20. Toxicanții conservanți în ecosistemele acvatice
20.1. Poluarea apelor prin metale
Metalele sunt printre principalii poluanți anorganici ai apelor proaspete și marine. Acestea sunt, în principal, compuși ai arsenului, plumbului, cadmiului, mercurului.
Gravitatea problemei poluării mediului acvatic cu metale toxice este determinată de:
- o concentrație ridicată de compuși de metale grele în regiunile de coastă ale oceanului și mărilor interioare;
- formarea de complexe organometalice foarte toxice, care sunt incluse în componenta abiotică a ecosistemului și sunt absorbite de hidrobionți;
- acumularea de metale de către hidrobionți în doze periculoase pentru om.
Dintre poluanți, conform evaluărilor toxicologice ale "indiciilor de stres", metalele grele ocupă locul al doilea, în al doilea rând doar pesticidele.
Principalele surse de metale toxice care intră în mediul acvatic sunt contaminarea directă și scurgerea de pe teren. Numai râurile dau anual oceanului mai mult de 320 Mt de fier. În plus, un rol important în contaminarea hidrosferei prin metale aparține transportului atmosferic. Principalele modalități de introducere a metalelor în Oceanul Mondial sunt prezentate în Tabelul 29.
Poluarea naturală și antropogenă a Oceanului Mondial, în anul -1
În fiecare an, 200 kt de plumb și 5 kt de mercur cad la suprafața oceanelor lumii. Contribuția depunerilor atmosferice de plumb în curgerea sa totală în oceane acum depășește contribuția geochimică a acestui element cu al doilea tur râu. Cadmiul care intră în ocean datorită depunerilor atmosferice și scurgerile directe de teren în apropierea unui flux de mercur atmosferic este de aproximativ 25% din totalul veniturilor din mediul oceanic. Se recunoaște acum că principala sursă de metale grele care intră în mediu nu este producția de cărbune, ci producția metalurgică. incinerare anuală de 2,4 miliarde. cărbune T și 0,9 miliarde. T lignit risipește în mediu 200 kt kt arsenic, uraniu 224 și cantități de producție mondială numai la aceste metale 40 și 30, respectiv, kt.
Pe drumul de la locurile de cădere în apă până la ocean, o parte considerabilă a metalelor se așează pe fundul râurilor. Un exemplu este prezentat în Tabelul 31.
(mg kg -1 greutate uscată)
În plus, o proporție semnificativă de metale pe calea către ocean este reținută în corpurile de apă - atât în sedimentele de fund (tabelul 32), cât și în biota (Tabelul 33).
Sedimentele de fund (mg kg -1 greutate uscată)
(mg kg -1 greutate uscată)
Țesături (mg kg -1 greutate uscată)
Muschii (mg kg -1 greutate uscată)
Ficat (mg kg -1 greutate uscată)
Firește, cea mai mare contaminare cu metale cade pe mare și acele părți ale oceanului unde activitatea antropică este mare. Apele golurilor persane și adenale ale Oceanului Indian, partea ecuatorică a Oceanului Pacific, curenții fluxului Golfului din Atlantic, Marea Nordului și Marea Mediterană sunt mai poluate decât altele.
Toxicitatea metalelor grele
Toxicitatea metalelor grele la planctonul stabilit ca organisme planctonice (în special filtreze alimentatoare) concentrate de metale, care, din cauza indecomposability sale menținute în țesuturile vii la infinit, să promoveze planktontov moartea și planctonul mort să se stabilească în sedimentele de fund. In plus, ele sunt acumulate de organisme, ele se concentrează în lanțul alimentar, care este în mare măsură, dar nu în întregime determinată de toxicitate metale diferite pentru organismele acvatice ale diferitelor grupuri (Tabelul 34).
Gradul de toxicitate al anumitor săruri de metale grele pentru unele animale acvatice
Arsenicul este distribuit pe scară largă în pietre care conțin fosfat și, prin urmare, se găsește sub formă de impurități în îngrășăminte fosfatice sau detergenți produsi cu materii prime. Forme comune de arsenic în natură: H3 AsO3. Ca (OH) 3. H3 AsO4.
Anual se fabrică aproximativ 3,5 Mt de plumb și luând în considerare recuperarea repetată a deșeurilor, producția de plumb este de 4,1 Mt în anul 1.
Contaminarea apelor naturale si plumb in aer se produce ca urmare a arderii și topirea minereurilor de metal pentru a produce plumb din cauza emisiilor din industriile care utilizează deșeuri de plumb, precum și arderea cărbunelui, lemnului și a altor materiale organice, inclusiv deșeurile municipale. În plus, cantități semnificative de plumb sunt eliberate în mediu prin utilizarea țevilor de plumb pentru conductele de apă și bateriile cu plumb-acid.
