No 1800. līdz 1945. gadam pirmos ķīmiskos produktus sāka ražot un izmantot eksponenciāli, pieaugot iedzīvotāju skaitam. Lielākā daļa šo produktu bija izgatavoti no metāliem vai to atvasinājumiem. Vienlaikus, pieaugot ķīmisko produktu lietošanai, palielinājās arī to parādīšanās ūdeņos. Smagie metāli lielākoties nāk no dabas, bet, mainot to struktūru vai nonākot saskarē ar dzīvām būtnēm, tie var izraisīt ietekmi uz veselību un pat nāvi un destabilizēt ūdens ekosistēmas. Grāmatā Green Ecologist mēs jums paskaidrosim kā notiek smago metālu piesārņojums ūdenī un tā sekas.
Kas ir smagie metāli un piemēri
Smagie metāli ir ķīmisko elementu grupa, kuras atomu svars ir no 63,55 (varš) līdz 200,59 g/mol (dzīvsudrabs), un to blīvums svārstās no 4 līdz 7 g/cm3. The visbiežāk lietotie un zināmie smagie metāli viņu vides problēmas ir:
- Svins (Pb).
- Dzīvsudrabs (Hg).
- Cinks (Zn).
- Kadmijs (Cd).
- Varš (Cu).
- Molibdēns (Mo).
- Mangāns (Mn).
- Niķelis (Ni), cita starpā.
Ir iekļauti arī citi vieglāki toksiski elementi, piemēram:
- Alumīnijs (Al).
- Berilijs (Be).
- Arsēns (As).
Smagie metāli nāk no a plašs fontu klāsts, gan dabiski, gan mākslīgi:
- The Dabiskie avoti tie atbilst minerāliem, kas bagāti ar metāliem no pamatiežiem vai vulkāniem.
- The antropiskie avoti vai mākslīgie atbilst kalnrūpniecības atradnēm, nozarēm un enerģijas avotiem un visam, kas saistīts ar to transportēšanu.
Dažādi smagie metāli ir būtiski pareizai ekosistēmas darbībai. Metāli, piemēram, dzelzs, varš, cinks un molibdēns, ir nepieciešami augiem un dzīvniekiem, jo tie ir daļa no fermentiem un citiem proteīniem. Piemēram, hemocianīns, asins plazmas proteīns, kas ir atbildīgs par gāzu apmaiņu vēžveidīgajiem, mīkstmiešiem un zirnekļveidīgajiem, satur varu. Īpaši jūrā, bet arī saldūdenī dzelzs darbojas kā ierobežojošs faktors primārajā ražošanā, bet molibdēns darbojas kā slāpekļa piesaistes ātrumu ierobežojošs faktors. Šiem metāliem jābūt dabā sastopamas zemās koncentrācijās bet, ja tie ir lielākā koncentrācijā, pat nedaudz, tie var būt toksiski. Citi smagie metāli, piemēram, arsēns, kadmijs, svins un dzīvsudrabs, ir vienkārši toksiski un nav nepieciešami bioloģiskās aktivitātēs.
Kā smago metālu piesārņojums rodas ūdenī
Parādās vides piesārņojums ar smagajiem metāliem kad tiek pastiprināta to ieguve un izmantošana. Pilsētu attīstība ir veicinājusi arī smago metālu iekļūšanu vidē, jo, lai urbanizētos, ir jāpārveido zeme un pamatieži. Turklāt neattīrīti notekūdeņi, poligonu infiltrāti vai atkritumu izgāšana vidē arī ir smago metālu piesārņojuma avots.
The rūpnieciskā un kalnrūpniecības darbība Tas ir atbildīgs par svina, dzīvsudraba, kadmija, arsēna un hroma nokļūšanu vidē, kas ir kaitīgs gan cilvēku veselībai, gan citām dzīvām būtnēm.
Liela daļa svina tiek atbrīvota no akumulatoru un rūpniecisko atkritumu pārstrāde piemēram, metinājuma šuves, metāli, kabeļu pārklājumi utt. Svins piesārņo ūdeni ar ūdenī šķīstošiem sāļiem, kas galvenokārt rodas rūpniecībā krāsas un pirotehnika, glazētās keramikas ražošanā, fototermogrāfijā un stikla krāsošanas tehnikās, tādu ķīmisku vielu kā tetraetilsvina (benzīna antidetonācijas) ražošanā un kalnrūpniecībā, cita starpā.
Dzīvsudrabam ir īpaša iezīme, ka vides stāvoklī tas ir šķidrā stāvoklī. Tomēr tas nav tik toksisks kā tā tvaiki un atvasinājumi. Daži dzīvsudraba savienojumi nāk no polivinilhlorīda rūpnīcas (PVC) un citi hlorēti savienojumi, fungicīdās krāsas un pesticīdi, sprādzienbīstami detonatori un plastmasa no kalnrūpniecības darbībām, piemēram, cinobra (dzīvsudraba sulfīda minerāla), zelta un sudraba ekstrakcija un naftas pārstrādes rūpnīcas.
A neliela piesārņojuma daļa no ūdeņiem ar dzīvsudrabu nāk no bioloģiskā aktivitāte. Dažas anaerobās baktērijas, kas dzīvo ezeru dibenā, metilēšanas procesos (pievienojot -CH3 grupas) spēj pārveidot dzīvsudrabu un citus neorganiskos atvasinājumus organiskos dzīvsudraba savienojumos.
