Ծանր մետաղներով շրջակա միջավայրի աղտոտումը հակիրճ. Ծանր մետաղներով աղտոտվածություն

6. Շրջակա միջավայրի աղտոտում ծանր մետաղներով

Ծանր մետաղները (սնդիկ, կապար, կադմիում, ցինկ, պղինձ, մկնդեղ) սովորական և խիստ թունավոր աղտոտիչներ են: Նրանք լայնորեն օգտագործվում են տարբեր արդյունաբերական գործընթացներում, հետևաբար, չնայած մաքրման միջոցառումներին, արդյունաբերական կեղտաջրերում ծանր մետաղների միացությունների պարունակությունը բավականին բարձր է: Այս միացությունների մեծ զանգվածները օվկիանոս են մտնում մթնոլորտի միջոցով: Ծովային բիոցենոզների համար առավել վտանգավոր են սնդիկը, կապարը և կադմիումը: Մերկուրին տեղափոխվում է օվկիանոս մայրցամաքային արտահոսքի և մթնոլորտի միջոցով: Մթնոլորտային փոշին պարունակում է մոտ 12 հազար տոննա սնդիկ, որի զգալի մասը մարդածին ծագում ունի։ Այս մետաղի տարեկան արդյունաբերական արտադրության մոտ կեսը (910 հազար տոննա/տարի) տարբեր ձևերով հայտնվում է օվկիանոսում։ Արդյունաբերական ջրերով աղտոտված տարածքներում սնդիկի կոնցենտրացիան լուծույթում և կասեցված նյութերում զգալիորեն մեծանում է: Միաժամանակ որոշ բակտերիաներ քլորիդները վերածում են խիստ թունավոր մեթիլսնդիկի։ Ծովամթերքի աղտոտումը բազմիցս հանգեցրել է ափամերձ բնակչության սնդիկի թունավորմանը: Կապարը բնորոշ հետքի տարր է, որը հայտնաբերված է բոլոր բաղադրիչներում միջավայրըապարներում, հողերում, բնական ջրերում, մթնոլորտում, կենդանի օրգանիզմներում:

Մետաղագործական արդյունաբերության ձեռնարկությունների կողմից կապարի և դրա միացությունների կողմից շրջակա միջավայրի աղտոտումը որոշվում է նրանց արտադրական գործունեության առանձնահատկություններով. կապարի և դրա միացությունների ուղղակի արտադրություն. կապարի արդյունահանումը այլ տեսակի հումքից, որը կապար է պարունակում որպես անմաքրություն. ստացված արտադրանքի մաքրումը կապարի կեղտից և այլն:

1995 թվականին մետալուրգիական արդյունաբերությունից մթնոլորտ արտանետվող կապարի ընդհանուր արտանետումներից (671 տոննա) մոտ 98,4%-ը ստացվել է գունավոր մետալուրգիայի ձեռնարկություններից։ Կեղտաջրերով ջրային մարմիններ թափվող տարեկան 640 կգ կապարից 570 կգ-ը (89%) պատկանում էր գունավոր մետաղներ արտադրող ձեռնարկություններին։ Կապարի համեմատաբար փոքր արտանետումներ սև մետալուրգիայի ձեռնարկություններից Ռուսաստանի Դաշնությունորոշվում են հումքում կապարի զգալի պարունակության բացակայությամբ, թեև աշխարհի մի շարք զարգացած երկրներում հանքաքարի հումքի և ջարդոնի մեջ կապարի առկայությունը լուրջ բնապահպանական խնդիրներ է ստեղծում պայթուցիկ վառարանների, բաց օջախների և էլեկտրական հալեցման վայրերում: .

Մթնոլորտ արտանետվող կապարի 99,86%-ը ստացվում է գունավոր մետալուրգիայի 30 ձեռնարկություններից 11-ից, այդ թվում՝ այս մետաղի մոտ 94%-ը արտանետված 5 ձեռնարկությունների կողմից. Sredneuralsky Copper Smelter (291 t/տարի); ԲԲԸ «Սվյատոգոր» - Կրասնուրալսկի պղնձաձուլական գործարան (170 տոննա/տարի); Կիրովգրադի պղնձաձուլական գործարան (114 տ/տարի); Դալպոլիմետալ ԲԲԸ (28 տ/տարի); Էլեկտրացինկի գործարան (16 տոննա/տարի):

Կապարի թողարկման աղբյուրների վերլուծությունը ցույց է տվել.

Կապարի 57%-ը արտանետվում է մթնոլորտ՝ մեծ քանակությամբ փոշոտ գազերով պղնձի (կապար պարունակող) հումքի ռեֆլեկտիվ հալումից, որոնք այս տեխնոլոգիան օգտագործող բոլոր ձեռնարկություններում ուղարկվում են ծխնելույզներ՝ առանց փոշու մաքրման.

Կապարի 37%-ը արտանետվում է ծրարային գազերով՝ կապարի պարունակությամբ հարուստ սուբլիմացված փոշուց մաքրման բացակայության կամ անբավարար աստիճանի պատճառով.

Էական գործոն է գունավոր մետալուրգիայի ձեռնարկություններում առկա փոշու հավաքման միջոցների անբավարար արդյունավետությունը։

Հողը, ցինկը և ֆտորը աղտոտելը բերում է բերքատվության նվազմանը ոչ միայն ուղղակի թունավոր ազդեցությունների պատճառով, այլև հողի մեջ սննդանյութերի հարաբերակցությունը փոխելով: Լուծվող միացությունները հողի պրոֆիլի երկայնքով շարժվում են հողային լուծույթների ներքև հոսքով և կարող են մտնել ստորերկրյա ջրեր: Հողի աղտոտումը քայքայում է հողի կառուցվածքը, նվազեցնում հողի թափանցելիությունը և արգելակում միկրոօրգանիզմների աճը, նվազեցնում է հողերի ֆերմենտային ակտիվությունը և նվազեցնում բույսերի բերքատվությունը:

Հարկ է նշել, որ ծանր մետաղների թունավորությունը մեծանում է, երբ նրանք միասին գործում են հողի կենդանի օրգանիզմների վրա։ Ցինկի և կադմիումի համակցված ազդեցությունը մի քանի անգամ ավելի ուժեղ արգելակիչ ազդեցություն ունի միկրոօրգանիզմների վրա, քան յուրաքանչյուր տարրի առանձին կոնցենտրացիայի դեպքում: Քանի որ ծանր մետաղները սովորաբար հայտնաբերվում են տարբեր համակցություններով ինչպես վառելիքի այրման արտադրանքներում, այնպես էլ մետալուրգիական արդյունաբերության արտանետումների մեջ, դրանց ազդեցությունը աղտոտման աղբյուրների շրջակա բնության վրա ավելի ուժեղ է, քան սպասվում էր՝ ելնելով առանձին տարրերի կոնցենտրացիայից:

Ձեռնարկությունների մոտ ձեռնարկությունների բնական ֆիտոցենոզները դառնում են ավելի բազմազան տեսակային կազմով, քանի որ շատ տեսակներ չեն կարող դիմակայել ծանր մետաղների կոնցենտրացիաների ավելացմանը հողում: Տեսակների թիվը կարող է կրճատվել մինչև 2-3, իսկ երբեմն՝ մինչև մոնոցենոզների ձևավորում։ Անտառային ֆիտոցենոզներում քարաքոսերն ու մամուռներն առաջինն են արձագանքում աղտոտմանը: Ծառի շերտը ամենակայունն է։ Այնուամենայնիվ, երկարատև կամ բարձր ինտենսիվության ազդեցությունը դրանում առաջացնում է չորակայուն երևույթներ։

Ծանր մետաղներով հողի աղտոտվածության հայտնաբերումն իրականացվում է հետազոտվող տարածքներում հողի նմուշառման և ծանր մետաղների պարունակության համար դրանց քիմիական վերլուծության ուղղակի մեթոդներով: Արդյունավետ է նաև մի շարք անուղղակի մեթոդների կիրառումը այդ նպատակների համար՝ ֆիտոգենեզի վիճակի տեսողական գնահատում, բույսերի, անողնաշարավորների և միկրոօրգանիզմների միջև ցուցիչ տեսակների բաշխվածության և վարքագծի վերլուծություն:

Հողերի աղտոտման տարածական օրինաչափությունները բացահայտելու համար օգտագործվում է համեմատական ​​աշխարհագրական մեթոդ և բիոգեոցենոզների, ներառյալ հողերի, կառուցվածքային բաղադրիչների քարտեզագրման մեթոդներ: Նման քարտեզները ոչ միայն գրանցում են ծանր մետաղներով հողի աղտոտվածության մակարդակը և հողի ծածկույթի համապատասխան փոփոխությունները, այլև հնարավորություն են տալիս կանխատեսել բնական միջավայրի վիճակի փոփոխությունները:

Ծանր մետաղների թունավոր մակարդակների հայտնաբերումը հեշտ չէ: Տարբեր մեխանիկական բաղադրությամբ և օրգանական նյութերի պարունակությամբ հողերի համար այս մակարդակը տարբեր կլինի: Ներկայումս հիգիենայի ինստիտուտների աշխատակիցները փորձել են որոշել մետաղների առավելագույն թույլատրելի կոնցենտրացիան հողում։ Որպես փորձնական բույսեր առաջարկվում են գարի, վարսակ և կարտոֆիլ: Դիտարկվել է թունավոր մակարդակ, երբ եղել է բերքատվության 5-10% նվազում: Սնդիկի համար առաջարկվող առավելագույն թույլատրելի կոնցենտրացիաները 25 մգ/կգ են, մկնդեղը՝ 12-15, կադմիումը՝ 20 մգ/կգ: Բույսերում հաստատվել են մի շարք ծանր մետաղների որոշ վնասակար կոնցենտրացիաներ (գ/մլն)՝ կապար՝ 10, սնդիկ՝ 0,04, քրոմ՝ 2, կադմիում՝ 3, ցինկ և մանգան՝ 300, պղինձ՝ 150, կոբալտ՝ 5, մոլիբդեն և նիկել – 3, վանադիում – 2:

Հողերի պաշտպանությունը ծանր մետաղներով աղտոտվածությունից հիմնված է արտադրության բարելավման վրա: Օրինակ՝ 1 տոննա քլոր արտադրելու համար մի տեխնոլոգիան օգտագործում է 45 կգ սնդիկ, իսկ մյուսը՝ 14-18 կգ։ Հետագայում հնարավոր է համարվում այդ արժեքը նվազեցնել մինչև 0,1 կգ։ Հողերը ծանր մետաղներով աղտոտվածությունից պաշտպանելու նոր ռազմավարությունը ներառում է նաև փակ տեխնոլոգիական համակարգերի ստեղծում և առանց թափոնների արտադրության կազմակերպում։

7. Սև մետալուրգիայի պինդ թափոնների դասակարգումը, դրանց բնութագրերը

Արդյունաբերական թափոնների դասակարգումը հնարավոր է ըստ տարբեր չափանիշների, որոնցից հիմնականը կարելի է համարել հետևյալը.

ըստ արդյունաբերության - գունավոր և գունավոր մետալուրգիա, հանքաքարի և ածխի արդյունահանում, նավթ և գազ և այլն;

ըստ փուլային կազմի - պինդ (փոշի, տիղմ, խարամ), հեղուկ (լուծույթներ, էմուլսիաներ, կասեցումներ), գազային (ածխածնի օքսիդներ, ազոտի օքսիդներ, ծծմբի միացություններ և այլն);

արտադրական ցիկլերով՝ հումքի արդյունահանման (ծանրաբեռնված և օվալային ապարներ), հարստացման (պոչեր, տիղմ, թափոններ), պիրոմետալուրգիայում (խարամ, տիղմ, փոշի, գազեր), հիդրոմետալուրգիայում (լուծույթներ, նստվածքներ, գազեր)։

Փակ ցիկլով մետալուրգիական գործարանում (երկաթ-պողպատ-գլան) կոշտ թափոնները կարող են լինել երկու տեսակի՝ փոշի և խարամ: Բավականին հաճախ օգտագործվում է թաց գազի մաքրում, ապա փոշու փոխարեն թափոնը տիղմ է։ Սև մետալուրգիայի համար ամենաարժեքավորը երկաթ պարունակող թափոններն են (փոշի, տիղմ, կեղև), մինչդեռ խարամները հիմնականում օգտագործվում են այլ ճյուղերում։

Հիմնական մետալուրգիական ագրեգատների շահագործման ընթացքում առաջանում է մեծ քանակությամբ մանր փոշի՝ բաղկացած տարբեր տարրերի օքսիդներից։ Վերջինս որսվում է գազի մաքրման կայանների կողմից, այնուհետև կամ սնվում է տիղմի պահեստավորման բաքում, կամ ուղարկվում հետագա մշակման:

Կեղտը կարելի է բաժանել.

տիղմ սինտեր բույսերից;

պայթուցիկ վառարանի նստվածք.

1. պայթուցիկ վառարանի գազի մաքրում;

բ) պայթուցիկ վառարանների բունկերային սենյակներ.

բաց օջախ վառարանների գազի մաքրման տիղմ;

փոխարկիչ գազի մաքրման նստվածք;

էլեկտրական վառարաններից գազի մաքրման տիղմ.

հարուստ (55-67%) – բաց օջախի վառարանների և փոխարկիչների գազի մաքրման փոշի և նստվածք;

բ) համեմատաբար հարուստ (40-55%) – ցեխի փոշու արտադրության տիղմ և փոշի.

գ) աղքատ (30-40%) - էլեկտրական վառարանների արտադրության գազի մաքրման տիղմ և փոշի:

Տիղմի հիմնական բնութագրերը քիմիական և գրանուլոմետրիկ բաղադրությունն են, սակայն տիղմը հեռացման համար պատրաստելիս անհրաժեշտ է իմանալ այնպիսի պարամետրեր, ինչպիսիք են խտությունը, խոնավությունը, տեսակարար ելքը և այլն։ Հարկ է նշել, որ մետալուրգիական ձեռնարկությունների փոշին (տիղմը). տարբերվում են միմյանցից քիմիական բաղադրությամբ, ուստի սրանք բնութագրերը ներկայացված են ստորև միջին ձևով:

Պայթուցիկ վառարանի փոշու հավաքման սարքերից տիղմ առաջանում է դրանից դուրս եկող գազերի մաքրման ժամանակ։ Դրանց դիմաց տեղադրվում են շառավղային կամ շոշափող չոր փոշու հավաքիչներ, որոնց մեջ որսվում է ամենամեծ փոշին, որը որպես լիցքավորման բաղադրիչ վերադարձվում է սինթետիկ արտադրությանը։ Քիմիական բաղադրությունտիղմը ըստ հիմնական բաղադրիչների, %`Fetot 30-50 CaO 5,0-8,5; SiO2 6.0-12%; MgO 1.5-2.0; Կոմուն 0.2-0.9; Comm 2.5-30; Al2O3 1.2-3.0; P 0,015-0,05; Zn 0,05-5,3: Դրանց խտությունը տատանվում է 2,7-3,8 գ/սմ-ի սահմաններում, տեսակարար ելքը միջինը 2,75-3,84% է։ Այս տիղմերի օգտագործման ցուցանիշը (տարբեր ձեռնարկությունների համար) բավականին էական է` 0,1-ից մինչև 0,8: Սա բավականին նուրբ ցրված նյութ է՝ ֆրակցիաներ >0,063 մմ մինչև 10-13%, 0,016-0,032 մմ 16-ից 50% և 1%), ինչը պահանջում է տիղմի նախնական ցինկացում:

8. Զարգացման հեռանկարներ

Տեսանելի ապագայում էական փոփոխություններ պետք է տեղի ունենան մետալուրգիական համալիրի տեխնիկական վիճակում և բնապահպանական կառավարման գործընթացներում, ինչը էականորեն կլուծի բազմաթիվ բնապահպանական խնդիրներ։ Միայն գունավոր մետալուրգիայում ակնկալվում է, որ վնասակար աղտոտիչների արտանետումների քանակը կնվազի 12-15%-ով, և ձեռնարկությունների ճնշող մեծամասնությունը կհասնի առավելագույն թույլատրելի արտանետումների ստանդարտներին: Ռուսաստանում մետալուրգիայի զարգացման ծրագրով նախատեսված 20%-ով հումքի արդյունահանման տարածքներում արդյունահանված տարածքի լցոնմամբ հանքարդյունաբերական համակարգերի օգտագործման ավելացումը հնարավորություն կտա, հանքաքարի արդյունահանման տեխնիկական ցուցանիշների բարելավման հետ մեկտեղ, ապահովել. երկրի մակերևույթի անվտանգությունը հանքարդյունաբերության տեղաբաշխման մեջ և զգալիորեն նվազեցնել ամրացման համար նյութերի սպառումը, ներառյալ շատ թանկարժեք մետաղները:

Բնապահպանական խնդիրների լուծման հսկայական պաշարներն ու հնարավորությունները կայանում են հումքի վերամշակման բարդության մեջ, դրա կազմի և հանքավայրերի օգտակար բաղադրիչների լիարժեք օգտագործման մեջ:

Օգտագործված գրականության ցանկ.

Պետական ​​զեկույց «2002 թվականին Ռուսաստանի Դաշնության շրջակա միջավայրի վիճակի և պաշտպանության մասին» // Ռուսաստանի Դաշնության բնական պաշարների նախարարություն, Մոսկվա, 2003 թ.

Տեղեկագիր «Մթնոլորտի պաշտպանությունը արդյունաբերական աղտոտումից» // Խմբագրվել է Ս. Կալվերտի և Գ.Մ. Էնգլունդ (թարգմանություն անգլերենից), Մոսկվա «Մետալուրգիա», 1988 թ

Տեղեկագիր աշխարհագրության վերաբերյալ «Ռուսական տնտեսության աշխարհագրություն», «Ֆիզիկական աշխարհագրություն» // Pashkang K.V.

Սև մետալուրգիայի ձեռնարկությունների արտադրության և տնտեսական գործունեության վերլուծություն // Yuzov O. V., Մոսկվա «Մետալուրգիա», 1980 թ.

Այսօր մարդկությանը հայտնի բոլոր 104 քիմիական տարրերից 82-ը մետաղներ են։ Նրանք աչքի են ընկնում արդյունաբերական, կենսաբանական և բնապահպանական ոլորտների մարդկանց կյանքում։ Ժամանակակից գիտությունմետաղները բաժանում է ծանր, թեթեւ և ազնիվ: Այս հոդվածում մենք կանդրադառնանք ծանր մետաղների ցանկին և դրանց առանձնահատկություններին:

Ծանր մետաղների որոշում

Սկզբում ընդունված էր ծանր մետաղներ անվանել այն ներկայացուցիչներին, որոնց ատոմային զանգվածը 50-ից բարձր է: Այնուամենայնիվ, այս տերմինի օգտագործումն այսօր ավելի հաճախ հանդիպում է ոչ թե քիմիական տեսանկյունից, այլ կախված շրջակա միջավայրի աղտոտման վրա դրանց ազդեցությունից: Այսպիսով, ծանր մետաղների ցանկում ներառված են այն մետաղները և մետալոիդները (կիսամետաղներ), որոնք աղտոտում են մարդու կենսոլորտի տարրերը (հող, ջուր): Եկեք նայենք նրանց:

Քանի՞ տարր է ներառում ծանր մետաղների ցանկը:

Այսօր չկա կոնսենսուս այս ցանկի տարրերի քանակի վերաբերյալ, քանի որ չկան մետաղները ծանր դասակարգող ընդհանուր չափանիշներ: Այնուամենայնիվ, ծանր մետաղների ցանկը կարող է կազմվել կախված տարբեր հատկություններմետաղները և դրանց բնութագրերը. Դրանք ներառում են.

• Ատոմային քաշը. Այս չափանիշի հիման վրա դրանք ներառում են ավելի քան 40 տարր, որոնց ատոմային զանգվածը գերազանցում է 50 ամու (գ/մոլ):
• Խտություն. Այս չափանիշի հիման վրա ծանր են համարվում այն ​​մետաղները, որոնց խտությունը հավասար է կամ գերազանցում է երկաթի խտությունը։
• Կենսաբանական թունավորությունը միավորում է ծանր մետաղները, որոնք բացասաբար են ազդում մարդկանց և կենդանի օրգանիզմների կյանքի վրա: Նրանց ցանկում կա մոտ 20 տարր։

Ազդեցություն մարդու մարմնի վրա

Այս նյութերի մեծ մասը բացասաբար է ազդում բոլոր կենդանի օրգանիզմների վրա։ Իրենց զգալի ատոմային զանգվածի պատճառով դրանք վատ են տեղափոխվում և կուտակվում մարդու հյուսվածքներում՝ առաջացնելով տարբեր հիվանդություններ։ Այսպիսով, մարդու օրգանիզմի համար կադմիումը, սնդիկը և կապարը ճանաչվում են որպես ամենավտանգավոր և ծանր մետաղներ։

Թունավոր տարրերի ցանկը խմբավորվում է ըստ վտանգավորության աստիճանի՝ այսպես կոչված Մերցի կանոնների համաձայն, որոնց համաձայն՝ ամենաթունավոր մետաղներն ունեն ազդեցության ամենափոքր միջակայքը.

1. Կադմիում, սնդիկ, թալիում, կապար, մկնդեղ (ամենավտանգավոր մետաղական թույների խումբ, ավելցուկ ընդունելի չափանիշներինչը կարող է հանգեցնել լուրջ հոգեֆիզիոլոգիական խանգարումների և նույնիսկ մահվան):
2. Կոբալտ, քրոմ, մոլիբդեն, նիկել, անտիմոն, սկանդիում, ցինկ:
3. Բարիում, մանգան, ստրոնցիում, վանադիում, վոլֆրամ

Սա, սակայն, չի նշանակում, որ վերը խմբավորված տարրերից և ոչ մեկը, Մերցի կանոնների համաձայն, չպետք է առկա լինի մարդու մարմնում։ Ընդհակառակը, ծանր մետաղների ցանկը ներառում է այս և ավելի քան 20 այլ տարրեր, որոնց փոքր կոնցենտրացիան ոչ միայն վտանգավոր չէ մարդու կյանքի համար, այլև անհրաժեշտ է նյութափոխանակության գործընթացներում, հատկապես՝ երկաթ, պղինձ, կոբալտ, մոլիբդեն և նույնիսկ։ ցինկ.