Până în prezent, compușii alchilici de plumb rămân surse serioase de poluare a mediului. Numai în ultimii 40 de ani, aproximativ 10 Mt de plumb au fost prelucrate în plumb tetraetil, care este folosit ca aditiv antiknock în benzină pentru motoare. Din surse antropice de plumb, acest lucru este considerat cel mai important. Cantitatea de plumb care cade anual în ocean, ca urmare a utilizării plumbului alchilic ca detergent antiincendiu diesel, este estimată la 25 de kilotone.
Pb (CH2CH3) 4 este adăugat la benzină, ceea ce permite motoarelor să funcționeze la presiuni mari. În plus, la benzină se adaugă, de asemenea, CH2CI-CH2CI și CH2Br-CH2Br. Ca urmare a arderii combustibilului, plumbul intră în atmosferă sub formă de particule de aerosol PbBrCl cu dimensiuni mai mici de 2 microni, care intră în plămâni și se stabilesc acolo.
În mediul înconjurător, mercurul provine atât din surse naturale, cât și din surse de origine tehnogenă. Mercurul natural intră în biosferă din straturi relativ adânci ale crustei pământului datorită activității vulcanice, geo-hidrotermale.
Principalele surse antropice de mercur:
§ arderea combustibililor fosili;
§ Emisiile întreprinderilor industriale, dintre care cele mai importante deversări de deșeuri sunt provenite de la instalații de electroliză pentru producerea de hidroxid de clor-alcaline și de sodiu și întreprinderi în care sulfatul de mercur este utilizat ca catalizator;
§ utilizarea în agricultură a diferitelor biocide care conțin compuși de mercur.
Sa estimat că, ca urmare a activităților umane, până în prezent, 10 kt de mercur intră în mediu, din care 3 kt se datorează arderii combustibililor fosili. Mediul marin primește aproximativ 5 kt de mercur, cantitatea sa totală în apele Oceanului Mondial fiind de 10 Mt, cu o concentrație medie de 0,01-0,03 μg / l.
Există bacterii care transferă mercurul mineral în monometil (sau metil) mercur (CH3Hg +) (a se vedea figura 42).
Mercurul este toxic pentru fitoplancton, astfel încât poluarea cu mercur reduce semnificativ producția primară de ecosisteme marine. Fito- și zooplanctonul acumulează mercur într-o gamă largă de concentrații de 30-3 800 μg kg-1 masă uscată, indicatorul de acumulare a mercurului poate depăși 40.000.
Figura 41. Comportamentul mercurului în mediul acvatic (înainte de acumulare de către organisme).
Deșeurile care conțin mercur se acumulează de obicei în sedimentele de fund ale golfurilor sau estuarele râurilor. Migrația ulterioară este însoțită de acumularea mercurului de metil și de includerea acestuia în lanțurile trofice ale organismelor acvatice (în special crabii și peștii). De exemplu, în lacurile canadiene din St. Clair, concentrația de mercur din pește a fost de 2-4 mg kg -1. în mușchii unui mare albastru de 23 de kg kg -1. în ficat - 175 mg kg -1 (Ramad, 1981).
În natură, cadmiul, ca regulă, este asociat cu zinc, iar separarea lor este economic neprofitabilă.
În fiecare an în lume, până în 18 kt de cadmiu este exploatat (Israel, 1989). Cadmiul este utilizat pe scară largă în industria electronică, producția de materiale plastice, coloranți, solvenți. Utilizarea sa în bateriile cu nichel-cadmiu este cea mai cunoscută.
În mediu, cadmiul este prezent ca un ion divalent precipitat ca un carbonat:
Într-un mediu acid, ionii de cadmiu sunt eliberați:
Principalele surse antropice de cadmiu în mediu includ întreprinderile miniere și metalurgice, precum și canalizarea. Fumatul livrează 6-11 tone de cadmiu anual în mediul înconjurător (Gadaskina, 1988).
Apa totală a Oceanului Mondial conține aproximativ 140 Mt de cadmiu la o concentrație medie de 0,1 μg l -1. Cadmiul se acumulează în animalele acvatice, dar nu se concentrează în lanțurile alimentare (Israel, 1989). Concentrația de cadmiu în diferite hidrobionți variază de la 50 la 550.000 μg kg-1 greutate uscată. La unele specii de stridii, de exemplu, factorul de acumulare a cadmiului este de 318 000 (Erhard, 1984).
Cadmiul este unul dintre cele mai periculoase substanțe toxice. Toxicitatea cadmiului este legată de similitudinea proprietăților sale chimice cu zincul. Mai mult, se leagă de sulf mai ferm decât zincul și, în consecință, înlocuiește zincul din multe enzime, în care este utilizat ca un cofactor. Bineînțeles, aceste enzime nu mai funcționează.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: