Hvordan tungmetallforurensning oppstår i vann

Mellom 1800 og 1945 begynte de første kjemiske produktene å bli produsert og brukt eksponentielt etter hvert som befolkningen vokste. De fleste av disse produktene var sammensatt av metaller eller derivater. Samtidig som bruken av kjemikalier økte, økte det også utseendet i vannet. Tungmetaller kommer for det meste fra naturen, men når strukturen deres er endret eller når de kommer i kontakt med levende ting, kan de forårsake helseeffekter og til og med død og destabilisere akvatiske økosystemer. I vil vi forklare hvordan tungmetallforurensning oppstår i vannet .

Tungmetaller: definisjon og eksempler

Tungmetaller er en gruppe kjemiske elementer med atomvekt mellom 63, 55 (kobber) og 200, 59 g / mol (kvikksølv), og densiteten varierer mellom 4 og 7 g / cm3. Tungmetallene som er mest brukt og kjent for sine miljøproblemer er:

  • Bly (Pb)
  • Kvikksølv (Hg)
  • Sink (Zn)
  • Kadmium (Cd).
  • Kobber (Cu).
  • Molybden (Mo).
  • Mangan (Mn).
  • Nikkel (Ni), blant andre.

Andre lettere giftige elementer er også inkludert, for eksempel:

  • Aluminiumet (Al).
  • Beryllium (Be).
  • Arsen (As).

Tungmetaller kommer fra en lang rekke kilder, både naturlige og kunstige:

  • Naturlige kilder tilsvarer mineraler som er rike på metaller fra moderfjellet eller vulkaner.
  • Antropiske eller kunstige kilder tilsvarer gruvedepoter, næringer og energikilder og alt relatert til deres transport.

Flere tungmetaller er viktige for at økosystemet skal fungere. Metaller som jern, kobber, sink og molybden er nødvendige for planter og dyr, da de er en del av enzymer og andre proteiner. For eksempel inneholder hemocyanin, et blodplasmaprotein som er ansvarlig for gassutvekslingen i krepsdyr, bløtdyr og araknider, kobber. Spesielt til sjøs, men også i ferskvann, fungerer jern som en begrensning av primærproduksjonen, mens molybden fungerer som en begrensning i nitrogenfiksjonshastigheten. Disse metaller må være til stede i naturen ved lave konsentrasjoner, men hvis de finnes i høyere konsentrasjoner, selv om de er svakt, kan de være giftige. Andre tungmetaller som arsen, kadmium, bly og kvikksølv er ganske enkelt giftige og er ikke påkrevd i biologiske aktiviteter.

Tungmetallforurensning i vann

Miljøforurensning med tungmetaller vises når utvinning og bruk av disse intensiveres . Byutvikling har også bidratt til inntreden av tungmetaller i midten, for for å urbanisere er det nødvendig å transformere jorda og morsfjellet under. I tillegg er ubehandlet kloakk, utvasking av søppelfylling eller bortfall av avfall i miljøet også en kilde til forurensning av tungmetall.

Industri- og gruvevirksomheten er ansvarlig for utslipp til miljøet av bly, kvikksølv, kadmium, arsen og krom, som er skadelig for både menneskers helse og andre levende vesener.

Mye av blyet frigjøres fra resirkulering av batterier og industrielt rusk som sveiser, metaller, kabelbelegg, etc. Bly forurenser vann ved hjelp av vannoppløselige salter som hovedsakelig genereres i maling- og pyroteknisk industri, i fremstilling av emaljert keramikk, i fototermografi og glassfargingsteknikker, i produksjon av kjemikalier som blytetraetyl (antidetonerende i bensin) og i gruveindustrien.

Kvikksølv har den spesielle egenskapen at den i en miljøtilstand er i flytende tilstand. Dette er imidlertid ikke så giftig som dets damper og derivater. Noen kvikksølvforbindelser kommer fra polyvinylklorid (PVC) og andre klorerte forbindelser, soppdrepende malinger og sprøytemidler, eksplosiver og plastdetonatorer, til gruvedrift som utvinning av kanel (kvikksølvsulfidmalm), gull og sølv og for oljeraffinerier.

En liten del av forurensningen av vann med kvikksølv kommer fra biologisk aktivitet . Noen anaerobe bakterier som lever på innsjøene er i stand til å omdanne kvikksølv og andre uorganiske derivater til organiske kvikksølvforbindelser ved metyleringsprosesser (tilsetning av -CH3-grupper).

