Загрязнение природной среды. Введение в экологическую химию - Фелленберг Г.
ISBN 5-03-002857-9
Скачать (прямая ссылка):
3.3. Неорганические остатки
С проблемой недостаточного распада отходов приходится сталкиваться в случае веществ не только органического, но и неорганического происхождения. В первую очередь это обнаруживается при загрязнении воды хлоридами, минеральными удобрениями, соединениями тяжелых металлов и кислотами. К тому же некоторые вещества, например тяжелые металлы, даже после их извлечения из первоначальных соединений сохраняют свою токсичность.
3.3.1. Ионы, поступающие из удобрений и солей, используемых для снеготаяния при уборке снега и льда
Для таяния льда, как правило, используют поваренную соль, которая в широком диапазоне концентраций нетоксична для большинства живых существ. Но благодаря высокому осмотическому давлению, проявляющемуся при концентрации солей, достигающей несколько сот мг на литр, может нарушаться нормальное функционирование осмотических систем в пресной воде. Только некоторые виды живых существ имеют такую подвижную систему осмотического регулирования, что они безболезненно переносят большие перепады осмотического давления, например могут перемещаться из морской воды в пресную, речную и обратно.
Обычно пресная вода содержит 2—10 мг хлоридов на литр. Морская вода содержит значительно больше солей. В Северном море содержание хлоридов составляет около 19000 мг/л. Некото-: рые реки в настоящее время так загрязнены солями, что это вызывает глубокие экологические изменения. К главным источникам загрязнений в этом случае относятся сточные воды соляных руд
П4
3. Загрязнение грунтовых, речных и морских вод
ников, а также потоки соленой воды на улицах и автострадах в зимнее время. В то время как воды соляных разработок постоянно сохраняют высокую концентрацию солей, зимние потоки на улицах и выбросы солей в водоемы носят сезонный характер.
В Средней Европе к числу рек с особенно большой загрязненностью хлоридами относится р. Верра (ФРГ); уже в середине 1970-х гг. средняя концентрация солей в ней составляла около 17000 мг/л. В подобных условиях гибнут все рыбы. Помимо р. Верра к сильно загрязненным хлоридами рекам относятся реки Везер, Рейн и Мозель.
Для хлоридов нет общепринятых норм для внутренних водоемов, допустимая засоленность зависит от общей загрязненности воды. Например, для р. Верра максимально допустимая концентрация хлоридов составляет 2500 мг/л, в то время как в более загрязненной р. Везер эта концентрация не должна превышать 2000 мг/л. '
Содержание хлоридов в воде определяет и ее пригодность для питья. Для питьевой воды предельное значение составляет 200 мг/л. Вода с большим содержанием либо солона, либо горька на вкус. Содержание хлоридов в воде также определяет возможность ее использования в сельском хозяйстве, в том числе для парников и оранжерей. В зависимости от вида растений предельная концентрация хлоридов составляет 50—300 мг/л.
Совсем иначе, чем хлориды, на воду действуют удобрения. Обычно хорошо растворимые в воде удобрения вымываются обильными дождями, попадая в грунтовые воды и поверхностные воды (водоемы). В наиболее распространенных удобрениях ионы К+и Ca2+ можно считать безвредными, так как их концентрации в природной воде (грунтовых водах и водах водоемов) не опасны для живых существ и не наносят ущерба природной среде.
Напротив, ионы NO3^ NH4+, H2PO4- и HPO42- способствуют зарастанию водоемов растительностью. Уже 10 мг фосфата на 1 м3 водьг приводят к заметному росту растительности, вызывая разрастание планктона (рис. 3.3). '
Наряду с удобрениями источником фосфатов служат и моющие средства. Нитраты и фосфаты попадают в воду также в результате микробиологического разрушения органических отходов.
При высоких значениях pH фосфаты выпадают в виде солей кальция и железа, что снижает эффект зарастания водоемов. При создании в воде анаэробной среды и росте содержания восстановителей в результате процессов брожения выпавший в осадок фосфат
3.3. Неорганические остатки
115
, I_I_1_I J
1920 №Q 1960 I980 (годы)
Рис. 3.3. Зависимость роста планктона от содержания фосфора в Боденском озере.
железа(Ш) восстанавливается до фосфата железа(И), после чего зарастание водоемов вновь усиливается.
Растворимые соединения азота не только способствуют зарастанию водоемов; попадая в питьевую воду, они могут оказывать токсическое действие на людей. Проникая вместе с пищей в слюну и тонкие кишки, нитраты микробиологически восстанавливаются до нитритов, в результате в крови образуется нитрозил-ионы:
NO2- + H+ & NO+ + ОН" (3.14)
Нитрозил-ионы могут окислять железо(П) в гемоглобине до же-леза(Ш), что препятствует связыванию кислорода гомоглобином при образовании координационной связи между Fe и кислородом:
Fe2+ + NO+ -+ Fe3+ +NO (3.15)
В результате возникают симптомы кислородной недостаточности, приводящей к цианозу (синюхе). При переходе 60-80% жел-еза(П) гемоглобина в железо(Ш) наступает смерть; Особенно чутко на нитрозил-ион реагируют грудные младенцы в первые недели своей жизни. У них недостаточно проявляется деятельность гемо-глобинредуктазы, восстанавливающей железо(Ш) в железо(И). У
