Курсовая работа - Приоритетные токсичные вещества в природных водах - файл n1.doc

Курсовая работа - Приоритетные токсичные вещества в природных водах
скачать (110 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc110kb.03.11.2012 02:55скачать

n1.doc



Федеральное государственное учреждение высшего профессионального образования

Алтайский Государственный Аграрный Университет

Институт природообустройства

Кафедра гидравлики, сельскохозяйственного водоснабжения

и водоотведения

Курсовая работа

«Приоритетные токсичные вещества в природных водах»

Выполнил:

студентка группы 634

Вершинская Дарья Михайловна

_______________

Научный руководитель:

к.б.н., доцент Безматерных Дмитрий Михайлович

_______________

Оценка

« _____________»

Барнаул 2010

Содержание

Введение 3

Глава 1. Нефть и нефтепродукты 4

Глава 2. Тяжелые металлы 6

Глава 3. Фенолы 10

Глава 4. Пестициды 12

Глава 5. СПАВ 14

Глава 6. Радионуклиды 16

Список литературы 19



Введение


Важнейшей задачей современности является рациональное использование и охрана природных ресурсов, запасы которых небезграничны. Наиболее сложный комплекс вопросов связан с охраной природных вод от истощения и загрязнения.

Основными источниками загрязнения являются: промышленные и хозяйственно-бытовые сточные воды, диффузные источники загрязнения (минеральные удобрения, ядохимикаты, ядовитые выбросы и прочее).

Большой вред водоемам причиняют промышленные стоки, содержащие токсические вещества, действующие пагубно на водные экосистемы. Наибольшее количество загрязнений при отсутствии требуемой степени очистки поступают от предприятий нефтеперерабатывающей, химической, целлюлозно-бумажной, металлургической, текстильной и других отраслей промышленности. Наибольшую опасность представляют нефтепродукты, масла, соли тяжелых металлов (медь, свинец, цинк, никель и др.), фенолы, цианиды, радониды, сернистые соединения и т.п.

Все вредные вещества влияют на органолептические, общесанитарные, токсичные и рыбохозяйственные качества воды, изменяя ее физические свойства (прозрачность, окраска, запах и прочее) и химический состав. При этом появляются плавающие образования и отложения, бактерии, вирусы, грибки. В результате качество воды рек и водоемов может оказаться непригодным для водопотребления и водопользования.


Глава 1. Нефть и нефтепродукты


Среди веществ, загрязняющих водные объекты, нефть и ее производные стоят на первом месте.

С химической точки зрения сырая нефть представляет собой сложную смесь нескольких тысяч жидких углеводородов (80–90%) с примесью других органических соединений (нафтеновые кислоты, асфальтены, смолы, меркаптаны и др.), а также воды (до 10%), растворенных газов (до 4%), минеральных солей и микроэлементов. Установлено, что «типичная» нефть содержит в среднем 57% алифатических углеводородов, 29% ароматических углеводородов, 14% асфальтенов и других соединений.

Для оценки нефти как загрязняющего вещества природной среды предложено использовать следующие признаки: содержание легких фракций, содержание парафинов, содержание серы.

Легкая фракция нефти (tкип < 2000 С), куда входят наиболее простые по строению низкомолекулярные метановые (алканы), нафтеновые (циклопарафины) и ароматические углеводороды – наиболее подвижная часть нефти. Летучие ароматические углеводороды – толуол, ксилол, бензол, нафталин и др., обладающие повышенной токсичностью для живых организмов, легко разрушаются. Поэтому период острого токсического действия сравнительно небольшой. Парафины не оказывают сильного токсического действия на почвенную биоту или планктон и бентос морей и океанов, но благодаря высокой температуре отвердения существенно влияют на физические свойства почвы, изменяют ее структуру. Содержание серы свидетельствует о степени опасности сероводородного загрязнения почв и поверхностных вод.

