Mezi lety 1800 a 1945 se začaly vyrábět a exponenciálně používat první chemické produkty, jak rostla populace. Většina těchto výrobků byla vyrobena z kovů nebo derivátů. Ve stejné době, kdy se zvýšilo používání chemických přípravků, se zvýšil i jejich výskyt ve vodách. Těžké kovy pocházejí většinou z přírody, ale při změně jejich struktury nebo kontaktu s živými bytostmi mohou způsobit zdravotní následky až smrt a destabilizovat vodní ekosystémy. V Green Ecologist vám to vysvětlíme jak dochází ke znečištění vody těžkými kovy a jeho důsledky.
Co jsou těžké kovy a příklady
Těžké kovy jsou skupinou chemických prvků, jejichž atomové hmotnosti se pohybují mezi 63,55 (měď) a 200,59 g / mol (rtuť) a jejich hustoty se pohybují mezi 4 a 7 g / cm3. The nejpoužívanější a nejznámější těžké kovy pro jejich ekologické problémy jsou:
- Olovo (Pb).
- Rtuť (Hg).
- Zinek (Zn).
- Kadmium (Cd).
- Měď (Cu).
- Molybden (Mo).
- Mangan (Mn).
- Nikl (Ni), mimo jiné.
Zahrnuty jsou také další lehčí toxické prvky, jako jsou:
- Hliník (Al).
- Berylium (Be).
- Arsen (As).
Těžké kovy pocházejí z a širokou škálu písempřírodní i umělé:
- The Přírodní zdroje odpovídají minerálům bohatým na kovy z podloží nebo vulkánů.
- The antropické zdroje nebo umělé odpovídají těžebním ložiskům, průmyslům a zdrojům energie a všemu, co souvisí s jejich přepravou.
Různé těžké kovy jsou nezbytné pro správné fungování ekosystému. Kovy jako železo, měď, zinek a molybden jsou nezbytné pro rostliny a zvířata, protože jsou součástí enzymů a jiných proteinů. Například hemocyanin, protein krevní plazmy zodpovědný za výměnu plynů u korýšů, měkkýšů a pavoukovců, obsahuje měď. Zejména v moři, ale i ve sladké vodě působí železo jako limitující faktor primární produkce, zatímco molybden působí jako limitující faktor v rychlosti fixace dusíku. Tyto kovy musí být přirozeně se vyskytující v nízkých koncentracích ale pokud jsou ve vyšších koncentracích, byť nepatrně, mohou být toxické. Jiné těžké kovy jako arsen, kadmium, olovo a rtuť jsou jednoduše toxické a nejsou nutné pro biologické aktivity.
Jak dochází ke znečištění vody těžkými kovy
Objevuje se znečištění životního prostředí těžkými kovy když se zintenzivní těžba a používání těchto látek. Rozvoj měst také přispěl ke vstupu těžkých kovů do životního prostředí, protože k urbanizaci je nutné přeměnit půdu a podloží pod ní. Kromě toho jsou zdrojem kontaminace těžkými kovy také neupravené odpadní vody, výluhy ze skládek nebo skládkování odpadů v prostředí.
The průmyslová a těžební činnost Je zodpovědný za uvolňování olova, rtuti, kadmia, arsenu a chrómu do životního prostředí, které jsou škodlivé jak pro lidské zdraví, tak pro ostatní živé bytosti.
Velká část olova se uvolňuje z recyklace baterií a průmyslového odpadu jako jsou svary, kovy, povlaky kabelů atd. Olovo znečišťuje vodu prostřednictvím ve vodě rozpustných solí, které vznikají hlavně v průmyslu barvy a pyrotechnika, ve výrobě glazované keramiky, ve fototermografii a technikách barvení skla, ve výrobě chemikálií, jako je tetraetylolovo (antidetonační látka v benzínu) a v těžebním průmyslu, mimo jiné.
Rtuť má zvláštní vlastnost, že ve stavu životního prostředí je v kapalném stavu. Není však tak toxický jako jeho páry a deriváty. Některé sloučeniny rtuti pocházejí z továrny na polyvinylchlorid (PVC) a další chlorované sloučeniny, fungicidní barvy a pesticidy, výbušné rozbušky a plasty z těžebních činností, jako je těžba rumělky (minerál sulfid rtuťnatý), zlata a stříbra a ropnými rafinériemi.
A malá část znečištění vod se rtutí pochází z biologická aktivita. Některé anaerobní bakterie, které žijí na dně jezer, jsou schopny transformovat rtuť a další anorganické deriváty na organické sloučeniny rtuti methylačními procesy (adice -CH3 skupin).
