Hvordan tungmetalforurening forekommer i vand

Mellem 1800 og 1945 begyndte de første kemiske produkter at blive fremstillet og brugt eksponentielt efterhånden som befolkningen voksede. De fleste af disse produkter var sammensat af metaller eller derivater. Samtidig med at brugen af ​​kemikalier øges, øgede det også udseendet i vandet. Tungmetaller kommer for det meste fra naturen, men når deres struktur ændres, eller når de kommer i kontakt med levende ting, kan de forårsage sundhedsmæssige effekter og endda død og destabilisere akvatiske økosystemer. I vil vi forklare, hvordan kontaminering af tungmetaller forekommer i vandet .

Tungmetaller: definition og eksempler

Tungmetaller er en gruppe kemiske elementer, hvis atomvægt er mellem 63, 55 (kobber) og 200, 59 g / mol (kviksølv), og deres densitet ligger mellem 4 og 7 g / cm3. De mest anvendte og kendte tungmetaller er deres miljøproblemer:

  • Bly (Pb)
  • Kviksølv (Hg)
  • Zink (Zn)
  • Kadmium (Cd).
  • Kobber (Cu).
  • Molybdæn (Mo).
  • Mangan (Mn).
  • Nikkel (Ni), blandt andre.

Andre lettere giftige elementer er også inkluderet, såsom:

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

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

  • Naturlige kilder svarer til mineraler, der er rige på metaller fra moderklippen eller vulkaner.
  • Antropiske eller kunstige kilder svarer til mineindskud, industrier og energikilder og alt, der er forbundet med deres transport.

Flere tungmetaller er vigtige for, at økosystemet kan fungere korrekt. Metaller såsom jern, kobber, zink og molybdæn er nødvendige for planter og dyr, da de er en del af enzymer og andre proteiner. F.eks. Indeholder hæmocyanin, et blodplasmaprotein, der er ansvarligt for gasudvekslingen i krebsdyr, bløddyr og arachnider, kobber. Især til søs, men også i ferskvand, fungerer jern som en begrænsning af den primære produktion, mens molybdæn fungerer som en begrænsning af kvælstoffikseringshastigheden. Disse metaller skal være til stede i naturen i lave koncentrationer, men hvis de findes i højere koncentrationer, selvom de er svage, kan de være giftige. Andre tungmetaller, såsom arsen, cadmium, bly og kviksølv, er simpelthen giftige og kræves ikke i biologiske aktiviteter.

Tungmetalforurening i vand

Miljøforurening med tungmetaller vises, når udvindingen og brugen af ​​disse intensiveres . Byudvikling har også bidraget til indførelsen af ​​tungmetaller i midten, for for at urbanisere er det nødvendigt at omdanne jorden og moderbergene nedenunder. Desuden er ubehandlet spildevand, udvaskning af deponeringsanlæg eller opgørelse af affald i miljøet også en kilde til kontaminering af tungmetaller.

Den industrielle og minedrift er ansvarlig for frigivelse i miljøet af bly, kviksølv, cadmium, arsen og krom, som er skadeligt for både menneskers sundhed og andre levende væsener.

Meget af blyet frigøres fra genanvendelse af batterier og industrielt snavs, som svejsninger, metaller, kabelbelægning osv. Bly kontaminerer vand ved hjælp af vandopløselige salte, der hovedsageligt genereres i maling- og pyroteknisk industri, ved fremstilling af emaljeret keramik, i fototermografi og glasfarvningsteknikker til produktion af kemikalier som f.eks. blytetraethyl (antidetonerende i benzin) og blandt andre i minesektoren.

Kviksølv har det specielle kendetegn, at det i en miljøtilstand er i en flydende tilstand. Dette er dog ikke så giftigt som dets dampe og derivater. Nogle kviksølvforbindelser kommer fra polyvinylchlorid (PVC) og andre chlorerede forbindelser, svampedræbende malinger og pesticider, sprængstoffer og plastdetonatorer til minedrift, såsom ekstraktion af cinnabar (kviksølvsulfidmalm), guld og sølv og til olieraffinaderier.

En lille del af forureningen af vand med kviksølv stammer fra biologisk aktivitet . Nogle anaerobe bakterier, der lever på søbundene, er i stand til at omdanne kviksølv og andre uorganiske derivater til organiske kviksølvforbindelser ved hjælp af methyleringsprocesser (tilsætning af -CH3-grupper).

Et andet særligt giftigt metal er cadmium, der har tendens til at danne vandige forbindelser. De mest almindeligt anvendte cadmiumforbindelser i industrien er halogenid-, cyanid- og aminkomplekser. Kadmium forurener vand, hovedsageligt på grund af udledninger af ubehandlet spildevand fra industrier såsom metalbehandling, elektronik, jernlegeringer og produktion af jern og zink, fremstilling af pigment (maling og farvestoffer) fra batterier (cadmium, nikkel), plaststabilisatorer, fungicider, behandlinger såsom elektroaflejring og anvendelse heraf i atomreaktorer.

