ВНИМАНИЕ! На форуме начался конкурс - астрофотография месяца МАРТ!
0 Пользователей и 2 Гостей просматривают эту тему.
Так что возможность сколько-нибудь адекватного замещения тут отсутствуют.Не решается эта проблема вообще никак.
Около нашего города на "неудобицах" зелень буйствует без каких-либо удобрений. Деревья, кусты, трава в рост человека
Цитата: BlackMokona от 22 Фев 2021 [10:12:31]Учитывая разнообразие панелек всегда можно замещать материалыТак что возможность сколько-нибудь адекватного замещения тут отсутствуют.Не решается эта проблема вообще никак.
Учитывая разнообразие панелек всегда можно замещать материалы
Просто при текущих ценах нету, а когда цена повысится абсолютно не конкуретные технологии станут очень даже конкуретными.
Кстати, а сейчас кроме кремниевых какие нибудь в массовом количестве используются или иными словами какой ближайший конкурент кремниевых?
Как поможет рост цен, если без редких элементов построить сколько-нибудь приемлемую солнечную батарею батарею физически невозможно? Таких нет даже на стадии лабораторных образцов.
стати, а сейчас кроме кремниевых какие нибудь в массовом количестве используются или иными словами какой ближайший конкурент
Атмосфера планеты насыщена пылью и микроорганизмами, которые постепенно оседают на почву. Вероятно, в них тоже есть и азот и фосфор!
а сейчас кроме кремниевых какие нибудь в массовом количестве используются или иными словами какой ближайший конкурент кремниевых?
новые тонны тыли и микрооорганизмов при этом снова поднимутся в атмосферу
С зелёных лугов пыль не поднимается. Разве что, только пыльца в период цветения. Да и та далеко не улетает.
У панелек с учётом косвенных ~1 (см. ссылку в моём предыдущем сообщение).
Материалы без которых невозможны солнечные батареи столь редкие (индий, серебро, теллур), что добыча их из грунта по сути невозможна (в космосе в осмысленных количествах их тоже нет). Рециклинг же имеет всегда ограниченную эффективность. Ну процентов 60 может быть вернёте (и то не факт), а остальное нужно возмещать из природного источника.Кончатся сульфидные месторождения - исчезнут и солнечные батареи. Как основа энергетики в долгосрочной перспективе в силу этого тут никаких перспектив точно нет.
Некоторые микроорганизмы, такие, как Cupriavidus metallidurans, способны осаждать металлическое золото из растворов его солей. Некоторые же другие микроорганизмы, напротив, обладают способностью растворять металлическое золото, выделяя в окружающую среду соединения с сильной окислительной активностью, способные к окислению золота, такие, как перхлорат, селенат, или же соединения, способные к растворению золота за счёт образования стабильных комплексов с ионами золота, такие, как цианиды, тиоцианаты, некоторые органические кислоты и свободные аминокислоты[34]. Этот цикл растворения и осаждения золота при участии микроорганизмов играет важную роль в формировании вторичных месторождений золота. Нередко самородное золото, находимое в этих вторичных месторождениях, под электронным микроскопом оказывается имеющим бактериоформную структуру[34].Кроме того, растворение некоторыми микроорганизмами золота делает его биодоступным для других живых организмов — почвенных беспозвоночных, растений, и, по восходящей пищевой цепочке, других животных, птиц и человека. Для некоторых микроорганизмов ионы золота могут играть биологическую роль. Так, Micrococcus luteus способен факультативно использовать ионы золота в качестве кофактора для одного из своих ферментов — метанмонооксигеназы
Micrococcus luteus (лат.) — вид актинобактерий из семейства Micrococcaceae. Неподвижная, кокковиная бактерия-сапрофит, образущая тетрады (сборки из четырёх микроорганизмов), имеет яркую жёлтую или золотистую пигментацию, по Граму окрашивается положительно или вариабельно[1]. Этот вид микрококков даёт положительные реакции на уреазу и каталазу, и чувствителен к бацитрацину. Он является облигатным аэробом и широко распространён в окружающей среде: его обнаруживают в почвах, пыли, воде, воздухе. Он также является частью нормальной микробиоты поверхности кожи человека и млекопитающих. У человека M. luteus также колонизирует полость рта, слизистые оболочки, ротоглотку и верхние дыхательные пути. Для человека с нормальной функцией иммунной системы M. luteus, как правило, опасности не представляет. Этот микроорганизм был открыт Александром Флемингом в 1928 году, ещё до открытия им пенициллина.Данный вид микрококков также интересен тем, что является первым и пока единственным микроорганизмом, у которого обнаружена способность факультативно использовать ионы золота в качестве кофактора для НАД-зависимой метанмонооксигеназы. В присутствии ионов золота в питательной среде этот фермент у данного микроорганизма использует в своём активном центре окислительно-восстановительную пару, в которой золото циклически меняет валентность с Au(I) на Au(III) и обратно в ходе работы фермента. В отсутствие ионов золота в питательной среде этот фермент использует железо, но с золотом работает более эффективно.
