V rokoch 1800 až 1945 sa začali vyrábať a exponenciálne používať prvé chemické produkty s rastom populácie. Väčšina týchto výrobkov bola vyrobená z kovov alebo derivátov. Súčasne s nárastom používania chemických prípravkov sa zvýšil aj ich výskyt vo vodách. Ťažké kovy pochádzajú väčšinou z prírody, ale pri zmene ich štruktúry alebo pri kontakte so živými bytosťami môžu spôsobiť zdravotné následky až smrť a destabilizovať vodné ekosystémy. V Green Ecologist vám to vysvetlíme ako dochádza k znečisteniu vody ťažkými kovmi a jeho následkom.
Čo sú ťažké kovy a príklady
Ťažké kovy sú skupinou chemických prvkov, ktorých atómová hmotnosť je medzi 63,55 (meď) a 200,59 g / mol (ortuť) a ich hustota sa pohybuje medzi 4 a 7 g / cm.3. The najpoužívanejšie a najznámejšie ťažké kovy pre ich environmentálne problémy sú:
- Olovo (Pb).
- Ortuť (Hg).
- Zinok (Zn).
- Kadmium (Cd).
- Meď (Cu).
- molybdén (Mo).
- Mangán (Mn).
- Okrem iného nikel (Ni).
Zahrnuté sú aj iné ľahšie toxické prvky, ako napríklad:
- Hliník (Al).
- Berýlium (Be).
- Arzén (As).
Ťažké kovy pochádzajú z a široká škála fontovprírodné aj umelé:
- The Prírodné zdroje zodpovedajú minerálom bohatým na kovy z podložia alebo vulkánov.
- The antropické zdroje alebo umelé zodpovedajú ťažobným ložiskám, priemyselným odvetviam a energetickým zdrojom a všetkému, čo súvisí s ich prepravou.
Rôzne ťažké kovy sú nevyhnutné pre správne fungovanie ekosystému. Kovy ako železo, meď, zinok a molybdén sú potrebné pre rastliny a zvieratá, pretože sú súčasťou enzýmov a iných bielkovín. Napríklad hemocyanín, proteín krvnej plazmy zodpovedný za výmenu plynov u kôrovcov, mäkkýšov a pavúkovcov, obsahuje meď. Najmä v mori, ale aj v sladkej vode pôsobí železo ako limitujúci faktor primárnej produkcie, kým molybdén pôsobí ako limitujúci faktor v rýchlosti fixácie dusíka. Tieto kovy musia byť prirodzene sa vyskytujúce pri nízkych koncentráciách ale ak sú vo vyšších koncentráciách, čo i len mierne, môžu byť toxické. Ostatné ťažké kovy ako arzén, kadmium, olovo a ortuť sú jednoducho toxické a nie sú potrebné na biologické aktivity.
Ako dochádza k znečisteniu vody ťažkými kovmi
Objavuje sa znečistenie životného prostredia ťažkými kovmi keď sa ich ťažba a používanie zintenzívni. Rozvoj miest tiež prispel k vstupu ťažkých kovov do životného prostredia, keďže na urbanizáciu je potrebné premeniť pôdu a podložie pod ňou. Okrem toho sú zdrojom kontaminácie ťažkými kovmi aj neupravené odpadové vody, výluh zo skládok alebo skládkovanie odpadu v životnom prostredí.
The priemyselná a banská činnosť Je zodpovedný za uvoľňovanie olova, ortuti, kadmia, arzénu a chrómu do životného prostredia, ktoré sú škodlivé pre ľudské zdravie a iné živé bytosti.
Veľká časť olova sa uvoľňuje z recyklácia batérií a priemyselného odpadu ako sú zvary, kovy, povlaky káblov atď. Olovo znečisťuje vodu prostredníctvom vo vode rozpustných solí, ktoré vznikajú hlavne v priemysle farby a pyrotechnika, vo výrobe glazovanej keramiky, vo fototermografii a technikách farbenia skla, vo výrobe chemikálií, ako je tetraetylolovo (antidetonačný účinok v benzíne) a v ťažobnom priemysle, medzi inými.
Ortuť má zvláštnu vlastnosť, že v environmentálnom stave je v kvapalnom stave. Nie je však taký toxický ako jeho výpary a deriváty. Niektoré zlúčeniny ortuti pochádzajú z továrne na výrobu polyvinylchloridu (PVC) a iné chlórované zlúčeniny, fungicídne farby a pesticídy, výbušné rozbušky a plasty z ťažobných činností, ako je ťažba rumelky (minerál sulfid ortuti), zlata a striebra a ropnými rafinériami.
A malá časť znečistenia vôd s ortuťou pochádza z biologická aktivita. Niektoré anaeróbne baktérie, ktoré žijú na dne jazier, sú schopné premieňať ortuť a iné anorganické deriváty na organické zlúčeniny ortuti metylačnými procesmi (adícia -CH3 skupín).