Ароматические углеводороды – наиболее токсичные компоненты нефти. При концентрации 1% в воде они вызывают гибель всех водных растений. С увеличением содержания ароматических соединений в нефти возрастает ее гербицидная активность. Содержание ароматических углеводородов в нефти изменяется от 5 до 55% (Экологическая токсикология, 2002).

Большие количества нефтепродуктов поступают в поверхностные воды при перевозке нефти водным путем, со сточными водами предприятий нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, химической, металлургической и других отраслей промышленности, с хозяйственно-бытовыми водами. Некоторые количества углеводородов поступают в воду в результате прижизненных выделений растительными и животными организмами, а также их посмертного разложения. Нефтепродукты находятся в различных миграционных формах, растворенной, эмульгированной, сорбированной на твердых частицах взвесей и донных отложений, в виде пленки на поверхности воды (Гидрохимические показатели состояния окружающей среды, 2007).

Токсичность нефти и ее продуктов связана с тем, что углеводороды легко проникают внутрь клеток, растворяя липоидные фракции клеточных оболочек и мембран, изменяют физико-химическое состояние протоплазмы и нарушают упорядоченность биохимических процессов.

В присутствии нефтепродуктов вода приобретает специфический вкус и запах, изменяется ее цвет, рН среды.

Нефтяное загрязнение, блокируя рецепторы гидробионтов, нарушает химическую коммуникацию водных животных. Образуя на поверхности воды пленку, нефть нарушает дыхание гидробионтов, так как препятствует проникновению кислорода в толщу воды. Опускающиеся на дно тяжелые фракции нефти склеивают частицы грунта, оказывая механическое и биохимическое воздействие на донных обитателей. При сильном загрязнении нефтью образуются зоны, практически лишенные жизни, если не считать развивающихся здесь в большом количестве нефтеокисляющих бактерий. Взрослые гидробионты гибнут после контакта с нефтью в течение нескольких часов при концентрации 0,001 - 0,1 %. Смертельные концентрации для икринок и мальков рыб еще меньше - 0,0001 % (Мисейко Г.Н. и др., 2001)

Нефтепродукты обволакивают оперение птиц, поверхность тела, органы других гидробионтов, вызывая заболевания и гибель (Гидрохимические показатели состояния окружающей среды, 2007).

Глава 2. Тяжелые металлы



На сегодняшний день к тяжелым металлам относят более 40 металлов периодической системы Д.И. Менделеева с атомной массой свыше 50 атомных единиц: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi и др. При этом немаловажную роль в категорировании тяжелых металлов играют следующие условия: их высокая токсичность для живых организмов в относительно низких концентрациях, а также способность к биоаккумуляции и биомагнификации. Практически все металлы, попадающие под это определение (за исключением свинца, ртути, кадмия и висмута, биологическая роль которых на настоящий момент не ясна), активно участвуют в биологических процессах, входят в состав многих ферментов. В зависимости от условий среды (pH, окислительно-восстановительный потенциал, наличие лигандов) они существуют в разных степенях окисления и входят в состав разнообразных неорганических и металлорганических соединений, которые могут быть истинно растворенными, коллоидно-дисперсными или входить в состав минеральных и органических взвесей (Гидрохимические показатели состояния окружающей среды, 2007).

Токсическое действие металлов многозначно. Они являются протоплазматическими ядрами для всех живых объектов: грубо нарушают структуры коллоидных систем, денатурируют белки. При очень большом разведении связывают и блокируют активные центры ферментов.

После растворения (и часто диссоциации) в жидких средах организма часть металлов связывается с оболочками клеток крови и интимами капилляров, нарушая их проницаемость. Это первичный эффект. Нарушение проницаемости оболочек приводит к проникновению в цитоплазму. Так возникает вторичный эффект.

Поступившие в кровяное русло металлы транспортируются к органам и тканям, затем проникают внутрь клеток. Там они откладываются в виде комплексных соединений с белками, аминокислотами. Накапливаются они избирательно, например, Hg - в почках, Pb, As, Se, Cr - в эритроцитах, в ионизированном состоянии - в костной ткани. Тяжелые металлы практически вечны, так как не разрушаются под действием природных факторов. Их удаление из водоемов и водотоков возможно за счет улетучивания (ртуть) или захоронения в донных осадках (Мисейко Г.Н. и др., 2001).

