12. 3Агрязнение тяжелыми металлами

Тяжелые металлы (ТМ) относятся к приоритетным загрязняющим вещ-м, наблюд­ения за которыми обязательны во всех средах. ТМ постоянно присутствуют в тех или иных концентрациях в природных водах, в более высоких концентрациях в донных отложениях (ДО). Поэтому ТМ в ДО - наиболее объективный источник информации о степени загрязнения водного объекта (или его участков) и характе­ре происходящих в нем процессов самоочищения. Некоторые металлы входят в состав живых орг-в как жизненно важные компоненты и стимулируют процессы метаболизма, в то время как другие являются для них токсикантами. Токсичными могут стать и первые при концентрациях выше природных,обычно образующих­ся в загрязненных промышленными стоками водоемах. При этом ингибируются различные биохимические системы в живых орг-х и подавляются как процессы новообразования органич.вещ-ва, так и процессы его деструкции» Большинство ТМ транспортируется в водных системах либо в растворенном состоянии, либо в виде коллоидов и мелкодисперсных взвесей. Основные процессы накопления ТМ в ДО следующие:- седиментация взвешенных частиц;- сорбция ТМ поверхностью ДО;- диффузия ТМ из водной массы в толщу грунтов;- поступление ТМ при отм­ирании высшей водной растительности и гидробионтов. Основные процессы вын­оса ТМ из ДО в воду следующие: -ветровое перемешивание.способствуюшее вов­лечению верхнего слоя ДО в водную массу;- диффузия (молекулярная и турбулентная);- сорбция и десорбция;- комплексообразование;- ионный обмен и раств­орение;* физико-химические, биологические и микробиологические процессы на границе вода-ДО. Постседиментационные процессы часто приводят к увеличению содержания ТМ в поровых растворах ДО и созданию градиента концентрации между водной массой и поровым раствором. Тем самым создается угроза вторич­ного загрязнения водного объекта. Ртутное загрязнение. Список особо опасных загрязняющих вещ-в открывает ртуть (Нg) и ее соединения. Мировое производст­во ртути-10 тыс.т в год + 3 тыс.т от сжигания твердых видов топлива. 20% испо­льзуется, остальное попадает в окружающую среду. В водоемы и водотоки ртуть поступает со сточными водами, атмосферными осадками, поверхностным и грун­товым стоком. Только в США и Канаде ежегодно сбрасывается в водоемы около 400 т ртути, причем только в Великие озера Канада сбрасывает 100 т, США-200 т ежегодно. Реки приносят в океан 5 тыс.т ртути. Минеральная ртуть в воде превра­щается в метилртуть? потом в диметилртуть-летучее вещ-во. В воде и воздухе под действием УФ-лучей она разлагается на метан,этан и металлическую ртуть, к. по­падает в атмосферу и содержится в бактериях. Ионы ртути вступают в р-цию с органич. кислотами, образовавшимися в процессе ферментативного разложения осадков анаэробными бактериями.

В результате образу клея чрезвычайно токсичные органические соединения метилртути. Метилртуть входит в пищевые цепи: фитопланктон-зоопланктон- рыба-животные-человек. Ртуть накапливается в гидробионтах. Например, в оз. Сент-Клэр (США, Великие американские озера) содержание ртути в рыбе возро­сло за 25 лет в 20 раз и достигает 3 мг/кг. Отмечается повышенное содержание ртути в форменных элементах крови и плазме, в волосах людей, питавшихся рыбой. Рыбы из оз. Белое (Вологодская обл.) накапливают ртуть в мышцах и печени, причем в печени - больше. Так, содержание ее у чехони составляет 0,26- 0,29 мг/кг, т.е. на уровне Г1ДК (0,3 мг/кг). Широкую известность в 1953 г. получи­ла болезнь Минамата (Минамата- населенный пункт в Японии, где было произво­дство ацетальдегида и винилхлорида с использованием НgCl2 и НgSo4 в качестве катализаторов). Со сточными водами в море попадала ртуть, которая в конечном счете через пищевые цепи накапливалась в рыбе до 500 тыс. раз больше, чем в воде. Наблюдалось массовое заболевание людей, питавшихся рыбой из этого залива (116 случаев), из них 43 смертельных исхода. Воздействие ртути на ЦНС особенно губительно для зародышей - рождаются уроды, дебилы или они вообще гибнут. Шведскими учеными доказано, что у людей, которые питались рыбой, содержащей метилртуть, статистически достоверно повышена частота хромосом­ных аберраций по сравнению с контрольной группой. Тератогенный эффект- показатель того, ч го метилртуть может вызывать врожденные уродства и другие структурные аномалии (а также психические дефекты). Дозы Нg, которые кажут­ся вполне безвредными для матери, могут повреждать мозг плода. Типичные проявления отравления метилртутью - ограничение полей зрения, вплоть до угрозы полной слепоты, и нарушение координации движений. Ртуть накапливается (до 30 мкг/кг) у лиц среднего возраста, проживающих на берегу водохранилищ и потребляющих большое количество рыбы.

Свинец (РЬ). Только дожди вымывают из атмосферы 250 000 т.свинца в год над океаном и 100 000 т над сушей.Из почв ежегодно поступает в океан 150 000 т.свинца. В связи с этим за 45 лет содержание свинца в морской среде возросло с 0,01 >0,02 до 0,07 мг/кг. В Куйбышевском водохранилище около половины всего миг­рирующего РЬ находится в растворенном состоянии. Доля комплексов с гумусо­выми веще-ми и др. органическими соединениями не превышает 24%. В донных , отложениях комплексы РЬ с органическими основаниями выше (27%), чем с ГК и ¹ ФК (8 и 4%).

Хром- Значительную чувствительность к хрому проявляют водоросли. Например, при концентрации последнего в 0,00001% интенсивность фотосинтеза снижается на 83%, а при концентрации в 0,0001% он почти полностью прекращается.