Շրջակա միջավայրի աղտոտում ծանր մետաղներով

Կենսոլորտի տարրերը, որոնք աղտոտված են ծանր մետաղներով, հողն ու ջուրն են: Ամենից հաճախ դրա մեղավորները մետալուրգիական ձեռնարկություններն են, որոնք վերամշակում են թեթև և ծանր մետաղներ:

Ամենատարածված տոքսիններն են՝ կապարը (ավտոմոբիլային արտադրություն), սնդիկը (տարածման օրինակ՝ կենցաղում կոտրված ջերմաչափեր և լյումինեսցենտային լուսատուներ), կադմիումը (առաջանում է աղբի այրման արդյունքում)։ Բացի այդ, արտադրության գործարանների մեծ մասը օգտագործում է մեկ կամ մի այլ տարր, որը կարող է բնութագրվել որպես ծանր: Մետաղական խումբը, որի ցանկը տրվեց վերևում, ամենից հաճախ թափոնների տեսքով մտնում է ջրային մարմիններ, այնուհետև հասնում է մարդկանց:

Բացի ծանր մետաղներով բնության աղտոտման տեխնածին գործոններից, կան նաև բնական գործոններ՝ դրանք հրաբխային ժայթքումներ են, որոնց լավայում հայտնաբերվել է կադմիումի ավելացված պարունակություն։

Բնության մեջ առավել թունավոր մետաղների բաշխման առանձնահատկությունները

Բնության մեջ սնդիկը ամենից շատ տեղայնացված է ջրում և օդում: Սնդիկը մտնում է համաշխարհային օվկիանոսների ջրերը արդյունաբերական արտահոսքերից նաև ածուխի այրման արդյունքում: Թունավոր միացությունները կուտակվում են կենդանի օրգանիզմներում, հատկապես՝ ծովամթերքում։

Կապարն ունի տարածման լայն տարածք։ Այն կուտակվում է լեռներում, և հողում, և ջրի մեջ, և կենդանի օրգանիզմների մեջ և նույնիսկ օդում մեքենաների արտանետվող գազերի տեսքով: Անշուշտ, կապարը շրջակա միջավայր է մտնում նաև մարդաբանական գործողության արդյունքում արդյունաբերական թափոնների և չվերամշակված թափոնների (կուտակիչներ և մարտկոցներ) տեսքով:

Իսկ կադմիումով շրջակա միջավայրի աղտոտման աղբյուրը նույնպես բնական գործոններն են՝ պղնձի հանքաքարերի եղանակային ազդեցությունը, հողի տարրալվացումը, ինչպես նաև հրաբխային գործունեության արդյունքները։

Ծանր մետաղների կիրառման շրջանակը

Չնայած թունավորությանը, ժամանակակից արդյունաբերությունը ստեղծում է հսկայական բազմազանություն առողջ ապրանքներ, որոնցից ծանր համաձուլվածքների մշակումը ներառում է պղնձի, ցինկի, կապարի, անագի, նիկելի, տիտանի, ցիրկոնի, մոլիբդենի համաձուլվածքները և այլն։

Պղինձը բարձր պլաստիկ նյութ է, որից տարբեր լարեր, խողովակներ, խոհանոցային պարագաներ, զարդեր, տանիքի ծածկև շատ ավելին: Բացի այդ, այն լայնորեն կիրառվում է մեքենաշինության և նավաշինության մեջ։

Ցինկն ունի բարձր հակակոռոզիոն հատկություն, ուստի այն լայնորեն կիրառվում է մետաղական արտադրանքները ծածկելու համար (այսպես կոչված՝ ցինկապատման): Ցինկի արտադրանքի կիրառման ոլորտները. շինարարություն, մեքենաշինություն, տպագրություն (տպագիր ձևերի արտադրություն), հրթիռագիտություն, քիմիական արդյունաբերություն (լաքերի և ներկերի արտադրություն) և նույնիսկ բժշկություն ( հակասեպտիկներև այլն):

Կապարը հեշտությամբ հալվում է, ուստի այն օգտագործվում է որպես հումք բազմաթիվ ոլորտներում՝ ներկերի և լաքերի, քիմիական, ավտոմոբիլային (մարտկոցների մաս), ռադիոէլեկտրոնիկայի, բժշկական (ռենտգեն հետազոտությունների ժամանակ հիվանդների համար պաշտպանիչ գոգնոցների արտադրություն):

ԾԱՆՐ ՄԵՏԱՂՆԵՐԸ ՋՐԱՅԻՆ ՀԱՄԱԿԱՐԳԵՐԻ ԷԿՈԼՈԳԻԱԿԱՆ ՄՈՆԻՏՈՐԻՆԳՈՒՄ

ԾԱՆՐ ՄԵՏԱՂՆԵՐԸ ՋՐԱՅԻՆ ՀԱՄԱԿԱՐԳԵՐԻ ԷԿՈԼՈԳԻԱԿԱՆ ՄՈՆԻՏՈՐԻՆԳՈՒՄ

H. S. ԲՈՒԴՆԻԿՈՎ

Շրջակա միջավայրի, հատկապես ծանր մետաղներով մակերևութային ջրերի աղտոտման որոշ ասպեկտներ քննարկվում են միջդիսցիպլինար մակարդակով: Նշվում է մետաղների՝ որպես կենսագործունեության բաղադրիչների և որպես թունավոր նյութերի երկակի կենսաբանական դեր: Բնապահպանական վիճակի կանոնավոր գնահատման համար անհրաժեշտ է վերլուծական աշխատանք:

Բուդնիկով Գ.Կ
Կազանի պետական ​​համալսարան

Կենսոլորտի աղտոտող նյութերի շարքում, որոնք մեծագույն հետաքրքրություն են ներկայացնում որակի վերահսկման տարբեր ծառայությունների համար, մետաղները (հիմնականում ծանր, այսինքն՝ ունենալով 40-ից ավելի ատոմային զանգված) ամենակարևորներից են: Սա մեծապես պայմանավորված է նրանցից շատերի կենսաբանական ակտիվությամբ: Մետաղների ֆիզիոլոգիական ազդեցությունը մարդու մարմնի և կենդանիների վրա տարբեր է և կախված է մետաղի բնույթից, միացության տեսակից, որում այն ​​գոյություն ունի բնական միջավայրում, ինչպես նաև դրա կոնցենտրացիայից: Շատ ծանր մետաղներ արտահայտում են ընդգծված բարդացնող հատկություններ: Այսպիսով, ջրային միջավայրում այս մետաղների իոնները հիդրացված են և ունակ են ձևավորել տարբեր հիդրոքսոմպլեքսներ, որոնց բաղադրությունը կախված է լուծույթի թթվայնությունից։ Եթե ​​լուծույթում առկա են անիոններ կամ մոլեկուլներ օրգանական միացություններ, ապա այդ մետաղների իոնները կազմում են տարբեր կառուցվածքի և կայունության տարբեր բարդույթներ։ Ծանր մետաղներից մի քանիսը չափազանց անհրաժեշտ են մարդկանց և այլ կենդանի օրգանիզմների կենսագործունեության համար և պատկանում են այսպես կոչված բիոգեն տարրերին։ Մյուսները հակառակ ազդեցություն են ունենում և, երբ մտնում են կենդանի օրգանիզմ, հանգեցնում են նրա թունավորման կամ մահվան։ Այս մետաղները պատկանում են քսենոբիոտիկների դասին, այսինքն՝ խորթ կենդանի էակներին։ Շրջակա միջավայրի պահպանության մասնագետները թունավոր մետաղների մեջ առանձնացրել են առաջնահերթ խումբ։ Այն ներառում է կադմիում, պղինձ, մկնդեղ, նիկել, սնդիկ, կապար, ցինկ և քրոմ՝ որպես մարդկանց և կենդանիների առողջության համար ամենավտանգավորը: Դրանցից ամենաթունավորներն են սնդիկը, կապարը և կադմիումը։ Ծանր մետաղներով կենսոլորտի աղտոտման հնարավոր աղբյուրները ներառում են գունավոր և գունավոր մետալուրգիայի ձեռնարկությունները (աէրոզոլային արտանետումներ, որոնք աղտոտում են մթնոլորտը, արդյունաբերական կեղտաջրերը, որոնք աղտոտում են մակերևութային ջրերը), մեքենաշինությունը (պղնձապատման վաննաներ, նիկելապատում, քրոմապատում, կադմիումապատում), մարտկոցների վերամշակման գործարաններ և ավտոմոբիլային տրանսպորտ:

Բացի ծանր մետաղներով շրջակա միջավայրի աղտոտման մարդածին աղբյուրներից, կան նաև այլ բնական աղբյուրներ, ինչպիսիք են հրաբխային ժայթքումները. կադմիումը համեմատաբար վերջերս է հայտնաբերվել Միջերկրական ծովի Սիցիլիա կղզու Էթնա լեռան ժայթքման արդյունքում: Որոշ լճերի մակերևութային ջրերում թունավոր մետաղների կոնցենտրացիաների ավելացում կարող է առաջանալ թթվային անձրևի հետևանքով, ինչը հանգեցնում է այդ լճերի կողմից լվացվող հանքանյութերի և ապարների տարրալուծմանը: Աղտոտման այս բոլոր աղբյուրները բնական, այսպես կոչված, ֆոնային մակարդակի համեմատությամբ առաջացնում են կենսոլորտում կամ դրա բաղադրիչներին (օդ, ջուր, հող, կենդանի օրգանիզմներ) մետաղական աղտոտիչների պարունակության աճ: Թեև, ինչպես նշվեց վերևում, թունավոր մետաղների մուտքը կարող է տեղի ունենալ նաև աերոզոլային փոխանցման միջոցով, դրանք հիմնականում ներթափանցում են կենդանի օրգանիզմ ջրի միջոցով։ Օրգանիզմում հայտնվելուց հետո թունավոր մետաղները ամենից հաճախ չեն ենթարկվում որևէ նշանակալի փոխակերպումների, ինչպես դա տեղի է ունենում օրգանական թունավոր նյութերի դեպքում, և, մտնելով կենսաքիմիական ցիկլ, նրանք չափազանց դանդաղ հեռանում են դրանից:

Մակերեւութային ջրերի որակի մոնիտորինգի համար ստեղծվել են տարբեր հիդրոկենսաբանական դիտորդական ծառայություններ։ Նրանք հետևում են ջրային էկոհամակարգերի աղտոտվածության վիճակին մարդածին ազդեցության տակ։ Քանի որ նման էկոհամակարգը ներառում է ինչպես միջավայրը (ջուր), այնպես էլ այլ բաղադրիչներ (ներքևի նստվածքներ և կենդանի օրգանիզմներ՝ հիդրոբիոնտներ), էկոհամակարգի առանձին բաղադրիչների միջև ծանր մետաղների բաշխման մասին տեղեկատվությունը շատ կարևոր է: Վստահելի տվյալներ այս դեպքում կարելի է ձեռք բերել ժամանակակից մեթոդներով անալիտիկ քիմիա, որը թույլ է տալիս որոշել ծանր մետաղների պարունակությունը ֆոնային կոնցենտրացիաների մակարդակով։

Հարկ է նշել, որ վերլուծության մեթոդների մշակման առաջընթացը հնարավորություն է տվել լուծել այդպիսին գլոբալ խնդիրներինչպես բացահայտել հիմնական աղբյուրները
կենսոլորտի աղտոտումը, հաստատելով աղտոտման աղտոտման և փոխակերպման դինամիկան, դրանց տեղափոխումը և միգրացիան: Միևնույն ժամանակ, ծանր մետաղները դասակարգվել են որպես վերլուծության կարևորագույն օբյեկտներից մեկը։ Քանի որ դրանց պարունակությունը բնական նյութերում կարող է շատ տարբեր լինել, դրանց որոշման մեթոդները պետք է լուծում տան խնդրին: Շատ երկրներում վերլուծաբանների ջանքերի արդյունքում մշակվել են մեթոդներ, որոնք հնարավորություն են տալիս որոշել ծանր մետաղները ֆեմտոգրամի մակարդակով (10 - 15 գ) կամ վերլուծված նմուշի ծավալում մեկ (!) ատոմի առկայության դեպքում: օրինակ՝ նիկելը կենդանի խցում։ Ոչ միայն անալիտիկ քիմիկոսները, կենսաբաններն ու բնապահպանները (նրանց գործունեությունը ավանդաբար կապված է այս խնդրի հետ) մասնագիտական ​​հետաքրքրություն են ցուցաբերում բարդ և բազմակողմանի խնդրի նկատմամբ, որը ներկայացնում է շրջակա միջավայրի քիմիական աղտոտումը ծանր մետաղներով և ընդգրկում է տարբեր առարկաներ և արդեն դարձել է անկախ միջդիսցիպլինար։ գիտելիքի ոլորտ, բայց նաև բժիշկներ։ Գիտական ​​և գիտահանրամատչելի տեղեկատվության հոսքում, ինչպես նաև լրատվամիջոցներում ավելի ու ավելի են հայտնվում նյութեր մարդու առողջության վրա ծանր մետաղների ազդեցության մասին։ Այսպես, ԱՄՆ-ում ուշադրություն է դարձվել երեխաների մոտ ագրեսիվության դրսևորմանը` կապված նրանց օրգանիզմում կապարի ավելացման հետ։ Մոլորակի այլ շրջաններում հանցագործությունների և ինքնասպանությունների թվի աճը կապված է նաև շրջակա միջավայրում այդ թունավոր նյութերի պարունակության ավելացման հետ։ Հետաքրքրական է քննարկել շրջակա միջավայրում, մասնավորապես մակերևութային ջրերում ծանր մետաղների բաշխման խնդրի որոշ քիմիական և էկոլոգիական-քիմիական ասպեկտներ:

Բավական երկար ժամանակ կար հաստատուն համոզմունք, որ կարևոր կենսաբանական գործառույթները կատարում են միայն նատրիումը, կալիումը, մագնեզիումը, երկաթը և կալցիումը, որոնք միասին ապահովում են մարդու օրգանիզմի բոլոր մետաղների ատոմների գրեթե 99%-ը և (բացի երկաթից) նույնպես պատկանում են։ մակրոտարրերի խմբին։ Այս մետաղներից չորսի` նատրիումի, կալիումի, մագնեզիումի և կալցիումի հիդրացված ատոմները ներգրավված են օսմոսի և նյարդային ազդանշանների փոխանցման գործընթացներում, ինչպես նաև որոշում են կմախքի ոսկրային հյուսվածքի ուժը: Երկաթը հեմոգլոբինի մոլեկուլի մի մասն է՝ ամենակարևոր սպիտակուցը, որը ներգրավված է մթնոլորտային թթվածին կապելու և այն օրգանների և հյուսվածքների բջիջներին փոխանցելու մեջ, այսինքն՝ շնչառության գործընթացում: Համեմատաբար վերջերս է ի հայտ եկել հետաքրքրությունը անցումային տարրերի գործառույթների նկատմամբ, որոնք (ներառյալ երկաթը) դասակարգվում են որպես ծանր մետաղներ և հայտնաբերվում են օրգանիզմում հետքերով: Առաջացել է գիտության նոր ճյուղ՝ կենսաօրգանական քիմիա, որն ուսումնասիրում է կենսագեն տարրերի միացությունների կառուցվածքը, հատկությունները և ռեակցիաները in vivo-ում։ Կենդանի մարմնում ցածր պարունակության պատճառով դրանք սկսեցին անվանվել միկրոտարրեր։

Միկրոէլեմենտների կարևորությունը մարդու կենսագործունեության իրականացման գործում արդեն իսկ ապացուցված է շատ տարրերի համար (մանգան, ցինկ, մոլիբդեն, ֆտոր, յոդ և սելեն) մյուսների համար (քրոմ, նիկել, վանադիում, անագ, մկնդեղ, սիլիցիում); . Հիմնական չափանիշը, որով մակրոտարրերը տարբերվում են միկրոտարրերից, մարմնի կարիքն է տարրի նկատմամբ՝ որոշված ​​օրական մգ/կգ քաշով: Այս բոլոր միկրոտարրերն օրգանիզմում գործում են կա՛մ հիդրացված իոնների, կա՛մ, ինչպես երկաթը, կոորդինացիոն միացությունների տեսքով:

Հայտնի է նաև, որ մարդու մարմինը պարունակում է ոչ անցումային մետաղների մեծ մասը և հետքի քանակով, օրինակ՝ սնդիկ ատամների միջուկից, կապար, անտիմոն և մկնդեղ՝ թերթերի և գրքերի տպագրական թանաքով, պղինձ, անագ, մանգան և ալյումին խոհանոցից։ սպասք. Սակայն առաջին հերթին կդիտարկվեն ոչ թե այս մետաղները, այլ կենսական, այսինքն՝ բիոգենները։ Մարդու մարմնում և կենդանիների մեջ, կենսագործունեության գործընթացում, տեղի են ունենում բազմաթիվ ֆերմենտային քիմիական ռեակցիաներ, որոնք ուղեկցվում են շատ ամուր կապերի խզմամբ, այսինքն՝ դրանք, որոնք կարող են իրականացվել միայն լաբորատոր պայմաններում ծանր պայմաններում, օրինակ՝ բարձր ճնշում կամ ջերմաստիճան:

Չնայած մետաղ պարունակող ֆերմենտի մոլեկուլը կարող է դիմակայել հազարավոր կատալիտիկ ցիկլերի, կենդանի օրգանիզմում տեղի ունեցող նյութափոխանակության գործընթացները կարող են հանգեցնել որոշ ֆերմենտների ոչնչացմանը և համապատասխան քանակությամբ մետաղների հեռացմանը մարմնից: Ուստի այս կորուստները փոխհատուցելու կարիք կա, քանի որ միկրոտարրերի պակասը կհանգեցնի օրգանիզմի կենսագործունեության խաթարմանը, ինչը կարող է հանգեցնել տարբեր հիվանդությունների։ Ներդրված միկրոէլեմենտների քանակը կարելի է կարգավորել սննդակարգով, իսկ անհրաժեշտության դեպքում, օրինակ՝ հիվանդությունը կանխելու համար, ընդունելով հատուկ դեղամիջոցներ, որոնք սովորաբար արտադրվում են սննդային հավելումների տեսքով։ Որպես օրինակ կարող ենք բերել վիտամինների և միկրոէլեմենտների հայտնի համալիրները, որոնք օգտագործվում են մարզիկների սնուցման և սննդի մեջ. մասնագիտական ​​խմբերաշխատել ծայրահեղ բնապահպանական պայմաններում.

Հարկ է նշել, որ սպիտակուցների և արյան կենսաբանորեն կարևոր այլ բաղադրիչների քիմիական կապերի ուժը ցանկացած մետաղի իոնների հետ բավարար է ժամանակի մի զգալի մասի համար, երբ մետաղը մնում է մարմնում՝ սպիտակուցներով, ամինային համալիրի տեսքով։ թթուներ և այլ կենսաբանական ակտիվ միացություններ: Ուստի, եթե ավելորդ մետաղները ներթափանցեն օրգանիզմ, վերջինս կարող է առաջացնել նրա ֆունկցիաների խաթարում, թունավորում կամ մահ։ Նման ազդեցության աստիճանը կախված է ոչ միայն որոշակի մակարդակը գերազանցող կոնցենտրացիայից, այլև մետաղի բնույթից, առաջին հերթին նրա կոմպլեքսավորման կարողությունից: Այսպիսով, եթե թունավոր մետաղի բարդ առաջացնող ունակությունը բավականաչափ բարձր է, ապա այն կարող է մրցակցային փոխազդեցության արդյունքում բիոգեն մետաղի կատալիզատորը տեղահանել ակտիվ կենտրոնից կամ կապել իրեն սինթեզի համար օգտագործվող կենսաբանորեն ակտիվ միացությունների ճնշող մեծամասնությունը։ մեկ կամ մի այլ կենսական ֆերմենտ:

Հարկ է նաև նշել, որ կենսաբանական արժեք ունեն միայն սննդամթերքում պարունակվող բիոգեն տարրերը օրգանական թթուների և այլ լուծվող քիմիական միացությունների աղերի տեսքով, առավել հաճախ՝ բարդ: Որակի գնահատման գրականության մեջ սննդամթերք, տեղեկատվություն է տրամադրում մրգերի, բանջարեղենի, մսի, կաթի և այլնի որոշ միկրոտարրերի պարունակության մասին։

Մակրո և միկրոտարրերի հասկացությունները միշտ չէ, որ հստակորեն տարբերվում են, եթե այս բաժանումը կիրառվում է օրգանիզմների տարբեր խմբերի նկատմամբ: Օրինակ, բույսերի համար կենսական միկրոէլեմենտների հավաքածուն ակնհայտորեն տարբերվում է բարձրակարգ կենդանիներից: Այնուամենայնիվ, բույսերը նաև պահանջում են հողում միկրոտարրերի որոշակի մակարդակ, ինչը սովորաբար ձեռք է բերվում այսպես կոչված միկրոպարարտանյութերի կիրառմամբ, որոնք ըստ էության կենսագեն միկրոտարրերի մի շարք են՝ ցինկ, վանադիում, մոլիբդեն, պղինձ, կոբալտ, երկաթ, մանգան:

Աճելավայրերի որակի կարևորագույն ցուցանիշը մակերևութային ջրերի մաքրության աստիճանն է: Թունավոր մետաղը, երբ գտնվում է ջրամբարում կամ գետում, բաշխվում է այս ջրային էկոհամակարգի բաղադրիչների միջև: Այնուամենայնիվ, ոչ բոլոր քանակությամբ մետաղներ են առաջացնում այս համակարգի խաթարում: Արտաքին թունավոր ազդեցություններին դիմակայելու էկոհամակարգի կարողությունը գնահատելիս ընդունված է խոսել էկոհամակարգի բուֆերային հզորության մասին։ Այսպիսով, քաղցրահամ ջրային էկոհամակարգերի բուֆերային հզորությունը ծանր մետաղների նկատմամբ հասկացվում է որպես թունավոր մետաղի այնպիսի քանակություն, որի մատակարարումը էականորեն չի խաթարում ուսումնասիրվող ողջ էկոհամակարգի բնական գործունեությունը: Այս դեպքում թունավոր մետաղն ինքնին բաշխվում է հետևյալ բաղադրիչների մեջ. 1) մետաղը լուծված վիճակում. 2) սորբված և կուտակված ֆիտոպլանկտոնով, այսինքն՝ բուսական միկրոօրգանիզմներով. 3) ջրային միջավայրից կախված օրգանական և հանքային մասնիկների նստեցման արդյունքում հատակային նստվածքներով պահպանված. 4) ներծծվում է մակերեսի վրա ստորին նստվածքներանմիջապես ջրային միջավայրից լուծելի վիճակում. 5) ներծծված վիճակում գտնվում է կասեցված մասնիկների վրա. Նկ. Նկար 1-ը սխեմատիկորեն ցույց է տալիս թունավոր մետաղների (M) բաշխվածությունը ջրային էկոհամակարգում:

Ջրերում մետաղների առաջացման ձևերի վրա ազդում են հիդրոբիոնտները (օրինակ՝ փափկամարմինները)։ Այսպիսով, մակերևութային ջրերում պղնձի վարքագիծն ուսումնասիրելիս նկատվում են դրա կոնցենտրացիայի սեզոնային տատանումներ՝ ձմռանը դրանք առավելագույնն են, իսկ ամռանը նվազում են կենսազանգվածի ակտիվ աճի պատճառով։ Կախովի օրգանական մասնիկները, որոնք ունեն պղնձի իոններ կլանելու հատկություն, նստում են, վերջիններս անցնում են հատակային նստվածքների մեջ, ինչը հանգեցնում է դիտարկվող ազդեցությանը։ Հարկ է նաև նշել, որ այս գործընթացի ինտենսիվությունը կախված է կախույթների նստվածքի արագությունից, այսինքն՝ անուղղակիորեն այնպիսի գործոններից, ինչպիսիք են պղնձի իոնները կլանող մասնիկների չափը և լիցքը:

Բացի կլանման և հետագա նստվածքի հետևանքով մետաղների կուտակումից, մակերևութային ջրերում տեղի են ունենում այլ գործընթացներ, որոնք արտացոլում են էկոհամակարգերի դիմադրությունը նման աղտոտիչների թունավոր ազդեցություններին: Դրանցից ամենակարեւորը ջրային միջավայրում մետաղի իոնների կապումն է լուծված օրգանական նյութերի միջոցով։ Այս դեպքում ջրի մեջ թունավոր նյութի ընդհանուր կոնցենտրացիան չի փոխվում: Այնուամենայնիվ, ընդհանուր առմամբ ընդունված է, որ հիդրատացված մետաղական իոնները առավել թունավոր են, մինչդեռ բարդույթներում կապվածները պակաս վտանգավոր են կամ նույնիսկ գրեթե անվնաս: Հատուկ ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ բնական մակերևութային ջրերում թունավոր մետաղի ընդհանուր կոնցենտրացիայի և դրանց թունավորության միջև հստակ կապ չկա:

Բնական մակերևութային ջրերը պարունակում են բազմաթիվ օրգանական նյութեր, որոնց 80%-ը բարձր օքսիդացված պոլիմերներ են, ինչպիսիք են հումիկ նյութերը, որոնք ջուր են թափանցում հողից: Ջրի մեջ լուծվող մնացած օրգանական նյութերը օրգանիզմների թափոններ են (պոլիպեպտիդներ, պոլիսախարիդներ, ճարպաթթուներ և ամինաթթուներ) կամ քիմիական հատկություններով նման մարդածին ծագման կեղտեր: Նրանք բոլորն էլ, իհարկե, ջրային միջավայրում ենթարկվում են տարատեսակ փոխակերպումների։ Բայց միևնույն ժամանակ, դրանք բոլորը մի տեսակ բարդ ձևավորող ռեագենտներ են, որոնք մետաղի իոնները կապում են բարդույթների մեջ և դրանով իսկ նվազեցնում ջրի թունավորությունը:

Տարբեր մակերևութային ջրերը տարբեր ձևերով կապում են թունավոր մետաղների իոնները՝ ցուցաբերելով տարբեր բուֆերային հզորություններ: Հարավային լճերի, գետերի և ջրամբարների ջրերը, որոնք ունեն մեծ քանակությամբ բնական բաղադրիչներ (հումիկ նյութեր, հումինաթթուներ և ֆուլվիթթուներ) և դրանց բարձր կոնցենտրացիաները, ունակ են ավելի արդյունավետ բնական դետոքսիկացիայի՝ համեմատած հյուսիսային ջրամբարների ջրերի հետ։ և բարեխառն գոտին։ Այսպիսով, այլ հավասար պայմանների դեպքում աղտոտիչներ պարունակող ջրերի թունավորությունը նույնպես կախված է բնական գոտու բնակլիմայական պայմաններից։ Հարկ է նշել, որ որոշված ​​է մակերևութային ջրերի բուֆերային հզորությունը թունավոր մետաղների նկատմամբ

Թունավոր մետաղների M-ի ջրային էկոհամակարգ մտնելու եղանակները և դրանց առաջացման ձևերը ոչ միայն լուծված օրգանական նյութերի և կասեցված նյութերի առկայությունն են, այլ նաև հիդրոբիոնների կուտակման ունակությունը, ինչպես նաև բոլոր բաղադրիչների կողմից մետաղի իոնների կլանման կինետիկան: էկոհամակարգի, այդ թվում՝ լուծված օրգանական նյութերի հետ բարդ առաջացման։ Այս ամենը ցույց է տալիս մակերևութային ջրերում տեղի ունեցող գործընթացների բարդությունը, երբ դրանց մեջ մտնում են մետաղական աղտոտիչներ: Նկ. Նկար 2-ը ցույց է տալիս բնական մակերևութային ջրերում թունավոր մետաղների բաշխման դիագրամը, որն ընդհանուր առմամբ արտացոլում է տարբեր ձևերով դրանց միացման քիմիական և ֆիզիկաքիմիական գործընթացները: Հետաքրքիր է նշել, որ հումիկ թթուները՝ այս հատուկ բնական բարձր մոլեկուլային միացությունները, որոնք ձևավորվել են միկրոօրգանիզմների ազդեցության տակ հողերում բույսերի մնացորդների փոխակերպման ժամանակ, ակնհայտորեն ընդունակ են ծանր մետաղների իոնները կապել կայուն բարդույթների մեջ: Այսպիսով, համապատասխան հումաթների կայունության հաստատունները (ծանր մետաղների իոնների համալիրները հումինաթթուներով) ունեն արժեքներ 10 5-10 12 միջակայքում՝ կախված մետաղի բնույթից: Հումատների կայունությունը կախված է ջրային միջավայրի թթվայնությունից։

Թեև բնական ջրերում մետաղների գոյության ձևերի որոշման խնդրի քիմիական-վերլուծական ասպեկտը ձևակերպվել է մոտ 20 տարի առաջ, միայն վերլուծության նորագույն մեթոդների հայտնվելով է, որ այս խնդիրը հասանելի է դարձել լուծմանը։ Նախկինում որոշվում էր միայն ծանր մետաղի համախառն պարունակությունը ջրում և սահմանվում էր բաշխումը կասեցված և լուծարված ձևերի միջև: Մետաղներով աղտոտված ջրի որակը գնահատվել է դրանց համախառն պարունակության վերաբերյալ տվյալների համեմատության հիման վրա՝ MPC արժեքների հետ: Այժմ նման գնահատականը համարվում է թերի և անհիմն, քանի որ մետաղի կենսաբանական ազդեցությունը որոշվում է ջրերում նրա վիճակով, և դրանք, որպես կանոն, տարբեր բաղադրիչներով բարդույթներ են (նկ. 2): Ինչպես նշվեց վերևում, որոշ դեպքերում, օրինակ, բնական ծագման օրգանական միացությունների հետ կոմպլեքսավորվելիս, այդ բարդույթները ոչ միայն ցածր թունավոր են, այլև հաճախ խթանող ազդեցություն ունեն ջրային օրգանիզմների զարգացման վրա, քանի որ այս դեպքում դրանք կենսաբանորեն հասանելի են դառնում: օրգանիզմներին։

Գոյություն ունեցող MPC-ներ մշակելիս հաշվի չեն առնվել կոմպլեքսավորման գործընթացները, և ծանր մետաղների անօրգանական աղերի ազդեցությունը կենդանի օրգանիզմների վրա գնահատվել է մաքուր ջրային լուծույթներում՝ բնական ծագման լուծված օրգանական նյութերի բացակայության դեպքում: Խիստ ասած՝ նման գնահատականը դժվար է, երբեմն՝ անհնար։

Այսպիսով, ծանր մետաղներով աղտոտված ջրի թունավորությունը հիմնականում որոշվում է կամ մետաղական ջրային իոնների կամ անօրգանական իոններով պարզ համալիրների կոնցենտրացիայով: Այլ բարդացնող նյութերի և հիմնականում օրգանական նյութերի առկայությունը նվազեցնում է թունավորությունը: Ստորին նստվածքներում թունավոր նյութերի կուտակման վերոհիշյալ երևույթը կարող է առաջացնել ջրերի երկրորդական թունավորություն: Իսկապես, եթե անգամ աղտոտման աղբյուրը վերացվի, և, ինչպես ասում են, «ջուրը նորմալ է», ապագայում հնարավոր է դառնում մետաղի հակադարձ միգրացիան հատակային նստվածքներից դեպի ջուր։ Ջրային համակարգերի վիճակի կանխատեսումը, հետևաբար, պետք է հիմնված լինի դրանց բոլոր բաղադրիչների վերլուծության տվյալների վրա, որոնք իրականացվում են որոշակի պարբերականությամբ:

Հետաքրքիր դեպք էր Կարպատների շրջաններից մեկում դարչինի (սնդիկի սուլֆիդ) հանքավայրերի հայտնաբերումը: Երկրաբանների համար այս գտածոն անակնկալ էր: Պարզվել է, որ միջնադարում գետի վերին հոսանքի լեռներում գտնվող գյուղերում սնդիկը սիստեմատիկորեն օգտագործվում էր որոշ հիվանդությունների բուժման համար։ Տարիների ընթացքում գետը հավաքեց այս մետաղը, տեղափոխեց հոսանքն ի վար և կուտակեց բնական թակարդներից մեկում՝ հատակային նստվածքների տեսքով։ Դրա հետագա վերափոխումը, ի վերջո, ձեռք բերվեց դարչինով: Այս օրինակը ցույց է տալիս, որ բնության մեջ կա մարդածին ծագման թունավոր նյութերի շարունակական տեղաշարժ, միգրացիա և կուտակում, մինչդեռ դրանք ենթակա են նաև քիմիական փոխակերպման ավելի կայուն ձևերի։

Առաջնահերթ մետաղական աղտոտիչների ցանկից մենք դիտարկում ենք սնդիկը, կապարը և կադմիումը որպես մարդկանց և կենդանիների առողջության համար ամենամեծ վտանգը:

Մերկուրի.

Շրջակա միջավայրում սնդիկի միացությունները հետ տարբեր աստիճաններմետաղի, այսինքն՝ Hg(0), Hg(I), Hg(II) օքսիդացումը կարող է փոխազդել միմյանց հետ։ Ամենամեծ վտանգը ներկայացնում են օրգանական, առաջին հերթին ալկիլային միացությունները։

Մակերեւութային ջրերում մետաղների գոյության ձեւերը

Նվազեցված թունավորությունը (մինչև 97%) – օվկիանոսների մակերևութային ջրեր: Սնդիկի մոտ կեսը բնական միջավայր է մտնում տեխնածին պատճառներով:

Շրջակա միջավայրի թթվայնությունը և դրա օքսիդատիվ ներուժը ազդում են ջրային միջավայրում սնդիկի այս կամ այն ​​ձևի առկայության վրա: Այսպիսով, լավ օդափոխվող ջրամբարներում գերակշռում են Hg(II) միացությունները։ Սնդիկի իոնները հեշտությամբ կապվում են ջրերում հայտնաբերված տարբեր օրգանական նյութերի հետ կայուն կոմպլեքսների մեջ և հանդես են գալիս որպես լիգանդներ: Հատկապես ուժեղ բարդույթներ են առաջանում ծծմբ պարունակող միացություններով։ Սնդիկը հեշտությամբ կլանվում է ջրի կասեցված մասնիկների վրա: Այս դեպքում, այսպես կոչված, կոնցենտրացիայի գործակիցը երբեմն հասնում է 10 5-ի, այսինքն, հարյուր հազար անգամ ավելի շատ սնդիկ է կենտրոնացված այդ մասնիկների վրա, քան հավասարակշռության մեջ է ջրային միջավայրում: Սրանից հետևում է, որ մետաղի ճակատագիրը որոշվելու է կասեցված մասնիկների կողմից կլանմամբ, որին հաջորդում է նստվածքը, այսինքն, ըստ էության, տեղի է ունենալու սնդիկի հեռացում ջրային համակարգից, ինչպես արդեն նկարագրվել է դարչինի նստվածքների ձևավորման օրինակում։ Կարպատյան շրջան. Հարկ է նշել, որ հատակային նստվածքներից սնդիկի կլանումը դանդաղ է տեղի ունենում, ուստի աղտոտման աղբյուրը հայտնաբերելուց և վերացնելուց հետո մակերևութային ջրերի կրկնակի աղտոտումը նույնպես արգելակել է կինետիկան: Ջրային միջավայրում սնդիկը ձևավորում է R–Hg–X և R–Hg–R տիպի օրգանամետաղական միացություններ, որտեղ R–ը մեթիլ կամ էթիլ ռադիկալ է։ Անթրոպոգեն աղբյուրներից սնդիկը մտնում է ջրային համակարգեր՝ հիմնականում մետաղական սնդիկի, Hg(II) իոնների և ֆենիլմերկուրի ացետատի տեսքով։ Ձկների մեջ հայտնաբերված սնդիկի գերակշռող ձևը մեթիլ սնդիկն է, որը կենսաբանորեն ձևավորվում է միկրոօրգանիզմների ֆերմենտների միջոցով: Մակերեւութային չաղտոտված ջրերում սնդիկի պարունակությունը տատանվում է 0,2–0,1 մկգ/լ, ծովային ջրերում՝ երեք անգամ պակաս։ Ջրային բույսերը կլանում են սնդիկը: Օրգանական միացությունները R–Hg–R» ավելի բարձր կոնցենտրացիաներով են հանդիպում քաղցրահամ ջրի պլանկտոնում, քան ծովի պլանկտոնում։ Օրգանական սնդիկի միացությունները օրգանիզմից դուրս են գալիս ավելի դանդաղ, քան անօրգանականները։ Այս թունավոր նյութի առավելագույն պարունակության գոյություն ունեցող ստանդարտը (0,5 մկգ/կգ)։ ) օգտագործվում է սննդամթերքի որակի վերահսկման համար: Ենթադրվում է, որ սնդիկը առկա է մեթիլացված միացությունների տեսքով, եթե դրանք ներթափանցեն մարդու օրգանիզմ, կարող է առաջանալ Minimata հիվանդություն:

Առաջատար.

Այս թունավոր նյութի ընդհանուր քանակի կեսը շրջակա միջավայր է մտնում կապարի պարունակությամբ բենզինի այրման արդյունքում։ Ջրային համակարգերում կապարը հիմնականում կապված է կլանման միջոցով կասեցված մասնիկների հետ կամ գտնվում է հումինաթթուներով լուծվող բարդույթների տեսքով։ Կենսամեթիլացման դեպքում, ինչպես սնդիկի դեպքում, կապարն ի վերջո ձևավորում է տետրամեթիլ կապար: Չաղտոտված մակերևութային ջրերում կապարի պարունակությունը սովորաբար չի գերազանցում 3 մկգ/լ-ը: Արդյունաբերական շրջանների գետերն ունեն կապարի ավելի բարձր մակարդակ: Ձյունը կարող է զգալի չափով կուտակել այս թունավոր նյութը՝ մոտակայքում խոշոր քաղաքներդրա պարունակությունը կարող է հասնել գրեթե 1 մլն մկգ/լ, իսկ դրանցից որոշ հեռավորության վրա՝ 1–100 մկգ/լ։

Ջրային բույսերը լավ են կուտակում կապարը, բայց տարբեր ձևերով։ Երբեմն ֆիտոպլանկտոնը պահպանում է այն մինչև 10 5 կոնցենտրացիայի գործակիցով, ինչպես սնդիկը: Ձկների մեջ կապարը փոքր-ինչ կուտակվում է, ուստի այն համեմատաբար ավելի քիչ վտանգավոր է մարդկանց համար տրոֆիկ շղթայի այս օղակում: Մեթիլացված միացությունները համեմատաբար հազվադեպ են հայտնաբերվում ձկների մեջ ջրի նորմալ պայմաններում: Արդյունաբերական արտանետումներ ունեցող շրջաններում ձկան հյուսվածքներում տետրամեթիլ կապարի կուտակումը տեղի է ունենում արդյունավետ և արագ՝ սուր և քրոնիկ ազդեցությունկապարն առաջանում է 0,1–0,5 մկգ/լ աղտոտվածության մակարդակում։ Մարդու մարմնում կապարը կարող է կուտակվել կմախքի մեջ՝ փոխարինելով կալցիումը։

Կադմիում.

Այս մետաղի քիմիական հատկությունները նման են ցինկին: Այն կարող է փոխարինել վերջինիս մետաղ պարունակող ֆերմենտների ակտիվ կենտրոններում՝ հանգեցնելով ֆերմենտային պրոցեսների աշխատանքի կտրուկ խախտման։ Հանքաքարի հանքավայրերում կադմիումը սովորաբար առկա է ցինկի հետ միասին։ Ջրային համակարգերում կադմիումը կապվում է լուծված օրգանական նյութերի հետ, հատկապես, եթե դրանց կառուցվածքում առկա են սուլֆիհիդրիլ SH խմբեր։ Կադմիումը նաև բարդույթներ է առաջացնում ամինաթթուների, պոլիսախարիդների և հումինաթթուների հետ։ Այնուամենայնիվ, ենթադրվում է, որ այս լիգանների միայն բարձր կոնցենտրացիաների առկայությունը, որոնք կարող են կապել կադմիումը, դեռ բավարար չէ ազատ կադմիումի ակվա իոնների կոնցենտրացիան կենդանի օրգանիզմների համար անվտանգ մակարդակի հասցնելու համար: Ներքևի նստվածքների կողմից կադմիումի իոնների կլանումը մեծապես կախված է միջավայրի թթվայնությունից: Չեզոք ջրային միջավայրում ազատ կադմիումի իոնը գրեթե ամբողջությամբ ներծծվում է ստորին նստվածքների մասնիկներով։

Ընդամենը մի քանի տարի առաջ շրջակա միջավայր ներթափանցող կադմիումի աղբյուրները բավականին շատ էին: Այն բանից հետո, երբ ապացուցվեց դրա բարձր թունավորությունը, դրանց թիվը կտրուկ նվազեց (գոնե արդյունաբերական զարգացած երկրներում): Այժմ այս թունավոր նյութով շրջակա միջավայրի աղտոտման հիմնական աղբյուրը նիկել-կադմիումային մարտկոցների թաղման վայրերն են: Ինչպես արդեն նշվել է, կադմիումը հայտնաբերվել է Էթնա լեռան ժայթքման արդյունքում առաջացած արգասիքներում: Անձրևաջրերում կադմիումի կոնցենտրացիան կարող է գերազանցել 50 մկգ/լ-ը:

Քաղցրահամ ջրամբարներում և գետերում կադմիումի պարունակությունը տատանվում է 20–400 նգ/լ: Նրա ամենացածր պարունակությունը օվկիանոսում գրանցվել է Խաղաղ օվկիանոսում՝ Ճապոնական կղզիներից արևելք (~ 0,8–9,6 նգ/լ 8–5500 մ խորության վրա)։ Այս մետաղը կուտակվում է ջրային բույսերում և ձկների ներքին օրգանների հյուսվածքներում (բայց ոչ կմախքի մկաններում)։

Կադմիումը, ընդհանուր առմամբ, ավելի քիչ թունավոր է բույսերի համար, քան մեթիլսնդիկը և թունավորությամբ համեմատելի է կապարի հետ: ~ 0,2–1 մգ/լ կադմիումի պարունակության դեպքում ֆոտոսինթեզը և բույսերի աճը դանդաղում են։ Հետաքրքիր է հետևյալ գրանցված ազդեցությունը. կադմիումի թունավորությունը նկատելիորեն նվազում է ցինկի որոշակի քանակության առկայության դեպքում, ինչը ևս մեկ անգամ հաստատում է այն ենթադրությունը, որ այդ մետաղների իոնները կարող են մրցակցել մարմնում՝ ֆերմենտային գործընթացին մասնակցելու համար:

Կադմիումի սուր թունավորության շեմը տատանվում է 0,09-ից մինչև 105 մկգ/լ քաղցրահամ ջրի ձկների համար: Ջրի կարծրության բարձրացումը մեծացնում է օրգանիզմի պաշտպանվածության աստիճանը կադմիումով թունավորումներից։ Հայտնի են տրոֆիկ շղթաներով օրգանիզմ ներթափանցած կադմիումով մարդկանց ծանր թունավորման դեպքեր (Itai-Itai հիվանդություն): Կադմիումը դուրս է գալիս մարմնից ներսում երկար ժամանակաշրջան(մոտ 30 տարեկան):

Կենսոլորտը կարելի է դիտարկել որպես վերլուծության ընդհանրացված օբյեկտ։ Գործնականում գիտության որոշակի ոլորտի մասնագետը զբաղվում է դրա բաղադրիչներից որևէ մեկով: Այնուամենայնիվ, յուրաքանչյուր կոնկրետ օբյեկտ գտնվում է մշտական ​​դինամիկայի մեջ, փոխադարձ կապի մեջ այլ օբյեկտների հետ և, հետևաբար, փոխում է ոչ միայն իր կազմը, այլև նրա հատկությունները: Երբեմն այդ փոփոխությունները փոքր են, որպեսզի դրանք նկատելի լինեն, որոշակի ժամանակահատված է պահանջվում, որի ընթացքում այդ փոփոխությունները տեղի կունենան: Այնուամենայնիվ, օգտագործվող դիտարկման մեթոդները, այսինքն՝ բիոմոնիտորինգը, պետք է լինեն և՛ զգայուն, և՛ ճշգրիտ: Շրջակա միջավայրի բարդությունը որպես վերլուծության օբյեկտ և դրա փոփոխականությունը ստիպում են պարբերաբար վերանայել տվյալները և բարելավել ինչպես որոշման մեթոդները, այնպես էլ վերլուծության առանձին փուլերը: Վերջերս նման վերանայում է իրականացվել շրջակա միջավայրում սնդիկի և պղնձի տարածվածության վերաբերյալ տվյալների հետ կապված։ Պարզվել է, որ նմուշառման, ընտրության և նմուշի պատրաստման նախորդ փուլերը բավականաչափ կատարյալ չեն եղել և ներառել են համակարգային սխալ: Դրա հաշվառումը ի վերջո հանգեցրեց նրան, որ առանձին բնապահպանական օբյեկտներում սնդիկի պարունակության վերաբերյալ տվյալները երբեմն գերագնահատվում էին մեծության կարգով: Թեև մինչև 2025 թվականն ընկած ժամանակահատվածում մթնոլորտային արտանետումներում սնդիկի պարունակության կանխատեսումը ենթադրում է այս թունավոր նյութի քանակի կրկնապատկում, արդեն հաստատվել է, որ իրականում դրա կոնցենտրացիան գրեթե մի կարգով ցածր է: Նմանատիպ քննադատական ​​վերլուծությունԱկնկալվում է նաև, որ տվյալները գնահատելու են պղնձի պարունակությունը: Մետաղների՝ որպես աղտոտող նյութերի բաշխման մասին տեղեկատվությունը հիմնականում ստանում են բնապահպանական վերլուծաբանները, որոնք ստանում են առաջնային տեղեկատվություն, թեև շրջակա միջավայրի պահպանության խնդրի լուծմանը մասնակցում են գիտության հարակից ոլորտների մասնագետները։ Բարձրագույն կրթության ժամանակակից բարեփոխումների ուղղություններից է գիտության բարձր որակավորում ունեցող մասնագետների պատրաստումը
Քիմիայի, կենսաբանության, ֆիզիկայի, էկոլոգիայի հարակից ոլորտներում լայն գիտելիքներով փորձարկողներ, որոնք ունակ են լուծելու բարդ և կենսական խնդիրներ, որոնցից մի քանիսին անդրադարձ է կատարվում այս հոդվածում:

1. Միրկին Բ.Մ., Նաումովա Լ.Գ. Ռուսաստանի էկոլոգիա. M.: 1995. 232 p.