Nogle cadmiumderivater anvendes som katalysatorer, og deres salte af organiske syrer (laurat, stearat eller cadmiumbenzoat) bruges som lys- og temperaturstabilisatorer i plast . Disse stabilisatorer kan forurene fødevarer, hvis de opbevares i plast, der indeholder dem.

Cyanider, fra den galvaniske industri, fra raffinaderier og metalrensning, udledes til spildevand, der forurener akvatiske økosystemer. Andre metaller såsom arsen, kobber og krom bruges vidt som træbeskyttelsesmidler, og kulaske indeholder spor af mange tungmetaller.

Generelt er tungmetaller, undtagen arsen, molybdæn og selen, dårligt opløselige i alkaliske farvande (pH> 7) og kan binde organiske partikler. På denne måde kan metaller optræde i meget høje giftige koncentrationer i farvande, der tilsyneladende er rene, uberørte og klare, ligesom de oligotrofiske vand i en flod i bjerget. Tungmetalkoncentrationer kan være specielt høje i bløde vand, der strømmer gennem områder med svovelmalm eller minedrift.

Tungmetaller og sundhed: konsekvenser

Tungmetaller er kraftfulde agenser, der har betydelige virkninger på ferskvandsøkosystemer. Disse metaller findes typisk i lave koncentrationer, i dele pr. Million (ppm) eller dele pr. Milliard (ppb), så de er vanskelige og dyre at opdage.

Der er nogle bioindikatorer, såsom vandlevende makrovirvelløse dyr, der kan akkumulere tungmetaller i dit eksoskelet, selv i uger og måneder. For eksempel er plecópterlarver gode bioindikatorer for den gennemsnitlige koncentration af metaller, såsom cadmium og molybdæn i bjergstrømme, der er påvirket af frigivelse af minedrift.

Selvom metaller er i lave koncentrationer, har de en række konsekvenser for økosystemer, som vi vil forklare nedenfor.

Dødelige og sublethale virkninger på organismer

Virkningerne af tungmetaller kan klassificeres som akutte eller kroniske . Akutte virkninger forekommer på kort tid og ender som regel med at dræbe eller ødelægge organismer alvorligt. Typiske sublethale effekter er faldet i væksthastighed og ændringer i adfærd eller udvikling.

På den anden side er kroniske effekter de, der opstår på lang sigt. Mange metaller er:

  • Kræftfremkaldende : de forårsager kræft.
  • Teratogene : de har negative effekter på udviklingen.
  • Mutagenisk : beskadiger DNA'et.
  • Neurotoksisk : påvirker neuronale og kognitive funktioner negativt.
  • Endokrine forstyrrelser : de fungerer som eller forstyrrer hormoner.
  • De kan endda skade organismernes immunsystem.

bioakkumulering

Tungmetaller har også indirekte effekter på levende ting, fordi de bioakkumuleres i organismer og bevæger sig gennem trofiske netværk. Mange af metallerne, såsom organiske kviksølvforbindelser, er lipofile, dvs. de er mere opløselige i fedt end i vand og har derfor en tendens til at akkumuleres i dyrets fedtvæv. Selvom mange metaller findes i lave koncentrationer i størrelsesordenen dele pr. Billion (ppt), kan de være eller er ikke toksiske direkte for levende væsener, men på grund af bioakkumulering kan de imidlertid akkumuleres i meget toksiske niveauer i organismer.

biomagnificering

Biomagnificering er den proces, hvormed lipofile metaller stiger op i den trofiske kæde, fra bytte til rovdyr. F.eks. Akkumulerer fytoplankton, når der filtreres vand, lipofile metaller i din krop, og koncentrationen af ​​metaller vil derfor blive højere i kroppen end i vand. Når zooplankton forbruger planteplankton, overføres en del af disse metaller til fedtstofferne i zooplankton, hvilket igen øger sin koncentration i forhold til koncentrationen af ​​planteplankton. Denne proces fortsætter mod toppen af ​​fødekæden. En meget almindelig regel siger, at hvert trofisk niveau er i stand til at akkumulere op til ti gange mere toksicitet end det foregående trofiske niveau.

Hvis du vil læse flere artikler, der ligner Hvordan tungmetalforurening forekommer i vand, anbefaler vi, at du går ind i vores forureningskategori.

Anbefalet

5 symptomer på, at en kanin dør
2019
Hvordan man bader en sphynxkat eller en hårløs kat?
2019
Træne en amerikansk Staffordshire Terrier
2019