Рассмотрим ртуть, свинец и кадмий как представляющие наибольшую опасность для здоровья человека и животных.

Кадмий. В природные воды поступает при выщелачивании почв, полиметаллических и медных руд, в результате разложения водных организмов, способных его накапливать. Соединения кадмия выносятся в поверхностные воды со сточными водами свинцово-цинковых заводов, рудообогатительных фабрик, ряда химических предприятий (производство серной кислоты), гальванического производства, а также с шахтными водами. Понижение концентрации растворенных соединений кадмия происходит за счет процессов сорбции, выпадения в осадок гидроксида и карбоната кадмия и потребления их водными организмами.

Растворенные формы кадмия в природных водах представляют собой главным образом минеральные и органо-минеральные комплексы. Основной взвешенной формой кадмия являются его сорбированные соединения. Значительная часть кадмия может мигрировать в составе клеток гидробионтов.

В речных незагрязненных и слабозагрязненных водах кадмий содержится в субмикрограммовых концентрациях, в загрязненных и сточных водах концентрация кадмия может достигать десятков микрограммов в 1 дм3.

ПДКв составляет 0.001 мг/дм3, ПДКвр — 0.0005 мг/дм3 (лимитирующий признак вредности — токсикологический)

Ртуть. В поверхностные воды соединения ртути могут поступать в результате выщелачивания пород в районе ртутных месторождений (киноварь, метациннабарит, ливингстонит), в процессе разложения водных организмов, накапливающих ртуть. Значительные количества поступают в водные объекты со сточными водами предприятий, производящих красители, пестициды, фармацевтические препараты, некоторые взрывчатые вещества. Тепловые электростанции, работающие на угле, выбрасывают в атмосферу значительные количества соединений ртути, которые в результате мокрых и сухих выпадений попадают в водные объекты.

Понижение концентрации растворенных соединений ртути происходит в результате извлечения их многими морскими и пресноводными организмами, обладающими способностью накапливать ее в концентрациях, во много раз превышающих содержание ее в воде, а также процессов адсорбции взвешенными веществами и донными отложениями ("Гидрохимические показатели состояния окружающей среды", 2007).

Ионы ртути легко связываются в прочные комплексы с различными органическими веществами, находящимися в водах и выступающими в качестве лигандов. Особенно прочные комплексы образуются с серосодержащими соединениями. Ртуть легко адсорбируется на взвешенных частицах вод. Ионы ртути легко связываются в прочные комплексы с различными органическими веществами, находящимися в водах и выступающими в качестве лигандов. Особенно прочные комплексы образуются с серосодержащими соединениями. Ртуть легко адсорбируется на взвешенных частицах вод. Из организма органические соединения ртути выводятся медленнее, чем неорганические (Тяжелые металлы в экологическом мониторинге водных систем, 1998).

Содержание ртути в речных незагрязненных, слабозагрязненных водах составляет несколько десятых долей микрограмма в 1 дм3, средняя концентрация в морской воде 0.03 мкг/дм3, в подземных водах 1-3 мкг/дм3. Соединения ртути высоко токсичны, они поражают нервную систему человека, вызывают изменения со стороны слизистой оболочки, нарушение двигательной функции и секреции желудочно-кишечного тракта, изменения в крови и др. Бактериальные процессы метилирования направлены на образование метилртутных соединений, которые во много раз токсичнее минеральных солей ртути. Метилртутные соединения накапливаются в рыбе и могут попадать в организм человека. ПДКв ртути составляет 0.0005 мг/дм3 (лимитирующий признак вредности — санитарно-токсикологический), ПДКвр 0.0001 мг/дм3 .