Ďalším obzvlášť toxickým kovom je kadmium, ktoré má tendenciu vytvárať vodné zlúčeniny. Najpoužívanejšie zlúčeniny kadmia v priemysle sú halogenidové komplexy, kyanid a amín. Kadmium znečisťuje vodu najmä tým vypúšťanie odpadových vôd surové z priemyselných odvetví, ako je povrchová úprava kovov, elektronika, zliatiny železa a výroba železa a zinku, výroba pigmentov (farby a farbivá), batérie (kadmium, nikel), stabilizátory plastov, fungicídy, úpravy, ako je elektrolytické nanášanie a jeho použitie v jadrových reaktoroch.
Niektoré deriváty kadmia sa používajú ako katalyzátory a ich soli organických kyselín (laurát, stearát alebo benzoát kadmia) stabilizátory svetla a teploty v plastoch. Tieto stabilizátory môžu kontaminovať potraviny, ak sú skladované v plastoch, ktoré ich obsahujú.
Kyanidy pochádzajúce z galvanického priemyslu, z rafinérií az čistenia kovov sa vypúšťajú do odpadových vôd a kontaminujú vodné ekosystémy. Iné kovy ako arzén, meď a chróm sú široko používané ako prostriedky na ochranu dreva a uhoľný popol Obsahujú stopy mnohých ťažkých kovov.
Vo všeobecnosti sú ťažké kovy, okrem arzénu, molybdénu a selénu, slabo rozpustné v alkalických vodách (pH> 7) a môžu sa viazať na organické častice. Týmto spôsobom sa kovy môžu objaviť vo veľmi vysokých toxických koncentráciách vo vodách, ktoré sú zjavne čisté, nedotknuté a priezračné, ako sú oligotrofné vody horských riek. Koncentrácie ťažkých kovov môžu byť obzvlášť vysoké v mäkkých vodách, ktoré pretekajú oblasťami so sírnymi minerálmi alebo zvyškami ťažby.
Dôsledky ťažkých kovov vo vode
Ťažké kovy sú silné látky, ktoré majú významný vplyv na sladkovodné ekosystémy. Tieto kovy sa zvyčajne nachádzajú v nízkych koncentráciách, v častiach na milión (ppm) alebo častiach na miliardu (ppb), čo sťažuje ich detekciu a je nákladná.
Existujú niektoré bioindikátory, ako napríklad vodné makrobezstavovce, ktoré môžu akumulovať ťažké kovy vo svojom exoskelete, a to aj niekoľko týždňov a mesiacov. Dobré sú napríklad larvy ďatľa bioindikátory strednej koncentrácie kovov ako je kadmium a molybdén v horských potokoch ovplyvnených únikmi banských odpadových vôd.
Hoci kovy sú v nízkych koncentráciách, majú rad dôsledky na ekosystémy, ktorý si vysvetlíme nižšie.
Smrteľné a subletálne účinky na organizmy
Účinky ťažkých kovov môžu byť klasifikované ako akútne alebo chronické. Akútne účinky sa vyskytujú v krátkom časovom období a zvyčajne končia usmrtením alebo vážnym poškodením organizmov. Typickými subletálnymi účinkami sú znížená rýchlosť rastu a zmeny v správaní alebo vývoji.
Na druhej strane chronické účinky sú tie, ktoré sa vyskytujú dlhodobo. Mnohé kovy sú:
- Karcinogénne: spôsobiť rakovinu.
- Teratogénne: majú negatívne účinky na vývoj.
- Mutagénne: poškodenie DNA.
- Neurotoxický: negatívne ovplyvňujú neurónové a kognitívne funkcie.
- Endokrinné disruptory: správať sa ako hormóny alebo interferovať s nimi.
- Môžu dokonca poškodiť imunitný systém organizmov.
Bioakumulácia
Ťažké kovy majú tiež nepriame účinky na živé bytosti, pretože sú bioakumulovať v organizmoch a pohybujú sa cez potravinové siete. Mnohé z kovov, ako napríklad organické zlúčeniny ortuti, sú lipofilné, teda sú rozpustnejší v tukoch ako vo vodea preto majú tendenciu sa hromadiť v tukovom tkanive zvieraťa. Hoci sa mnohé kovy nachádzajú v nízkych koncentráciách, rádovo v častiach na bilión (ppt), môžu alebo nemusia byť priamo toxické pre živé veci, avšak v dôsledku bioakumulácie sa môžu v organizmoch hromadiť na veľmi toxických úrovniach.
Biozväčšenie
Biomagnifikácia je proces, pri ktorom sa lipofilné kovy pohybujú nahor v potravinovom reťazci, od koristi k predátorovi. Napríklad fytoplanktón pri filtrovaní vody akumuluje lipofilné kovy vo vašom tele, a preto bude koncentrácia kovov v tele vyššia ako vo vode. Keď zooplanktón skonzumuje fytoplanktón, časť týchto kovov sa prenesie do tukov zooplanktónu, čím sa naopak zvýši ich koncentrácia v porovnaní s fytoplanktónom. Tento proces pokračuje smerom k vrcholu potravinového reťazca. Hovorí to veľmi zaužívané pravidlo každá trofická úroveň je schopná akumulovať až desaťkrát vyššiu toxicitu ako predchádzajúca trofická úroveň.
Ak si chcete prečítať viac podobných článkov ako Kontaminácia ťažkými kovmi vo vode, odporúčame vstúpiť do našej kategórie Znečistenie.
