Загрязнения грунтовых, речных и морских вод тяжелыми металлами

К числу важнейших факторов, обусловливающих загрязнение воды, относятся тяжелые металлы. Попадание в воду тяжелых металлов связано с деятельностью целого ряда отраслей промышленности.

Поскольку тяжелые металлы содержатся также и в бытовых отходах, существует опасность, что они могут попасть из свалок в грунтовые воды.

Попавшие в воду соединения тяжелых металлов сравнительно быстро распространяются по большому объему. Частично они выпадают в осадок в виде карбонатов, сульфатов или сульфидов, частично адсорбируются на минеральных или органических осадках. Поэтому содержание тяжелых металлов в отложениях постоянно растет. Особенно напряженная ситуация может возникнуть, если адсорбционная способность осадков будет исчерпана. Когда будет достигнута адсорбционная емкость, тяжелые металлы начнут поступать в воду. Но еще задолго до наступления насыщения тяжелые металлы из отложений могут переходить в воду, оказывая вредоносное воздействие на окружающую среду.

Если рН воды значительно меньше 7, то осадженные тяжелые металлы могут перейти в воду. Значение рН уменьшается при попадании кислот в реки и в сильно заросшие водоемы, когда в результате активной деятельности растущих микроорганизмов выделяется особенно много СО₂ .

Для ртути и олова обнаружено, что в морских анаэробных условиях, т.е. в отложениях отмерших водорослей, они, присоединяя Н₂, переходят в летучие соединения.

Марганец при окислении выпадает в виде нерастворимого МпО₂, который в анаэробных условиях, вероятно с помощью микроорганизмов, переходит в растворимый в воде ион Мп²⁺

МпО₂ + 4Н⁺ + 2е^- à Мп²⁺ + 2Н₂О

Хотя Мп и относится к числу жизненно необходимую элементов, однако лишь при следовых концентрациях в организме он может участвовать в качестве переносчика в окислительно-восстановительтных реакциях. При высоких концентрациях этот элемент токсичен.

Для некоторых тяжелых металлов установлена возможность микробиологического алкилирования, т.о. они могут включаться в цикл питания; метилирования характерно для мышьяка и ртути. Металлическая ртуть может метилироваться в две стадии:

Hg => CH₃Hg⁺ => (CH₃)₂Hg

Как ионы метилртути, так и диметилртути сорбируются организмом.

Кадмий может замещать цинк в цинкосодержащих ферментах. После этого фермент становится неактивным, а организмы, в которые попал кадмий, могут служить пищей для других организмов, т.о Cd внедряется в общую цепь питания.

Вообще тяжелые металлы представляют особую опасность для организма вследствие их устойчивости и липофильности (взаимодействию с жирами), обусловливающими большой период полувыведения, т.е. время, в течение которого выделяется или разрушается половина усвоенного организмом вещества. Биологический период полувыведения Hg велик, он составляет для большинства тканей организма человека 70-80 дней. Для Cd - более 10 лет. Cd преимущественно отлагается в костях, метилртуть - в клетках центральной нервной системы, хром (VI) блокирует многие ферменты печени.

У растений устойчивость к воздействию тяжелых металлов выше, чем у людей и животных.