Med letoma 1800 in 1945 so se začeli proizvajati prvi kemični izdelki in so se začeli uporabljati eksponentno, ko je prebivalstvo raslo. Večina teh izdelkov je bila izdelana iz kovin ali derivatov. Hkrati s povečanjem uporabe kemičnih izdelkov se je povečal tudi njihov videz v vodah. Težke kovine večinoma prihajajo iz narave, vendar ko se njihova struktura spremeni ali pridejo v stik z živimi bitji, lahko povzročijo zdravstvene učinke in celo smrt ter destabilizirajo vodne ekosisteme. V Zelenem ekologu vam bomo razložili kako pride do onesnaženja vode s težkimi kovinami in njegove posledice.
Kaj so težke kovine in primeri
Težke kovine so skupina kemičnih elementov, katerih atomska masa je med 63,55 (baker) in 200,59 g/mol (živo srebro), njihova gostota pa se giblje med 4 in 7 g/cm.3. The najbolj uporabljene in znane težke kovine za njihove okoljske težave so:
- Svinec (Pb).
- Živo srebro (Hg).
- Cink (Zn).
- Kadmij (Cd).
- Baker (Cu).
- molibden (Mo).
- Mangan (Mn).
- Nikelj (Ni), med drugim.
Vključeni so tudi drugi lažji strupeni elementi, kot so:
- Aluminij (Al).
- Berilij (Be).
- Arzen (As).
Težke kovine prihajajo iz a širok izbor pisav, tako naravni kot umetni:
- The Naravni viri ustrezajo mineralom, bogatim s kovinami iz kamnin ali vulkanov.
- The antropski viri ali umetne ustrezajo rudarskim nahajališčem, industrijam in energentom ter vsemu, kar je povezano z njihovim transportom.
Različne težke kovine so nujne za pravilno delovanje ekosistema. Kovine, kot so železo, baker, cink in molibden, so potrebne za rastline in živali, saj so del encimov in drugih beljakovin. Na primer, hemocianin, protein krvne plazme, ki je odgovoren za izmenjavo plinov pri rakih, mehkužcih in pajkih, vsebuje baker. Predvsem v morju, pa tudi v sladki vodi, deluje železo kot omejevalni dejavnik pri primarni proizvodnji, molibden pa kot omejevalni dejavnik hitrosti fiksacije dušika. Te kovine morajo biti naravno prisoten pri nizkih koncentracijah če pa so v višjih koncentracijah, celo rahlo, so lahko strupene. Druge težke kovine, kot so arzen, kadmij, svinec in živo srebro, so preprosto strupene in niso potrebne v bioloških dejavnostih.
Kako pride do onesnaženja vode s težkimi kovinami
Pojavi se onesnaževanje okolja s težkimi kovinami ko se pridobivanje in uporaba le-teh okrepi. Urbani razvoj je prispeval tudi k vnosu težkih kovin v okolje, saj je za urbanizacijo potrebno preoblikovati tla in podlago pod njo. Poleg tega so neprečiščene odplake, izcedne vode na odlagališčih ali odlaganje odpadkov v okolje tudi vir kontaminacije s težkimi kovinami.
The industrijska in rudarska dejavnost Odgovoren je za sproščanje v okolje svinca, živega srebra, kadmija, arzena in kroma, škodljivih tako za zdravje ljudi kot za druga živa bitja.
Velik del svinca se sprosti iz recikliranje baterij in industrijskih odpadkov kot so zvari, kovine, prevleke kablov itd. Svinec onesnažuje vodo z vodotopnimi solmi, ki nastajajo predvsem v industriji barve in pirotehnika, pri izdelavi glazirane keramike, pri fototermografiji in tehnikah barvanja stekla, pri proizvodnji kemikalij, kot je tetraetil svinec (protideton v bencinu) in v rudarski industriji, med drugim.
Živo srebro ima posebno značilnost, da je v okoljskem stanju v tekočem stanju. Vendar pa ni tako strupen kot njegovi hlapi in derivati. Nekatere spojine živega srebra izvirajo iz tovarne polivinilklorida (PVC) in druge klorirane spojine, fungicidne barve in pesticidi, eksplozivni detonatorji in plastika iz rudarskih dejavnosti, kot je pridobivanje cinobarja (mineral živosrebrovega sulfida), zlata in srebra ter v rafinerijah nafte.
A majhen del onesnaženja voda z živim srebrom prihaja iz biološka aktivnost. Nekatere anaerobne bakterije, ki živijo na dnu jezer, so sposobne pretvoriti živo srebro in druge anorganske derivate v organske živosrebrove spojine s procesi metilacije (dodajanje skupin -CH3).