Свинец. Значительное повышение содержания свинца в окружающей среде (в т.ч. и в поверхностных водах) связано со сжиганием углей, применением тетраэтилсвинца в качестве антидетонатора в моторном топливе, с выносом в водные объекты со сточными водами рудообогатительных фабрик, некоторых металлургических заводов, химических производств, шахт и т.д. Существенными факторами понижения концентрации свинца в воде является адсорбция его взвешенными веществами и осаждение с ними в донные отложения. В числе других металлов свинец извлекается и накапливается гидробионтами.

Свинец находится в природных водах в растворенном и взвешенном (сорбированном) состоянии. В растворенной форме встречается в виде минеральных и органоминеральных комплексов, а также простых ионов, в нерастворимой - главным образом в виде сульфидов, сульфатов и карбонатов.

В речных водах концентрация свинца колеблется от десятых долей до единиц микрограммов в 1 дм3. Даже в воде водных объектов, прилегающих к районам полиметаллических руд, концентрация его редко достигает десятков миллиграммов в 1 дм3. Лишь в хлоридных термальных водах концентрация свинца иногда достигает нескольких миллиграммов в 1 дм3. Свинец - промышленный яд, способный при неблагоприятных условиях оказаться причиной отравления. В организм человека проникает главным образом через органы дыхания и пищеварения. Удаляется из организма очень медленно, вследствие чего накапливается в костях, печени и почках. Лимитирующий показатель вредности свинца - санитарно-токсилогический. ПДКв свинца составляет 0.03 мг/дм3, ПДКвр - 0.1 мг/дм3 (Гидрохимические показатели состояния окружающей среды, 2007).

Глава 3. Фенолы


Фенолы - ароматические соединения, содержащие молекуле одну или несколько гидроксильных групп, связанных с атомами углерода. Различные фенольные соединения широко распространены в природе и включены в естественный круговорот органических веществ. Синтезированные микроорганизмами, грибами и растениями, фенолы изменяются в животном организме. Цикл замыкают микроорганизмы и грибы, разрывающие бензольное кольцо окисляющие фенолы до углекислоты и воды. Наряду с природными фенолами во все увеличивающемся количестве в водоемы и водотоки стали поступать фенолы антропогенного происхождения с водами химической, нефтяной, газовой, коксобензольной, фармацевтической, текстильной, деревообрабатывающей, кожевенной, лакокрасочной промышленности (Мисейко Г.Н. и др., 2001).

В сточных водах предприятий содержание фенолов может превосходить 10-20 г/дм3 при весьма разнообразных сочетаниях.

В поверхностных водах фенолы могут находиться в растворенном состоянии в виде фенолятов, фенолят-ионов и свободных фенолов. Фенолы в водах могут вступать в реакции конденсации и полимеризации, образуя сложные гумусоподобные и другие довольно устойчивые соединения. В условиях природных водоемов процессы адсорбции фенолов донными отложениями и взвесями играют незначительную роль.

В незагрязненных или слабозагрязненных речных водах содержание фенолов обычно не превышает 20 мкг/дм3.

Превышение естественного фона по фенолу может служить указанием на загрязнение водоемов. В загрязненных фенолами природных водах содержание их может достигать десятков и даже сотен микрограммов в 1 дм3. Фенолы - соединения нестойкие и подвергаются биохимическому и химическому окислению.

Концентрация фенолов в поверхностных водах подвержена сезонным изменениям. В летний период содержание фенолов падает (с ростом температуры увеличивается скорость распада) (Гидрохимические показатели состояния окружающей среды, 2007).

Сброс фенольных вод в водоемы и водотоки резко ухудшает их общее санитарное состояние, оказывая влияние на живые организмы не только своей токсичностью, но и значительным изменением режима биогенных элементов и растворенных газов (кислорода, углекислого газа).

В результате хлорирования воды, содержащей фенолы, образуются устойчивые соединения хлорфенолов, малейшие следы которых (0,1 мкг/дм3) придают воде характерный привкус.

В токсикологическом и органолептическом отношении фенолы неравноценны. Летучие с паром фенолы более токсичны и обладают более интенсивным запахом при хлорировании. Наиболее резкие запахи дают простой фенол и крезолы.