......Каков путь кадмия в организм? (кликните для показа/скрытия) (кликните для показа/скрытия)«Кадмий в детских игрушках — это невозможно, он же ядовит», — скажет читатель. И будет прав, но только отчасти, поскольку вряд ли кадмий из оловянного солдатика (любой фигурки из серебристого тяжелого металла, отлитой в маленькой мастерской) или из желтого узора на салатнице может как-то попасть в организм человека. У него есть совсем другие пути. Их три. Во-первых, с дымом сигарет: кадмий прекрасно накапливается в табачных листьях. Во-вторых, из воздуха, особенно городского: в нем много дорожной пыли, получающейся при истирании шин и тормозных колодок (а кадмий входит в их состав); чем больше дышишь этой пылью, чем выше содержание кадмия в организме. Так, у регулировщиков дорожного движения оно в полтора раза больше, чем у дорожных рабочих из сельской местности (“Chemosphere”, 2013, 90, 7, 2077–2084). Присутствует кадмий и в дыме тепловых станций, если они работают на угле, и в дыме от сжигания дров, поскольку деревья извлекают его из почвы. Третий же источник — еда, особенно корни, листья и зерна растений: именно там накапливается кадмий. Исследования, проведенные учеными из Сиэтла, показали, что у молодых женщин, живущих в незагрязненных кадмием местах, курение — главный источник кадмия, оно увеличивает содержание этого металла в полтора раза. А вот среди пищевых продуктов значительным источником кадмия оказался соевый творог тофу — одна его порция в неделю увеличивает содержание кадмия в организме на 22% (“Science of the Total Environment”, 2011, 409, 9, 1632–1637). Много кадмия содержится в моллюсках и ракообразных, которые питаются планктоном. Новозеландские биологи установили, что кадмий в морской воде (его концентрация в ней составляет 0,11 мкг/л), скорее всего, оказался там по вине человека. Кадмий содержится в фосфорных удобрениях, оттуда он, кстати, главным образом и попадает в съедобные растения. Дожди смывают удобрения в реки, потом — в море. Кадмий путешествует на поверхности микрочастиц. Попав в соленую воду, он высвобождается и оказывается в фитопланктоне, а с ним и в устрицах. В результате моллюски, которых выращивают повыше в устьях рек, где кадмий от микрочастиц еще не отмылся, относительно чистые, а те, что ниже, содержат особенно много этого металла (“Science of the Total Environment”, 1996, 181, 1, 31–44). Содержание кадмия в устрицах — 13–26 мкг на грамм сухого веса. Для сравнения: в семечках подсолнечника, которые тоже считают важным источником кадмия, — 0,2–2,5 мкг на грамм зернышек, в листьях табака — 0,5–1 мкг на грамм сухого веса. Поскольку планктоном питаются не только устрицы, кадмий оказывается и в рыбе, выловленной в грязных морях. А самое грязное — Балтийское море, куда впадает много рек из промышленных районов и областей с интенсивным сельским хозяйством.Как антропогенный кадмий попадает в окружающую среду? (кликните для показа/скрытия)Помимо фосфорных удобрений, дорожной пыли и сгорания топлива, есть еще два пути. Первый — цветная металлургия: при всех усилиях, направленных на очистку выбросов, некоторое его количество неизбежно проходит сквозь все фильтры. Второй — свалки и места переработки мусора, например, когда там горит пластик. Однако на свалке даже без нагрева кадмий выщелачивается и с водой попадает в почву. В общем, цветная металлургия дает 5 тысяч тонн выбросов кадмия в год, сжигание мусора — 1,5, а производство фосфорных удобрений и сжигание дерева — по 0,2 тысячи тонн из тех семи с лишним тысяч тонн, которые человек рассеивает в окружающей среде примерно с 30-х годов XX века. Собственные возможности природы скромнее: 0,52 тысячи тонн дают вулканы и 0,2 тысячи тонн — выделения растений, всего 0,83 тысячи тонн (см. «Химию и жизнь», 1979, №12). Иными словами, превратить в металл (а мировой выпуск уже которое десятилетие колеблется в пределах 17–20 тысяч тонн в год) удается не более двух третей извлеченного из земных недр кадмия, так что перспективы утилизации здесь весьма широки. Однако нет стимула, о чем пойдет речь дальше.