwaśne
deszcze.
Zadania dla studentów
Rtęć w środowisku
 Sporządzić krótką instrukcję postępowania z rozbitym termometrem rtęciowym
posługując się materiałem z USA oraz doświadczeniem uzyskanym w czasie zajęć.
 Oszacować ilość rtęci, jaka dostaje się do środowiska z tytułu sprzedaży:
a). rur prostych do świetlówek,
b). żarówek compact
 Porównać zagrożenie środowiska w wyniku eksploatacji zwykłych żarówek oraz
żarówek typu compact
 Oszacować ilość rtęci, jaka dostaje się do środowiska z tytułu spalania węgla w
Polsce. Jako dane wyjściowe wziąć roczne zużycie węgla w Polsce i średnia
zawartość Hg w węglu.
 Wymienić akty prawne podstawowej legislacji dotyczącej rtęci w USA i UE w
ostatnich latach.
 Wykazać absurdalność i nieuczciwość określenia Utylizacja odpadów rtęci.

Zdefiniować pojęcie: towar niebezpieczny.
 Jakie substancje dodatkowe dodaje się do polichlorku winylu? (wymienić)
 Jakiego rzędu jest zawartość substancji dodatkowych w wyrobie z PCV?
 Podać nazwy plastyfikatorów dodawanych do tworzyw sztucznych.
 Wymienić tworzywa sztuczne, które są stosowane bez substancji dodatkowych typu
napełniaczy, wypełniaczy, plastyfikatorów.
 Wymienić polimery biodegradowalne tzn. takie, które ulegają biodegradacji w
glebie.
3
Ołów i cyna w środowisku
 Określić podstawowe źródła emisji ołowiu i cyny do środowiska. Podać nazwy
produktów handlowych zawierających ołów i cynę.
 Podać właściwości fizyczne i określić właściwości toksykologiczne związków
alkiloołowiowych i alkilocynowych.
 Oszacować, jaka ilość ołowiu dostaje się rocznie do środowiska z tytułu wyważania
kół, stosowania ciężarków ołowiowych w wędkarstwie oraz strzelania amunicją
ołowiową.
4