Raskasmetallit: määritelmä, esimerkit, ominaisuudet ja käyttö

Raskasmetallit: määritelmä, tärkeimmät esimerkit (elohopea, lyijy, kadmium), ominaisuudet, riskit ja käyttökohteet – selkeä, ajankohtainen opas

Raskasmetallit ovat metalleja tai kemiallisia yhdisteitä, jotka sisältävät metalleja, joilla on suhteellisen suuri tiheys, suuri atomipaino tai atomiluku. Määritelmä ei ole täysin yhdenmukainen: eri lähteissä raja-arvot tiheydelle vaihtelevat, mutta usein käytetty kynnys on noin 5 g/cm3.

Tällä käsitteellä voidaan kattaa jopa noin 96:ta tunnetusta 118:sta kemiallisesta alkuaineesta. Elohopea, lyijy ja vismutti ovat esimerkkejä. Termiä käytetään laajalti tieteessä ja ympäristöraporteissa. Usein niiden tiheys on yli 5 g/cm3, ja ne ovat tiheämpiä kuin rauta.

Termiä käytetään joskus myös viittaamaan mihin tahansa myrkylliseen metalliin tai metalloidiin, kuten arseenista, riippumatta tiheydestä.

Raskasmetalleihin kuuluvat muun muassa kromi, koboltti, nikkeli, kupari, sinkki, arseeni, hopea, kulta, kadmium, antimoni, elohopea, tallium, volframi, platina ja lyijy. Nämä alkuaineet voivat esiintyä vapaana metallina, sulfidiyhdisteinä, oksideina tai muina kemiallisina muotoina.

Ominaisuudet

Raskasmetalleille on tyypillistä:

• suuri tiheys ja atomin tai ionin suuri massa;
• hyvä sähkön- ja lämmönjohtavuus useimmilla metalleilla;
• usein useita hapetusasteita ja monimutkaista kemiallista käyttäytymistä;
• eri metallien välillä suuri vaihtelu biologisissa vaikutuksissa: jotkut, kuten kupari ja sinkki, ovat välttämättömiä pieninä määrinä, kun taas toiset (esim. lyijy, kadmium, elohopea) ovat myrkyllisiä jo hyvin alhaisina pitoisuuksina.

Toksisuus ja ympäristövaikutukset

Raskasmetallit voivat olla ympäristö- ja terveyshaittoja aiheuttavia. Ne voivat akkumuloutua maaperään ja vesistöihin, kulkeutua ravintoketjuissa ja aiheuttaa biomagnifikaatiota. Esimerkiksi elohopea muuttuu methylimuotoon vesieliöissä ja kertyy kaloihin, mikä voi johtaa ihmisten ja eläinten altistukseen. Pitkäaikainen altistus lyijylle voi aiheuttaa hermoston häiriöitä, ja kadmium haittaa munuaisten toimintaa ja luustoa.

Altistumisen lähteitä ovat teollisuuden päästöt, kaivostoiminta, jätteiden epäsuotuisa käsittely, liikenteen päästöt ja torjunta-aineet. Työpaikoilla mitattavat altistukset ovat myös merkittäviä, joten suojavarusteet ja raja-arvot ovat tärkeitä.

Käyttö

Monia raskasmetalleja hyödynnetään teknisesti niiden ominaisuuksien vuoksi. Käyttökohteita ovat muun muassa:

• metalliseokset ja työkaluissa tarvittavat materiaalit (kuten volframi ja platina);
• elektroniikka ja elektroniikkakomponentit (matkapuhelimissa ja muissa laitteissa);
• teollisuusprosessit ja katalyytit;
• korut ja sijoitusmetallit (kulta, hopea);
• monet arkipäivän tuotteet: golfmailat, autot, antiseptiset aineet, itsepuhdistuvat uunit, muovit, aurinkopaneelit sekä hiukkaskiihdyttimet.

Tunnistus ja puhdistus

Raskasmetallien määritys perustuu usein analyyttisiin tekniikoihin, kuten atomispektrianalyysiin (AAS), indusoivan määrätyn plasma-massaspektrometriaan (ICP-MS) ja röntgenfluoresenssiin (XRF). Ympäristön puhdistuksessa käytetään useita menetelmiä:

• fysikaalisia ja kemiallisia puhdistusmenetelmiä (maa-ainesten pesu, stabilointi, immobilisointi);
• biologisia menetelmiä, kuten phytoremediaatiota (kasvien käyttöä metallien talteenottoon);
• kemiallisia kompleximuodostajia ja rouheita, jotka sitovat metalleja ja mahdollistavat niiden erottamisen.

Hallinta ja sääntely

Koska monet raskasmetallit ovat myrkyllisiä ja pysyviä ympäristössä, niiden päästöjä säädellään sekä kansainvälisillä että kansallisilla määräyksillä. Terveysperusteiset ohjearvot, työturvallisuusmääräykset ja jätehuollon käytännöt auttavat rajoittamaan ihmisten ja ekosysteemien altistumista.

Yhteenveto

Raskasmetallit muodostavat monipuolisen ryhmän alkuaineita, joilla on sekä teknisiä hyötyjä että ympäristö- ja terveysriskejä. Termiä ei ole yksiselitteisesti määritelty, mutta käytännössä sillä tarkoitetaan tiheitä, usein korkeataomisia metalleja, joista osa on välttämättömiä pieninä pitoisuuksina ja osa vaarallisia jo alhaisina annoksina. Kestävä käyttö edellyttää päästöjen hallintaa, seurantaa ja ympäristöystävällisiä puhdistusmenetelmiä.

Kysymyksiä ja vastauksia

K: Mitä ovat raskasmetallit?

K: Mikä on raskasmetallien tiheys?

K: Ovatko kaikki raskasmetallit myrkyllisiä?

K: Kuinka monta alkua muodostaa raskasmetallin?

K: Mikä on tiheydeltään raskain metalli?

K: Mistä useimmat raskasmetallit ovat peräisin?

K: Miten raskasmetalleja käytetään nykyelämässä?

Hae kirjaimella