ПДКв для фенола установлена 0,001 мг/дм3 (лимитирующий показатель вредности - органолептический), ПДКвр - 0,001 мг/дм3 (лимитирующий показатель вредности - рыбохозяйственный).

Одноатомные фенолы - сильные нервно-паралитические яды, вызывающие общее отравление организма также и через кожу, на которую действуют прижигающе. Многоатомные фенолы менее токсичны, но также способны при длительном поступлении угнетать ферменты в первую очередь окислительного процесса, действуют как разобщители дыхания и фосфорилирования (Мисейко Г.Н. и др., 2001).

Загрязнение фенолами чрезвычайно губительно отражается на обитателях водной среды и растительности. Установлено, что рыбы, живущие в районах стока вод химических производств, имеют серьезные нарушения эндокринной системы. Самцы при этом начинают вырабатывать белки, которые присутствуют в икринках самок.

Кроме того, фенолы обладают синергетическим эффектом при воздействии на объект окружающей среды,т.е. совместное токсическое действие нескольких веществ превышает сумму эффектов отдельных соединений (Моисеенко, 2009).



Глава 4. Пестициды


Пестициды (от лат. pestis - зараза, caedo - убиваю) - обширная группа искусственных химических соединений. Они попадают в водные объекты в результате сельскохозяйственной деятельности человека. Ежегодное их производство достигает миллиардов тонн. По химическому составу различают хлорорганические (ДДТ, гексохлоран, альдрин, эндрин и др.), фосфоорганические (метафос, хлорофос, карбофос), производные сим-триазина (атразин, симазин), мочевины (монурон, диурон), карбоновых кислот (трихлорацетат) и другие пестициды (Мисейко Г.Н. и др., 2001).

Фосфорорганические пестициды представляют собой сложные эфиры: фосфорной кислоты - диметилдихлорвинилфосфат (ДДВФ); тиофосфорной - метафос, метилнитрофос; дитиофосфорной - карбофос, рогор; фосфоновой - хлорофос. Преимуществом фосфорорганических пестицидов является их относительно малая химическая и биологическая устойчивость. Большая часть их разлагается в растениях, почве, воде в течение одного месяца, но отдельные инсектициды и акарициды внутрирастительного действия (рогор, сейфос и др.) могут сохраняться в течение года.

К пестицидам относят химические вещества, применяемые для борьбы с различными вредными организмами: растительноядными клещами (акарициды), насекомыми (инсектициды), бактериями (бактерициды), высшими растениями (гербициды), грибами (фунгициды), моллюсками (лимациды), круглыми червями (нематоциды), паразитическими червями у животных (антигельминты), тлей (афицид), личинками и гусеницами (ларвициды) и др. В эту группу веществ обычно включают и антисептики, применяемые для предохранения неметаллических материалов от разрушения микроорганизмами, а также вещества, употребляемые для предуборочного удаления листьев с растений (дефолианты), вызывающие обезвоживание тканей растений, что ускоряет их созревание и облегчает уборку урожая (десиканты), предпосевную обработку семян (протравители семян) и др.

Некоторые химические препараты могут действовать на вредные организмы только при непосредственном контакте (контактные пестициды). Для проявления действия такой препарат обязательно должен войти в непосредственное соприкосновение с объектом воздействия. Контактные гербициды должны, например, иметь контакт со всеми частями уничтожаемого растения, в противном случае возможно отрастание сорных растений. Контактные инсектициды в большинстве случаев проявляют свое действие при соприкосновении с любой частью тела насекомого. Системные пестициды способны передвигаться по сосудистой системе растения и в ряде случаев, по сосудистой системе животного. Они часто оказываются более эффективными, чем препараты контактного действия. Механизм действия системных фунгицидов в большинстве случаев существенно отличается от такового для инсектицидов. Если инсектициды поражают сосущих членистоногих в результате попадания яда в организм вредителя, то фунгициды в основном способствуют повышению устойчивости растения к данному виду заболевания.

