Aastatel 1800–1945 hakati rahvaarvu kasvades plahvatuslikult tootma ja kasutama esimesi keemiatooteid. Enamik neist toodetest oli valmistatud metallidest või nende derivaatidest. Samal ajal, kui keemiatoodete kasutamine suurenes, suurenes ka nende ilmumine vetes. Raskmetallid pärinevad enamasti loodusest, kuid nende struktuuri muutmisel või elusolenditega kokkupuutel võivad need põhjustada tervisemõjusid ja isegi surma ning veeökosüsteeme destabiliseerida. Rohelises ökoloogis selgitame teile kuidas raskmetallide saastumine vees toimub ja selle tagajärjed.
Mis on raskmetallid ja näited
Raskmetallid on rühm keemilisi elemente, mille aatommass on vahemikus 63,55 (vask) kuni 200,59 g / mol (elavhõbe) ja nende tihedus on vahemikus 4 kuni 7 g / cm3. The enamkasutatavad ja tuntumad raskmetallid nende keskkonnaprobleemid on järgmised:
- Plii (Pb).
- Elavhõbe (Hg).
- Tsink (Zn).
- Kaadmium (Cd).
- Vask (Cu).
- Molübdeen (Mo).
- Mangaan (Mn).
- Nikkel (Ni) muu hulgas.
Siia kuuluvad ka muud kergemad mürgised elemendid, näiteks:
- Alumiinium (Al).
- Berüllium (Be).
- Arseen (As).
Raskmetallid pärinevad a lai valik fonte, nii looduslikud kui ka kunstlikud:
- The Looduslikud allikad need vastavad aluspõhjakivimitest või vulkaanidest pärit metallirikastele mineraalidele.
- The antroopsed allikad või tehislikud vastavad kaevandusmaardlatele, tööstustele ja energiaallikatele ning kõigele, mis on seotud nende transpordiga.
Erinevad raskmetallid on ökosüsteemi nõuetekohaseks toimimiseks hädavajalikud. Metallid nagu raud, vask, tsink ja molübdeen on taimedele ja loomadele vajalikud, kuna need on osa ensüümidest ja muudest valkudest. Näiteks hemotsüaniin, vereplasma valk, mis vastutab vähilaadsete, molluskite ja ämblikulaadsete gaasivahetuse eest, sisaldab vaske. Eriti meres, aga ka magevees toimib raud esmatootmises piirava tegurina, molübdeen aga lämmastiku sidumise kiirust piirava tegurina. Need metallid peavad olema looduslikult esinev madalates kontsentratsioonides kuid kui need on suuremates kontsentratsioonides, isegi veidi, võivad need olla mürgised. Teised raskemetallid, nagu arseen, kaadmium, plii ja elavhõbe, on lihtsalt mürgised ega ole bioloogilises tegevuses vajalikud.
Kuidas raskmetallide saastumine vees toimub
Ilmub keskkonnareostus raskmetallidega kui nende kaevandamist ja kasutamist intensiivistatakse. Raskmetallide keskkonda sattumisele on kaasa aidanud ka linnaareng, kuna linnastumiseks on vaja muuta pinnast ja selle all olevaid aluspõhja kivimeid. Lisaks on raskemetallide saasteallikaks ka töötlemata reovesi, prügila nõrgvesi või jäätmete keskkonda ladestamine.
The tööstus- ja kaevandustegevus See vastutab plii, elavhõbeda, kaadmiumi, arseeni ja kroomi sattumise eest keskkonda, mis on kahjulik nii inimeste tervisele kui ka teistele elusolenditele.
Suur osa pliist vabaneb akude ja tööstusjäätmete ringlussevõtt nagu keevisõmblused, metallid, kaablikatted jne. Plii saastab vett vees lahustuvate soolade kaudu, mida toodetakse peamiselt tööstuses värv ja pürotehnika, glasuurkeraamika valmistamisel, fototermograafias ja klaasi värvimistehnikates, kemikaalide, nagu tetraetüülplii (bensiini antiknock) tootmises ja muu hulgas mäetööstuses.
Elavhõbeda eripära on see, et keskkonnaseisundis on ta vedelas olekus. Kuid see ei ole nii mürgine kui selle aurud ja derivaadid. Mõned elavhõbedaühendid pärinevad polüvinüülkloriidi tehased (PVC) ja muud klooritud ühendid, fungitsiidsed värvid ja pestitsiidid, plahvatusohtlikud detonaatorid ja plastid, mis pärinevad kaevandustegevusest, nagu kinaveri (elavhõbesulfiidmineraal), kulla ja hõbeda kaevandamine ning nafta rafineerimistehastes.
A väike osa reostusest Elavhõbedaga vetest pärineb bioloogiline aktiivsus. Mõned järvede põhjas elavad anaeroobsed bakterid on võimelised muutma elavhõbedat ja teisi anorgaanilisi derivaate orgaanilisteks elavhõbedaühenditeks metüülimisprotsesside (-CH3 rühmade lisamisega).