Vēl viens īpaši toksisks metāls ir kadmijs, kas mēdz veidot ūdens savienojumus. Rūpniecībā visplašāk izmantotie kadmija savienojumi ir halogenīdu kompleksi, cianīds un amīns. Kadmijs piesārņo ūdeni galvenokārt ar notekūdeņu izplūdes izejvielas no tādām nozarēm kā metālu apdare, elektronika, dzelzs sakausējumi un dzelzs un cinka ražošana, pigmentu ražošana (krāsas un krāsvielas), akumulatori (kadmijs, niķelis), plastmasas stabilizatori, fungicīdi, tādas apstrādes kā elektrodepozīcija un tā izmantošana kodolreaktoros.
Daži kadmija atvasinājumi tiek izmantoti kā katalizatori, un to organisko skābju sāļi (laurāts, stearāts vai kadmija benzoāts) tiek izmantoti kā katalizatori. gaismas un temperatūras stabilizatori plastmasā. Šie stabilizatori var piesārņot pārtiku, ja tos uzglabā plastmasā, kurā tie ir.
Cianīdi, kas nāk no galvaniskās rūpniecības, no rafinēšanas rūpnīcām un no metāla tīrīšanas, tiek novadīti notekūdeņos, piesārņojot ūdens ekosistēmas. Plaši tiek izmantoti citi metāli, piemēram, arsēns, varš un hroms koksnes konservanti un akmeņogļu pelni Tie satur daudzu smago metālu pēdas.
Parasti smagie metāli, izņemot arsēnu, molibdēnu un selēnu, slikti šķīst sārmainos ūdeņos (pH> 7) un var saistīties ar organiskajām daļiņām. Tādā veidā metāli var parādīties ļoti augstā toksiskā koncentrācijā ūdeņos, kas šķietami ir tīri, neskarti un dzidri, piemēram, kalnu upes oligotrofajos ūdeņos. Smago metālu koncentrācija var būt īpaši augsta mīkstos ūdeņos, kas plūst cauri apgabaliem, kuros ir sēra minerāli vai kalnrūpniecības atliekas.
Smago metālu sekas ūdenī
Smagie metāli ir spēcīgi aģenti, kas būtiski ietekmē saldūdens ekosistēmas. Šie metāli parasti ir atrodami zemā koncentrācijā, daļās uz miljonu (ppm) vai daļās uz miljardu (ppb), padarot tos grūti un dārgi atklāt.
Ir daži bioindikatori, piemēram, ūdens makrobezmugurkaulnieki, kas var uzkrāt smagos metālus savā eksoskeletā pat nedēļām un mēnešiem. Piemēram, dzeņu kāpuri ir labi vidējās metālu koncentrācijas bioindikatori piemēram, kadmijs un molibdēns kalnu straumēs, ko ietekmē raktuvju notekūdeņu noplūde.
Lai gan metāli ir zemā koncentrācijā, tiem ir virkne sekas uz ekosistēmām, ko mēs paskaidrosim tālāk.
Nāvējoša un subletāla ietekme uz organismiem
Smago metālu ietekme var klasificēt kā akūtu vai hronisku. Akūtas sekas rodas īsā laika periodā un parasti beidzas ar organismu nogalināšanu vai nopietnu bojājumu. Tipiski subletāli efekti ir samazināts augšanas ātrums un izmaiņas uzvedībā vai attīstībā.
No otras puses, hroniskas sekas ir tādas, kas rodas ilgtermiņā. Daudzi metāli ir:
- Kancerogēns: izraisīt vēzi.
- Teratogēns: negatīvi ietekmē attīstību.
- Mutagēns: bojāt DNS.
- Neirotoksiska: negatīvi ietekmē neironu un kognitīvās funkcijas.
- Endokrīnās sistēmas traucētāji: darbojas līdzīgi vai traucē hormoniem.
- Tie var pat sabojāt organismu imūnsistēmu.
Bioakumulācija
Smagajiem metāliem ir arī netieša ietekme uz dzīvajām būtnēm, jo tie ir bioloģiski uzkrājas organismos un tie pārvietojas pa pārtikas tīkliem. Daudzi metāli, piemēram, dzīvsudraba organiskie savienojumi, ir lipofīli, tas ir, tie ir labāk šķīst taukos nekā ūdenī, un tāpēc mēdz uzkrāties dzīvnieka taukaudos. Lai gan daudzi metāli ir atrodami zemā koncentrācijā, kas ir aptuveni triljonu daļu (ppt), tie var būt vai nebūt tieši toksiski dzīvām būtnēm, tomēr bioakumulācijas dēļ tie var uzkrāties ļoti toksiskā līmenī organismos.
Biopalielinājums
Biopalielināšana ir process, kurā lipofīlie metāli virzās augšup pa barības ķēdi no upura līdz plēsējam. Piemēram, fitoplanktons, filtrējot ūdeni, uzkrāj jūsu organismā lipofīlos metālus, un tāpēc metālu koncentrācija organismā kļūs augstāka nekā ūdenī. Kad zooplanktons patērē fitoplanktonu, daļa no šiem metāliem tiek pārnesta uz zooplanktona taukiem, palielinot to koncentrāciju attiecībā pret fitoplanktona koncentrāciju. Šis process turpinās barības ķēdes augšgalā. Ļoti izplatīts noteikums to saka katrs trofiskais līmenis spēj uzkrāt līdz pat desmit reizēm vairāk toksicitātes nekā iepriekšējais trofiskais līmenis.
Ja vēlaties lasīt vairāk rakstus, kas līdzīgi Smago metālu piesārņojums ūdenī, mēs iesakām ievadīt mūsu kategoriju Piesārņojums.