Основным источником поступления пестицидов в водные объекты является поверхностный сток талых, дождевых и грунтовых вод с сельскохозяйственных угодий, коллекторно-дренажные воды, сбрасываемые с орошаемых территорий. Пестициды также могут вноситься в водные объекты во время их обработки с целью уничтожения нежелательных водных растений и других гидробионтов, со сточными водами промышленных предприятий, производящих ядохимикаты, непосредственно при обработке полей пестицидами с помощью авиации, при небрежной транспортировке их водным транспортом и при хранении. Несмотря на большой вынос стойких пестицидов в водную среду, содержание их в природных водах относительно невелико из-за быстрой кумуляции пестицидов гидробионтами и отложения в илах. Коэффициенты кумуляции (во сколько раз содержание химического вещества больше в гидробионтах, чем в воде) составляют от 3-10 до 1000-500000 раз.

В поверхностных водах пестициды могут находиться в растворенном, взвешенном и сорбированном состояниях. Хлорорганические пестициды содержатся в поверхностных водах обычно в концентрациях n·10-5-n·10-3 мг/дм3, фосфорорганические - n·10-3-n·10-2 мг/дм3 (Гидрохимические показатели состояния окружающей среды, 2007).

Пестициды, распыленные в воздухе при использовании самолетов, переносятся на огромные расстояния и с осадками выпадают не только на поверхность земли, но и на водную поверхность, нанося огромный вред всему живому. Кроме того, в ряде случаев биоциды вносятся непосредственно в водную среду для уничтожения обитающих там вредных насекомых, непромысловых видов рыб, некоторых водных растений. Даже тщательная дозировка и контроль при массовом применении пестицидов оказываются недостаточными: гибнут птицы и мелкие животные, планктон и бентос (Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении, 2002).

Глава 5. СПАВ


Синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ) - химические соединения, понижающие поверхностное натяжение на разделе фаз вода-воздух. Их нередко называют детергентами (лат. detergere - очищать). Основную долю в производстве СПАВ составляют анионные вещества (соли карбоновых кислот, алкилсульфаты, алкилсульфонаты, фторалкилсульфонаты), неионные (полиэксиэтиленовые эфиры алифтических спиртов и кислот, алкилфенолов, аминов и других соединений с реакционноспособными атомами водорода), катионные (производные алкиламинов) и амфотерные.

Основные потребители СПАВ - текстильная промышленность, производство стройматериалов, косметическая, фармакологическая, кожевенная, бумажная, меховая, пищевая и нефтяная промышленности, сельское хозяйство (стимулирование роста, инсектициды, гербициды, фунгициды). Особенно много их используется для бытовых нужд, что и является основным источником загрязнения водных объектов.

В поверхностных водах СПАВ находятся в растворенном и сорбированном состоянии, а также в поверхностной пленке воды водного объекта.

Токсичность СПАВ для человека и теплокровных животных относительно низка, выше она для низших животных и растений. Детергенты в концентрации 0,5 - 0,25 мг/л вызывают гибель ракообразных и рыб; более низкие концентрации задерживают рост и развитие гидробионтов, ухудшают усвоение пищи, ингибируют функцию хеморецепторов. У водорослей сублетальные концентрации СПАВ нарушают подвижность половых клеток и спорообразование.

Основное влияние СПАВ оказывают на гидробионтов: уменьшают прозрачность, придают воде запахи и привкусы, образуют пену. Пена препятствует аэрации воды, ухудшаются процессы самоочищения, в ней концентрируются органические загрязнения и микрофлора ("Биологический анализ качества пресных вод", 2001).

В слабозагрязненных поверхностных водах концентрация СПАВ колеблется обычно в пределах тысячных и сотых долей миллиграмма в 1 дм3. В зонах загрязнения водных объектов концентрация повышается до десятых долей миллиграмма, вблизи источников загрязнения может достигать нескольких миллиграммов в 1 дм3 (Гидрохимические показатели состояния окружающей среды, 2007).

