Природа и основные свойства загрязнителей гидросферы.

Тяжелые металлы как загрязнители воды.

К тяжелым металлам относятся свинец, кадмий, ртуть, цинк, хром, олово. С экологической точки зрения их опасность состоит в том, что они не подвергаются биоразложению и фоторазложению.

Согласно экологическим нормам, если добыча элемента опережает его естественный перенос в биоцикл в 10 раз, то он считается загрязнителем.

Хозяйственный выброс свинца превышает естественные потоки в 20 раз

кадмия - в 5 раз

цинка - в 3 раза.

Основные свойства металлов.

1. способность накапливаться в живых организмах. Голдберг (США) утверждает, что для каждого элемента есть один вид планктона, который избирательно накапливает тот или иной элемент (в организмах накапливаются в 10-100-10­­⁶ раз больше, чем в воде).

В начале 70-х годов в заливе Минамата в небольшом поселке стали наблюдаться непривычные болезни кошек- судороги, паралич и смерть. Параллельно начали развиваться те же явления и у людей (тератогенный эффект). Эта болезнь вызывается повышенным содержанием ртути в заливе- на дне накопилось 600 т ртути. Добычу рыбы прекратили там с 1972 года.

2.Попав а организм катионы взаимодействуют с биохимическими элементами организма. Возможны взаимодействия ртути с Mg, Ca, Mo, Se, S свинца с Zn, Fe, Cu, P, S

кадмия с Zn, Fe, Cu, P, S Механизм их взаимодействия точно неизвестен.

3. Токсичность металлов различна для разных групп организмов. Нередко избыток одного металла уменьшает другой элемент- если в почве повышается содержание Мо или Мо попадает в водоем, то уменьшается содержание меди; избыток цинка уменьшает содержание железа.

4. Наблюдается сезонное распределение металлов: летом их намного больше, чем зимой

(цинка в 100 раз, кадмия в 8 раз больше). Кроме сезонного существует и вертикальное распределение: в илистых осадках намного больше, чем в проточной воде.

Влияние различных металлов друг на друга.

Механизмы : 1.эффект суммации

2. эффект синергизма- 2 металла совместно оказывают усиленное воздействие

3. эффект антисинергизм- два токсичных элементов нейтрализуют друг друга

4. антагонизм(конкуренция) -биохимическая подмена одного элемента другим.

Цинк и медь в 5 раз более токсичны по отдельности; цинк и никель- эффект суммации.

«Большая тройка»- ртуть, кадмий, свинец.

Ртуть в водоемах- испаряется при любой температуре, как загрязнитель появляется исключительно деятельности человека( при разработке и в процессах выбросов тех или иных производств). При производстве 1 т каустика- 60,0 ......................................

Ртуть очень высокотоксичный элемент, особенно токсичны его органические соединения. В результате ферментативных реакций образуются CH₃ Hg и(CH₃)₂Hg .скорость реакции зависит от температуры. С экологической точки зрения наиболее опасны соединения Hg(II).

Токсичность ртути проявляется в поражении нервной системы; он аккумулируется в жировой ткани. Пары ртути бесцветны и без запаха- экологические ловушки. Лет 20 назад запретили ртутные манометры. Время удерживания ртути в живых организмах очень большая- она выводится очень медленно и не полностью.

Основные источники поступления ртути:

1. производства, связанные с обогащением руд

2. электрохимическое производство

3. нефтехимическое производство

4. ртутные батареи

5. производство пестицидов

6. производство ламп дневного света

7. в некоторых случаях ртуть входит в состав лекарственных форм.

Свинец - почти половина идет на производство аккумуляторных батарей, 1/5 - тетраэтилсвинец, 1/10 - строительство.

Токсикология свинца - не при пейте вино свинцовых бочках, свинцовые белила......, желтая краска...... свинец содержится в металлических водопроводных трубах.

Это основная реакция, которая вызывает массовые свинцовые отравления.

токсичность свинца.

катализатор свинец является ингибитором фермента и вызывает умственную отсталость у детей, вызывает заболевания мозга, бесплодие. реакция катализа свинцом идет по сульфгидрильным группам белков:

Реакция

По этой причине отравление будет и идти многие годы.

какие меры борьбы со свинцовыми отравлениями и загрязнениями? В больших масштабах - замена тетраэтилсвинца (один литр бензина содержит 80 граммов тетраэтилсвинца). Если содержание тетраэтилсвинца повышено или понижено, то повышаются выбросы угарного газа. Один грамм способен загрязнить атмосферу на уровне ПДК. это исходит из того, что ПДК свинца очень низкая.

Меры борьбы - если отравился, то используют комплексообразователи...... Образующийся прочный комплекс выводится с мочой. можно снизить летальный исход с 70% до 5%.

Кадмий - еще токсичнее, чем свинец. кадмий самое опасное для здоровья. ежегодно производится до 20000 тонн.

основные источники:

1. гальваника

2. аккумуляторные батареи

3. кадмиево-свинцовые аккумуляторные батареи

4. производство красок

5. производство полимеров

Свойство кадмия:

1) способность накапливаться в живых организмах

2) токсичность схожа с цинком (подмена)

Опасность представляет каждое содеинение кадмия - 20-40 мг - смертельная доза. За сутки выводится 0,1% от полученной дозы.

Кадмиевые отравления:

1. избирательно накапливается в почках

2. острые костные боли

3. влияет на кровяное давление

4. первая причина образования камней в почках

Для металлов «большой тройки» очень маленькие ПДК и они ежегодно пересматриваютсяя в сторону уменьшения.

НЕФТЯНЫЕ ПРОДУКТЫ

рисунок

По данной зависимости выбрасывается и загрязняется -20%

Основные пути поступления нефти в гидросферу:

1. выбросы от двигателей водных транспортных средств

2. выбросы в результате промывки танкеров

3. выбросы в результате добычи нефти на континентальном шельфе

4. аварии на нефтеналивных судах (1967 г у берегов Англии 118 т ысяч тонн попало в водоемы)

Воздействие нефти на морские экосистемы.

Нефть состоит примерно из смеси 150 углеводородов - основные парафины и ароматические: н-гексан, н-гептан, н-октан, н-нонан, н-прочухан, бензол, толуол, ксилолы, серусодержащие углеводороды, азот, фосфор, железо, медь, никель.

1. попавшая нефть вызывает непосредственное отравление живых организмов с летлаьным исходом

2. нарушение физиолоической активности у гидробиоты

3. непосредственное обвадлакивание живого организма

4. возникновение болезней вызванные попаданием в организм углеводородов

5. негативные изменения в среде обитания