Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Кадмій, хром, алюміній


Серед мікроелементів, які при певних концентраціях у воді виявляють високу токсичність, є особливо небезпечні забрудники водного середовища, які в мікродозах негативно впливають на функціональний стан водних екосистем. До таких, зокрема, належать кадмій і хром.

Кадмій займає 67-ме місце за поширенням на земній поверхні. Цим пояснюється, що тривалий час на нього мало звертали увагу як на можливий екологічний фактор гідросфери.

У водне середовище він переходить з такими мінеральними сполуками, як CdO, CdS, CdCl2·H2O, 3CdSO4·8 H2O та інші. Важливим джерелом забруднення водних об’єктів є сульфідні руди та стічні води підприємств кольорової металургії та хімічні заводи. Вже в мікродозах кадмій виявляє високу токсичність.

Середня концентрація кадмію у морській воді становить 0,11 мкг/дм3. В прісних водоймах України його вміст коливається в досить значному діапазоні величин. Так, в Запорізькому водосховищі концентрація кадмію становить 0,30–10,40, а в Каховському – 0,30–4,80 мкг/дм3. У донних грунтах вміст кадмію значно вищий. Так, для верхнього 5 см шару донних грунтів дніпровських водосховищ він коливається в межах від 0,6 до 3,9 мг/кг сухої маси.

Кадмій проявляє високу токсичність для гідробіонтів різних трофічних рівнів. Уже в дозі 0,02–1,00 мкг/дм3 спостерігається пригнічення реакції фотосинте­зу у вищих водяних рослин, а починаючи з 1 мкг/дм3, чітко проявляється його токсична дія. При концентрації кадмію у воді 0,003–0,5 мг/дм3 гине протягом 72 годин до 50 % прісноводних безхребетних, а у риб (річкова форель) при концентрації 4 мкг/дм3 значно пригнічується ферментативна активність тканин печінки та деяких інших органів. Токсичність кадмію у воді залежить від наявності інших речовин, з якими він може утворювати комплексні сполуки. Так, при комплексоутворенні з органічними речовинами, зокрема з гуміновими та фульвокислотами, його токсичність різко знижується.

До числа небезпечних забрудників водного середовища належить хром. У природі він зустрічається переважно у вигляді окиснених сполук – мінералів: хроміту (FeCr2O4), крокоіту (PlCrO4), уваровіту (Ca3Cr2(Sі O4)3 та інших. У сполуках він проявляє ступінь окиснення +2, +3, +6. У водному середовищі найбільшу небезпеку становлять сполуки хрому в ступені окиснення +6, які проявляють високу токсичну та канцерогенну дію. Для водойм рибогосподарського призначення ГДК хрому (VI) становить 1 мкг/дм3.

Вміст хрому у водоймах України залежить не стільки від природних факторів, як від його антропогенного надходження. Так, у воді дніпровських водосховищ концентрація хрому коливається у досить широких межах. Особливо вона зростає у водосховищах Півдня України, по берегах яких розташовані великі металургійні і хімічні комбінати (табл. 16).



Таблиця 16

Вміст хрому у воді і донних відкладах деяких водних об'єктів України

Водні об'єкти Вода (мкг/дм3) Донні відклади 5 см поверхневого шару (мг/кг сухої маси)
Водосховища Дніпра    
Київське 6,0–46,7 27,3–48,6 (34,8)
Канівське 4,5–58,0  
Кременчуцьке 5,8–78,6 29,5–58,6 (43,8)
Запорізьке 6,7–92,5 91,6–147,5 (118,0)
Каховське 9,2–112,0 42,5–112,0 (66,8)
Лимани    
Дніпровсько-Бузький 14,5–123,0 86,5–176,0 (125,8)
Дністровський 14,3–108,5  
Річки    
Дунай (Кілійська дельта) 12,6–168,0  
Гирло Дністра 26,0–142,0  

Примітка. Вказані граничні величини; в дужках – середні концентрації.

Таблиця складена за даними П.М. Линника (1999).

 

Токсичність хрому виявляється в залежності від його загальної концентрації та наявності у воді органічних речовин, зокрема гумусових речо­вин, білковоподібних та вуглеводних сполук, з якими він утворює комплекси. Так, частка хрому, зв’язаного з гумусовими речовинами у дніпровських водосховищах у літньо-осінній період досягає 45–58 % сумарного вмісту його комплексних сполук.

Серед елементів, які постійно надходять у водні екосистеми із водами з водозбірної площі, є алюміній. У глинистих грунтах його вміст досягає 10–18 %, піщаних – 2–5, а торф'янистих – 0,1–0,5 %. Гумінові і фульвокислоти водного середовища прискорюють вимивання алюмінію з грунтових частинок, які надходять у водне середовище.

У сполуках алюміній проявляє ступінь окиснення +3; легко окиснюється до Al2O3. Такі сполуки розчиняються у водних розчинах, що мають лужну реакцію. Для водних екосистем найбільше значення мають сполуки алюмінію з кремнієвою кислотою, внаслідок чого утворюється ціла група силікатних мінералів, зокрема коаліт (Al4[Sі4O10]·(OH)8), галузит (Al4[Sі4O10]·(OH)8·4H2O), цеоліт та інші. Алюмосилікати – найпоширеніші сполуки земної поверхні, які поступово вивіт­рю­ються і руйнуються, в результаті чого утворюються звичайні глини, основою яких є продукти розпаду сполук алюмінію – кварц і каолін. Надходячи у воду і осідаючи на дно водойм, вони впливають на формування донних грунтів.

Алюміній виявляє токсичний вплив на водяні організми. Так, гостра токсичність Al(NO3)3 для дафній виявляється при концентрації 5 мг/дм3. Нітрат алюмінію у такій же концентрації викликає у форелі різні порушення координації рухів, перекидання набік. Токсичний і сульфат алюмінію. При концентрації 10 мг/дм3 у м'якій воді під його впливом уже через 5 годин гине триголкова колюшка, а при концентрації 0,1 мг/дм3 смерть наступає через 6 діб. Токсичність хлориду алюмінію виявляється по відношенню до безхребетних і риб при концентрації 5 мг/дм3.

У донних грунтах гідроксиди алюмінію зв'язують фосфати, переводячи їх у менш розчинну і менш доступну для рослин сполуку. У невеликих концентраціях алюміній може стимулювати ріст і розвиток рослин. Але вже в концентраціях від 10 до 60 мг/кг грунту він пригнічує їх розвиток, порушуючи фосфорне живлення.

Глава 13. Кисень гідросфери та його роль у водних екосистемах

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Кобальт | Кругообіг кисню в водних екосистемах. Формування кисневого режиму водних екосистем

Дата добавления: 2014-01-03; Просмотров: 161; Нарушение авторских прав?


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Рекомендуемые страницы:

Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2020) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление
Генерация страницы за: 0.003 сек.