2. Նիկանորով Ա.Մ., Ժուլիդով Ա.Վ. Մետաղների բիոմոնիտորինգ քաղցրահամ ջրային էկոհամակարգերում. Սանկտ Պետերբուրգ: Gidrometeoizdat, 1991. 312 p.

3. Moore J., Ramamurthy S. Ծանր մետաղները բնական ջրերում: M.: Mir, 1987. 286 p.

4. Williams D. Metals of life. M.: Mir, 1975. 236 p.

5. Անցած 5–10 տարիների ընթացքում ԽՍՀՄ (ՌԴ) բնական և կեղտաջրերի վերլուծության կոնֆերանսների նյութեր:

6. Շուստով Ս.Բ., Շուստովա Լ.Վ. Էկոլոգիայի քիմիական հիմքերը. Մ.: Կրթություն, 1995. 240 էջ.

7. Մաիստրենկո Վ.Ն., Խամիտով Ռ.Զ., Բուդնիկով Գ.Կ. Գերթունավոր նյութերի էկոլոգիական մոնիտորինգ. Մ.: Քիմիա, 1996. 320 էջ.

Գերման Կոնստանտինովիչ Բուդնիկով, քիմիական գիտությունների դոկտոր, Կազանի պետական ​​համալսարանի անալիտիկ քիմիայի ամբիոնի պրոֆեսոր, ՌԴ բնական գիտությունների ակադեմիայի և Ռուսաստանի էկոլոգիական ակադեմիայի թղթակից անդամ, բարձրագույն կրթության գիտությունների միջազգային ակադեմիայի ակադեմիկոս։

Գիտական ​​հետաքրքրությունների ոլորտ՝ էլեկտրավերլուծական քիմիա, քիմիապես ձևափոխված էլեկտրոդներ, բիոսենսորներ բնապահպանական-վերլուծական մոնիտորինգի համար: Հեղինակ է ավելի քան 550 հրապարակումների, որոնցից 12 գրքի՝ էլեկտրավերլուծության և անալիտիկ քիմիայի խնդիրների վերաբերյալ։

Ձեր լավ աշխատանքը գիտելիքների բազա ներկայացնելը հեշտ է: Օգտագործեք ստորև բերված ձևը

Ուսանողները, ասպիրանտները, երիտասարդ գիտնականները, ովքեր օգտագործում են գիտելիքների բազան իրենց ուսումնառության և աշխատանքի մեջ, շատ շնորհակալ կլինեն ձեզ:

Տեղադրվել է http://www.allbest.ru/

Բելառուսի Հանրապետության կրթության նախարարություն

Ուսումնական հաստատություն

«Ֆրենսիս Սկարինայի անվան Գոմելի պետական ​​համալսարան»

Կենսաբանության ֆակուլտետ

քիմիայի բաժին

Դասընթացի նախագիծ

թեմայի շուրջ՝ Ծանր մետաղներով շրջակա միջավայրի աղտոտման հիմնախնդիրները

ԲԻ-21 խմբի ուսանող Չեմբերգենովա Գ.Ռ.

Գոմել 2015 թ

ԲՈՎԱՆԴԱԿՈՒԹՅՈՒՆԱNIE

ՆԵՐԱԾՈՒԹՅՈՒՆ

Ծանր մետաղները կենսոլորտում

Ծանր մետաղները որպես թունավոր նյութեր բնական ջրերում

Ծանր մետաղները հողերում

Ծանր մետաղների ազդեցությունը հողի մանրէաբանական արժեքի վրա

Ծանր մետաղները բույսերում

Ջրային մարմինների մաքրում ալկալիներից և ծանր մետաղներից՝ օգտագործելով բարձրակարգ ջրային բույսեր

ԵԶՐԱԿԱՑՈՒԹՅՈՒՆ

ՆԵՐԱԾՈՒԹՅՈՒՆ

Կենսոլորտի աղտոտող նյութերի շարքում, որոնք մեծագույն հետաքրքրություն են ներկայացնում որակի վերահսկման տարբեր ծառայությունների համար, մետաղները (հիմնականում ծանր, այսինքն՝ ունենալով 40-ից ավելի ատոմային զանգված) ամենակարևորներից են: Սա մեծապես պայմանավորված է նրանցից շատերի կենսաբանական ակտիվությամբ: Մետաղների ֆիզիոլոգիական ազդեցությունը մարդու մարմնի և կենդանիների վրա տարբեր է և կախված է մետաղի բնույթից, միացության տեսակից, որում այն ​​գոյություն ունի բնական միջավայրում, ինչպես նաև դրա կոնցենտրացիայից: Շատ ծանր մետաղներ արտահայտում են ընդգծված բարդացնող հատկություններ: Այսպիսով, ջրային միջավայրում այս մետաղների իոնները հիդրացված են և ունակ են ձևավորել տարբեր հիդրոքսոմպլեքսներ, որոնց բաղադրությունը կախված է լուծույթի թթվայնությունից։ Եթե ​​լուծույթում առկա են օրգանական միացությունների որևէ անիոն կամ մոլեկուլ, ապա այդ մետաղների իոնները ձևավորում են տարբեր կառուցվածքների և կայունության տարբեր բարդույթներ։

Ծանր մետաղներից մի քանիսը չափազանց անհրաժեշտ են մարդկանց և այլ կենդանի օրգանիզմների կենսագործունեության համար և պատկանում են այսպես կոչված բիոգեն տարրերին։ Մյուսները հակառակ ազդեցություն են ունենում և, երբ մտնում են կենդանի օրգանիզմ, հանգեցնում են նրա թունավորման կամ մահվան։ Այս մետաղները պատկանում են քսենոբիոտիկների դասին, այսինքն՝ խորթ կենդանի էակներին։ Շրջակա միջավայրի պահպանության մասնագետները թունավոր մետաղների մեջ առանձնացրել են առաջնահերթ խումբ։ Այն ներառում է կադմիում, պղինձ, մկնդեղ, նիկել, սնդիկ, կապար, ցինկ և քրոմ՝ որպես մարդկանց և կենդանիների առողջության համար ամենավտանգավորը: Դրանցից ամենաթունավորներն են սնդիկը, կապարը և կադմիումը։

Ծանր մետաղներով կենսոլորտի աղտոտման հնարավոր աղբյուրները ներառում են գունավոր և գունավոր մետալուրգիայի ձեռնարկությունները (աէրոզոլային արտանետումներ, որոնք աղտոտում են մթնոլորտը, արդյունաբերական կեղտաջրերը, որոնք աղտոտում են մակերևութային ջրերը), մեքենաշինությունը (պղնձապատման վաննաներ, նիկելապատում, քրոմապատում, կադմիումապատում), մարտկոցների վերամշակման գործարաններ և ավտոմոբիլային տրանսպորտ:

Բացի ծանր մետաղներով շրջակա միջավայրի աղտոտման մարդածին աղբյուրներից, կան նաև այլ բնական աղբյուրներ, ինչպիսիք են հրաբխային ժայթքումները. կադմիումը համեմատաբար վերջերս է հայտնաբերվել Միջերկրական ծովի Սիցիլիա կղզու Էթնա լեռան ժայթքման արդյունքում: Որոշ լճերի մակերևութային ջրերում թունավոր մետաղների կոնցենտրացիաների ավելացում կարող է առաջանալ թթվային անձրևի հետևանքով, ինչը հանգեցնում է այդ լճերի կողմից լվացվող հանքանյութերի և ապարների տարրալուծմանը: Աղտոտման այս բոլոր աղբյուրները բնական, այսպես կոչված, ֆոնային մակարդակի համեմատությամբ առաջացնում են կենսոլորտում կամ դրա բաղադրիչներին (օդ, ջուր, հող, կենդանի օրգանիզմներ) մետաղական աղտոտիչների պարունակության աճ:

Թեև, ինչպես նշվեց վերևում, թունավոր մետաղների մուտքը կարող է տեղի ունենալ նաև աերոզոլային փոխանցման միջոցով, դրանք հիմնականում ներթափանցում են կենդանի օրգանիզմ ջրի միջոցով։ Օրգանիզմում հայտնվելուց հետո թունավոր մետաղները ամենից հաճախ չեն ենթարկվում որևէ նշանակալի փոխակերպումների, ինչպես դա տեղի է ունենում օրգանական թունավոր նյութերի դեպքում, և, մտնելով կենսաքիմիական ցիկլ, նրանք չափազանց դանդաղ հեռանում են դրանից:

Մակերեւութային ջրերի որակի մոնիտորինգի համար ստեղծվել են տարբեր հիդրոկենսաբանական դիտորդական ծառայություններ։ Նրանք հետևում են ջրային էկոհամակարգերի աղտոտվածության վիճակին մարդածին ազդեցության տակ։ Քանի որ նման էկոհամակարգը ներառում է ինչպես միջավայրը (ջուր), այնպես էլ այլ բաղադրիչներ (ներքևի նստվածքներ և կենդանի օրգանիզմներ՝ հիդրոբիոնտներ), էկոհամակարգի առանձին բաղադրիչների միջև ծանր մետաղների բաշխման մասին տեղեկատվությունը շատ կարևոր է: Վստահելի տվյալներ այս դեպքում կարելի է ստանալ՝ օգտագործելով անալիտիկ քիմիայի ժամանակակից մեթոդները, որոնք հնարավորություն են տալիս որոշել ծանր մետաղների պարունակությունը ֆոնային կոնցենտրացիաների մակարդակով։

Հարկ է նշել, որ վերլուծության մեթոդների մշակման առաջընթացը հնարավորություն է տվել լուծել այնպիսի գլոբալ խնդիրներ, ինչպիսիք են կենսոլորտի աղտոտման հիմնական աղբյուրների բացահայտումը, աղտոտման աղտոտման և փոխակերպման դինամիկան, դրանց տեղափոխումը և միգրացիան: Միևնույն ժամանակ, ծանր մետաղները դասակարգվել են որպես վերլուծության կարևորագույն օբյեկտներից մեկը։ Քանի որ դրանց պարունակությունը բնական նյութերում կարող է շատ տարբեր լինել, դրանց որոշման մեթոդները պետք է լուծում տան խնդրին: Շատ երկրներում վերլուծաբանների ջանքերի արդյունքում մշակվել են մեթոդներ, որոնք հնարավորություն են տալիս որոշել ծանր մետաղները ֆեմտոգրամի մակարդակում (10-15 գ) կամ վերլուծված նմուշի ծավալում մեկ (!) ատոմի առկայության դեպքում։ օրինակ՝ նիկելը կենդանի խցում։

Ոչ միայն անալիտիկ քիմիկոսները, կենսաբաններն ու բնապահպանները (նրանց գործունեությունը ավանդաբար կապված է այս խնդրի հետ) մասնագիտական ​​հետաքրքրություն են ցուցաբերում բարդ և բազմակողմանի խնդրի նկատմամբ, որը ներկայացնում է շրջակա միջավայրի քիմիական աղտոտումը ծանր մետաղներով և ընդգրկում է տարբեր առարկաներ և արդեն դարձել է անկախ միջդիսցիպլինար։ գիտելիքի ոլորտ, բայց նաև բժիշկներ։ Գիտական ​​և գիտահանրամատչելի տեղեկատվության հոսքում, ինչպես նաև լրատվամիջոցներում ավելի ու ավելի են հայտնվում նյութեր մարդու առողջության վրա ծանր մետաղների ազդեցության մասին։ Այսպես, ԱՄՆ-ում ուշադրություն է դարձվել երեխաների մոտ ագրեսիվության դրսևորմանը` կապված նրանց օրգանիզմում կապարի ավելացման հետ։ Մոլորակի այլ շրջաններում հանցագործությունների և ինքնասպանությունների թվի աճը կապված է նաև շրջակա միջավայրում այդ թունավոր նյութերի պարունակության ավելացման հետ։ Հետաքրքիր է քննարկել շրջակա միջավայրում ծանր մետաղների բաշխման խնդրի որոշ քիմիական և բնապահպանական-քիմիական ասպեկտներ:

Ծանր մետաղները կենսոլորտում

Ծանր մետաղները ներառում են պարբերական աղյուսակի ավելի քան 40 քիմիական տարր՝ 50 ա-ից ավելի ատոմային զանգվածով։ Երբեմն ծանր մետաղները 7-8 հազար կգ/մ³-ից ավելի խտություն ունեցող տարրեր են (բացառությամբ ազնիվ և հազվագյուտների): Մի խումբ տարրեր, որոնք նշանակված են TM, ակտիվորեն ներգրավված են կենսաբանական գործընթացներում, նրանցից շատերը ֆերմենտների մի մասն են: Ծանր մետաղների հավաքածուն մեծապես համընկնում է միկրոտարրերի ցանկի հետ։ Միկրոէլեմենտների մեծ մասը կատարում է կենդանի օրգանիզմներում կենսաքիմիական պրոցեսների նախաձեռնողի և ակտիվացնողի գործառույթները։

Այն տարածքները, որտեղ բնական պատճառներով քիմիական տարրերի կոնցենտրացիան ավելի կամ ցածր է, քան ֆոնային մակարդակը, կոչվում են կենսաքիմիական գավառներ: Կենսաքիմիական գավառների առաջացումը պայմանավորված է հողաստեղծ ապարների առանձնահատկություններով, հողաստեղծ գործընթացով, ինչպես նաև հանքաքարի անոմալիաների առկայությամբ։ Երբ կենսոլորտը աղտոտված է, ձևավորվում են տեխնածին անոմալիաներ, որոնցում տարրերի պարունակությունը գերազանցում է ֆոնային մակարդակը 10 և ավելի անգամ։

Ծանր մետաղները ներառում են քրոմ, մանգան, երկաթ, կոբալտ, նիկել, պղինձ, ցինկ, գալիում, գերմանիում, մոլիբդեն, կադմիում, անագ, անտիմոն, թելուր, վոլֆրամ, սնդիկ, թալիում, կապար, բիսմուտ: Ծանր մետաղների հիմնական բնական աղբյուրներն են ապարները (հրդեհային և նստվածքային) և քար առաջացնող միներալները։ Շատ օգտակար հանածոներ բարձր ցրված մասնիկների տեսքով ներառված են որպես միկրոկեղտաջրեր ապարների զանգվածում։ Օրինակ, տիտանի հանքանյութեր (բրուկիտ, իլմենիտ): Քար առաջացնող միներալները պարունակում են նաև հետքի տարրեր՝ որպես իզոմորֆ կեղտեր մետաղական վանդակաճաղերի կառուցվածքում՝ փոխարինելով մակրոտարրերը նմանատիպ շառավղով չափերով։ Օրինակ, K-ն Sr, Pb, B-ի վրա; Na - Cd, Mn, Cr, Bi; Mg - Ni, Co, Zn, Sb, Sn, Pb, Mn; Fe - Cd, Mn, Sr, Bi.

Վերջին տասնամյակների ընթացքում մարդկության մարդածին գործունեությունը ինտենսիվորեն ներգրավված է բնական միջավայրում ծանր մետաղների միգրացիայի գործընթացներում: Տեխնոգենեզի արդյունքում շրջակա միջավայր մտնող քիմիական տարրերի քանակները որոշ դեպքերում զգալիորեն գերազանցում են դրանց բնական ընդունման մակարդակը։ Օրինակ՝ բնական աղբյուրներից Pb-ի համաշխարհային արտանետումը տարեկան կազմում է 12 հազար տոննա։ իսկ մարդածին արտանետումները 332 հազ. Ստորև բերված տվյալների հիման վրա կարելի է դատել մարդկության մարդածին գործունեության չափը. տեխնածին կապարի ներդրումը կազմում է 94-97% (մնացածը բնական աղբյուրներն են), կադմիումը` 84-89%, պղնձը` 56-87%, նիկելը. 66-75%, սնդիկ՝ 58% և այլն։ Միևնույն ժամանակ, այս տարրերի գլոբալ մարդածին հոսքի 26-44%-ը բաժին է ընկնում Եվրոպային, իսկ եվրոպական տարածքի մասնաբաժինը. նախկին ԽՍՀՄ- Եվրոպայում բոլոր արտանետումների 28-42%-ը (Վրոնսկի, 1996 թ.): Ստորև ներկայացված են համառոտ նկարագրությունմետաղների հատկությունները, որոնք վերաբերում են հողում դրանց վարքագծի առանձնահատկություններին:

Ծանր մետաղների գոյության ձևերըմակերեսային ջրեր

Աճելավայրերի որակի կարևորագույն ցուցանիշը մակերևութային ջրերի մաքրության աստիճանն է: Թունավոր մետաղը, երբ գտնվում է ջրամբարում կամ գետում, բաշխվում է այս ջրային էկոհամակարգի բաղադրիչների միջև: Այնուամենայնիվ, ոչ բոլոր քանակությամբ մետաղներ են առաջացնում այս համակարգի խաթարում: Արտաքին թունավոր ազդեցություններին դիմակայելու էկոհամակարգի կարողությունը գնահատելիս ընդունված է խոսել էկոհամակարգի բուֆերային հզորության մասին։ Այսպիսով, քաղցրահամ ջրային էկոհամակարգերի բուֆերային հզորությունը ծանր մետաղների նկատմամբ հասկացվում է որպես թունավոր մետաղի այնպիսի քանակություն, որի մատակարարումը էականորեն չի խաթարում ուսումնասիրվող ողջ էկոհամակարգի բնական գործունեությունը: Այս դեպքում թունավոր մետաղն ինքնին բաշխվում է հետևյալ բաղադրիչների մեջ. 1) մետաղը լուծված վիճակում. 2) սորբված և կուտակված ֆիտոպլանկտոնով, այսինքն՝ բուսական միկրոօրգանիզմներով. 3) ջրային միջավայրից կախված օրգանական և հանքային մասնիկների նստեցման արդյունքում հատակային նստվածքներով պահպանված. 4) ներծծված հատակային նստվածքների մակերեսին անմիջապես ջրային միջավայրից լուծելի վիճակում. 5) ներծծված վիճակում գտնվում է կասեցված մասնիկների վրա.