При концентрации моющих средств 1 мг/л гибнет планктон, при 3 мг/л — дафнии, 15 мг/л — рыбы. Кроме того, в городских сточных водах может содержаться в среднем (мг/л): 0,5 — меди; 0,5 — свинца; 0,8 — железа; 23,2 — натрия; 0,2 —цинка, 6,6 —фосфора, 4,53 —жиров. Разложение большого количества органических веществ в стоках приводит к дефициту кислорода и накоплению сероводорода, в результате чего со временем такие водоемы «умирают» (Экология, 1997).

Глава 6. Радионуклиды


Действие радиации на живые организмы неоднозначно, оно может быть стимулирующим, угнетающим и летальным. Очень малые дозы радиации, слабо отличающиеся от естественного фона, не оказывают заметных воздействий; более высокие, но еще относительно слабые стимулируют рост и развитие гидробионтов. Дальнейшее повышение доз вызывает угнетение, достаточно высокие дозы вызывают летальный эффект.

Малые дозы облучения рыб и моллюсков на ранних стадиях развития не только снижают выживаемость, но даже индуцируют радиоустойчивость. Большие дозы облучения вызывают уменьшение линейных размеров и лучевые уродства.

Как правило, чувствительность к радиации повышается от низших форм к более высокоорганизованным и уменьшается от ранних стадий развития к более поздним. В ряду радиочувствительности гидробионты можно расположить следующим образом: рыбы > ракообразные и моллюски > водоросли > бактерии.

Накопление радионуклидов в донных отложениях в десятки раз выше, чем в воде, поэтому организмы бентоса страдают от накопления радионуклидов еще больше, чем пелагические организмы. Накопление радионуклидов различными типами грунтов зависит от физико-химических свойств как радионуклидов, так и грунтов. В условиях природного водоема 137Cs накапливается более интенсивно, чем 90Sr. Менее прочно 90Sr и 137Cs фиксируются песчаными грунтами, прочнее песчано-илистыми, сапропелем и торфом.

Условно можно выделить 4 основные группы радионуклидов по характеру их преимущественного накопления: 1 - гидротропы: сера-35, хром-51, германий-71 (в воде);
2 - эквитропы: кобальт-60, рубидий-86, стронций-90, рутений-106, йод-131 (равномерно распределены между компонентами водного объекта); 3 - педотропы: железо-59, цинк-65, иттрий-91, цирконий-95, ниобий-95, цезий-137 (в грунтах); 4 - биотропы: фосфор-32, кадмий-115, церий-144, ртуть-204 (Мисейко Г.Н. и др., 2001).

Заключение
Приоритетными загрязняющими веществами в природных водах являются: нефть и ее производные, тяжелые металлы, фенолы, пестициды, синтетические поверхностно-активные вещества, радионуклиды.

Токсическое действие данных веществ многозначно, но самыми опасными токсикантами считаются нефть и нефтепродукты. Поступая в водный объект, нефть образует на поверхности пленку, нарушает дыхание гидробионтов, так как препятствует проникновению кислорода в толщу воды. Нефтепродукты обволакивают оперение птиц, поверхность тела, органы других гидробионтов, вызывая заболевания и гибель.

К тяжелым металлам относят более 40 металлов периодической системы Д.И. Менделеева с атомной массой свыше 50 атомных единиц: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi и др. В зависимости от условий среды они существуют в разных степенях окисления и входят в состав разнообразных неорганических и металлорганических соединений, которые могут быть истинно растворенными, коллоидно-дисперсными или входить в состав минеральных и органических взвесей. Тяжелые металлы являются протоплазматическими ядрами для всех живых объектов: грубо нарушают структуры коллоидных систем, денатурируют белки. При очень большом разведении связывают и блокируют активные центры ферментов. Накапливаются они избирательно, не разрушаются под действием природных факторов. Их удаление из водоемов и водотоков возможно за счет улетучивания (ртуть) или захоронения в донных осадках.