Druga posebej strupena kovina je kadmij, ki je nagnjen k tvorbi vodnih spojin. Najpogosteje uporabljene kadmijeve spojine v industriji so halogenidni kompleksi, cianid in amin. Kadmij onesnažuje vodo predvsem z odpadne vode surovine iz industrij, kot so obdelava kovin, elektronika, železove zlitine ter proizvodnja železa in cinka, proizvodnja pigmentov (barv in barvil), baterij (kadmij, nikelj), plastičnih stabilizatorjev, fungicidov, obdelav, kot je elektrodepozicija in uporaba v jedrskih reaktorjih.
Nekateri derivati kadmija se uporabljajo kot katalizatorji, njihove soli organskih kislin (laurat, stearat ali kadmijev benzoat) pa se uporabljajo kot svetlobni in temperaturni stabilizatorji iz plastike. Ti stabilizatorji lahko kontaminirajo hrano, če so shranjeni v plastiki, ki jih vsebuje.
Cianidi, ki prihajajo iz galvanske industrije, iz rafinerij in čiščenja kovin, se odvajajo v odpadne vode in onesnažujejo vodne ekosisteme. Druge kovine, kot so arzen, baker in krom, se pogosto uporabljajo kot sredstva za zaščito lesa in premogov pepel Vsebujejo sledi številnih težkih kovin.
Na splošno so težke kovine, razen arzena, molibdena in selena, slabo topne v alkalnih vodah (pH> 7) in se lahko vežejo na organske delce. Na ta način se lahko kovine pojavijo v zelo visokih toksičnih koncentracijah v vodah, ki so na videz čiste, nedotaknjene in bistre, kot so oligotrofne vode gorske reke. Koncentracije težkih kovin so lahko še posebej visoke v mehkih vodah, ki tečejo skozi območja z minerali žvepla ali rudarskimi ostanki.
Posledice težkih kovin v vodi
Težke kovine so močne snovi, ki pomembno vplivajo na sladkovodne ekosisteme. Te kovine se običajno nahajajo v nizkih koncentracijah, v delih na milijon (ppm) ali delih na milijardo (ppb), zaradi česar jih je težko in drago zaznati.
Obstaja nekaj bioindikatorjev, kot so vodni makronevretenčarji, ki lahko kopičijo težke kovine v svojem eksoskeletu, tudi tedne in mesece. Na primer, ličinke žolna so dobre bioindikatorji povprečne koncentracije kovin kot sta kadmij in molibden v gorskih potokih, ki so prizadeti zaradi izpustov odpadne vode iz rudnikov.
Čeprav so kovine v nizkih koncentracijah, imajo vrsto posledice na ekosisteme, kar bomo razložili v nadaljevanju.
Smrtonosni in subletalni učinki na organizme
Učinki težkih kovin lahko razvrstiti kot akutne ali kronične. Akutni učinki se pojavijo v kratkem času in običajno povzročijo smrt ali hudo poškodbo organizmov. Tipični subletalni učinki so zmanjšana stopnja rasti in spremembe v vedenju ali razvoju.
Po drugi strani pa so kronični učinki tisti, ki se pojavijo na dolgi rok. Številne kovine so:
- Rakotvorna: povzročajo raka.
- Teratogena: negativno vpliva na razvoj.
- Mutageno: poškoduje DNK.
- Nevrotoksično: negativno vpliva na nevronske in kognitivne funkcije.
- Endokrini motilci: delujejo kot ali vplivajo na hormone.
- Lahko celo poškodujejo imunski sistem organizmov.
Bioakumulacija
Težke kovine imajo tudi posredne učinke na živa bitja, ker so bioakumulirati v organizmih in se premikajo skozi prehranjevalne mreže. Mnoge kovine, kot so organske spojine živega srebra, so lipofilne, tj. bolj topen v maščobi kot v vodi, zato se nagibajo k kopičenju v maščobnem tkivu živali. Čeprav se veliko kovin nahaja v nizkih koncentracijah, ki so rednega števila delov na trilijon (ppt), so lahko ali pa tudi ne neposredno strupene za živa bitja, vendar se zaradi bioakumulacije lahko kopičijo v organizmih na zelo strupenih ravneh.
Biomagnifikacija
Biomagnifikacija je proces, s katerim se lipofilne kovine premikajo navzgor po prehranjevalni verigi, od plena do plenilca. Na primer, fitoplankton pri filtriranju vode kopiči lipofilne kovine v vašem telesu, zato bo koncentracija kovin v telesu višja kot v vodi. Ko zooplankton zaužije fitoplankton, se del teh kovin prenese v maščobe zooplanktona, kar posledično poveča njihovo koncentracijo glede na fitoplankton. Ta proces se nadaljuje proti vrhu prehranjevalne verige. To pravi zelo pogosto pravilo vsaka trofična raven je sposobna akumulirati do desetkrat več toksičnosti kot prejšnja trofična raven.
Če želite prebrati več člankov, podobnih Kontaminacija s težkimi kovinami v vodi, priporočamo, da vnesete našo kategorijo Onesnaževanje.