Ջրերում մետաղների առաջացման ձևերի վրա ազդում են հիդրոբիոնտները (օրինակ՝ փափկամարմինները)։ Այսպիսով, մակերևութային ջրերում պղնձի վարքագիծն ուսումնասիրելիս նկատվում են դրա կոնցենտրացիայի սեզոնային տատանումներ՝ ձմռանը դրանք առավելագույնն են, իսկ ամռանը նվազում են կենսազանգվածի ակտիվ աճի պատճառով։ Կախովի օրգանական մասնիկները, որոնք ունեն պղնձի իոններ կլանելու հատկություն, նստում են, վերջիններս անցնում են հատակային նստվածքների մեջ, ինչը հանգեցնում է դիտարկվող ազդեցությանը։ Հարկ է նաև նշել, որ այս գործընթացի ինտենսիվությունը կախված է կախույթների նստվածքի արագությունից, այսինքն՝ անուղղակիորեն այնպիսի գործոններից, ինչպիսիք են պղնձի իոնները կլանող մասնիկների չափը և լիցքը:

Բացի կլանման և հետագա նստվածքի հետևանքով մետաղների կուտակումից, մակերևութային ջրերում տեղի են ունենում այլ գործընթացներ, որոնք արտացոլում են էկոհամակարգերի դիմադրությունը նման աղտոտիչների թունավոր ազդեցություններին: Դրանցից ամենակարեւորը ջրային միջավայրում մետաղի իոնների կապումն է լուծված օրգանական նյութերի միջոցով։ Այս դեպքում ջրի մեջ թունավոր նյութի ընդհանուր կոնցենտրացիան չի փոխվում: Այնուամենայնիվ, ընդհանուր առմամբ ընդունված է, որ հիդրատացված մետաղական իոնները առավել թունավոր են, մինչդեռ բարդույթներում կապվածները պակաս վտանգավոր են կամ նույնիսկ գրեթե անվնաս: Հատուկ ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ բնական մակերևութային ջրերում թունավոր մետաղի ընդհանուր կոնցենտրացիայի և դրանց թունավորության միջև հստակ կապ չկա:

Բնական մակերևութային ջրերը պարունակում են բազմաթիվ օրգանական նյութեր, որոնց 80%-ը բարձր օքսիդացված պոլիմերներ են, ինչպիսիք են հումիկ նյութերը, որոնք ջուր են թափանցում հողից: Ջրի մեջ լուծվող մնացած օրգանական նյութերը օրգանիզմների թափոններ են (պոլիպեպտիդներ, պոլիսախարիդներ, ճարպաթթուներ և ամինաթթուներ) կամ քիմիական հատկություններով նման մարդածին ծագման կեղտեր: Նրանք բոլորն էլ, իհարկե, ջրային միջավայրում ենթարկվում են տարատեսակ փոխակերպումների։ Բայց միևնույն ժամանակ, դրանք բոլորը մի տեսակ բարդ ձևավորող ռեագենտներ են, որոնք մետաղի իոնները կապում են բարդույթների մեջ և դրանով իսկ նվազեցնում ջրի թունավորությունը:

Տարբեր մակերևութային ջրերը տարբեր ձևերով կապում են թունավոր մետաղների իոնները՝ ցուցաբերելով տարբեր բուֆերային հզորություններ: Հարավային լճերի, գետերի և ջրամբարների ջրերը, որոնք ունեն մեծ քանակությամբ բնական բաղադրիչներ (հումիկ նյութեր, հումինաթթուներ և ֆուլվիթթուներ) և դրանց բարձր կոնցենտրացիաները, ունակ են ավելի արդյունավետ բնական դետոքսիկացիայի՝ համեմատած հյուսիսային ջրամբարների ջրերի հետ։ և բարեխառն գոտին։ Այսպիսով, այլ հավասար պայմանների դեպքում աղտոտիչներ պարունակող ջրերի թունավորությունը նույնպես կախված է բնական գոտու բնակլիմայական պայմաններից։ Հարկ է նշել, որ թունավոր մետաղների նկատմամբ մակերևութային ջրերի բուֆերային հզորությունը որոշվում է ոչ միայն լուծված օրգանական նյութերի և կասեցված նյութերի առկայությամբ, այլև հիդրոբիոնների կուտակման ունակությամբ, ինչպես նաև մետաղի իոնների կլանման կինետիկայով։ էկոհամակարգի բոլոր բաղադրիչներով, ներառյալ կոմպլեքսավորումը լուծված օրգանական նյութերով: Այս ամենը ցույց է տալիս մակերևութային ջրերում տեղի ունեցող գործընթացների բարդությունը, երբ դրանց մեջ մտնում են մետաղական աղտոտիչներ:

Հետաքրքիր է նշել, որ հումիկ թթուները՝ այս հատուկ բնական բարձր մոլեկուլային միացությունները, որոնք ձևավորվել են միկրոօրգանիզմների ազդեցության տակ հողերում բույսերի մնացորդների փոխակերպման ժամանակ, ակնհայտորեն ընդունակ են ծանր մետաղների իոնները կապել կայուն բարդույթների մեջ: Այսպիսով, համապատասխան հումաթների կայունության հաստատունները (հումինաթթուներով ծանր մետաղների իոնների համալիրներ) ունեն արժեքներ 105-1012 միջակայքում՝ կախված մետաղի բնույթից: Հումատների կայունությունը կախված է ջրային միջավայրի թթվայնությունից։

Թեև բնական ջրերում մետաղների գոյության ձևերի որոշման խնդրի քիմիական-վերլուծական ասպեկտը ձևակերպվել է մոտ 20 տարի առաջ, միայն վերլուծության նորագույն մեթոդների հայտնվելով է, որ այս խնդիրը հասանելի է դարձել լուծմանը։ Նախկինում որոշվում էր միայն ծանր մետաղի համախառն պարունակությունը ջրում և սահմանվում էր բաշխումը կասեցված և լուծարված ձևերի միջև: Մետաղներով աղտոտված ջրի որակը գնահատվել է դրանց համախառն պարունակության վերաբերյալ տվյալների համեմատության հիման վրա՝ MPC արժեքների հետ: Այժմ նման գնահատականը համարվում է թերի և անհիմն, քանի որ մետաղի կենսաբանական ազդեցությունը որոշվում է ջրերում նրա վիճակով, և դրանք, որպես կանոն, տարբեր բաղադրիչներով բարդույթներ են։ Ինչպես նշվեց վերևում, որոշ դեպքերում, օրինակ, բնական ծագման օրգանական միացությունների հետ կոմպլեքսավորվելիս, այդ բարդույթները ոչ միայն ցածր թունավոր են, այլև հաճախ խթանող ազդեցություն ունեն ջրային օրգանիզմների զարգացման վրա, քանի որ այս դեպքում դրանք կենսաբանորեն հասանելի են դառնում: օրգանիզմներին։

Գոյություն ունեցող MPC-ներ մշակելիս հաշվի չեն առնվել կոմպլեքսավորման գործընթացները, և ծանր մետաղների անօրգանական աղերի ազդեցությունը կենդանի օրգանիզմների վրա գնահատվել է մաքուր ջրային լուծույթներում՝ բնական ծագման լուծված օրգանական նյութերի բացակայության դեպքում: Խիստ ասած՝ նման գնահատականը դժվար է, երբեմն՝ անհնար։

Այսպիսով, ծանր մետաղներով աղտոտված ջրի թունավորությունը հիմնականում որոշվում է կամ մետաղական ջրային իոնների կամ անօրգանական իոններով պարզ համալիրների կոնցենտրացիայով: Այլ բարդացնող նյութերի և հիմնականում օրգանական նյութերի առկայությունը նվազեցնում է թունավորությունը: Ստորին նստվածքներում թունավոր նյութերի կուտակման վերոհիշյալ երևույթը կարող է առաջացնել ջրերի երկրորդական թունավորություն: Իսկապես, եթե անգամ աղտոտման աղբյուրը վերացվի և, ինչպես ասում են, «ջուրը նորմալ է», ապագայում հնարավոր է դառնում մետաղի հակադարձ միգրացիան հատակային նստվածքներից դեպի ջուր։ Ջրային համակարգերի վիճակի կանխատեսումը, հետևաբար, պետք է հիմնված լինի դրանց բոլոր բաղադրիչների վերլուծության տվյալների վրա, որոնք իրականացվում են որոշակի պարբերականությամբ:

Հետաքրքիր դեպք էր Կարպատների շրջաններից մեկում դարչինի (սնդիկի սուլֆիդ) հանքավայրերի հայտնաբերումը: Երկրաբանների համար այս գտածոն անակնկալ էր: Պարզվել է, որ միջնադարում գետի վերին հոսանքի լեռներում գտնվող գյուղերում սնդիկը սիստեմատիկորեն օգտագործվում էր որոշ հիվանդությունների բուժման համար։ Տարիների ընթացքում գետը հավաքեց այս մետաղը, տեղափոխեց հոսանքն ի վար և կուտակեց բնական թակարդներից մեկում՝ հատակային նստվածքների տեսքով։ Դրա հետագա վերափոխումը, ի վերջո, ձեռք բերվեց դարչինով:

Ծանր մետաղները որպես թունավոր նյութեր բնական ջրերում

Առաջնահերթ մետաղական աղտոտիչների ցանկից մենք դիտարկում ենք սնդիկը, կապարը և կադմիումը որպես մարդկանց և կենդանիների առողջության համար ամենամեծ վտանգը:

Մերկուրի. Շրջակա միջավայրում մետաղի օքսիդացման տարբեր աստիճաններով սնդիկի միացությունները, այսինքն՝ Hg(0), Hg(I), Hg(II), կարող են փոխազդել միմյանց հետ։ Ամենամեծ վտանգը ներկայացնում են օրգանական, առաջին հերթին ալկիլային միացությունները։ Սնդիկի միացությունների ամենատարողունակ կուտակիչը (մինչև 97%) օվկիանոսների մակերեսային ջրերն են։ Սնդիկի մոտ կեսը բնական միջավայր է մտնում տեխնածին պատճառներով:

Շրջակա միջավայրի թթվայնությունը և դրա օքսիդատիվ ներուժը ազդում են ջրային միջավայրում սնդիկի այս կամ այն ​​ձևի առկայության վրա: Այսպիսով, լավ օդափոխվող ջրամբարներում գերակշռում են Hg(II) միացությունները։ Սնդիկի իոնները հեշտությամբ կապվում են ջրերում հայտնաբերված տարբեր օրգանական նյութերի հետ կայուն կոմպլեքսների մեջ և հանդես են գալիս որպես լիգանդներ: Հատկապես ուժեղ բարդույթներ են առաջանում ծծմբ պարունակող միացություններով։ Սնդիկը հեշտությամբ կլանվում է ջրի կասեցված մասնիկների վրա: Այս դեպքում, այսպես կոչված, կոնցենտրացիայի գործակիցը երբեմն հասնում է 105-ի, այսինքն՝ հարյուր հազար անգամ ավելի շատ սնդիկ է կենտրոնացված այդ մասնիկների վրա, քան հավասարակշռության մեջ է ջրային միջավայրում։ Սրանից հետևում է, որ մետաղի ճակատագիրը որոշվելու է կասեցված մասնիկների կողմից կլանմամբ, որին հաջորդում է նստվածքը, այսինքն, ըստ էության, տեղի է ունենալու սնդիկի հեռացում ջրային համակարգից, ինչպես արդեն նկարագրվել է դարչինի նստվածքների ձևավորման օրինակում։ Կարպատյան շրջան. Հարկ է նշել, որ հատակային նստվածքներից սնդիկի կլանումը դանդաղ է տեղի ունենում, ուստի աղտոտման աղբյուրը հայտնաբերելուց և վերացնելուց հետո մակերևութային ջրերի կրկնակի աղտոտումը նույնպես արգելակել է կինետիկան:

Ջրային միջավայրում սնդիկը ձևավորում է R-Hg-X և R-Hg-R տիպի մետաղական օրգանական միացություններ, որտեղ R-ն մեթիլ կամ էթիլ ռադիկալ է։ Անթրոպոգեն աղբյուրներից սնդիկը մտնում է ջրային համակարգեր՝ հիմնականում մետաղական սնդիկի, Hg(II) իոնների և ֆենիլմերկուրի ացետատի տեսքով։ Ձկների մեջ հայտնաբերված սնդիկի գերակշռող ձևը մեթիլ սնդիկն է, որը կենսաբանորեն ձևավորվում է միկրոօրգանիզմների ֆերմենտների միջոցով: Մակերեւութային չաղտոտված ջրերում սնդիկի պարունակությունը տատանվում է 0,2-0,1 մկգ/լ, ծովային ջրերում՝ երեք անգամ պակաս։ Ջրային բույսերը կլանում են սնդիկը: Օրգանական R-Hg-R միացությունները քաղցրահամ ջրի պլանկտոնում պարունակվում են ավելի բարձր կոնցենտրացիաներում, քան ծովային պլանկտոնի մեջ: Օրգանական սնդիկի միացությունները օրգանիզմից արտազատվում են ավելի դանդաղ, քան անօրգանականները: Այս թունավոր նյութի առավելագույն պարունակության առկա ստանդարտը (0,5 մկգ/կգ): ) օգտագործվում է սննդամթերքի որակի վերահսկման համար: Ենթադրվում է, որ սնդիկը առկա է մեթիլացված միացությունների տեսքով, եթե դրանք ներթափանցեն մարդու օրգանիզմ, կարող է առաջանալ Minimata հիվանդություն:

Առաջատար. Այս թունավոր նյութի ընդհանուր քանակի կեսը շրջակա միջավայր է մտնում կապարի պարունակությամբ բենզինի այրման արդյունքում։ Ջրային համակարգերում կապարը հիմնականում կապված է կլանման միջոցով կասեցված մասնիկների հետ կամ գտնվում է հումինաթթուներով լուծվող բարդույթների տեսքով։ Կենսամեթիլացման դեպքում, ինչպես սնդիկի դեպքում, կապարն ի վերջո ձևավորում է տետրամեթիլ կապար: Չաղտոտված մակերևութային ջրերում կապարի պարունակությունը սովորաբար չի գերազանցում 3 մկգ/լ-ը: Արդյունաբերական շրջանների գետերն ունեն կապարի ավելի բարձր մակարդակ: Ձյունը կարող է զգալի չափով կուտակել այս թունավոր նյութը. խոշոր քաղաքների շրջակայքում դրա պարունակությունը կարող է հասնել գրեթե 1 միլիոն մկգ/լ, իսկ դրանցից որոշ հեռավորության վրա՝ ~1-100 մկգ/լ։

Ջրային բույսերը լավ են կուտակում կապարը, բայց տարբեր ձևերով։ Երբեմն ֆիտոպլանկտոնը պահպանում է այն մինչև 105 կոնցենտրացիայի գործակիցով, ինչպես սնդիկը: Ձկների մեջ կապարը փոքր-ինչ կուտակվում է, ուստի այն համեմատաբար ավելի քիչ վտանգավոր է մարդկանց համար տրոֆիկ շղթայի այս օղակում: Մեթիլացված միացությունները համեմատաբար հազվադեպ են հայտնաբերվում ձկների մեջ ջրի նորմալ պայմաններում: Արդյունաբերական արտանետումներ ունեցող շրջաններում ձկան հյուսվածքներում տետրամեթիլ կապարի կուտակումը տեղի է ունենում արդյունավետ և արագ. կապարի սուր և քրոնիկ ազդեցությունը տեղի է ունենում 0,1-0,5 մկգ/լ աղտոտվածության մակարդակում: Մարդու մարմնում կապարը կարող է կուտակվել կմախքի մեջ՝ փոխարինելով կալցիումը։

Կադմիում. Այս մետաղի քիմիական հատկությունները նման են ցինկին: Այն կարող է փոխարինել վերջինիս մետաղ պարունակող ֆերմենտների ակտիվ կենտրոններում՝ հանգեցնելով ֆերմենտային պրոցեսների աշխատանքի կտրուկ խախտման։

Հանքաքարի հանքավայրերում կադմիումը սովորաբար առկա է ցինկի հետ միասին։ Ջրային համակարգերում կադմիումը կապվում է լուծված օրգանական նյութերի հետ, հատկապես, եթե դրանց կառուցվածքում առկա են սուլֆիհիդրիլ SH խմբեր։ Կադմիումը նաև բարդույթներ է առաջացնում ամինաթթուների, պոլիսախարիդների և հումինաթթուների հետ։ Այնուամենայնիվ, ենթադրվում է, որ այս լիգանների միայն բարձր կոնցենտրացիաների առկայությունը, որոնք կարող են կապել կադմիումը, դեռ բավարար չէ ազատ կադմիումի ակվա իոնների կոնցենտրացիան կենդանի օրգանիզմների համար անվտանգ մակարդակի հասցնելու համար: Ներքևի նստվածքների կողմից կադմիումի իոնների կլանումը մեծապես կախված է միջավայրի թթվայնությունից: Չեզոք ջրային միջավայրում ազատ կադմիումի իոնը գրեթե ամբողջությամբ ներծծվում է ստորին նստվածքների մասնիկներով։

Ընդամենը մի քանի տարի առաջ շրջակա միջավայր ներթափանցող կադմիումի աղբյուրները բավականին շատ էին: Այն բանից հետո, երբ ապացուցվեց դրա բարձր թունավորությունը, դրանց թիվը կտրուկ նվազեց (գոնե արդյունաբերական զարգացած երկրներում): ծանր մետաղական լճակ հող

Այժմ այս թունավոր նյութով շրջակա միջավայրի աղտոտման հիմնական աղբյուրը նիկել-կադմիումային մարտկոցների թաղման վայրերն են: Ինչպես արդեն նշվել է, կադմիումը հայտնաբերվել է Էթնա լեռան ժայթքման արդյունքում առաջացած արգասիքներում: Անձրևաջրերում կադմիումի կոնցենտրացիան կարող է գերազանցել 50 մկգ/լ-ը:

Քաղցրահամ ջրամբարներում և գետերում կադմիումի պարունակությունը տատանվում է 20-400 նգ/լ:

Նրա ամենացածր պարունակությունը օվկիանոսում գրանցվել է Խաղաղ օվկիանոսում՝ Ճապոնական կղզիներից արևելք (~ 0,8-9,6 նգ/լ 8-5500 մ խորության վրա)։ Այս մետաղը կուտակվում է ջրային բույսերում և ձկների ներքին օրգանների հյուսվածքներում (բայց ոչ կմախքի մկաններում)։

Կադմիումը, ընդհանուր առմամբ, ավելի քիչ թունավոր է բույսերի համար, քան մեթիլսնդիկը և թունավորությամբ համեմատելի է կապարի հետ:

Կադմիումի սուր թունավորության շեմը տատանվում է 0,09-ից մինչև 105 մկգ/լ քաղցրահամ ջրի ձկների համար: Ջրի կարծրության բարձրացումը մեծացնում է օրգանիզմի պաշտպանվածության աստիճանը կադմիումով թունավորումներից։ Հայտնի են տրոֆիկ շղթաներով օրգանիզմ ներթափանցած կադմիումով մարդկանց ծանր թունավորման դեպքեր (Itai-Itai հիվանդություն): Կադմիումը օրգանիզմից դուրս է գալիս երկար ժամանակով (մոտ 30 տարի):

Ծանր մետաղները հողերում

Հողերում ծանր մետաղների պարունակությունը, ինչպես հաստատվել է բազմաթիվ հետազոտողների կողմից, կախված է սկզբնական ապարների բաղադրությունից, որոնց զգալի բազմազանությունը կապված է տարածքների զարգացման բարդ երկրաբանական պատմության հետ։ Մայր ապարների քիմիական բաղադրությունը, որը ներկայացված է ապարների կլիմայական արտադրանքներով, կանխորոշված ​​է սկզբնական ապարների քիմիական բաղադրությամբ և կախված է սուպերգենի փոխակերպման պայմաններից: ծանր մետաղական լճակ հող

Հողերում ծանր մետաղների օքսիդների փոխակերպման առաջին փուլը նրանց փոխազդեցությունն է հողի լուծույթի և դրա բաղադրիչների հետ: Նույնիսկ այնպիսի պարզ համակարգում, ինչպիսին ջուրն է CO2-ի, մթնոլորտային օդի հետ հավասարակշռության մեջ, HM օքսիդները ենթարկվում են փոփոխությունների և զգալիորեն տարբերվում են կայունությամբ:

Տեխնոգենեզի ընթացքում հող մտնող ՀՄ-ների փոխակերպման գործընթացը ներառում է հետևյալ փուլերը.

1) ծանր մետաղների օքսիդների վերածումը հիդրօքսիդների (կարբոնատներ, բիկարբոնատներ).

2) ծանր մետաղների հիդրօքսիդների տարրալուծումը և համապատասխան ՀՄ կատիոնների կլանումը հողերի պինդ փուլերով.

3) ծանր մետաղների ֆոսֆատների և դրանց միացությունների առաջացումը հողի օրգանական նյութերի հետ.

Հողի մակերեսին արձակված ծանր մետաղները կուտակվում են հողի սյունակում, հատկապես վերին հորիզոնում և դանդաղորեն հեռացվում են տարրալվացման, բույսերի սպառման և էրոզիայի հետևանքով: ՀՄ-ների առաջին կիսամյակը զգալիորեն տարբերվում է տարբեր տարրերի համար՝ Zn - 70 - 510 տարի, Cd - 13 - 110 տարի, Cu - 310 - 1500 տարի, Pb - 740 - 5900 տարի։

Կապար (Pb): Ատոմային զանգված 207,2. Առաջնային տարրը թունավոր նյութ է: Բոլոր լուծվող կապարի միացությունները թունավոր են: Բնական պայմաններում այն ​​գոյություն ունի հիմնականում PbS-ի տեսքով։ Clark Pb երկրակեղևում 16.0 մգ/կգ. Համեմատած մյուս ՀՄ-ների հետ՝ այն ամենաքիչ շարժուն է, և տարրի շարժունակության աստիճանը մեծապես նվազում է, երբ հողերը կրաքարի են ենթարկվում։ Շարժական Pb-ն առկա է օրգանական նյութերի հետ բարդությունների տեսքով: Բարձր pH արժեքների դեպքում կապարը հողում քիմիապես ամրացվում է հիդրօքսիդի, ֆոսֆատի, կարբոնատային և Pb-օրգանական համալիրների տեսքով։

Հողերում կապարի բնական պարունակությունը ժառանգված է մայր ապարներից և սերտորեն կապված է դրանց հանքաբանական և քիմիական կազմի հետ: Այս տարրի միջին կոնցենտրացիան աշխարհի հողերում, ըստ տարբեր գնահատականների, հասնում է 10-ից մինչև 35 մգ/կգ։ Ռուսաստանում հողերի համար կապարի առավելագույն թույլատրելի կոնցենտրացիան համապատասխանում է 30 մգ/կգ, Գերմանիայում՝ 100 մգ/կգ։

Հողերում կապարի բարձր կոնցենտրացիաները կարող են կապված լինել ինչպես բնական երկրաքիմիական անոմալիաների, այնպես էլ մարդածին ազդեցության հետ: Տեխնածին աղտոտման դեպքում տարրի ամենաբարձր կոնցենտրացիան սովորաբար հանդիպում է հողի վերին շերտում։ Արդյունաբերական որոշ տարածքներում այն ​​հասնում է 1000 մգ/կգ-ի, իսկ Արևմտյան Եվրոպայի գունավոր մետալուրգիայի ձեռնարկությունների շուրջ հողի մակերեսային շերտում՝ 545 մգ/կգ։

Ռուսաստանում հողերում կապարի պարունակությունը զգալիորեն տարբերվում է՝ կախված հողի տեսակից, արդյունաբերական ձեռնարկությունների մոտիկությունից և բնական երկրաքիմիական անոմալիաներից։ Բնակելի տարածքների հողերում, հատկապես կապար պարունակող արտադրանքի օգտագործման և արտադրության հետ կապված հողերում, այս տարրի պարունակությունը հաճախ տասնյակ կամ ավելի անգամ գերազանցում է առավելագույն թույլատրելի կոնցենտրացիան: Ըստ նախնական հաշվարկների՝ երկրի տարածքի մինչև 28%-ը հողում ունի Pb պարունակություն՝ միջինը ֆոնային մակարդակից ցածր, իսկ 11%-ը կարող է դասակարգվել որպես ռիսկային գոտի։ Միևնույն ժամանակ, Ռուսաստանի Դաշնությունում կապարով հողի աղտոտման խնդիրն առաջնահերթ խնդիր է բնակելի տարածքներում։