Et annet spesielt giftig metall er kadmium, som har en tendens til å danne vandige forbindelser. De mest brukte kadmiumforbindelsene i industrien er halogenid, cyanid og aminkomplekser. Kadmium forurenser vann, hovedsakelig på grunn av utslipp av ubehandlet kloakk fra industrier som metallbehandling, elektronikk, jernlegeringer og produksjon av jern og sink, pigmentproduksjon (maling og fargestoffer), fra batterier (kadmium, nikkel), plaststabilisatorer, soppdrepende midler, behandlinger som elektroavsetning og anvendelse av disse i atomreaktorer.

Noen kadmiumderivater brukes som katalysatorer og salter av organiske syrer (laurat, stearat eller kadmiumbenzoat) brukes som lys- og temperaturstabilisatorer i plast . Disse stabilisatorene kan forurense mat hvis de er lagret i plast som inneholder dem.

Cyanider, fra den galvaniske industrien, fra raffinerier og metallrensing, slippes ut i avløpsvannet og forurenser vannlevende økosystemer. Andre metaller som arsen, kobber og krom er mye brukt som trebeskyttelsesmidler, og kullaske inneholder spor av mange tungmetaller.

Generelt er tungmetaller, unntatt arsen, molybden og selen, dårlig oppløselige i alkaliske farvann (pH> 7) og kan binde organiske partikler. På denne måten kan metaller vises i svært høye giftige konsentrasjoner i farvann som tilsynelatende er rene, uberørte og klare, som de oligotrofe vannene i en elv i fjellet. Tungmetallkonsentrasjoner kan være spesielt høye i myke vann som strømmer gjennom områder med svovelmalm eller gruvedrift.

Tungmetaller og helse: konsekvenser

Tungmetaller er kraftige midler som har betydelig effekt på ferskvannsøkosystemer. Disse metaller finnes vanligvis i lave konsentrasjoner, i deler per million (ppm) eller deler per milliard (ppb), så de er vanskelige og dyre å oppdage.

Det er noen bioindikatorer som akvatiske makrovirvelløse dyr som kan samle tungmetaller i eksoskjelettet ditt, selv i flere uker og måneder. For eksempel er plecópterlarver gode bioindikatorer for den gjennomsnittlige konsentrasjonen av metaller som kadmium og molybden i fjellstrømmer påvirket av frigjøring av gruveavløpsvann.

Selv om metaller har lave konsentrasjoner, har de en rekke konsekvenser for økosystemer, noe vi vil forklare nedenfor.

Dødelige og sublethale effekter på organismer

Effektene av tungmetaller kan klassifiseres som akutte eller kroniske . Akutte effekter forekommer på kort tid og ender vanligvis med å drepe eller skade organismer alvorlig. Typiske sublethale effekter er reduksjon i vekstrate og endringer i atferd eller utvikling.

På den annen side er kroniske effekter de som oppstår på lang sikt. Mange metaller er:

  • Kreftfremkallende : de forårsaker kreft.
  • Teratogene : de har negative effekter på utviklingen.
  • Mutagen : skade DNAet.
  • Nevrotoksisk : påvirker neuronale og kognitive funksjoner negativt.
  • Endokrine forstyrrelser : de fungerer som eller forstyrrer hormoner.
  • De kan til og med skade immunsystemet til organismer.

bioakkumulering

Tungmetaller har også indirekte effekter på levende ting fordi de bioakkumuleres i organismer og beveger seg gjennom trofiske nettverk. Mange av metaller, for eksempel organiske kvikksølvforbindelser, er lipofile, det vil si at de er mer løselig i fett enn i vann, og har derfor en tendens til å samle seg i dyrets fettvev. Selv om mange metaller finnes i lave konsentrasjoner, av størrelsesorden deler per billion (ppt), kan de være eller er ikke giftige direkte for levende vesener, men på grunn av bioakkumulering, kan de imidlertid akkumuleres i meget giftige nivåer i organismer.

biomagnifikasjon

Biomagnifisering er prosessen der lipofile metaller stiger opp i den trofiske kjeden, fra byttedyr til rovdyr. For eksempel fytoplankton akkumulerer lipofile metaller i kroppen din når du filtrerer vann, og derfor vil konsentrasjonen av metaller bli høyere i kroppen enn i vann. Når dyreplankton bruker fytoplankton, overføres en del av disse metaller til fettstoffet i dyreplankton, noe som igjen øker konsentrasjonen i forhold til fytoplankton. Denne prosessen fortsetter mot toppen av næringskjeden. En veldig vanlig regel sier at hvert trofisk nivå er i stand til å akkumulere opptil ti ganger mer toksisitet enn det tidligere trofiske nivået.

Hvis du vil lese flere artikler som ligner på hvordan tungmetallforurensning oppstår i vann, anbefaler vi at du går inn i vår forurensningskategori.

Anbefalt

Belier kaninpleie
2019
Vis navnet ditt til katten min trinnvis
2019
Hvor mange ganger skal en hund spise om dagen?
2019