Как поведут себя новые материалы, содержащие кадмий, на свалке? (кликните для показа/скрытия)По-разному. Подробный анализ провел Василий Фтенакос из Брукхевенской национальной лаборатории (США), который подробно описал жизненный цикл батареи из теллурида кадмия (“Renewable and Sustainable Energy Reviews”, 2004, 8, 303–334; doi:10.1016/j.rser.2003.12.001). Он рассуждает так. В солнечном элементе соединение кадмия расположено между слоями стекла или пластика. Поэтому частицы, содержащие кадмий, могут появиться в окружающей среде лишь при разрушении элемента, что случается либо в очень пыльной местности, либо при поломке. Но даже тогда, как показал эксперимент, никакой дождь не в состоянии вымыть сколько-нибудь заметное количество кадмия из элемента. Температура испарения CdTe превышает 1000°С, а CdS, также имеющегося в этих элементах, — 1700°С, поэтому никакого испарения при эксплуатации не будет. А что, если элемент стоит на крыше частного дома, в котором случился пожар? (кликните для показа/скрытия)На воздухе теллурид кадмия остается стабильным вплоть до температур 1050°С, что меньше нагрева при обычном пожаре. Прямые опыты доказали, что, если батарея сделана на стеклянной подложке, почти весь кадмий останется в расплавленном стекле — лишь 0,6% его и без того небольшого количества (все-таки это тонкая пленка) может высвободиться. Некоторые элементы, оказавшись разбитыми на свалке, действительно разрушаются, высвобождая кадмий, другие же, более современные, нет. Законодательным регулированием можно добиться, чтобы выбрасывали только безвредные элементы. А лучше бы вообще их не выбрасывать, ведь в них есть ценный теллур.К сожалению, Фтенакос ничего не говорит об элементах на полимерной основе, которая, скорее всего, сгорит, и никакого вплавления кадмия в стекло не произойдет. Зато он отмечает, что запреты на использование кадмия могут привести к гораздо худшим последствиям: лишившись рынка сбыта, изготовители цинка, свинца и меди перестанут извлекать кадмий из отходов и те станут гораздо сильнее загрязнять все вокруг, чем свалки (вспомним треть кадмия, вылетающего в трубу). Поэтому использование кадмия надо расширять при ужесточении мер по утилизации изделий.Отдельно стоит вопрос об устройствах на наноточках: (кликните для показа/скрытия) при разрушении эти материалы неизбежно будут рассеивать наночастицы, которые смогут перемещаться по пищевой цепи. Есть данные (“Journal of Hazardous Materials”, 2011, 192, 15, 192–199; doi:10.1016/j.jhazmat.2011.05.003), что при этом они отнюдь не останутся неизменными: в печени и почках крыс, которым наноточки селенида кадмия вводили в брюшную полость, отмечалось возрастание свободного кадмия. Сильнее всего эффект был выражен, если наночастицы перед употреблением освещали ультрафиолетом (видимо, так и будет с нанопылью в природных условиях). Очевидно, что требования к утилизации солнечных элементов и других устройств на подобных наночастицах должны быть строже, чем при использовании монолитных изделий.Чем опасен кадмий? (кликните для показа/скрытия)Вопрос гораздо сложнее, чем может показаться, поскольку кадмий попадает в организм в микроскопических количествах и действует далеко не мгновенно. Подробно об этом пишут исследователи из университета Северной Дакоты во главе с Сойсунваном Сатаругом (“Environmental Health Perspectives”, 2010, 118, 182–190; doi:10.1289/ehp.0901234). Перескажем этот обзор.Можно считать доказанным, что у людей, проживающих в местностях, где в почве содержится значительное количество кадмия и пища постоянно загрязнена им, наблюдается повышенная хрупкость костей. Японцы назвали эту болезнь итай-итай: она проявилась в 40-е годы в префектуре Тояма, где фермеры использовали воду из цинковой шахты для орошения полей. Содержание кадмия в рисе было таким высоким, что ежедневное его потребление составило 600 мкг в день, или 4200 мкг в неделю, или до 2 граммов на человека за всю жизнь. Выявить причинно-следственную связь тут несложно, чего не скажешь о хроническом потреблении кадмия в малых дозах. Здесь все сводится к процентам риска получить то или иное заболевание. До сих пор досконально неизвестно, какие дозы кадмия можно считать безвредными. Всемирная организация здравоохранения в 1989 году назвала максимальное допустимое потребление кадмия в неделю: 400–500 мкг, исходя из того, что 2 г за всю жизнь — это много, приводит к итай-итай. В 1992 году норму пересчитали, она составила 7 мкг