Vuosina 1800-1945 ensimmäisiä kemiallisia tuotteita alettiin valmistaa ja käyttää eksponentiaalisesti väestön kasvaessa. Suurin osa näistä tuotteista oli valmistettu metalleista tai johdannaisista. Samaan aikaan kun kemiallisten tuotteiden käyttö lisääntyi, lisääntyi myös niiden esiintyminen vesillä. Raskasmetallit tulevat pääosin luonnosta, mutta kun niiden rakenne muuttuu tai ne joutuvat kosketuksiin elävien olentojen kanssa, ne voivat aiheuttaa terveysvaikutuksia ja jopa kuoleman sekä horjuttaa vesiekosysteemiä. Vihreässä ekologissa aiomme selittää sinulle kuinka raskasmetallien saastuminen tapahtuu vedessä ja sen seuraukset.
Mitä ovat raskasmetallit ja esimerkkejä
Raskasmetallit ovat ryhmä kemiallisia alkuaineita, joiden atomipainot ovat välillä 63,55 (kupari) - 200,59 g/mol (elohopea) ja niiden tiheys vaihtelee välillä 4 - 7 g / cm3. The käytetyimmät ja tunnetuimmat raskasmetallit ympäristöongelmiinsa ovat:
- Lyijy (Pb).
- Elohopea (Hg).
- Sinkki (Zn).
- Kadmium (Cd).
- Kupari (Cu).
- Molybdeeni (Mo).
- Mangaani (Mn).
- Nikkeli (Ni) mm.
Mukana on myös muita kevyempiä myrkyllisiä aineita, kuten:
- Alumiini (Al).
- Beryllium (Be).
- Arseeni (As).
Raskasmetallit tulevat a laaja valikoima fontteja, sekä luonnollisia että keinotekoisia:
- The Luonnolliset lähteet ne vastaavat kallioperästä tai tulivuorista peräisin olevia runsaasti metalleja sisältäviä mineraaleja.
- The antrooppisista lähteistä tai keinotekoiset vastaavat kaivosesiintymiä, teollisuutta ja energialähteitä ja kaikkea niiden kuljetuksiin liittyvää.
Erilaiset raskasmetallit ovat välttämättömiä ekosysteemin asianmukaiselle toiminnalle. Metallit, kuten rauta, kupari, sinkki ja molybdeeni, ovat välttämättömiä kasveille ja eläimille, koska ne ovat osa entsyymejä ja muita proteiineja. Esimerkiksi hemosyaniini, veriplasman proteiini, joka vastaa äyriäisten, nilviäisten ja hämähäkkieläinten kaasunvaihdosta, sisältää kuparia. Erityisesti meressä, mutta myös makeassa vedessä, rauta toimii rajoittavana tekijänä alkutuotannossa, kun taas molybdeeni rajoittaa typen sitoutumista. Näiden metallien täytyy olla esiintyy luonnossa pieninä pitoisuuksina mutta jos niitä on suurempina pitoisuuksina, jopa hieman, ne voivat olla myrkyllisiä. Muut raskasmetallit, kuten arseeni, kadmium, lyijy ja elohopea, ovat yksinkertaisesti myrkyllisiä eikä niitä tarvita biologisessa toiminnassa.
Kuinka raskasmetallien saastuminen tapahtuu vedessä
Raskasmetallien aiheuttama ympäristön saastuminen ilmestyy kun näiden talteenottoa ja käyttöä tehostetaan. Myös kaupunkikehitys on vaikuttanut raskasmetallien pääsyyn ympäristöön, sillä kaupungistuminen edellyttää maaperän ja sen alla olevan kallioperän muuntamista. Lisäksi käsittelemätön jätevesi, kaatopaikan suotovesi tai jätteiden kaataminen ympäristöön ovat myös raskasmetallien saastumisen lähde.