Различные фенольные соединения широко распространены в природе и включены в естественный круговорот органических веществ. Превышение естественного фона по фенолу может служить указанием на загрязнение водоемов. Сброс фенольных вод в водоемы и водотоки резко ухудшает их общее санитарное состояние, оказывая влияние на живые организмы не только своей токсичностью, но и значительным изменением режима биогенных элементов и растворенных газов (кислорода, углекислого газа). Загрязнение фенолами чрезвычайно губительно отражается на обитателях водной среды и растительности. Рыбы, живущие в районах стока вод химических производств, имеют серьезные нарушения эндокринной системы. Самцы при этом начинают вырабатывать белки, которые присутствуют в икринках самок.

К пестицидам относят химические вещества, применяемые для борьбы с различными вредными организмами: насекомыми, бактериями, высшими растениями, моллюсками, личинками и гусеницами, грибами и др. Пестициды, распыленные в воздухе при использовании самолетов, переносятся на огромные расстояния и с осадками выпадают не только на поверхность земли, но и на водную поверхность, нанося огромный вред всему живому. Накапливаясь в трофической цепи, пестициды концентрируются в организмах гидробионтов, достигая высокого содержания. В результате гибнут птицы и мелкие животные, планктон и бентос.

Синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ) - химические соединения, понижающие поверхностное натяжение на разделе фаз вода-воздух. Огромное количество поверхностно-активных веществ используется для бытовых нужд, что и является основным источником загрязнения водных объектов. Токсичность СПАВ для человека и теплокровных животных относительно низка, выше она для низших животных и растений. Детергенты в концентрации 0,5 - 0,25 мг/л вызывают гибель ракообразных и рыб; более низкие концентрации задерживают рост и развитие гидробионтов, ухудшают усвоение пищи, ингибируют функцию хеморецепторов. У водорослей сублетальные концентрации СПАВ нарушают подвижность половых клеток и спорообразование.

Действие радиации на живые организмы неоднозначно, оно может быть стимулирующим, угнетающим и летальным. Очень малые дозы радиации, слабо отличающиеся от естественного фона, не оказывают заметных воздействий; более высокие, но еще относительно слабые стимулируют рост и развитие гидробионтов. Дальнейшее повышение доз вызывает угнетение, достаточно высокие дозы вызывают летальный эффект. Чувствительность к радиации повышается от низших форм к более высокоорганизованным и уменьшается от ранних стадий развития к более поздним. Накопление радионуклидов в донных отложениях в десятки раз выше, чем в воде, поэтому организмы бентоса страдают от накопления радионуклидов еще больше, чем пелагические организмы.

Список литературы




  1. Гидрохимические показатели состояния окружающей среды: справочные материалы / Под ред. Т.В. Гусевой. - М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2007. - 192 с.



  1. Мисейко Г.Н., Безматерных Д.М., Тушкова Г.И. Биологический анализ качества пресных вод / Под ред. Г.Н. Мисейко. Баранул: Изд-во АГУ, 2001. 201 с.



  1. Моисеенко Т.И. Водная экотоксикология: Теоретические и прикладные аспекты. - М.: Наука, 2009. - 400 с.



  1. Экология: Учебное пособие / Общая ред. С.А. Боголюбова. - М: Знание, 1997. - 288 с.



  1. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении: Учеб. пособие / Орлов Д.С, Садовникова Л.К., Лозановская И.Н. - М.: Высшая школа, 2002. - 334с.



  1. Будников Г. К. Тяжелые металлы в экологическом мониторинге водных систем // Соросовский Образовательный журнал, 1998.

(http://www.pereplet.ru/obrazovanie/stsoros/542.html)

  1. Иваненко Н.В. Экологическая токсикология. Учебное пособие для студентов экологических специальностей, 2002.

(http://abc.vvsu.ru/Books/ecolog_tocsicolog/page0008.asp)

(http://abc.vvsu.ru/Books/ecolog_tocsicolog/page0009.asp)




Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации