الكادميوم هو أحد العناصر النادرة النادرة. يهاجر في المياه الجوفية الساخنة بالزنك وعناصر أخرى عرضة لتكوين الكبريتيدات الطبيعية والتيلورايد والكبريتيدات والكبريتيد ويتركز في الترسبات المائية. في الصخور البركانية ، يوجد الكادميوم بكمية تصل إلى 0.2 مجم / كجم ؛ وفي الصخور الرسوبية ، على وجه الخصوص ، في الطين ، تصل إلى 0.3 مجم / كجم ؛ وفي الحجر الجيري ، 0.035 مجم / كجم ؛ وفي التربة ، حتى 0.06 ملغم / كغم.

كيف يدخل الكادميوم في الماء؟

يرجع دخول الكادميوم إلى المياه الطبيعية إلى عملية ترشيح التربة والنحاس والخامات المتعددة الفلزات ، في عملية تحلل الكائنات المائية التي تتراكم الكادميوم. أشكال الكادميوم الذائبة هي مركبات عضوية معدنية ومعدنية. تمثل مركبات الكادميوم الممتصة شكلها الرئيسي المعلق. يهاجر معظم الكادميوم كجزء من خلايا الهيدروبيونات.

لماذا الكادميوم خطير في الماء؟

يعتبر الكادميوم من أكثر المعادن الثقيلة سمية. أعطاه SanPin الروسي حالة "المواد شديدة الخطورة" ، فئة الخطر الثانية. إلى جانب العديد من المعادن الثقيلة الأخرى ، يمكن أن يتراكم الكادميوم في الجسم. سيستغرق نصف العمر من 10 إلى 35 عامًا. في جسم شخص يبلغ من العمر 50 عامًا ، يمكن احتواء الكادميوم بكمية تتراوح من 30 إلى 50 جرامًا.أما الأماكن الرئيسية لتراكم الكادميوم فهي الكلى ، من 30 إلى 60٪ من الكمية الإجمالية ، والكبد ، من 20 إلى 25٪. يوجد الكادميوم المتبقي في البنكرياس والعظام الأنبوبية والطحال والأنسجة والأعضاء الأخرى.

يمكن أن يؤدي فائض الكادميوم عند دخول الجسم إلى الإصابة بارتفاع ضغط الدم وتلف الكبد وفقر الدم وانتفاخ الرئة واعتلال القلب وتشوهات الهيكل العظمي وهشاشة العظام. مركبات الكادميوم خطيرة للغاية. يتم التعبير عن عمل الكادميوم في تثبيط نشاط بعض أنظمة الإنزيم بسبب منع مجموعات الأمين والكربوكسيل و SH من جزيئات البروتين ، بالإضافة إلى عدد من العناصر النزرة. مع التعرض المطول للكادميوم ، فإنه يؤدي إلى تلف الرئتين والكليتين ، وضعف العظام.

أهم أعراض التسمم بالكادميوم:

• الأضرار التي لحقت بالجهاز العصبي المركزي.
• بروتين في البول
• آلام حادة في العظام.
• ضعف في الأعضاء التناسلية.
• حصوات في الكلى.

أي من الأشكال الكيميائية للكادميوم خطير. وفقًا لتقديرات منظمة الصحة العالمية ، تتراوح الجرعة المميتة من الكادميوم من 350 إلى 3500 مجم. السمة المميزة للكادميوم هي وقت الاحتفاظ الطويل: في غضون يوم واحد ، يتم إخراج 0.1 ٪ فقط من الجرعة من جسم الإنسان.

مثال توضيحي هو مرض إتاي إتاي ، الذي لوحظ لأول مرة في أربعينيات القرن الماضي في اليابان. عانى المرضى من آلام عضلية شديدة (ألم عضلي) وتلف في الكلى وتشوهات هيكلية وكسور في العظام. في غضون 15-30 عامًا ، توفي حوالي 150 شخصًا من التسمم المزمن بالكادميوم. كان سبب التسمم هو ري مزارع فول الصويا وحقول الأرز بمياه نهر جينغو ، والتي كانت تحتوي على الكادميوم من النفايات السائلة لمنجم الزنك. نتيجة البحث اتضح أن الكادميوم دخل جسم المرضى بمقدار 600 ميكروجرام في اليوم. يعد الأرز والمأكولات البحرية أحد المنتجات الغذائية الرئيسية لليابانيين ، ونظرًا لقدرة هذه المنتجات على تراكم الكادميوم بتركيزات عالية ، فقد أصبح المرض شديدًا على نطاق واسع.

للتسمم الغذائي الحاد بالكادميوم بالماء ، جرعة واحدة من 13-15 مجم كافية. في هذه القضيةهناك علامات التهاب المعدة والأمعاء الحاد: تشنجات وآلام في المنطقة الشرسوفية ، والتقيؤ.

التركيز الأقصى المسموح به للكادميوم في الماء

وفقًا لـ SanPin الروسي 2.1.4.1074-01 ، فإن الحد الأقصى المسموح به لتركيز الكادميوم هو 0.001 مجم / dm3. في دول الاتحاد الأوروبي ، هذا الرقم هو 0.005 ملغم / دسم 3.

طرق تنقية المياه من الكادميوم

تعتبر تنقية المياه من الكادميوم من أصعب الإجراءات. لذلك ، يتم فرض متطلبات عالية إلى حد ما على أنظمة التنقية: تنقية المياه من الكادميوم ، والتطهير ، وتقليل الصلابة ، والاحتفاظ بالكلور النشط ، والمواد العضوية وغيرها مواد مؤذية، زيادة في المؤشرات الحسية. من أجل تحديد أكثر طرق التنقية فعالية لاحتياجات معينة ، من الضروري تحديد المصدر ومستوى الشوائب وما إلى ذلك ، وبعبارة أخرى ، لإجراء تحليل مفصل للمياه.

تنقية المياه من الكادميوم باستخدام الكواشف

يتم تنقية المياه من الكادميوم بشكل أساسي عن طريق طريقة كيميائية. في حالة حدوث تغيير في الرقم الهيدروجيني ، يتم تحويل الكادميوم إلى شكل غير قابل للذوبان ، يترسب ويتم إزالته. يعتمد اختيار المواد الكيميائية المستخدمة في معالجة المياه على تركيز الكادميوم ودرجة التنقية المطلوبة ووجود الشوائب.

عندما يتم نقل المادة إلى شكل غير قابل للذوبان ، يحدث الفصل بسبب الترسيب التثاقلي للكادميوم باستخدام خزانات الترسيب. من هذه الحاويات ، يتم ضخ الكادميوم المستقر بغرض التجفيف والتجفيف. هذه طريقة بسيطة إلى حد ما ، لذا فقد انتشرت على نطاق واسع. ومع ذلك ، فإن هذه الطريقة لا تخلو من العيوب ، وأهمها درجة عالية من الحساسية للمركبات الأخرى التي لا تسمح للكادميوم بالترسيب.

طريقة الغشاء لتنقية المياه من الكادميوم

تعتبر هذه الطريقة الأكثر فاعلية وتتكون من استخدام تركيب خاص مع أقسام غشاء. تتميز الأغشية بانتقائية عالية ، أي القدرة على فصل المواد. القسم شبه المنفذ قادر على المرور عبر نفسه فقط المياه الخالية من الشوائب. الشوائب ، بدورها ، تتراكم على الجانب الآخر. الحواجز مصنوعة من مادة متينة ومقاومة كيميائيًا لبيئة السائل المراد تنظيفه. تتمثل إحدى المزايا الرئيسية في قدرة الغشاء على أداء وظائفه طوال فترة الخدمة بأكملها ، مع الحفاظ على الكفاءة العالية.

فلاتر منزلية

تحظى أنظمة تنقية المياه المنزلية بشعبية كبيرة - صنابير منفصلة للمياه النظيفة وفوهات الصنبور ومرشحات سطح المكتب للأحواض والمرشحات من نوع الإبريق وغيرها.

المعادن الثقيلة من بين الملوثات ذات الأولوية ، والرصد إلزامي في جميع البيئات.

شرط معادن ثقيلة،تميز مجموعة واسعة من الملوثات ، وقد تلقى مؤخرًا توزيعًا كبيرًا. في مختلف الأعمال العلمية والتطبيقية ، يفسر المؤلفون معنى هذا المفهوم بطرق مختلفة. في هذا الصدد ، يختلف عدد العناصر المخصصة لمجموعة المعادن الثقيلة على نطاق واسع.

يتم استخدام العديد من الخصائص كمعايير عضوية: الكتلة الذرية ، والكثافة ، والسمية ، والانتشار في البيئة الطبيعية ، ودرجة المشاركة في الدورات الطبيعية والتكنوجينية. في بعض الحالات ، يتضمن تعريف المعادن الثقيلة العناصر الهشة (على سبيل المثال ، البزموت) أو أشباه الفلزات (على سبيل المثال ، الزرنيخ).

في الأعمال المكرسة لمشاكل التلوث البيئي بيئة طبيعيةوالرصد البيئي ، يوجد اليوم أكثر من 40 معدنًا من D.I. منديليف بكتلة ذرية تزيد عن 50 وحدة ذرية: Va ، Cr ، Mn ، Fe ، Co ، Ni ، Cu ، Zn ، Mo ، Sn ، Hg ، Pb ، Be ، إلخ.

في الوقت نفسه ، تلعب الشروط التالية دورًا مهمًا في تصنيف المعادن الثقيلة: سميتها العالية للكائنات الحية بتركيزات منخفضة نسبيًا ، فضلاً عن قدرتها على التراكم البيولوجي والتضخم الأحيائي.

تشارك جميع المعادن التي تندرج تحت هذا التعريف تقريبًا (باستثناء الرصاص والزئبق والكادميوم والبزموت ، والتي لا يتضح دورها البيولوجي حاليًا) بنشاط في العمليات البيولوجية وتشكل جزءًا من العديد من الإنزيمات. وفقًا لتصنيف N. Reimers ، يجب اعتبار المعادن ذات الكثافة التي تزيد عن 8 جم / سم 3 ثقيلة. وبالتالي ، تشمل المعادن الثقيلة: Cr ، Mn ، Fe ، Co ، Ni ، Cu ، Zn ، Mo ، Hg ، Pb ، Be.

رسميًا ، يتوافق تعريف المعادن الثقيلة مع عدد كبير من العناصر. لكن بحسب الباحثين المشاركين في الأنشطة العملية المتعلقة بتنظيم ملاحظات للدولة والتلوث بيئة، فإن مركبات هذه العناصر بعيدة عن أن تكون مكافئة للملوثات.

لذلك ، في العديد من الأعمال ، هناك تضييق في نطاق مجموعة المعادن الثقيلة ، وفقًا لمعايير الأولوية ، نظرًا لاتجاه العمل وخصوصياته.

وهكذا ، في الأعمال الكلاسيكية الآن لـ Yu. A. Izrael ، في قائمة المواد الكيميائية التي سيتم تحديدها في البيئات الطبيعية في المحطات الخلفية في محميات المحيط الحيوي ، تم تسمية المعادن الثقيلة بالرصاص ، الزئبق ، النحاس.

من ناحية أخرى ، وفقًا لقرار فريق العمل المعني بانبعاثات المعادن الثقيلة ، الذي يعمل تحت رعاية لجنة الأمم المتحدة الاقتصادية لأوروبا ويقوم بجمع وتحليل المعلومات عن انبعاثات الملوثات في الدول الأوروبية ، تم تصنيف الزنك والزئبق والرصاص فقط. كمعادن ثقيلة.

وفقًا لتعريف N. Reimers ، فإن المعادن النبيلة والنادرة تقف بعيدًا عن المعادن الثقيلة ، على التوالي ، يبقى فقط Pb ، Cu ، Zn ، Ni. , Co ، Sn ، Be ، Hg.

في العمل التطبيقي ، غالبًا ما يتم إضافة Pt و Au و Mn إلى عدد المعادن الثقيلة.

أيونات المعادن هي مكونات لا غنى عنها في المسطحات المائية الطبيعية. اعتمادًا على الظروف البيئية (درجة الحموضة ، إمكانية الأكسدة والاختزال ، وجود الروابط) ، توجد بدرجات مختلفة من الأكسدة وهي جزء من العديد من المركبات غير العضوية والمعدنية العضوية ، والتي يمكن أن تذوب حقًا أو تشتت غروانيًا أو تكون جزءًا من معلقات معدنية وعضوية .

الأشكال المذابة حقًا من المعادن ، بدورها ، متنوعة للغاية ، والتي ترتبط بعمليات التحلل المائي ، البلمرة المائي (تكوين معقدات هيدروكسو متعددة النوى) ، والتعقيد باستخدام روابط مختلفة.

وفقًا لذلك ، تعتمد كل من الخصائص التحفيزية للمعادن وتوافرها للكائنات الحية الدقيقة المائية على أشكال وجودها في النظام البيئي المائي.

تشكل العديد من المعادن مجمعات قوية إلى حد ما مع المواد العضوية ؛ هذه المجمعات هي واحدة من أهم أشكال هجرة العناصر في المياه الطبيعية.

تتكون معظم المجمعات العضوية من دورة كلاب وتكون مستقرة. المركبات المكونة من أحماض التربة مع أملاح الحديد والألمنيوم والتيتانيوم واليورانيوم والفاناديوم والنحاس والموليبدينوم والمعادن الثقيلة الأخرى قابلة للذوبان بشكل جيد نسبيًا في وسط متعادل قليل الحمضية وقلوي قليلاً. لذلك ، فإن المجمعات العضوية المعدنية قادرة على الهجرة في المياه الطبيعية لمسافات كبيرة جدًا.

هذا مهم بشكل خاص للمياه السطحية منخفضة المعادن ، وقبل كل شيء ، حيث يكون تكوين مجمعات أخرى مستحيلاً.

لفهم العوامل التي تنظم تركيز المعدن في المياه الطبيعية ، وتفاعلها الكيميائي ، والتوافر البيولوجي والسمية ، من الضروري معرفة ليس فقط المحتوى الكلي ، ولكن أيضًا نسبة الأشكال المعدنية الحرة والمربوطة.

انتقال المعادن في وسط مائي إلى شكل معقد فلزي له ثلاث نتائج:

1. قد تكون هناك زيادة في التركيز الكلي لأيونات المعادن بسبب تحولها إلى محلول من رواسب القاع ؛

2. يمكن أن تختلف نفاذية غشاء الأيونات المعقدة اختلافًا كبيرًا عن نفاذية الأيونات الرطبة ؛

3. يمكن أن تتغير سمية المعدن نتيجة التعقيد بشكل كبير.

وبالتالي ، فإن أشكال كلاب من النحاس والرصاص والزئبق أقل سمية من الأيونات الحرة. لفهم العوامل التي تنظم تركيز المعدن في المياه الطبيعية ، وتفاعلها الكيميائي ، والتوافر البيولوجي والسمية ، من الضروري معرفة ليس فقط المحتوى الإجمالي ، ولكن أيضًا نسبة الأشكال المقيدة والحرة.

مصادر تلوث المياه بالمعادن الثقيلة هي مياه الصرف من محلات الجلفنة والتعدين والمعادن الحديدية وغير الحديدية ومصانع بناء الآلات. توجد المعادن الثقيلة في الأسمدة والمبيدات ويمكن أن تدخل المسطحات المائية جنبًا إلى جنب مع الجريان السطحي من الأراضي الزراعية.

غالبًا ما ترتبط زيادة تركيز المعادن الثقيلة في المياه الطبيعية بأنواع أخرى من التلوث ، مثل التحمض.

يساهم ترسيب الترسيب الحمضي في انخفاض قيمة الأس الهيدروجيني وانتقال المعادن من حالة كثف على المواد المعدنية والعضوية إلى حالة حرة.

الفاناديوم

يوجد الفاناديوم في الغالب في حالة تشتت ويوجد في خامات الحديد والزيت والأسفلت والقار والصخر الزيتي والفحم وما إلى ذلك. أحد المصادر الرئيسية لتلوث الفاناديوم للمياه الطبيعية هو النفط ومنتجاته.

يحدث في المياه الطبيعية بتركيزات منخفضة للغاية: في مياه الأنهار من 0.2 إلى 4.5 ميكروغرام / دسم 3 ، في مياه البحر - بمتوسط ​​2.0 ميكروغرام / دسم 3

في هجرة الفاناديوم ، يعد دور مركباته المعقدة الذائبة مع المواد العضوية ، خاصة مع الأحماض الدبالية ، أمرًا ضروريًا.

تركيزات الفاناديوم المرتفعة ضارة بصحة الإنسان. MPC للفاناديوم هو 0.1 مجم / دسم 3 (مؤشر الحد من الضرر - السمية الصحية) .