The teollinen ja kaivostoiminta Se on vastuussa ihmisten terveydelle ja muille eläville olennoille haitallisen lyijyn, elohopean, kadmiumin, arseenin ja kromin vapautumisesta ympäristöön.
Suuri osa lyijystä vapautuu paristojen ja teollisuusjätteiden kierrätys kuten hitsit, metallit, kaapelipinnoitteet jne. Lyijy saastuttaa vettä vesiliukoisten suolojen kautta, joita syntyy pääasiassa teollisuudessa maalit ja pyrotekniikka, muun muassa lasitettujen keramiikkatuotteiden valmistuksessa, fototermografiassa ja lasinvärjäystekniikoissa, kemikaalien, kuten tetraetyylilyijyn (bensiinin nakutusnesto) valmistuksessa sekä kaivosteollisuudessa.
Elohopealla on se erityisominaisuus, että se on ympäristötilassa nestemäisessä tilassa. Se ei kuitenkaan ole yhtä myrkyllistä kuin sen höyryt ja johdannaiset. Jotkut elohopeayhdisteet ovat peräisin polyvinyylikloriditehtaita (PVC) ja muut klooratut yhdisteet, fungisidiset maalit ja torjunta-aineet, räjähtävät sytyttimet ja muovit kaivostoiminnasta, kuten kiinarin (elohopeasulfidimineraalin), kullan ja hopean uuttamisesta sekä öljynjalostamoista.
A pieni osa saasteista elohopeaa sisältävistä vesistä on peräisin biologista toimintaa. Jotkut järvien pohjalla elävät anaerobiset bakteerit pystyvät muuttamaan elohopeaa ja muita epäorgaanisia johdannaisia orgaanisiksi elohopeayhdisteiksi metylaatioprosesseilla (-CH3-ryhmien lisäys).
Toinen erityisen myrkyllinen metalli on kadmium, joka pyrkii muodostamaan vesipitoisia yhdisteitä. Teollisuudessa yleisimmin käytetyt kadmiumyhdisteet ovat halogenidikompleksit, syanidi ja amiini. Kadmium saastuttaa vettä pääasiassa jätevesipäästöt raakana sellaisilta teollisuudenaloilta kuin metallien viimeistely, elektroniikka, rautaseosten ja raudan ja sinkin tuotanto, pigmenttien valmistus (maalit ja väriaineet), paristot (kadmium, nikkeli), muovistabilisaattorit, sienitautien torjunta-aineet, käsittelyt, kuten sähkösaostus ja sen käyttö ydinreaktoreissa.
Joitakin kadmiumin johdannaisia käytetään katalyytteinä ja niiden orgaanisia happosuoloja (lauraattia, stearaattia tai kadmiumbentsoaattia) käytetään valon ja lämpötilan stabiloijat muovissa. Nämä stabilointiaineet voivat saastuttaa elintarvikkeita, jos niitä säilytetään niitä sisältävässä muovissa.
Galvaanisesta teollisuudesta, jalostamoista ja metallien puhdistuksesta tulevia syanideja päätyy jäteveteen, mikä saastuttaa vesiekosysteemejä. Muita metalleja, kuten arseenia, kuparia ja kromia, käytetään laajalti puunsuoja-aineet ja kivihiilen tuhka Ne sisältävät jäämiä monista raskasmetalleista.
Yleensä raskasmetallit, paitsi arseen, molybdeeni ja seleeni, liukenevat huonosti emäksisiin veteen (pH> 7) ja voivat sitoutua orgaanisiin hiukkasiin. Tällä tavalla metalleja voi esiintyä erittäin korkeina myrkyllisinä pitoisuuksina vesissä, jotka ovat näennäisesti puhtaita, koskemattomia ja kirkkaita, kuten vuoristojoen oligotrofisissa vesissä. Raskasmetallipitoisuudet voivat olla erityisen korkeita pehmeissä vesissä, jotka virtaavat rikkimineraaleja tai kaivosjäämiä sisältävien alueiden läpi.