Dalším zvláště toxickým kovem je kadmium, které má tendenci tvořit vodné sloučeniny. Nejpoužívanějšími sloučeninami kadmia v průmyslu jsou halogenidové komplexy, kyanid a amin. Kadmium znečišťuje vodu především tím vypouštění odpadních vod suroviny z průmyslových odvětví, jako je povrchová úprava kovů, elektronika, slitiny železa a výroba železa a zinku, výroba pigmentů (barvy a barviva), baterie (kadmium, nikl), stabilizátory plastů, fungicidy, úpravy, jako je elektrolytické nanášení a jeho použití v jaderných reaktorech.
Některé deriváty kadmia se používají jako katalyzátory a jejich soli organických kyselin (laurát, stearát nebo benzoát kadmia) stabilizátory světla a teploty v plastech. Tyto stabilizátory mohou kontaminovat potraviny, pokud jsou skladovány v plastech, které je obsahují.
Kyanidy pocházející z galvanického průmyslu, z rafinérií az čištění kovů se vypouštějí do odpadních vod a kontaminují vodní ekosystémy. Ostatní kovy, jako je arsen, měď a chrom, jsou široce používány jako prostředky na ochranu dřeva a uhelný popel Obsahují stopy mnoha těžkých kovů.
Obecně platí, že těžké kovy, kromě arsenu, molybdenu a selenu, jsou špatně rozpustné v alkalických vodách (pH> 7) a mohou se vázat na organické částice. Tímto způsobem se mohou kovy objevit ve velmi vysokých toxických koncentracích ve vodách, které jsou zdánlivě čisté, nedotčené a průzračné, jako jsou oligotrofní vody horské řeky. Koncentrace těžkých kovů mohou být zvláště vysoké v měkkých vodách, které protékají oblastmi se sirnými minerály nebo zbytky těžby.
Důsledky těžkých kovů ve vodě
Těžké kovy jsou silné látky, které mají významný vliv na sladkovodní ekosystémy. Tyto kovy se obvykle vyskytují v nízkých koncentracích, v částech na milion (ppm) nebo částech na miliardu (ppb), takže je obtížné a nákladné je detekovat.
Existují některé bioindikátory, jako jsou vodní makrobezobratlí, kteří mohou akumulovat těžké kovy ve svém exoskeletu, a to i týdny a měsíce. Dobré jsou například larvy datla bioindikátory střední koncentrace kovů jako je kadmium a molybden v horských tocích ovlivněných úniky důlních odpadních vod.
Přestože jsou kovy v nízkých koncentracích, mají řadu důsledky na ekosystémy, který si vysvětlíme níže.
Letální a subletální účinky na organismy
Účinky těžkých kovů mohou být klasifikován jako akutní nebo chronický. Akutní účinky se objevují v krátkém časovém období a obvykle končí zabitím nebo vážným poškozením organismů. Typickými subletálními účinky jsou snížená rychlost růstu a změny v chování nebo vývoji.
Na druhou stranu chronické účinky jsou ty, které se vyskytují dlouhodobě. Mnoho kovů je:
- Karcinogenní: způsobit rakovinu.
- Teratogenní: mají negativní účinky na rozvoj.
- Mutagenní: poškození DNA.
- Neurotoxický: negativně ovlivňují neuronální a kognitivní funkce.
- Endokrinní disruptory: chovat se jako hormony nebo s nimi interferovat.
- Mohou dokonce poškodit imunitní systém organismů.
Bioakumulace
Těžké kovy mají také nepřímé účinky na živé bytosti, protože jsou bioakumulovat v organismech a pohybují se potravními sítěmi. Mnohé z kovů, jako jsou organické sloučeniny rtuti, jsou lipofilní, tedy jsou rozpustnější v tucích než ve voděa proto mají tendenci se hromadit v tukové tkáni zvířete. Přestože se mnoho kovů nachází v nízkých koncentracích, řádově v dílech na bilion (ppt), mohou nebo nemusí být přímo toxické pro živé organismy, avšak v důsledku bioakumulace se mohou v organismech hromadit na velmi toxických úrovních.
Biozvětšení
Biomagnifikace je proces, při kterém se lipofilní kovy pohybují vzhůru potravním řetězcem, od kořisti k predátorovi. Například fytoplankton při filtrování vody akumuluje lipofilní kovy ve vašem těle, a proto bude koncentrace kovů v těle vyšší než ve vodě. Když zooplankton zkonzumuje fytoplankton, část těchto kovů se přenese do tuků zooplanktonu, čímž se jejich koncentrace ve srovnání s koncentrací fytoplanktonu naopak zvýší. Tento proces pokračuje směrem k vrcholu potravního řetězce. Říká to velmi běžné pravidlo každá trofická úroveň je schopna akumulovat až desetkrát více toxicity než předchozí trofická úroveň.
Pokud si chcete přečíst více článků podobných Kontaminace těžkými kovy ve vodě, doporučujeme vstoupit do naší kategorie Znečištění.