в день на килограмм веса. Нетрудно заметить, что недельная доза для человека весом 70 кг получается такой же — 490 мкг. При расчете предполагали, что организм усваивает 5% поступающего в него кадмия, а с мочой выходит 0,005% от того количества металла, что уже в нем есть. Однако некоторые медики подвергают такую модель сомнению, указывая, что им встречались случаи, когда организм усваивал и 40% поступившего в него кадмия. Более того, измерения показали, что потребление уже 1 мкг на кг в день приводит к тому, что в моче окажется 2 мкг кадмия на грамм креатинина, а неприятные эффекты проявляются и при гораздо меньшем его содержании. (Содержание в моче кадмия и других вредных металлов, концентрация которых мала, обычно выражают в микрограммах на грамм креатинина — это вещество образуется при работе мышц и постоянно выделяется с мочой. Результат, представленный в таких единицах, не зависит от разведения образца. Далее слово «креатинин» будем опускать. Очевидно, что мерить кадмий в моче гораздо проще, чем его поступление в организм из разных источников)Какие это эффекты? При прочтении обзора складывается мнение, что кадмий вызывает симптомы старости. Прежде всего, накапливаясь в почках, он ускоряет деградацию почечных канальцев. По одним данным, если с мочой выделяется 2–4 мкг кадмия за сутки, вероятность деградации почек составляет 10%; согласно другим, когда меряют не суточное выделение, а концентрацию в исследуемом образце, опасно уже содержание кадмия в моче 0,67 мкг/г. (Если считать, что за сутки с мочой выделяется 1–2 грамма креатинина, то получается, что опасная суточная доза выделения кадмия — около 1 мкг.) В результате деградации канальцев ослабляется способность почек возвращать в организм витамины, минералы и прочие полезные вещества, например связанные с металлотионеинами цинк и медь, кальций, фосфаты, глюкозу, аминокислоты. Двукратное повышение уровня кадмия в моче повышает содержание в ней кальция на 2 мг в день. Нетрудно догадаться, что потери кальция увеличивают риск остеопороза. Действительно, в группе женщин старше 50 лет с более 1 мкг/г кадмия в моче риск остеопороза на 43% выше, чем у тех, у кого было менее 0,5 мкг/г. При содержании кадмия между 1 и 2 мкг/г риск повышенного содержания глюкозы и развития диабета второго типа — соответственно 1,48 и 1,24 по сравнению с теми, у кого его меньше 1 мкг/г. Обследование корейцев, четверть которых страдала от высокого давления, показало, что риск этого недомогания у людей с высоким содержанием кадмия в полтора раза выше, чем с низким. Риск инфаркта у женщин с содержанием более 0,88 мкг/г кадмия в моче в 1,8 раз выше по сравнению с теми, у кого меньше 0,43 мкг/г. Вероятность смерти от рака у мужчин с менее 0,22 и более 0,48 мкг/г кадмия в моче различается в 4,3 раз. Имеются подозрения, что кадмий снижает плодовитость у мужчин.В общем, из данных труда доктора Сатаруга с коллегами следует, что именно загрязнение окружающей среды кадмием виновато в том, что возрастные болезни на протяжении XX века сильно «помолодели».Есть и странные данные. Так, замечена сильная связь между содержанием кадмия в моче и риском получить высокое давление у американцев, которые не курят, в то время как у курильщиков такой связи не замечено. Между тем у любителей сигарет потребление кадмия заведомо выше, а, кроме того, содержание кадмия в моче американцев вообще в три с лишним раза меньше, чем у упомянутых выше корейцев. У курильщиков со старческой деградацией сетчатки уровень кадмия в моче составил 1,18 мкг/г — почти в два раза больше, чем у курильщиков без этой болезни и здоровых некурящих. Однако и у тех некурильщиков, у которых болезнь развилась, кадмия было столь же мало, как и у здоровых людей — значит, дело не только в нем. Подобные противоречивые данные заставляют задать вопрос: а может быть, повышенное содержание кадмия в моче отражает не причину, а следствие каких-то системных процессов в организме? В конце концов, потребление кадмия в большинстве упомянутых в обзоре работах не мерили, только его выход.