Կադմիում (Cd): Ատոմային զանգված 112,4. Կադմիումը քիմիական հատկություններով մոտ է ցինկին, բայց նրանից տարբերվում է թթվային միջավայրում ավելի մեծ շարժունակությամբ և բույսերի համար ավելի մատչելիությամբ: Հողի լուծույթում մետաղը առկա է Cd2+-ի տեսքով և առաջացնում է բարդ իոններ և օրգանական քելատներ։ Մարդածին ազդեցության բացակայության դեպքում հողերում տարրի պարունակությունը որոշող հիմնական գործոնը մայր ապարներն են: Կադմիումի Կլարկը լիթոսֆերայում 0.13 մգ/կգ: Հողակազմ ապարներում մետաղի միջին պարունակությունը կազմում է՝ կավերում և թերթաքարերում՝ 0,15 մգ/կգ, լյոսային և լյոսանման կավերում՝ 0,08, ավազակավային և ավազակավերին՝ 0,03 մգ/կգ։ Արևմտյան Սիբիրի չորրորդական նստվածքներում կադմիումի կոնցենտրացիան տատանվում է 0,01-0,08 մգ/կգ սահմաններում։

Հողի մեջ կադմիումի շարժունակությունը կախված է շրջակա միջավայրից և ռեդոքսային ներուժից:

Աշխարհի հողերում կադմիումի միջին պարունակությունը 0,5 մգ/կգ է։ Նրա կոնցենտրացիան Ռուսաստանի եվրոպական մասի հողածածկույթում կազմում է 0,14 մգ/կգ սոդդիպոդզոլային հողում, 0,24 մգ/կգ՝ չեռնոզեմում, 0,07 մգ/կգ՝ Արևմտյան Սիբիրի հողերի հիմնական տեսակներում։ Ռուսաստանում ավազոտ և ավազակավային հողերի համար կադմիումի մոտավոր թույլատրելի պարունակությունը (ATC) կազմում է 0,5 մգ/կգ, Գերմանիայում՝ կադմիումի 3 մգ/կգ։

Հողի աղտոտումը կադմիումով համարվում է ամենավտանգավոր բնապահպանական երևույթներից մեկը, քանի որ այն նորմայից բարձր բույսերում կուտակվում է նույնիսկ հողի թույլ աղտոտման դեպքում: Հողի վերին շերտում կադմիումի ամենաբարձր կոնցենտրացիաները դիտվում են հանքարդյունաբերական տարածքներում՝ մինչև 469 մգ/կգ ցինկի ձուլարանների շուրջ, դրանք հասնում են 1700 մգ/կգ-ի:

Ցինկ (Zn). Ատոմային զանգված 65,4. Նրա կլարքը երկրակեղևում 83 մգ/կգ է։ Ցինկը կենտրոնացված է կավե նստվածքներում և թերթաքարերում՝ 80-ից 120 մգ/կգ քանակությամբ, Ուրալի դելյուվիալ, լյոսանման և կարբոնատային կավային հանքավայրերում, Արևմտյան Սիբիրի կավերում՝ 60-ից 80 մգ/կգ։

Հողերում Zn-ի շարժունակության վրա ազդող կարևոր գործոններն են կավե միներալների պարունակությունը և pH-ը: Երբ pH-ը մեծանում է, տարրը անցնում է օրգանական կոմպլեքսների մեջ և կապվում հողի հետ։ Ցինկի իոնները նույնպես կորցնում են շարժունակությունը՝ մտնելով մոնտմորիլլոնիտի բյուրեղային ցանցի միջփաթեթային տարածություններ։ Zn-ը օրգանական նյութերի հետ կազմում է կայուն ձևեր, ուստի շատ դեպքերում այն ​​կուտակվում է հումուսի բարձր պարունակությամբ հողային հորիզոններում և տորֆի մեջ։

Հողերում ցինկի ավելացման պատճառները կարող են լինել ինչպես բնական երկրաքիմիական անոմալիաները, այնպես էլ տեխնածին աղտոտումը: Դրա ստացման հիմնական մարդածին աղբյուրները հիմնականում գունավոր մետալուրգիայի ձեռնարկություններն են։ Այս մետաղով հողի աղտոտումը որոշ տարածքներում հանգեցրել է հողի վերին շերտում դրա չափազանց բարձր կուտակմանը` մինչև 66400 մգ/կգ: Այգու հողերում կուտակվում է մինչև 250 մգ/կգ ցինկ։ Ավազոտ և ավազոտ կավահողերի համար ցինկի MPC-ն 55 մգ/կգ է:

Պղինձ (Cu). Ատոմային զանգված 63,5. Քլարկը երկրակեղևում 47 մգ/կգ է (Վինոգրադով, 1962): Քիմիապես պղինձը ցածր ակտիվ մետաղ է։ Cu պարունակության արժեքի վրա ազդող հիմնարար գործոնը նրա կոնցենտրացիան հող առաջացնող ապարներում է: Մագմատիկ ապարներից տարրի ամենամեծ քանակությունը կուտակվում է հիմնական ապարներում՝ բազալտներում (100-140 մգ/կգ) և անդեզիտներում (20-30 մգ/կգ): Պղնձով պակաս հարուստ են ծածկույթը և լյոսանման կավերը (20-40 մգ/կգ): Դրա ամենացածր պարունակությունը նկատվում է ավազաքարերում, կրաքարերում և գրանիտներում (5-15 մգ/կգ): Նախկին ԽՍՀՄ եվրոպական մասի կավերում մետաղի կոնցենտրացիան հասնում է 25 մգ/կգ-ի, լյոսանման կավերում՝ 18 մգ/կգ։ Ավազակավային և ավազոտ հողաստեղծ ապարներ Գորնի Ալթայկուտակում են միջինը 31 մգ/կգ պղինձ, Արևմտյան Սիբիրի հարավում՝ 19 մգ/կգ։

Հողերում պղինձը թույլ միգրացիոն տարր է, թեև շարժական ձևի պարունակությունը կարող է բավականին բարձր լինել։ Շարժական պղնձի քանակը կախված է բազմաթիվ գործոններից՝ հիմնական ապարների քիմիական և հանքաբանական բաղադրությունը, հողի լուծույթի pH-ը, օրգանական նյութերի պարունակությունը և այլն: Հողի մեջ պղնձի ամենամեծ քանակությունը կապված է երկաթի օքսիդների հետ, մանգան, երկաթի և ալյումինի հիդրօքսիդներ և, հատկապես, մոնտմորիլլոնիտի և վերմիկուլիտի հետ։ Հումիկ և ֆուլվիկ թթուները ունակ են պղնձի հետ կայուն բարդույթներ ստեղծել։ 7-8 pH-ի դեպքում պղնձի լուծելիությունն ամենացածրն է։

Աշխարհի հողերում պղնձի միջին պարունակությունը 30 մգ/կգ է։ Արդյունաբերական աղտոտման աղբյուրների մոտ որոշ դեպքերում նկատվում է հողի աղտոտվածություն պղնձով մինչև 3500 մգ/կգ: Նախկին ԽՍՀՄ կենտրոնական և հարավային շրջանների հողերում մետաղի միջին պարունակությունը կազմում է 4,5-10,0 մգ/կգ, Արևմտյան Սիբիրի հարավում՝ 30,6 մգ/կգ, Սիբիրում և Հեռավոր Արևելքում՝ 27,8 մգ/կգ։ Ռուսաստանում պղնձի առավելագույն թույլատրելի կոնցենտրացիան 55 մգ/կգ է, ավազոտ և ավազակավային հողերի համար առավելագույն թույլատրելի կոնցենտրացիան՝ 33 մգ/կգ, Գերմանիայում՝ 100 մգ/կգ։

Նիկել (Ni). Ատոմային զանգված 58,7. Մայրցամաքային նստվածքներում այն ​​առկա է հիմնականում սուլֆիդների և արսենիտների տեսքով, ինչպես նաև կապված է կարբոնատների, ֆոսֆատների և սիլիկատների հետ։ Երկրակեղևում գտնվող տարրի Կլարկը 58 մգ/կգ է։ Ուլտրահիմնային (1400-2000 մգ/կգ) և հիմնային (200-1000 մգ/կգ) ապարները կուտակում են մետաղի ամենամեծ քանակությունը, մինչդեռ նստվածքային և թթվային ապարները պարունակում են այն շատ ավելի ցածր կոնցենտրացիաներով՝ 5-90 և 5-15 մգ/կգ, համապատասխանաբար. Նրանց գրանուլոմետրիկ բաղադրությունը մեծ դեր է խաղում հող առաջացնող ապարներում նիկելի կուտակման գործում։ Օգտվելով Արևմտյան Սիբիրի հողաստեղծ ապարների օրինակից՝ կարելի է տեսնել, որ ավելի թեթև ապարներում դրա պարունակությունն ամենացածրն է, ծանր ապարներում՝ ամենաբարձրը՝ ավազներում՝ 17, ավազակավային և թեթև կավահողերում՝ 22, միջին կավերում՝ 36։ , ծանր կավերը և կավերը -49.

Հողերում նիկելի պարունակությունը մեծապես կախված է հող առաջացնող ապարներին այս տարրի մատակարարումից: Նիկելի ամենաբարձր կոնցենտրացիաները սովորաբար նկատվում են կավե և կավային հողերում, հիմնային և հրաբխային ապարների վրա ձևավորված և օրգանական նյութերով հարուստ հողերում: Ni-ի բաշխումը հողի պրոֆիլում որոշվում է օրգանական նյութերի, ամորֆ օքսիդների և կավե ֆրակցիայի քանակով:

Նիկելի կոնցենտրացիայի մակարդակը հողի վերին շերտում կախված է նաև տեխնածին աղտոտվածության աստիճանից։ Զարգացած մետաղամշակման արդյունաբերություն ունեցող տարածքներում նիկելի շատ մեծ կուտակում կա հողերում. Կանադայում դրա համախառն պարունակությունը հասնում է 206-26000 մգ/կգ-ի, իսկ Մեծ Բրիտանիայում շարժական ձևերի պարունակությունը հասնում է 506-600 մգ/կգ-ի։ Մեծ Բրիտանիայի, Հոլանդիայի, Գերմանիայի, կեղտաջրերի տիղմով մշակված հողերում նիկելը կուտակվում է մինչև 84-101 մգ/կգ։ Ռուսաստանում (ըստ գյուղատնտեսական հողերի 40-60% հողերի հետազոտության) այս տարրով աղտոտված է հողի ծածկույթի 2,8%-ը։ Նի-ով աղտոտված հողերի տեսակարար կշիռը այլ ՀՄ-երի մեջ (Pb, Cd, Zn, Cr, Co, As և այլն) իրականում ամենակարևորն է և զիջում է միայն պղնձով աղտոտված հողերին (3.8%): Ըստ «Բուրյացկայա» ագրոքիմիական ծառայության պետական ​​կայանի հողի մոնիտորինգի տվյալների՝ 1993-1997 թթ. Բուրյաթիայի Հանրապետության տարածքում նիկելի առավելագույն թույլատրելի կոնցենտրացիայի գերազանցում է գրանցվել հետազոտված գյուղատնտեսական տարածքի հողերի 1,4%-ի վրա, որոնց թվում են Զակամենսկի հողերը (հողատարածքի 20%-ը՝ 46 հազար հեկտար: աղտոտված) և Խորինսկի շրջանները (հողատարածքի 11%-ը` 8 հազար հեկտար աղտոտված է):

Chromium (Cr): Ատոմային զանգված 52. Բնական միացություններում քրոմն ունի +3 և +6 վալենտություն։ Cr3+-ի մեծ մասը առկա է քրոմիտ FeCr2O4-ում կամ սպինելային այլ միներալներում, որտեղ այն փոխարինում է Fe-ին և Al-ին, որոնց շատ մոտ է իր երկրաքիմիական հատկություններով և իոնային շառավղով:

Երկրակեղևում քրոմի Կլարկը՝ 83 մգ/կգ։ Նրա ամենաբարձր կոնցենտրացիաները հրային ապարների մեջ բնորոշ են ուլտրամաֆիկ և հիմնային ապարներին (համապատասխանաբար 1600-3400 և 170-200 մգ/կգ), ամենացածրը՝ միջին ապարների համար (15-50 մգ/կգ) և ամենացածրը՝ թթվային ապարներին (4- 25 մգ/կգ): Նստվածքային ապարներից տարրի առավելագույն պարունակությունը հայտնաբերվել է կավային նստվածքներում և թերթաքարերում (60-120 մգ/կգ), նվազագույնը՝ ավազաքարերում և կրաքարերում (5-40 մգ/կգ): Տարբեր շրջանների հողաստեղծ ապարներում մետաղի պարունակությունը շատ բազմազան է։ Նախկին ԽՍՀՄ եվրոպական մասում դրա պարունակությունը առավել տարածված հողաստեղծ ապարներում, ինչպիսիք են լյոսը, լյեսանման կարբոնատը և ծածկույթային կավերը միջինում կազմում է 75-95 մգ/կգ: Արևմտյան Սիբիրի հողաստեղծ ապարները պարունակում են միջինը 58 մգ/կգ Cr, և դրա քանակությունը սերտորեն կապված է ապարների գրանուլոմետրիկ կազմի հետ. 60 մգ/կգ.

Հողերում քրոմի մեծ մասը առկա է Cr3+ տեսքով: Թթվային միջավայրում Cr3+ իոնն իներտ է pH 5,5-ում, այն գրեթե ամբողջությամբ նստում է: Cr6+ իոնը չափազանց անկայուն է և հեշտությամբ մոբիլիզացվում է ինչպես թթվային, այնպես էլ ալկալային հողերում: Կավերի կողմից քրոմի կլանումը կախված է միջավայրի pH-ից. pH-ի աճի հետ նվազում է Cr6+-ի կլանումը, իսկ Cr3+-ը մեծանում է։ Հողի օրգանական նյութերը խթանում են Cr6+-ի կրճատումը Cr3+:

Քրոմի բնական պարունակությունը հողերում հիմնականում կախված է նրա կոնցենտրացիայից հողաստեղծ ապարներում, իսկ դրա բաշխումը հողի պրոֆիլի երկայնքով՝ կախված հողի ձևավորման առանձնահատկություններից, մասնավորապես՝ գենետիկ հորիզոնների հատիկաչափական կազմից: Հողերում քրոմի միջին պարունակությունը 70 մգ/կգ է։ Տարրի ամենաբարձր պարունակությունը դիտվում է այս մետաղով հարուստ հիմնային և հրաբխային ապարների վրա առաջացած հողերում։ ԱՄՆ-ում հողերում Cr-ի միջին պարունակությունը 54 մգ/կգ է, Չինաստանում՝ 150 մգ/կգ, Ուկրաինայում՝ 400 մգ/կգ։ Ռուսաստանում նրա բարձր կոնցենտրացիաները հողերում բնական պայմաններում պայմանավորված են հողաստեղծ ապարների հարստացմամբ։ Կուրսկի չեռնոզեմները պարունակում են 83 մգ/կգ քրոմ, մոսկովյան շրջանի սխտորպոդզոլային հողերը՝ 100 մգ/կգ։ Սերպենտինիտների վրա առաջացած Ուրալի հողերում մետաղը պարունակում է մինչև 10000 մգ/կգ, Արևմտյան Սիբիրում՝ 86-115 մգ/կգ։

Շատ զգալի է մարդածին աղբյուրների ներդրումը քրոմի մատակարարման գործում: Քրոմի մետաղը հիմնականում օգտագործվում է քրոմապատման համար՝ որպես լեգիրված պողպատների բաղադրիչ: Հողի աղտոտվածությունը Cr-ով նկատվում է ցեմենտի գործարաններից, երկաթ-քրոմ խարամի աղբավայրերից, նավթավերամշակող գործարաններից, գունավոր և գունավոր մետալուրգիայի ձեռնարկություններից արտանետումներից, գյուղատնտեսության մեջ արդյունաբերական կեղտաջրերի տիղմի, հատկապես կաշեգործարանների և հանքային պարարտանյութերի օգտագործման պատճառով: Տեխնածին աղտոտված հողերում քրոմի ամենաբարձր կոնցենտրացիաները հասնում են 400 մգ/կգ կամ ավելի, ինչը բնորոշ է հատկապես խոշոր քաղաքներին։ Բուրյաթիայում, 1993-1997 թվականներին «Բուրյացկայա» ագրոքիմիական ծառայության պետական ​​կայանի կողմից իրականացված հողերի մոնիտորինգի տվյալների համաձայն, քրոմով աղտոտված է 22 հազար հեկտար: MPC-ի 1,6-1,8 անգամ գերազանցումներ են գրանցվել Ջիդինսկի (6,2 հազար հեկտար), Զակամենսկի (17,0 հազար հա) և Տունկինսկի (14,0 հազար հա) շրջաններում: Ռուսաստանում հողերում քրոմի առավելագույն թույլատրելի կոնցենտրացիան դեռ մշակված չէ, սակայն Գերմանիայում գյուղատնտեսական նշանակության հողերի համար այն 200-500 է, կենցաղային հողամասերի համար՝ 100 մգ/կգ։

Ծանր մետաղների ազդեցությունը հողի մանրէաբանական ցենոզի վրա

Հողի աղտոտվածության ամենաարդյունավետ ախտորոշիչ ցուցանիշներից է նրա կենսաբանական վիճակը, որը կարելի է գնահատել դրանում բնակվող հողի միկրոօրգանիզմների կենսունակությամբ։

Պետք է հաշվի առնել նաև, որ միկրոօրգանիզմները կարևոր դեր են խաղում հողում ծանր մետաղների միգրացիայի գործում։ Կյանքի գործընթացում նրանք հողի էկոհամակարգում հանդես են գալիս որպես արտադրող, սպառող և փոխադրող: Հողային շատ սնկեր ցուցաբերում են ծանր մետաղները անշարժացնելու հատկություն՝ ամրացնելով դրանք միկելիումում և ժամանակավորապես բացառելով դրանք ցիկլից: Բացի այդ, սունկ, սեկրեցիա օրգանական թթուներ, չեզոքացնել այդ տարրերի ազդեցությունը՝ դրանց հետ ձևավորելով բաղադրիչներ, որոնք ավելի քիչ թունավոր են և հասանելի բույսերի համար, քան ազատ իոնները։

Ծանր մետաղների կոնցենտրացիաների ավելացման ազդեցությամբ նկատվում է ֆերմենտների ակտիվության կտրուկ նվազում՝ ամիլազ, դեհիդրոգենազ, ուրեազ, ինվերտազ, կատալազ, ինչպես նաև միկրոօրգանիզմների որոշակի ագրոնոմիկ արժեքավոր խմբերի քանակը։ ՀՄ-ները արգելակում են հողերում տարբեր նյութերի հանքայնացման և սինթեզի գործընթացները, ճնշում են հողի միկրոօրգանիզմների շնչառությունը, առաջացնում են միկրոբիոստատիկ ազդեցություն և կարող են հանդես գալ որպես մուտագեն գործոն։ Հողի մեջ ծանր մետաղների ավելցուկային պարունակությամբ նվազում է նյութափոխանակության պրոցեսների ակտիվությունը, վերարտադրողական օրգանների կառուցվածքում տեղի են ունենում մորֆոլոգիական վերափոխումներ և հողի բիոտայի այլ փոփոխություններ։ ՀՄ-ները կարող են զգալիորեն ճնշել կենսաքիմիական ակտիվությունը և փոփոխություններ առաջացնել հողի միկրոօրգանիզմների ընդհանուր քանակում։

Հողի աղտոտումը ծանր մետաղներով որոշակի փոփոխություններ է առաջացնում հողի միկրոօրգանիզմների համալիրի տեսակային կազմի մեջ: Որպես ընդհանուր օրինաչափություն, աղտոտվածության պատճառով նկատվում է հողի միկրոմիցետների համալիրի տեսակային հարստության և բազմազանության զգալի նվազում: Աղտոտված հողի մանրէաբանական համայնքում ի հայտ են գալիս միկրոմիցետների տեսակներ, որոնք անսովոր են նորմալ պայմանների համար և դիմացկուն են ՀՄ-ին: Հողի աղտոտվածության նկատմամբ միկրոօրգանիզմների հանդուրժողականությունը կախված է նրանց պատկանելությունից տարբեր համակարգային խմբերի: Bacillus ցեղի տեսակները, նիտրացնող միկրոօրգանիզմները, շատ զգայուն են ծանր մետաղների, streptomycetes և ցելյուլոզը քայքայող բազմաթիվ միկրոօրգանիզմների նկատմամբ, իսկ ակտինոմիցետները առավել դիմացկուն են:

Ծանր մետաղների ցածր կոնցենտրացիաների դեպքում նկատվում է մանրէաբանական համայնքի զարգացման որոշակի խթանում, այնուհետև կոնցենտրացիաների աճի հետ տեղի է ունենում մասնակի արգելակում և, վերջապես, դրա ամբողջական ճնշումը։ Տեսակների կազմի զգալի փոփոխությունները գրանցվում են ՀՄ կոնցենտրացիաներում 50-300 անգամ ավելի բարձր, քան ֆոնայինները:

Մանրէաբանական համայնքների կենսագործունեության արգելակման աստիճանը կախված է նաև հողն աղտոտող կոնկրետ մետաղների ֆիզիոլոգիական և կենսաքիմիական հատկություններից։ Կապարը բացասաբար է անդրադառնում հողում բիոտիկ ակտիվության վրա՝ արգելակելով ֆերմենտների ակտիվությունը, նվազեցնելով ածխաթթու գազի արտազատման ինտենսիվությունը և միկրոօրգանիզմների քանակը՝ առաջացնելով միկրոօրգանիզմների նյութափոխանակության խանգարումներ, հատկապես՝ շնչառության և բջիջների բաժանման գործընթացները։ 12 մգ/կգ կոնցենտրացիայի դեպքում կադմիումի իոնները խախտում են մթնոլորտային ազոտի ֆիքսումը, ինչպես նաև ամոնիֆիկացման, նիտրացման և ապանիտրացման գործընթացները։ Սնկերը առավել ենթակա են կադմիումի ազդեցությանը, և որոշ տեսակներ ամբողջովին անհետանում են մետաղի հողը մտնելուց հետո: Հողերում ցինկի ավելցուկը խոչընդոտում է ցելյուլոզայի քայքայման խմորումը, միկրոօրգանիզմների շնչառությունը, ուրեազի ազդեցությունը և այլն, ինչի հետևանքով խախտվում են հողերում օրգանական նյութերի փոխակերպման գործընթացները։ Բացի այդ, ծանր մետաղների թունավոր ազդեցությունը կախված է մետաղների հավաքածուից և միկրոբիոտայի վրա դրանց փոխադարձ ազդեցությունից (հակագոնիստական, սիներգիստական ​​կամ կուտակային): Այսպիսով, ծանր մետաղներով հողի աղտոտման ազդեցության տակ հողի միկրոօրգանիզմների համալիրում տեղի են ունենում փոփոխություններ։ Սա արտահայտվում է տեսակների հարստության և բազմազանության նվազմամբ և աղտոտվածության նկատմամբ հանդուրժող միկրոօրգանիզմների համամասնության աճով Ծանր մետաղներով հողի աղտոտվածության մակարդակը ազդում է հողերի կենսաքիմիական ակտիվության ցուցանիշների, տեսակների կառուցվածքի և մանրէաբանական համայնքների ընդհանուր թվի վրա: Այն հողերում, որտեղ ծանր մետաղների պարունակությունը գերազանցում է ֆոնը 2-5 և ավելի անգամ, ֆերմենտային ակտիվության անհատական ​​ցուցանիշներն առավել նկատելիորեն փոխվում են, ամիլոլիտիկ մանրէաբանական համայնքի ընդհանուր կենսազանգվածը փոքր-ինչ աճում է, ինչպես նաև փոխվում են այլ մանրէաբանական ցուցանիշները: ՀՄ պարունակության հետագա աճով մինչև մեկ կարգի մեծության, հայտնաբերվում է հողի միկրոօրգանիզմների կենսաքիմիական ակտիվության որոշակի ցուցանիշների զգալի նվազում: Գոյություն ունի հողում ամիլոլիտիկ մանրէաբանական համայնքի գերակայության վերաբաշխում։ Ծանր մետաղներ պարունակող հողերում ֆոնային մակարդակներից մեկից երկու կարգով բարձր կոնցենտրացիաներում, մանրէաբանական պարամետրերի մի ամբողջ խմբի փոփոխությունները նշանակալի են: Հողի միկրոմիցետների տեսակների թիվը կրճատվում է, և առավել դիմացկուն տեսակները սկսում են բացարձակապես գերակշռել։ Երբ ծանր մետաղների պարունակությունը հողում գերազանցում է ֆոնը երեք կարգով, նկատվում են գրեթե բոլոր մանրէաբանական պարամետրերի կտրուկ փոփոխություններ։ Հողերում ծանր մետաղների նշված կոնցենտրացիաների դեպքում միկրոբիոտան, որը նորմալ է չաղտոտված հողի համար, արգելակվում և ոչնչացվում է: Միևնույն ժամանակ ակտիվորեն զարգանում են և նույնիսկ բացարձակապես գերիշխող միկրոօրգանիզմների շատ սահմանափակ քանակություն, որոնք կայուն են ՀՄ-ներին, հիմնականում՝ միկրոմիցետները։ Վերջապես, երբ հողերում HM-ի կոնցենտրացիան գերազանցում է ֆոնային մակարդակը չորս կամ ավելի կարգով, հայտնաբերվում է հողերի մանրէաբանական ակտիվության աղետալի նվազում, որը սահմանակից է միկրոօրգանիզմների ամբողջական մահվանը:

Ծանր մետաղները բույսերում

Բուսական մթերքները հանդիսանում են մարդկանց և կենդանիների HM-ների հիմնական աղբյուրը: Տարբեր աղբյուրների համաձայն՝ ՀՄ-ի 40-ից 80%-ը գալիս է դրանով, իսկ միայն 20-40%-ը՝ օդով և ջրով։ Ուստի հանրային առողջությունը մեծապես կախված է սննդի համար օգտագործվող բույսերում մետաղների կուտակման մակարդակից:

Բույսերի քիմիական կազմը, ինչպես հայտնի է, արտացոլում է հողերի տարերային բաղադրությունը։ Հետևաբար, բույսերի կողմից ՀՄ-ների չափից ավելի կուտակումը պայմանավորված է հիմնականում հողերում դրանց բարձր կոնցենտրացիաներով: Իրենց կենսագործունեության ընթացքում բույսերը շփվում են միայն ծանր մետաղների առկա ձևերի հետ, որոնց քանակությունը, իր հերթին, սերտորեն կապված է հողի բուֆերային հզորության հետ: Այնուամենայնիվ, ՀՄ-ներին կապելու և ապաակտիվացնելու հողերի կարողությունն ունի իր սահմանները, և երբ նրանք այլևս չեն կարողանում հաղթահարել մետաղների ներգնա հոսքը, կարևոր է դառնում հենց բույսերում ֆիզիոլոգիական և կենսաքիմիական մեխանիզմների առկայությունը, որոնք խոչընդոտում են դրանց մուտքը:

Ավելորդ ՀՄ-ների նկատմամբ բույսերի դիմադրության մեխանիզմները կարող են դրսևորվել տարբեր ուղղություններով. որոշ տեսակներ կարողանում են կուտակել ՀՄ-ների բարձր կոնցենտրացիաներ, բայց ցուցաբերում են հանդուրժողականություն դրանց նկատմամբ. մյուսները ձգտում են նվազեցնել իրենց ընդունումը՝ առավելագույնի հասցնելով դրանց օգտագործումը արգելքի գործառույթներ. Բույսերի մեծ մասի համար առաջին խոչընդոտը արմատներն են, որտեղ պահպանվում է HM-ի ամենամեծ քանակությունը, հաջորդը՝ ցողուններն ու տերևները, և վերջապես, վերջինը՝ վերարտադրողական ֆունկցիայի համար պատասխանատու բույսերի օրգաններն ու մասերը (առավել հաճախ՝ սերմեր և պտուղները, ինչպես նաև արմատները և պալարները և այլն)

Այնուամենայնիվ, այս օրինաչափությունները միշտ չէ, որ կրկնվում են, ինչը, հավանաբար, պայմանավորված է բույսերի աճի պայմաններով և նրանց գենետիկական առանձնահատկություններով: Եղել են դեպքեր, երբ նույն մշակաբույսերի տարբեր տեսակներ, որոնք աճում են նույնքան աղտոտված հողի վրա, պարունակում են տարբեր քանակությամբ ծանր մետաղներ: Այս փաստը, ըստ երևույթին, պայմանավորված է բոլոր կենդանի օրգանիզմներին բնորոշ ներտեսակային պոլիմորֆիզմով, որը կարող է դրսևորվել նաև բնական միջավայրի տեխնոգեն աղտոտման դեպքում։ Բույսերի այս հատկությունը կարող է հիմք դառնալ գենետիկական բուծման հետազոտության համար՝ նպատակ ունենալով ստեղծել սորտեր, որոնք ունեն պաշտպանական ավելի մեծ հնարավորություններ՝ կապված ՀՄ-ների ավելցուկային կոնցենտրացիաների հետ:

Չնայած տարբեր բույսերի ծանր մետաղների կուտակման զգալի փոփոխականությանը, տարրերի կենսակուտակումն ունի որոշակի միտում, ինչը թույլ է տալիս դրանք դասակարգել մի քանի խմբերի. 1) Cd, Cs, Rb - ինտենսիվ կլանման տարրեր. 2) Zn, Mo, Cu, Pb, As, Co - միջին կլանումը; 3) Mn, Ni, Cr - թույլ կլանում և 4) Se, Fe, Ba, Te - տարրեր, որոնք դժվար է մուտք գործել բույսերի համար:

Ծանր մետաղների բույսեր մուտք գործելու մեկ այլ եղանակ օդային հոսանքներից սաղարթային կլանումն է: Դա տեղի է ունենում, երբ մթնոլորտից մետաղների զգալի արտահոսք կա տերևային ապարատի վրա, առավել հաճախ խոշոր արդյունաբերական ձեռնարկությունների մոտ: Տարրերի մուտքը բույսեր տերևների միջոցով (կամ սաղարթային կլանումը) տեղի է ունենում հիմնականում կուտիկուլի միջով ոչ նյութափոխանակության ներթափանցման միջոցով: Տերևներով կլանված ՀՄ-ները կարող են տեղափոխվել այլ օրգաններ և հյուսվածքներ և ներառվել նյութափոխանակության մեջ։ Տերևների և ցողունների վրա փոշու արտանետումներով կուտակված մետաղները վտանգ չեն ներկայացնում մարդկանց համար, եթե բույսերը մանրակրկիտ լվացվեն ուտելուց առաջ: Այնուամենայնիվ, կենդանիները, որոնք ուտում են նման բուսականություն, կարող են մեծ քանակությամբ ծանր մետաղներ ստանալ:

Երբ բույսերը աճում են, տարրերը վերաբաշխվում են իրենց օրգաններով: Միաժամանակ պղնձի և ցինկի համար սահմանվում է դրանց պարունակության հետևյալ օրինաչափությունը՝ արմատներ > հացահատիկ > ծղոտ։ Կապարի, կադմիումի և ստրոնցիումի համար այն ունի այլ ձև՝ արմատներ > ծղոտ > հացահատիկ: Հայտնի է, որ ծանր մետաղների կուտակման հետ կապված բույսերի տեսակային առանձնահատկություններին զուգահեռ, կան նաև որոշակի. ընդհանուր օրինաչափություններ. Օրինակ, ՀՄ-ների ամենաբարձր պարունակությունը հայտնաբերվել է տերլազարդ բանջարեղենի և սիլոսի մշակաբույսերի մեջ, իսկ ամենացածրը՝ հատիկաընդեղենը, հացահատիկային և արդյունաբերական մշակաբույսերը:

Ջրային մարմինների մաքրում ալկալիներից և ծանր մետաղներից՝ օգտագործելով բարձրակարգ ջրային բույսեր

Ժուտով Ա.Ս., Լոբկովա Գ.Վ., Գուբինա Տ.Ի., Ռոգաչովա Ս.Մ. Գագարինի անվան Սարատովի պետական ​​տեխնիկական համալսարան Յու.Ա. Կարևոր խնդիր ժամանակակից էկոլոգիաջրային ռեսուրսների պահպանումն ու վերարտադրությունն է, որոնք մարդկային տնտեսական գործունեության արդյունքում զգալի մարդածին ճնշում են զգում: Ներկայումս ծանր մետաղների միացությունները (ՀՄ) հանդիսանում են արդյունաբերական թափոններով ջրային մարմիններ մտնող ամենատարածված աղտոտիչները և զգալի վտանգ են ներկայացնում կենսացենոզների համար, երբ ջրի մեջ ՀՄ կոնցենտրացիան գերազանցում է սանիտարահիգիենիկ չափանիշները: Մեկ այլ բնապահպանական խնդիրէներգետիկ օբյեկտներում ստեղծել ջրօգտագործման փակ համակարգեր. Ջուրն անընդհատ գոլորշիանում է արհեստական ​​ջրամբարների մակերևույթից, ինչը նպաստում է հովացման լճակներում աղի պարունակության ավելացմանը (CP): Դրանք հիմնականում ալկալային և հողալկալիական մետաղների քլորիդներ և սուլֆատներ են: Հանքայնացման ավելացումը հանգեցնում է ջրային մարմինների հիդրոքիմիական պարամետրերի փոփոխության և բարդացնում է ջրի հետագա օգտագործումը արդյունաբերության մեջ, հատկապես վերամշակման ջրամատակարարման մեջ և պահանջում է լրացուցիչ մաքրում: Ջրային մարմինների աղիությունը մեծ ազդեցություն ունի սննդանյութերի կուտակման, բույսերի տեսակային բազմազանության և վերջիններիս հարմարվողական մեխանիզմների վրա։ Վերջերս դրանք օգտագործվել են ջրային համակարգերի մաքրման համար: կենսաբանական մեթոդներ , մասնավորապես բուսավերականգնումը, որն օգտագործում է բարձրագույն ջրային բույսերի (ՀԱԲ) կարողությունը՝ կուտակելու, օգտագործելու և փոխակերպելու տարբեր քիմիական բնույթի նյութեր։ Բուսավերականգնման գործընթացում թունավոր նյութերը կլանվում են բույսերի կողմից, ապաակտիվացվում, ապա կենսազանգվածի հետ միասին հեռացվում ջրային մարմիններից: Նկարագրված է, որ VVR-ն կարող է օգտագործվել ջրային մարմինները ծանր մետաղներից, թունաքիմիկատներից, ռադիոնուկլիդներից և այլն մաքրելու համար: Ինչ վերաբերում է ջրային մարմինների աղիությունը նվազեցնելու տարբեր ջրային բույսերի ունակության ուսումնասիրություններին, ապա նման ուսումնասիրություններ մինչ օրս չեն իրականացվել: Այնուամենայնիվ, հիմք ընդունելով հեղինակների աշխատությունները ջրային մարմինների աղիության նկատմամբ տարբեր ջրային արձագանքող նյութերի արձագանքի վերաբերյալ, կարելի է ենթադրել, որ հնարավոր է ջրային մնացորդներ օգտագործել ջրային մարմինների ֆիտոդեմինալիզացիայի ժամանակ: Այս աշխատանքում ուսումնասիրվել են տարբեր բնույթի (ալկալային և ծանր) մետաղների աղերի ֆիտոարդյունահանման գործընթացները VVR-ի միջոցով։ Ուսումնասիրվել է VVR-ի` եղջյուրի (Ceratophillum demersum L.), էլոդեայի (Elodea сanadensis Rich. et Michx.) և էյխորնիայի (Eichornia crassipes Mart.) կարողությունը` կլանել ալկալիական մետաղների աղերը ջրում: Բալակովո ԱԷԿ-ի հովացման լճակի օրինակով որոշվել է ջրի աղիությունը նվազեցնելու այս տեսակի ջրի և ջրի մաքրման համակարգերի կարողությունը: Հաստատվել է, որ բոլոր մակրոֆիտները հանդուրժող են NaCl, Na2SO4 և KCl աղերի նկատմամբ մինչև 0,5-1 գ/լ կոնցենտրացիաներում։ Էյխորնիան ունի ամենամեծ արդյունահանման ունակությունը մինչև 1 գ/լ աղի կոնցենտրացիաների դեպքում: Սակայն BalNPP CP-ում այդ աղերի պարունակությունը շատ ավելի ցածր է, քան նշված արժեքները, ինչը վկայում է այս ջրամբարում ընտրված բույսերի մշակման հնարավորության մասին: Elodea-ի համար աղերի առավելագույն կլանումը դիտվել է դրանց սկզբնական կոնցենտրացիայի դեպքում՝ 1,5 գ/լ Na2SO4; 1 գ/լ NaCl; 0,5 գ/լ KCl եւ կազմել 6,9%; 5,7%; 2,4% համապատասխանաբար։ Բաղնիքի համար այս գործընթացը արդյունավետ է NaCl 1 գ/լ (7%) պարունակության դեպքում; Na2SO4 - 2 գ/լ (14,3%); KCl - 2 գ / լ (10,9%): Էյխորնիայի կողմից աղերի ինտենսիվ կլանումը նշվել է 0,5 գ/լ (8,8%) NaCl սկզբնական կոնցենտրացիաների ժամանակ; Na2SO4 - 0,5 գ/լ (8,4%); KCl - 1 գ/լ (9,5%): Որոշվել է աբիոտիկ գործոնների ազդեցությունը աղազերծման գործընթացների ինտենսիվության վրա: Ապացուցված է, որ ջերմաստիճանի և օրվա երկարության բարձրացումը մեծացնում է աղի կլանման գործընթացների ինտենսիվությունը: Այսպիսով, elodea-ի, hornwort-ի և eichornia-ի մշակման օպտիմալ արժեքներն էին 24°C ջերմաստիճանը և 12 ժամ օրվա տևողությունը՝ արդյունավետորեն նվազեցրեց նատրիումի և կալցիումի կատիոնների կոնցենտրացիան: Միաժամանակ, ջերմաստիճանի բարձրացման հետ մեկտեղ ավելացել է այդ իոնների կլանման տոկոսը։ Այսպիսով, 20°C ջերմաստիճանում նատրիումի իոնների կլանման տոկոսը կազմել է 10,0%, իսկ 27°C ջերմաստիճանում` 21,5%: Կալցիումի իոնների համար նմանատիպ ցուցանիշները կազմում են համապատասխանաբար 32,1% և 36,3%: Առաջին անգամ ցույց տվեցին, որ երբ ջերմաստիճանն իջել է մինչև 14°C, աղեր են բաց թողնվել էլոդեայից և եղջյուրից, ինչը կարող է առաջացնել ջրամբարի երկրորդային աղտոտում։ Աղյուսակում Նկար 1-ում ներկայացված են BalNPP CP-ում բույսերի 10-օրյա աճեցման արդյունքում տարբեր իոնների կլանման փորձարարական տվյալներ, որոնք ցույց են տալիս, որ Էյխորնիան ունի նաև անիոններ կլանելու լավագույն ունակությունը:

...

Նմանատիպ փաստաթղթեր

Ծանր մետաղների ընդհանուր բնութագրերը, դրանց ձևերը շրջակա միջավայրում: Ծանր մետաղների շրջակա միջավայր ներթափանցող աղբյուրները. Բիոինդիկացիայի տեսություն և մեթոդներ. Կենսաբանական օբյեկտները որպես ծանր մետաղներով շրջակա միջավայրի աղտոտման ցուցիչներ.

դասընթացի աշխատանք, ավելացվել է 27.09.2013թ


Ծանր մետաղների աղբյուրները, որոնք մտնում են ջրային էկոհամակարգեր. Ծանր մետաղների թունավոր ազդեցությունը մարդկանց վրա. Գոմել քաղաքի տարածքում գտնվող ջրամբարների մակերևութային ջրերի կապարով, պղնձով, քրոմով, ցինկով և նիկելով աղտոտվածության աստիճանի գնահատում։

թեզ, ավելացվել է 06/08/2013 թ


Շրջակա միջավայրում ծանր մետաղների բաշխման խնդրի հիմնական բնապահպանական և քիմիական ասպեկտների ուսումնասիրություն: Մակերեւութային ջրերում ծանր մետաղների ձևերը և դրանց թունավորությունը. Ծանր մետաղները հողերում և բույսերում. Հողերի մանրէաբանական ցենոզ.

վերացական, ավելացվել է 25.12.2010թ


Ծանր մետաղների հայեցակարգը, դրանց կենսաերկրաքիմիական հատկությունները և շրջակա միջավայրում առաջացման ձևերը: Ծանր մետաղների շարժունակությունը հողում. Հողերում և բույսերում ծանր մետաղների կարգավորման տեսակները. Քաղաքային հողերի աղտոտման աերոգեն և ջրածին մեթոդներ.

դասընթացի աշխատանք, ավելացվել է 07/10/2015 թ


Քաղաքային հողերի և հողերի աղտոտվածության աղբյուրները, բնույթը և աստիճանը: Չելյաբինսկի տարածքները, որոնք ենթակա են առավել ինտենսիվ աղտոտվածության. Ծանր մետաղներով հողի աղտոտման ազդեցությունը բուսականության վրա. Արտանետումներում և հողում ծանր մետաղների առաջացման ձևերը.

թեզ, ավելացվել է 10/02/2015 թ


Ծանոթացում Գոմել քաղաքի ջրային մարմինների բարձրագույն ջրային բույսերում ծանր մետաղների հայտնաբերման մեթոդներին: Մանգանը որպես կատալիզատոր շնչառության և նիտրատների կլանման գործընթացներում: Բուսական օրգանիզմի կողմից մետաղների կլանման գործընթացի առանձնահատկությունների դիտարկում.

թեզ, ավելացվել է 31.08.2013թ


Ծանր մետաղների բնութագրերը և դրանց տարածումը շրջակա միջավայրում: Ծանր մետաղների կլինիկական և բնապահպանական թունաբանություն. Ծանր մետաղների պարունակության որոշման ատոմային կլանման մեթոդ, ջրային օրգանիզմների օրգանական նմուշների պատրաստում և հավաքում:

գիտական ​​աշխատանք, ավելացվել է 02/03/2016թ


Ծանր մետաղների ֆիզիկաքիմիական հատկությունները, դրանց պարունակության ստանդարտացումը ջրում. Բնական ջրերի աղտոտումը մարդածին գործունեության հետևանքով, ծանր մետաղների առկայությունից դրանց մաքրման մեթոդներ. Կատիոնափոխանակիչների սորբցիոն բնութագրերի որոշում.