Raskasmetallien seuraukset vedessä
Raskasmetallit ovat voimakkaita aineita, joilla on merkittäviä vaikutuksia makean veden ekosysteemeihin. Näitä metalleja löytyy tyypillisesti pieninä pitoisuuksina, miljoonasosina (ppm) tai miljardiosina (ppb), mikä tekee niiden havaitsemisesta vaikeaa ja kallista.
On olemassa joitakin bioindikaattoreita, kuten vedessä elävät makroselkärangattomat, jotka voivat kerääntyä raskasmetalleja ulkopuoliseen luurankoonsa jopa viikkoja ja kuukausia. Esimerkiksi tikkien toukat ovat hyviä keskimääräisen metallipitoisuuden bioindikaattorit kuten kadmium ja molybdeeni vuoristovirroissa, joihin kaivosten jätevesipäästöt vaikuttavat.
Vaikka metallit ovat pieninä pitoisuuksina, niillä on sarja seurauksia ekosysteemeihin, jonka selitämme alla.
Kuolettavat ja subletaalit vaikutukset organismeihin
Raskasmetallien vaikutukset voivat luokitella akuutteiksi tai kroonisiksi. Akuutit vaikutukset ilmenevät lyhyessä ajassa ja päätyvät yleensä tappamaan tai vahingoittamaan organismeja vakavasti. Tyypillisiä subletaalisia vaikutuksia ovat kasvunopeuden hidastuminen ja muutokset käyttäytymisessä tai kehityksessä.
Toisaalta krooniset vaikutukset ovat niitä, jotka ilmenevät pitkällä aikavälillä. Monet metallit ovat:
- Karsinogeeninen: aiheuttaa syöpää.
- Teratogeeninen: vaikuttaa negatiivisesti kehitykseen.
- Mutageeninen: vahingoittaa DNA:ta.
- Neurotoksinen: vaikuttaa negatiivisesti hermosolujen ja kognitiivisiin toimintoihin.
- Endokriiniset aineet: toimivat kuten hormonit tai häiritsevät niitä.
- Ne voivat jopa vahingoittaa organismien immuunijärjestelmää.
Biokertyvyys
Raskasmetalleilla on myös välillisiä vaikutuksia eläviin olentoihin, koska ne ovat kertyvät eliöihin ja ne liikkuvat ruokaverkkojen läpi. Monet metallit, kuten elohopean orgaaniset yhdisteet, ovat lipofiilisiä, eli ne ovat liukenee paremmin rasvaan kuin veteen, ja siksi niillä on taipumus kerääntyä eläimen rasvakudokseen. Vaikka monia metalleja löytyy pieninä pitoisuuksina, luokkaa biljoonaa (ppt), ne voivat olla tai eivät ole suoraan myrkyllisiä eläville olennoille, mutta bioakkumulaatiosta johtuen ne voivat kertyä erittäin myrkyllisinä tasoina organismeihin.
Biomagnification
Biomagnifikaatio on prosessi, jossa lipofiiliset metallit liikkuvat ravintoketjussa ylöspäin saaliista saalistajaksi. Esimerkiksi kasviplanktoni kerää vettä suodattaessaan lipofiilisiä metalleja elimistöön, ja siksi metallien pitoisuus kehossa tulee korkeammaksi kuin vedessä. Kun eläinplankton kuluttaa kasviplanktonia, osa näistä metalleista siirtyy eläinplanktonin rasvoihin, mikä puolestaan lisää niiden pitoisuutta kasviplanktonin pitoisuuteen verrattuna. Tämä prosessi jatkuu ravintoketjun huipulla. Hyvin yleinen sääntö sanoo niin jokainen troofinen taso pystyy keräämään jopa kymmenen kertaa enemmän myrkyllisyyttä kuin edellinen trofiataso.
Jos haluat lukea lisää samankaltaisia artikkeleita Raskasmetallikontaminaatio vedessä, suosittelemme, että kirjoitat Saastuminen-luokkaamme.
