Загрязнение природной среды. Введение в экологическую химию - Фелленберг Г.
ISBN 5-03-002857-9
Скачать (прямая ссылка):
116
3. Загрязнение грунтовых, речных и морских вод
взрослых этот процесс идет активнее и в результате организм не так остро реагирует на присутствие нитратов и нитритов. Тем не менее и взрослые должны избегать чрезмерных количеств нитратов и нитритов. Нитриты расширяют сосуды и образуют в кислой среде желудка азотистую кислоту, обладающую мутагенным действием. Кроме того, нитриты в кислой среде образуют в желудке вместе с органическими аминами из растительной и животной пищи нитрозамины, также обладающие мутагенным действием:
Ri4 +н+ Ri у
4NH + NOf 4N-N = O (3.16)
/ -НгО /
R2 Ri
Неизвестно, сколько нитрозаминов образуется подобным образом, i
3.3.2. Тяжелые металлы
К числу важнейших факторов, обусловливающих загрязнение воды, относятся тяжелые металлы. Попадание в воду тяжелых металлов связано с деятельностью целого ряда отраслей промышленности (табл. 3.3).
Поскольку тяжелые металлы содержатся также и в бытовых отходах, существует опасность, что они могут попадать из свалок в грунтовые воды и водоемы. Должно быть категорически запре-
Таблица 3.3. Отрасли промышленности, загрязняющие'природную среду тяжелыми металлами
Название отрасли Cd Cr Cu Hg Pb Ni Sn Zn
Целлюлозно-бумажная промышленность + + + + +
Горно-добывающая промышленность + + + + + +
Производство хлора и щелочей + + + + +
Производство удобрений + + . + + + +
Очистка нефти + + + + + +
Производство стали + + + + + + + +
Цветная металлургия Авто- и авиастроение + + + + +
+ + + + +
Стекло, цемент, керамика +
Текстильная промышленность +
Кожевенная промышленность +
Паросиловые установки + ¦ +
3.3. Неорганические остатки
117
щено использование соединений, содержащих тяжелые металлы, еще в 1970-е годы применявшихся для защиты растений и лесов.
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. Многочисленные наблюдения показали, что в ФРГ содержание тяжелых металлов в донных осадках рек и морей в 1 ООО—10 ООО раз превышает их содержание в воде. Исследования на Рейне и Боденском озере показали, что содержание тяжелых металлов в осадках неуклонно растет с ростом их производства. Особенно напряженная ситуация может возникнуть, если адсорбционная способность осадков будет исчерпана. Необходимое для этого время нельзя установить с точностью, однако, 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. Частично этот процесс наблюдается в половодье, например при таянии снегов, когда бурные потоки воды уносят донные отложения. В Неюхаре в половодье в воде обнаружено в десять раз больше тяжелых металлов, чем в обычное время. Бели pH воды значительно меньше 7, то осажденные тяжелые металлы могут перейти в воду. Значение pH уменьшается при попадании кислот в реки и в сильно заросшие водоемы, когда в результате активной деятельности растущих микроорганизмов выделяется особенно много СОг. При переходе металлов в воду известную роль играет, кроме того, образование хелатов с ионами этилендиаминтетраацетата и нит-рилтриацетата, которые содержатся в очищающих препаратах и моющих средствах.
-ООС-сн,. сн^-соо
.N-CH2-CH2-T "0OC-CH2 ^CH2-COO
Этилендиаминтетрааи,етат-ион ' Нитрилтриацетат-ион
Наряду с этими давно известными путями попадания в воду тяжелых металлов обнаружены реакции, в результате которых тя
,CH2-COO-
1 /
N-CH2-COO" 4CH2-COO
118
3. Загрязнение грунтовых, речных и морских вод
желые металлы становятся растворимыми в воде либо в лил ид ах (маслах и жирах), проникая затем в организм и включаясь в цикл питания.
Для ртути и олова было обнаружено, что в морских анаэробных условиях, т.е. в ртложениях отмерших водорослей, они, присоединяя водород, переходят в летучие соединения. Такого рода гидрирование может осуществляться и с другими тяжелыми металлами. Эти реакции показывают, что на отдельных участках моря, покрытых обильной растительностью, покров из водорослей не только угрожает морским обитателям, но и повышает «активность» тяжелых металлов, переводя их в форму летучих гидридов, в которой они покидают воду.
Марганец при окислении выпадает в виде нерастворимого MnO2, который в анаэробных условиях, вероятно с помощью микроорганизмов, переходит в растворимый в воде ион Mn2 +.
MnO2 + 4H+ + 2е~ -¦Mn2+ + 2H2O (3.17)
Хотя марганец и относится к числу жизненно необходимых элементов, однако лишь при следовых его концентрациях в организме он может участвовать в качестве переносчика в окислительно-восстановительных реакциях. При высоких концентрациях этот элемент токсичен.
Для некоторых тяжелых металлов установлена возможность микробиологического алкилирования, таким образом они могут включаться в цикл питания; метилирование характерно для мышьяка и ртути. У мышьяка наблюдается переход арсената в арсе-нит, а затем при метилировании в метилмышьяковую и диметил-мышьяковистую кислоту. В аэробных условиях образуется триме-тиларсин, а анаэробных — диметиларсин.