դասընթացի աշխատանք, ավելացվել է 23.02.2014թ


Տեխնիկական առաջարկներ մակարդակը նվազեցնելու համար բնապահպանական անվտանգությունծովային միջավայր. Ծովային միջավայրի մաքրում ծանր մետաղների միացություններից և նավթամթերքներից: Ցնդող կեղտերի կլանում: Աղտոտված ջրի մաքրում հակադարձ օսմոսի և ուլտրաֆիլտրացիայի միջոցով:

գործնական աշխատանք, ավելացվել է 09.02.2015թ


Ծանր մետաղները ջրային միջավայրում. Ծանր մետաղների օքսիդների ազդեցությունը քաղցրահամ ջրի որոշ կենդանիների օրգանիզմի վրա. Ծանր մետաղների կլանումը և բաշխումը հիդրոֆիտներում: Նանոֆորմում ծանր մետաղների օքսիդների ազդեցությունը գուպիների աճի և մահացության մակարդակի վրա:

Ամենաուժեղ և տարածված քիմիական աղտոտումներից մեկը ծանր մետաղներով աղտոտումն է:

Ծանր մետաղները քիմիական տարրերի պարբերական աղյուսակի տարրեր են, որոնց մոլեկուլային քաշը գերազանցում է 50 ատոմային միավորը: Տարրերի այս խումբն ակտիվորեն մասնակցում է կենսաբանական գործընթացներին՝ լինելով բազմաթիվ ֆերմենտների մաս։ «Ծանր մետաղների» խումբը մեծապես համընկնում է միկրոտարրերի խմբի հետ։ Մյուս կողմից, ծանր մետաղներն ու դրանց միացությունները վնասակար ազդեցություն են ունենում օրգանիզմի վրա։ Դրանք ներառում են՝ կապար, ցինկ, կադմիում, սնդիկ, մոլիբդեն, քրոմ, մանգան, նիկել, անագ, կոբալտ, տիտան, պղինձ, վանադիում:

Ծանր մետաղները, մտնելով օրգանիզմ, մնում են այնտեղ ընդմիշտ, դրանք կարող են հեռացվել միայն կաթնային սպիտակուցների օգնությամբ, հասնելով օրգանիզմում որոշակի կոնցենտրացիայի՝ նրանք սկսում են իրենց կործանարար ազդեցությունը. Բացի այն, որ նրանք իրենք են թունավորում մարդու մարմինը, նրանք նաև զուտ մեխանիկորեն խցանում են այն. ծանր մետաղների իոնները նստում են մարմնի ամենալավ համակարգերի պատերին և խցանում երիկամների և լյարդի ուղիները, այդպիսով նվազեցնելով այս օրգանների ֆիլտրման կարողությունը: Համապատասխանաբար, դա հանգեցնում է մեր մարմնի բջիջների տոքսինների և թափոնների կուտակմանը, այսինքն. մարմնի ինքնաթունավորումը, քանի որ Հենց լյարդն է պատասխանատու մեր օրգանիզմ ներթափանցող թունավոր նյութերի և օրգանիզմի թափոնների մշակման համար, իսկ երիկամները՝ դրանք օրգանիզմից հեռացնելու համար:

Ծանր մետաղների աղբյուրները բաժանվում են բնական(ապարների և օգտակար հանածոների եղանակային պայմանները, էրոզիայի պրոցեսները, հրաբխային ակտիվությունը) և տեխնածին(հանածոների արդյունահանում և վերամշակում, վառելիքի այրում, երթևեկություն, գյուղատնտեսական գործունեություն):

Տեխնածին արտանետումների մի մասը, որոնք նուրբ աերոզոլների տեսքով մտնում են բնական միջավայր, տեղափոխվում են զգալի տարածություններով և առաջացնում գլոբալ աղտոտում:

Մյուս մասը մտնում է անջրանցիկ ջրամբարներ, որտեղ ծանր մետաղները կուտակվում են և դառնում երկրորդային աղտոտման աղբյուր, այսինքն. Վտանգավոր աղտոտիչների առաջացում ֆիզիկական և քիմիական գործընթացների ժամանակ, որոնք տեղի են ունենում անմիջականորեն շրջակա միջավայրում (օրինակ, ոչ թունավոր նյութերից առաջացում):

Ծանր մետաղները սովորաբար մտնում են ջրային մարմիններ հանքարդյունաբերության և մետալուրգիական ձեռնարկությունների, ինչպես նաև քիմիական և թեթև արդյունաբերության ձեռնարկությունների կեղտաջրերով, որտեղ դրանց միացություններն օգտագործվում են տարբեր տեխնոլոգիական գործընթացներում: Օրինակ, քրոմի մեծ քանակությամբ աղեր են արտանետվում կաշվի դաբաղման գործարաններից քրոմը և նիկելը օգտագործվում են մետաղական արտադրանքի մակերևույթների երեսպատման համար։ Որպես ներկանյութ օգտագործվում են պղնձի, ցինկի, կոբալտի, տիտանի միացությունները և այլն։

Ծանր մետաղներով կենսոլորտի աղտոտման հնարավոր աղբյուրներն են՝ գունավոր և գունավոր մետալուրգիայի ձեռնարկությունները (աերոզոլային արտանետումներ, մեքենաշինություն (պղնձապատման վաննաներ, նիկելապատում, քրոմապատում), մարտկոցների մշակման գործարաններ, ճանապարհային տրանսպորտ:

Բացի ծանր մետաղներով շրջակա միջավայրի աղտոտման մարդածին աղբյուրներից, կան նաև այլ բնական աղբյուրներ, ինչպիսիք են հրաբխային ժայթքումները: Աղտոտման այս բոլոր աղբյուրները բնական, այսպես կոչված, ֆոնային մակարդակի համեմատությամբ առաջացնում են կենսոլորտում կամ դրա բաղադրիչներին (օդ, ջուր, հող, կենդանի օրգանիզմներ) մետաղական աղտոտիչների պարունակության աճ:

Նախնական կոնցենտրացիայի կեսի կիսով հեռացման կամ հեռացման ժամանակահատվածը երկար է. ցինկի համար՝ 70-ից 510 տարի, կադմիումի համար՝ 13-ից 110 տարի, պղնձի համար՝ 310-ից 1500 տարի և կապարի համար՝ 740-ից 5900 տարի:

Ծանր մետաղներն ունեն տարբեր քիմիական, ֆիզիկաքիմիական և կենսաբանական ռեակցիաների բարձր կարողություն։ Նրանցից շատերն ունեն փոփոխական վալենտություն և մասնակցում են ռեդոքս գործընթացներին:

Որպես թունավոր նյութեր ջրային մարմիններում սովորաբար հանդիպում են հետևյալը՝ սնդիկը, կապարը, կադմիումը, անագը, ցինկը, մանգանը, նիկելը, թեև հայտնի է այլ ծանր մետաղների՝ կոբալտի, արծաթի, ոսկու, ուրանի և այլնի բարձր թունավորությունը: Ընդհանուր առմամբ, կենդանի էակների համար բարձր թունավորությունը ծանր մետաղների միացությունների և իոնների բնորոշ հատկությունն է:

Ծանր մետաղներից մի քանիսը չափազանց անհրաժեշտ են մարդկանց և այլ կենդանի օրգանիզմների կենսագործունեության համար և պատկանում են այսպես կոչված բիոգեն տարրերին։ Մյուսները հակառակ ազդեցություն են ունենում և, երբ մտնում են կենդանի օրգանիզմ, հանգեցնում են նրա թունավորման կամ մահվան։ Այս մետաղները պատկանում են քսենոբիոտիկների դասին, այսինքն՝ խորթ կենդանի էակներին։ Թունավոր մետաղներից առանձնացվել է առաջնահերթ խումբ՝ կադմիումը, պղինձը, մկնդեղը, նիկելը, սնդիկը, կապարը, ցինկը և քրոմը՝ որպես մարդկանց և կենդանիների առողջության համար առավել վտանգավոր: Դրանցից ամենաթունավորներն են սնդիկը, կապարը և կադմիումը։

Ծանր մետաղների թունավոր ազդեցությունն օրգանիզմի վրա ուժեղանում է նրանով, որ շատ ծանր մետաղներ արտահայտում են ընդգծված բարդույթ առաջացնող հատկություններ: Այսպիսով, ջրային միջավայրում այս մետաղների իոնները հիդրացված են և ունակ են ձևավորել տարբեր հիդրոքսոմպլեքսներ, որոնց բաղադրությունը կախված է լուծույթի թթվայնությունից։ Եթե ​​լուծույթում առկա են օրգանական միացությունների որևէ անիոն կամ մոլեկուլ, ապա ծանր մետաղների իոնները ձևավորում են տարբեր կառուցվածքների և կայունության մի շարք բարդույթներ:

Օրինակ, սնդիկը հեշտությամբ միացություններ և բարդույթներ է առաջացնում օրգանական նյութերի հետ լուծույթներում և մարմնում, լավ ներծծվում է օրգանիզմների կողմից ջրից և փոխանցվում սննդի շղթայով: Ըստ վտանգի դասի՝ սնդիկը պատկանում է առաջին դասին (չափազանց վտանգավոր քիմիական նյութ) Մերկուրին փոխազդում է սպիտակուցային մոլեկուլների SH խմբերի հետ, որոնց թվում կան օրգանիզմի համար անհրաժեշտ ֆերմենտներ։ Մերկուրին փոխազդում է նաև սպիտակուցային խմբերի հետ՝ COOH և NH 2՝ ձևավորելով ուժեղ բարդույթներ՝ մետալոպրոտեիններ։ Իսկ արյան մեջ շրջանառվող սնդիկի իոնները, որոնք այնտեղ են հասնում թոքերից, միացություններ են կազմում նաև սպիտակուցի մոլեկուլների հետ։ Ֆերմենտային սպիտակուցների բնականոն գործունեության խախտումը հանգեցնում է խորը խախտումներմարմնում, և առաջին հերթին՝ կենտրոնականում նյարդային համակարգ, և նաև երիկամներում:

Ջրի մեջ սնդիկի արտանետումները հատկապես վտանգավոր են, քանի որ հատակում բնակվող միկրոօրգանիզմների գործունեության արդյունքում առաջանում են թունավոր օրգանական սնդիկի միացություններ՝ ջրի մեջ լուծվող, որոնք շատ ավելի թունավոր են, քան անօրգանականները։ Այնտեղ ապրող միկրոօրգանիզմները դրանք վերածում են դիմեթիլսնդիկի (CH 3) 2 Hg, որն ամենաթունավոր նյութերից է։ Դիմեթիլ սնդիկը այնուհետև հեշտությամբ վերածվում է ջրում լուծվող HgCH 3 + կատիոնի: Երկու նյութերն էլ կլանում են ջրային օրգանիզմները և մտնում սննդի շղթա. սկզբում դրանք կուտակվում են բույսերի և մանր օրգանիզմների, ապա ձկների մեջ։ Մեթիլացված սնդիկը օրգանիզմից դուրս է գալիս շատ դանդաղ՝ մարդկանց մոտ ամիսներ, իսկ ձկների մոտ՝ տարիներ:

Ծանր մետաղները կենդանի օրգանիզմներ են թափանցում հիմնականում ջրի միջոցով (բացառություն է կազմում սնդիկը, որի գոլորշիները շատ վտանգավոր են)։ Օրգանիզմում հայտնվելուց հետո ծանր մետաղները ամենից հաճախ չեն ենթարկվում որևէ էական փոխակերպումների, ինչպես դա տեղի է ունենում օրգանական թունավոր նյութերի դեպքում, և, մտնելով կենսաքիմիական ցիկլ, նրանք դուրս են գալիս այն չափազանց դանդաղ:

Աճելավայրերի որակի կարևորագույն ցուցանիշը մակերևութային ջրերի մաքրության աստիճանն է: Թունավոր մետաղը, երբ գտնվում է ջրամբարում կամ գետում, բաշխվում է այս ջրային էկոհամակարգի բաղադրիչների միջև: Այնուամենայնիվ, ոչ բոլոր քանակությամբ մետաղներ են առաջացնում էկոհամակարգի խանգարումներ:

Արտաքին թունավոր ազդեցություններին դիմակայելու էկոհամակարգի կարողությունը գնահատելիս ընդունված է խոսել էկոհամակարգի բուֆերային հզորության մասին։ Այսպիսով, քաղցրահամ ջրային էկոհամակարգերի բուֆերային հզորությունը ծանր մետաղների նկատմամբ հասկացվում է որպես թունավոր մետաղի այնպիսի քանակություն, որի մատակարարումը էականորեն չի խաթարում ուսումնասիրվող ողջ էկոհամակարգի բնական գործունեությունը:

Այս դեպքում թունավոր մետաղն ինքնին բաշխվում է հետևյալ բաղադրիչների մեջ.

Մետաղ լուծարված վիճակում;

Sorbed եւ կուտակված phytoplankton, այսինքն, բուսական միկրոօրգանիզմների;

Ջրային միջավայրից կախված օրգանական և հանքային մասնիկների նստեցման արդյունքում հատակային նստվածքներով պահպանված;

Ներքևի նստվածքների մակերեսին ներծծվում է անմիջապես ջրային միջավայրից լուծելի ձևով.

Գտնվում է ներծծված վիճակում՝ կասեցված մասնիկների վրա:

Բացի կլանման և հետագա նստվածքի հետևանքով մետաղների կուտակումից, մակերևութային ջրերում տեղի են ունենում այլ գործընթացներ, որոնք արտացոլում են էկոհամակարգերի դիմադրությունը նման աղտոտիչների թունավոր ազդեցություններին: Դրանցից ամենակարեւորը ջրային միջավայրում մետաղի իոնների կապումն է լուծված օրգանական նյութերի միջոցով։ Այս դեպքում ջրի մեջ թունավոր նյութի ընդհանուր կոնցենտրացիան չի փոխվում: Այնուամենայնիվ, ընդհանուր առմամբ ընդունված է, որ հիդրատացված մետաղական իոնները ամենաթունավոր են, մինչդեռ բարդույթներում կապվածները պակաս վտանգավոր են կամ նույնիսկ գրեթե անվնաս: Հատուկ ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ բնական մակերևութային ջրերում թունավոր մետաղի ընդհանուր կոնցենտրացիայի և դրանց թունավորության միջև հստակ կապ չկա:

Բնական մակերևութային ջրերը պարունակում են բազմաթիվ օրգանական նյութեր, որոնց 80%-ը բարձր օքսիդացված պոլիմերներ են, ինչպիսիք են հումիկ նյութերը, որոնք ջուր են թափանցում հողից: Ջրի մեջ լուծվող մնացած օրգանական նյութերը օրգանիզմների թափոններ են (պոլիպեպտիդներ, պոլիսախարիդներ, ճարպաթթուներ և ամինաթթուներ) կամ քիմիական հատկություններով նման մարդածին ծագման կեղտեր: Նրանք բոլորն էլ, իհարկե, ջրային միջավայրում ենթարկվում են տարատեսակ փոխակերպումների։ Բայց միևնույն ժամանակ, դրանք բոլորը մի տեսակ բարդ ձևավորող ռեագենտներ են, որոնք մետաղի իոնները կապում են բարդույթների մեջ և դրանով իսկ նվազեցնում ջրի թունավորությունը:

Տարբեր մակերևութային ջրերը տարբեր ձևերով կապում են ծանր մետաղների իոնները՝ ցուցաբերելով տարբեր բուֆերային կարողություններ: Հարավային լճերի, գետերի և ջրամբարների ջրերը, որոնք ունեն մեծ քանակությամբ բնական բաղադրիչներ (հումիկ նյութեր, հումինաթթուներ և ֆուլվիթթուներ) և դրանց բարձր կոնցենտրացիաները, ունակ են ավելի արդյունավետ բնական դետոքսիկացիայի՝ համեմատած հյուսիսային ջրամբարների ջրերի հետ։ և բարեխառն գոտին։ Հետեւաբար, աղտոտող նյութեր պարունակող ջրերի թունավորությունը կախված է նաեւ բնական գոտու բնակլիմայական պայմաններից։ Հարկ է նշել, որ թունավոր մետաղների նկատմամբ մակերևութային ջրերի բուֆերային հզորությունը որոշվում է ոչ միայն լուծված օրգանական նյութերի և կասեցված նյութերի առկայությամբ, այլև հիդրոբիոնների կուտակման ունակությամբ, ինչպես նաև մետաղի իոնների կլանման կինետիկայով։ էկոհամակարգի բոլոր բաղադրիչներով, ներառյալ կոմպլեքսավորումը լուծված օրգանական նյութերով: Այս ամենը ցույց է տալիս մակերևութային ջրերում տեղի ունեցող գործընթացների բարդությունը, երբ դրանց մեջ մտնում են մետաղական աղտոտիչներ:

Ինչ վերաբերում է կապարին, ապա այս թունավոր նյութի ընդհանուր քանակի կեսը շրջակա միջավայր է մտնում կապարով բենզինի այրման արդյունքում։ Ջրային համակարգերում կապարը հիմնականում կապված է կլանման միջոցով կասեցված մասնիկների հետ կամ գտնվում է հումինաթթուներով լուծվող բարդույթների տեսքով։ Կենսամեթիլացման դեպքում, ինչպես սնդիկի դեպքում, կապարն ի վերջո ձևավորում է տետրամեթիլ կապար: Չաղտոտված մակերևութային ջրերում կապարի պարունակությունը սովորաբար չի գերազանցում 3 մկգ/լ-ը: Արդյունաբերական շրջանների գետերն ունեն կապարի ավելի բարձր մակարդակ: Ձյունը կարող է զգալի չափով կուտակել այս թունավոր նյութը. խոշոր քաղաքների շրջակայքում դրա պարունակությունը կարող է հասնել գրեթե 1 միլիոն մկգ/լ, իսկ դրանցից որոշ հեռավորության վրա՝ ~1-100 մկգ/լ։

Ջրային բույսերը լավ են կուտակում կապարը, բայց տարբեր ձևերով։ Երբեմն ֆիտոպլանկտոնը պահպանում է այն մինչև 105 կոնցենտրացիայի գործակիցով, ինչպես սնդիկը: Ձկների մեջ կապարը փոքր-ինչ կուտակվում է, ուստի այն համեմատաբար ավելի քիչ վտանգավոր է մարդկանց համար տրոֆիկ շղթայի այս օղակում: Մեթիլացված միացությունները համեմատաբար հազվադեպ են հայտնաբերվում ձկների մեջ ջրի նորմալ պայմաններում: Արդյունաբերական արտանետումներ ունեցող շրջաններում ձկան հյուսվածքներում տետրամեթիլ կապարի կուտակումը տեղի է ունենում արդյունավետ և արագ. կապարի սուր և քրոնիկ ազդեցությունը տեղի է ունենում 0,1-0,5 մկգ/լ աղտոտվածության մակարդակում: Մարդու մարմնում կապարը կարող է կուտակվել կմախքի մեջ՝ փոխարինելով կալցիումը։

Ջրային մարմինների մեկ այլ կարևոր աղտոտիչ կադմիումն է: Այս մետաղի քիմիական հատկությունները նման են ցինկին: Այն կարող է փոխարինել վերջինիս մետաղ պարունակող ֆերմենտների ակտիվ կենտրոններում՝ հանգեցնելով ֆերմենտային պրոցեսների աշխատանքի կտրուկ խախտման։

Կադմիումը, ընդհանուր առմամբ, ավելի քիչ թունավոր է բույսերի համար, քան մեթիլսնդիկը և թունավորությամբ համեմատելի է կապարի հետ: Երբ կադմիումի պարունակությունը ~0,2-1 մգ/լ է, ֆոտոսինթեզը և բույսերի աճը դանդաղում են։ Հետաքրքիր է հետևյալ գրանցված ազդեցությունը. կադմիումի թունավորությունը նկատելիորեն նվազում է ցինկի որոշակի քանակության առկայության դեպքում, ինչը ևս մեկ անգամ հաստատում է այն ենթադրությունը, որ այդ մետաղների իոնները կարող են մրցակցել մարմնում՝ ֆերմենտային գործընթացին մասնակցելու համար:

Կադմիումի սուր թունավորության շեմը տատանվում է 0,09-ից մինչև 105 մկգ/լ քաղցրահամ ջրի ձկների համար: Ջրի կարծրության բարձրացումը մեծացնում է օրգանիզմի պաշտպանվածության աստիճանը կադմիումով թունավորումներից։ Հայտնի են տրոֆիկ շղթաներով օրգանիզմ ներթափանցած կադմիումով մարդկանց ծանր թունավորման դեպքեր (Itai-Itai հիվանդություն): Կադմիումը օրգանիզմից դուրս է գալիս երկար ժամանակով (մոտ 30 տարի):

Ջրային համակարգերում կադմիումը կապվում է լուծված օրգանական նյութերի հետ, հատկապես, եթե դրանց կառուցվածքում առկա են սուլֆիհիդրիլ SH խմբեր։ Կադմիումը նաև բարդույթներ է առաջացնում ամինաթթուների, պոլիսախարիդների և հումինաթթուների հետ։ Ինչպես սնդիկի և այլ ծանր մետաղների դեպքում, կադմիումի իոնների կլանումը հատակային նստվածքներով մեծապես կախված է շրջակա միջավայրի թթվայնությունից: Չեզոք ջրային միջավայրում ազատ կադմիումի իոնը գրեթե ամբողջությամբ ներծծվում է ստորին նստվածքների մասնիկներով։

Մակերեւութային ջրերի որակի մոնիտորինգի համար ստեղծվել են տարբեր հիդրոկենսաբանական դիտորդական ծառայություններ։ Նրանք հետևում են ջրային էկոհամակարգերի աղտոտվածության վիճակին մարդածին ազդեցության տակ։

ԹԵՍՏԱՅԻՆ ՀԱՐՑԵՐ ՄՈԴՈՒԼ 3-Ի ՀԱՄԱՐ

1. Ի՞նչն է որոշում Համաշխարհային օվկիանոսի դերը որպես կենսոլորտի առանցքային օղակ:

2. Նկարագրե՛ք հիդրոսֆերայի բաղադրությունը:

3. Ինչպե՞ս է հիդրոսֆերան փոխազդում Երկրի մյուս թաղանթների հետ:

4. Ի՞նչ նշանակություն ունեն ջրային լուծույթները կենդանի օրգանիզմների համար։

5. Թվարկե՛ք ամենատարածվածները քիմիական տարրերորպես հիդրոսֆերայի մաս։

6. Ի՞նչ միավորներով է չափվում ծովի ջրի աղիությունը:

7. Ի՞նչ սկզբունքների վրա է հիմնված բնական ջրերի դասակարգումը:

8. Բնական ջրերի քիմիական կազմը.

9. Մակերեւութային ակտիվ նյութեր ջրային մարմիններում:

10. Ջրի իզոտոպային կազմը.

11. Թթվային անձրեւի ազդեցությունը հիդրոսֆերային օբյեկտների վրա.

12. Բնական ջրամբարների բուֆերային հզորություն.

13. Ծանր մետաղների, թունաքիմիկատների, ռադիոնուկլիդների կենսակուտակումը ջրային միջավայրում ապրող օրգանիզմներում:

14. Ջրային զանգվածների հորիզոնական և ուղղահայաց շարժումներ.

15. Վերելք.

16. Բնական ջրի շրջապտույտ.

17. Բնական ջրային մարմիններում օքսիդացման և նվազեցման գործընթացները:

18. Բնական ջրերի նավթային աղտոտում.

19. Հիդրոսֆերայի մարդածին աղտոտում.

20. Ջրային ավազանի վատթարացումը բնութագրող փաստեր.

21. Տրե՛ք ջրի որակի ցուցանիշների բնութագրերը:

22. Ստորերկրյա ջրերի օքսիդացում:

23. Ջրի հիմնական ֆիզիկական հատկությունները.

24. Անոմալիաներ ֆիզիկական հատկություններջուր.

25. Բացատրե՛ք գլոբալ ջրի շրջապտույտի դիագրամը:

26. Թվարկե՛ք աղտոտված կեղտաջրերի հիմնական տեսակները:

27. Ջրի որակի գնահատման սկզբունքները: