16. Антропогенное воздействие на подземные воды.

45% воды, которая потребляется, идет из подземных источников. Качество подземных водя является очень важным. Основная глубина, где проходят подземные воды – 300-400 метров, но может достигать и до 800 м. Подземные воды являются надежным источником водоснаб­жжения, основой орошения засушливых земель. Минеральные подземные воды ис­пользуются в качестве лечебного средства, из них извлекают вещества, необходимые промышленности (бром, йод, бор). Тепло подземных вод используют в энергетике.

Хотя подземные воды лучше защищены от проникновения загрязнителей, но также подвергаются техногенному воздействию из-за загрязнения почвы и наземных водотоков.

Виды антропогенных воздействий на подзем­ные воды:

• добыча подземных вод для целей хозяйственно-бытового водоснабжения;

• водопонижение и дренаж при строительстве, мелиорации и горных работах;

• загрязнение;

• подпор и другие изменения режима потока.

Виды загрязнения подземных водоемов:

• Химическое

• Физическое

• Микробиологическое

В подземных водах самоочищение протекает крайне медленно, здесь не происходит окислении органических веществ. Полагают, что подземные воды загрязняются необратимо.

Под влиянием антропогенного воздействия уровень подземных вод может меняться: Может понижаться при интенсивной добыче подземных вод, что приводит иссушению наземной территории, высыхают болота, истощаются родники, истощаются малые реки. Уровень подземных вод может повышаться при строительстве платин и водохранилищ, это приводит к тому, что соседние территории подтапливаются и заболачиваются, при этом увеличивается сейсмичность, ухудшается качество поверхностных вод, ухудшаются условия существования околоводных живых организмов (например, появляется много комаров, плесени, грибков, могут размножаться переносчики и возбудители опасны заболеваний – чума, малярия), может происходить миграция хищников. Т.е. природная экосистема меняется существенно. Подземные воды связаны с поверхностными водами, связаны с почвой, а через них и с атмосферой.

Основными источниками загрязнения подземных вод являются:

• промышленные предприятия;

• места хранения и транспортирования промышленной про­дукции и отходов производства;

• транспорт и автомобильные дороги;

• места аккумуляции коммунальных и бытовых отходов, водопровод и канализация;

• с/х: при­меняются удобрения, пестициды;

• энергетические предприятия;

• урбанизированные территории.

17. Экологические последствия загрязнения водоемов.

Загрязнения водных систем опасно для всех живых организмов. Под влиянием загрязняющих веществ сокращаются темпы роста гибдробионтов, т.е. сокращается их продуктивность, при этом нарушаются пищевые цепи, сокращается биоразнообразие гидробионтов. В конечном счете может произойти деградация этой водной экосистемы.

В техногенных системах гидросфера подвергается губитель­ному воздействию пестицидов, тяжелых металлов, органических соединений, нефтепродуктов, фенолов, синтетических поверхност­но-активных веществ и др.

Пестициды – ядохимикаты. Они могут находится в поверхностной пленке воды. При этом концентрация в поверхностном слое в 100-1000 раз выше, чем на глубине.

В них есть вторичная аминогруппа >NH.

- реакция нитрозирования. Образуются N – нитрозамины, которые являются канцерогенами. Растворяясь в воде, могут находиться там длительное время – до 20 дней (зависит от природы радикала). Если вода кислая, то время пребывания увеличивается до 30 дней.

Пестициды являются веществами липофильными (растворяются в жирах – липидах). Следовательно, они легко проникают сквозь мембраны клеток (состоит из двойного липидного слоя), где и накапливаются в жировой ткани. Жировая ткань почти не имеет ферментов, которые бы их разлагали, т. е. пестициды могут там храниться годами.

Тяжелые металлы могут находиться в воде в виде гидратированных ионов, в виде комплексов с органическими веществами – с аминокислотами, пептидами, полисахаридами (например, крахмалом). Эти вещества могут оседать в виде осадков, сорбироваться донными отложениями и илом. Для тяжелых металлов нет механизмов самоочищения.

Нахождение в разных фазах тяжелых металлов зависит от pH среды. Если pH близка к нейтральной, то тяжелые металлы могут быть в виде гидроксидов, оксидов, солей, т.е. при таком значении pH тяжелые металлы оседают на дно. Если pH кислотная, металлы образуют соли и эти металлы переходят в раствор. Токсичность увеличивается. В этом состоит опасность кислотных дождей. В водоемах и живых организмах возможно метилирование двухвалентных металлов (Hg, Zn, Pb, Sn, Cu). Под действием ферментной системы, которая имеется в водоемах происходит метилирование, например, ртути, это вещество ещё опаснее, чем сама ртуть. Происходит увеличение токсичности металлов.

Реакция метилирования (может идти в обратном направлении). Наиболее токсичный СН₃Hg⁺. v – скорости образования: v1> v2 (три порядка).

СН₃Hg⁺ хорошо поглощается организмами, накапливается во всех тканях организма. Это очень сильный нейротоксин, действует на ЦНС. 90% ртути в организме в этой форме. Металлическая Hg накапливается в почках, печени (в органах выделения). Следовательно, органическая форма более опасна.

Неорганические соединения ртути: обычно почти нерастворимы, они не выпадают в осадок и не обладают большой биологической активностью.

Возможность превращения ртути в органические соединения очень силно увеличивает их биологическую активность. Болезнь Миномата: отравление органическими соединениями ртути – страдает ЦНС, ухудшается зрение, снижается иммунитет (передается по наследству).

Пестициды и тяжелые металлы могут накапливаться гидробионтами. В воде концентрация этих веществ уменьшается, а сами гидробионты становятся токсичными. Коэффициент накопления – показывает, во сколько концентрация вещества в тканях больше, чем в воде. .

Загрязнение фитопланктона очень опасно для гидробионтов, т. к. он стоит в начале пищевой цепочки. При движении по пищевым цепям концентрация токсинов увеличивается. Для любого вида химического элемента найдется вид планктона, который может его аккумулировать. Планктон может поглощать и радиоактивные элементы. Радиоактивность планктона больше радиоактивности воды в 500 раз.

Нитраты, содержащиеся в воде, сами очень токсичны. Они действуют как окислители на металлы, такие как железо, которое содержится в гемоглобине: . Из гемоглобина образуется метгемоглобин:. Из – за этого возможно кислородное голодание (особенно для младенцев – им нельзя давать продукты, содержащие нитраты и нитриты).

Увеличение в воде нитратов и фосфатов приводит к эвтрофикации. В результате накопления в воде биогенных элементов – азота и фосфора биологическая продуктивность водоемов увеличивается, внешне это выражается, что водоемы цветут, покрываются ряской, особенно размножаются сине-зеленые водоросли и фитопланктон, для развития и распада которых нужен кислород, в результате содержание кислорода в воде понижается. Это приводит к тому, что в воде начинаются анаэробные процессы, идет не окисление, а брожение органических веществ. В таких водоемах образуется метан, угарный газ, сероуглерод, сероводород и т.д., т.е. вещества, которые не являются необходимыми компонентами для жизни. Таким образом, этот водоем погибает.

Фторид – ионы.

Если их много в воде, развивается флюороз. Поражает печень, почки, ЦНС. Проявляется в виде пятен на зубах. При недостатке фторидов развивается кариес.

Йод.

При недостатке иодид – ионов, начинается заболевание щитовидной железы. Если много, йод становится токсичным элементом.

Кальций, магний.

При недостатке увеличивается количество сердечно – сосудистых заболеваний, при избытке – увеличивается риск возникновения мочекаменной болезни.