Teine eriti mürgine metall on kaadmium, mis kipub moodustama veepõhiseid ühendeid. Tööstuses enim kasutatavad kaadmiumiühendid on halogeniidkompleksid, tsüaniid ja amiin. Kaadmium saastab vett peamiselt reovee ärajuhtimine toores sellistest tööstusharudest nagu metallide viimistlemine, elektroonika, rauasulamid ning raua ja tsingi tootmine, pigmentide tootmine (värvid ja värvained), patareid (kaadmium, nikkel), plastist stabilisaatorid, fungitsiidid, töötlused, nagu elektrosadestamine ja selle kasutamine tuumareaktorites.
Mõnda kaadmiumi derivaate kasutatakse katalüsaatorina ja nende orgaaniliste hapete sooli (lauraat, stearaat või kaadmiumbensoaat) valguse ja temperatuuri stabilisaatorid plastikus. Need stabilisaatorid võivad saastada toitu, kui neid hoitakse neid sisaldavas plastikus.
Galvaanitööstusest, rafineerimistehastest ja metallide puhastamisest pärit tsüaniidid suunatakse reovette, saastades vee ökosüsteeme. Teisi metalle, nagu arseen, vask ja kroom, kasutatakse laialdaselt puidukaitsevahendid ja kivisöetuhka Need sisaldavad paljude raskmetallide jälgi.
Üldiselt on raskmetallid, välja arvatud arseen, molübdeen ja seleen, aluselises vees halvasti lahustuvad (pH> 7) ja võivad seostuda orgaaniliste osakestega. Sel viisil võivad metallid esineda väga kõrge toksilise kontsentratsiooniga vees, mis on ilmselt puhas, puutumatu ja selge, näiteks mägijõe oligotroofses vees. Raskmetallide kontsentratsioon võib olla eriti kõrge pehmetes vetes, mis voolavad läbi väävlimineraalide või kaevandusjääkidega alasid.
Raskmetallide tagajärjed vees
Raskmetallid on võimsad ained, millel on märkimisväärne mõju magevee ökosüsteemidele. Neid metalle leidub tavaliselt madalates kontsentratsioonides, osades miljoni kohta (ppm) või osades miljardist (ppb), mistõttu on nende tuvastamine raske ja kulukas.
Mõned bioindikaatorid, nagu vees elavad makroselgrootud, võivad koguda raskemetalle oma välisskeleti isegi nädalateks ja kuudeks. Näiteks rähni vastsed on head keskmise metallikontsentratsiooni bioindikaatorid nagu kaadmium ja molübdeen kaevanduste reoveeheitest mõjutatud mägiojades.
Kuigi metallid on madalas kontsentratsioonis, on neil rida tagajärjed ökosüsteemidele, mida me allpool selgitame.
Surmav ja subletaalne mõju organismidele
Raskmetallide mõju võib klassifitseerida ägedaks või krooniliseks. Ägedad tagajärjed ilmnevad lühikese aja jooksul ja lõppevad tavaliselt organismide tapmisega või tõsiselt kahjustamisega. Tüüpilised subletaalsed mõjud on kasvukiiruse vähenemine ja muutused käitumises või arengus.
Teisest küljest on kroonilised mõjud need, mis ilmnevad pikaajaliselt. Paljud metallid on:
- Kantserogeenne: põhjustada vähki.
- Teratogeenne: avaldavad negatiivset mõju arengule.
- Mutageenne: kahjustada DNA-d.
- Neurotoksiline: mõjutavad negatiivselt neuronite ja kognitiivseid funktsioone.
- Endokriinsüsteemi kahjustavad ained: käitub nagu hormoonid või häirib neid.
- Nad võivad isegi kahjustada organismide immuunsüsteemi.
Bioakumulatsioon
Raskmetallidel on ka kaudne mõju elusolenditele, sest nad on seda bioakumuleeruvad organismides ja nad liiguvad läbi toiduvõrkude. Paljud metallid, näiteks elavhõbeda orgaanilised ühendid, on lipofiilsed, st rasvas paremini lahustuv kui veesja seetõttu kipuvad nad kogunema looma rasvkoesse. Kuigi paljusid metalle leidub väikestes kontsentratsioonides, suurusjärgus osasid triljoni kohta (ppt), võivad nad olla elusolenditele otseselt mürgised, kuid ei pruugi olla, kuid tänu bioakumulatsioonile võivad nad organismides koguneda väga mürgisel tasemel.
Biomagnifikatsioon
Biomagnifikatsioon on protsess, mille käigus lipofiilsed metallid liiguvad toiduahelas ülespoole, saagist kiskjani. Näiteks fütoplankton kogub vett filtreerides teie kehasse lipofiilseid metalle ja seetõttu muutub metallide kontsentratsioon kehas kõrgemaks kui vees. Kui zooplankton tarbib fütoplanktonit, kandub osa neist metallidest zooplanktoni rasvadesse, suurendades omakorda nende kontsentratsiooni fütoplanktoni omaga võrreldes. See protsess jätkub toiduahela tipu suunas. Väga levinud reegel ütleb seda iga troofiline tase on võimeline koguma kuni kümme korda rohkem toksilisust kui eelmine troofiline tase.
Kui soovite lugeda rohkem sarnaseid artikleid Raskmetallide saastumine vees, soovitame teil sisestada meie saastekategooria.