Как бороться с кадмием в организме? (кликните для показа/скрытия)Научных исследований на эту тему немного, а принцип указан в той же работе исследователей из Северной Дакоты. Кадмий не входит в число жизненно важных элементов, поэтому в организме нет никаких специальных механизмов для его усвоения — кадмий пользуется теми, что предусмотрены для схожих с ним тяжелых металлов, образующих двухвалентные ионы: цинка, железа, марганца и кальция. Недостаток какого-то из этих элементов сразу же приводит к повышенному усвоению кадмия. Так, недостаток железа увеличивает содержание кадмия у тайских женщин в три-четыре раза. То же самое выявили при изучении женщин Бангладеш, но в игре участвовал еще и цинк. Отсюда следует, сколь важно поддерживать правильный микроэлементный баланс в организме.Есть и другие идеи. Например, бразильцы показывают, что кофеин существенно, в два с лишним раза, снижает содержание кадмия и в крови, и в тканях, в том числе половых, у подопытных крыс (“Reproductive Toxicology”, 2013, 35, 137–143; doi:10.1016/j.reprotox.2012.10.009). По мнению исследователей, кофеин образует комплексы с кадмием, не допуская его усвоения. Напрашивается вывод: обычай запивать трапезу кофе или чаем, где тоже есть кофеин, — правильный.Иногда возникает парадокс: еда с высоким содержанием кадмия на организме не сказывается. Так, исследование любителей устриц, проведенное в 1986 году, привело к сюрпризу: при максимальном потреблении 72 устриц в неделю они съедали чудовищные 1750 мкг кадмия, но это никак не проявлялось ни в составе мочи, ни в составе волос. Куда девался весь этот кадмий, остается загадкой. Есть предположение, что селен, содержание которого в тех устрицах было высоким, как-то помешал усвоению кадмия, и тот, видимо, вышел с прочими несъедобными веществами через кишечник. Впрочем, в 2008 году соответствие генеральной линии восстановили: у работников устричной фермы, которые каждую неделю съедали по 18 устриц в течение более 12 лет, содержание кадмия в моче выросло-таки в 2,5 раз по сравнению со средним в США — до 0,76 мкг/г. А может быть, лучше бороться с кадмием до его проникновения в организм, например следить, чтобы он не попадал в почву и воздух? Освободить от кадмия фосфорные удобрения вряд ли возможно, выводить растения с пониженной усвояемостью кадмия долго и дорого, хотя попытки в отношении табака предпринимаются, но можно очистить почву растениями-гипераккумуляторами — в случае с кадмием это паслен черный Solanum nigrum, он же съедобная ягода вороняжка, французская разновидность похожей на пастушью сумку или горчицу яруточки сизоватой или ярутки альпийской (Thlaspi caerulescens) и китайский очиток Sedum alfredii. Правда, неясно, куда девать обогащенные кадмием части этих растений — в компост и золу, получаемую на садовом участке, они явно не годятся. При промышленном сжигании так называемого твердого биотоплива — соломы, хвороста и т. п. — возможности освободиться от вредного металла имеются: нужно отделять содержащие его высокотемпературные фракции дыма от низкотемпературных — тогда получившуюся золу можно будет без опаски вносить назад на поле, восстанавливая его плодородие.
Совсем не прилично большими антропогенные потери фосфора стали, видимо, со второй половины 20-го века.
которым можно скормить зелёную биомассу растений-гипераккумуляторов? А биомассу растительноядных б/позвоночных хищным, всеядным? Что-то и падальщикам достанется. Периодически используем биомассу отъевшихся хищников, всеядных, детритофагов как корм для других поколений этих беспозвоночных, таким образом наращиваем концентрацию в биологических тканях до токсичных значений(особи сами станут дохнуть),
Цитата: Serg53 от 22 Фев 2021 [11:43:05]С зелёных лугов пыль не поднимается. Разве что, только пыльца в период цветения. Да и та далеко не улетает.1972 год. Пыль так летела с полей , что слой сантиметровый везде в доме был. Деревья летом без листьев стояли у нас.
Так, например, милейший аббат Адельмонте, о котором вам говорил, производил в этом отношении удивительные опыты.
Шикарный "шлак" нашёл, и такое в "АиФ" публикуют .https://aif.ru/society/science/reakciya_yadra_vozmozhen_li_iskusstvennyy_sintez_dragocennyh_metallov
С зелёных лугов пыль не поднимается.
Цитата: Serg53 от 22 Фев 2021 [11:43:05]С зелёных лугов пыль не поднимается.зеленые лугп осенью представлют выжженую солнцем степь...
Автор
Тема: Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации (Прочитано 1607716 раз)