البزموت

المصادر الطبيعية لدخول البزموت إلى المياه الطبيعية هي عمليات ترشيح المعادن المحتوية على البزموت. يمكن أن يكون مصدر الدخول إلى المياه الطبيعية أيضًا مياه الصرف الصحي من الصناعات الدوائية والعطور ، وبعض شركات صناعة الزجاج.

توجد في المياه السطحية غير الملوثة بتركيزات دون ميكروجرام. أعلى تركيز وجد في المياه الجوفية وهو 20 ميكروغرام / دسم 3 ، في مياه البحر - 0.02 ميكروغرام / دسم 3 . MAC هو 0.1 مجم / دسم 3 .

حديد

المصادر الرئيسية لمركبات الحديد في المياه السطحية هي عمليات التجوية الكيميائية للصخور ، مصحوبة بتدميرها ميكانيكيًا وانحلالها. في عملية التفاعل مع المواد المعدنية والعضوية الموجودة في المياه الطبيعية ، يتم تكوين مركب معقد من مركبات الحديد الموجودة في الماء في حالة مذابة وغروية ومعلقة. كميات كبيرة من الحديد تأتي مع الجريان السطحي للمياه الجوفية ومياه الصرف من شركات الصناعات المعدنية ، وتشغيل المعادن ، والمنسوجات ، والطلاء ، والورنيش ومع النفايات السائلة الزراعية.

يعتمد توازن الطور على التركيب الكيميائي للمياه ، ودرجة الحموضة ، وإلى حد ما ، درجة الحرارة. في التحليل الروتيني في شكل مرجح تنبعث منها جسيمات يزيد حجمها عن 0.45 ميكرون. وهي في الغالب معادن حاملة للحديد وهيدرات أكسيد الحديد ومركبات الحديد الممتصة على المعلقات.

عادة ما يتم النظر في الشكل الغرواني المذاب حقًا معًا. يتم تمثيل الحديد المذاب بواسطة مركبات في شكل أيوني ، في شكل مركب هيدروكسي ومركبات مع مواد عضوية وغير عضوية مذابة في المياه الطبيعية.

في الشكل الأيوني ، يهاجر Fe (II) بشكل أساسي ، ولا يمكن أن يكون Fe (III) في حالة عدم وجود مواد معقدة بكميات كبيرة في حالة مذابة.

نتيجة للأكسدة الكيميائية والكيميائية الحيوية (بمشاركة بكتيريا الحديد) ، يمر Fe (II) إلى Fe (III) ، والذي ، يتحلل بالماء ، يترسب في شكل Fe (OH) 3.

يتميز كل من Fe (II) و Fe (III) بالميل إلى تكوين معقدات هيدروكسو من + ، 4+ ، + ، 3+ ، وأنواع أخرى ، تتعايش في محلول بتركيزات مختلفة اعتمادًا على الرقم الهيدروجيني وتحديد حالة نظام الحديد - هيدروكسيل.

الشكل الرئيسي لإيجاد الحديد (III) في المياه السطحية هو مركباته المعقدة ذات المركبات غير العضوية والعضوية المذابة ، وخاصة المواد الدبالية.

عند درجة الحموضة = 8.0 ، يكون الشكل الرئيسي هو Fe (OH) 3. الشكل الغروي للحديد هو الأقل دراسة ، وهو هيدرات أكسيد الحديد Fe (OH) 3 والمركبات التي تحتوي على مواد عضوية.

لوحظت أعلى تركيزات من الحديد (تصل إلى عدة عشرات ومئات المليغرام لكل 1 دسم 3) في المياه الجوفية ذات قيم الأس الهيدروجيني المنخفضة.

كونه عنصرًا نشطًا بيولوجيًا ، يؤثر الحديد إلى حد ما على شدة تطور العوالق النباتية والتركيب النوعي للنباتات الدقيقة في الخزان.

تخضع تركيزات الحديد لتقلبات موسمية ملحوظة. عادة ، في الخزانات ذات الإنتاجية البيولوجية العالية ، خلال فترة الركود الصيفي والشتوي ، يكون هناك زيادة ملحوظة في تركيز الحديد في الطبقات السفلية من الماء. يرافق خلط الخريف والربيع للكتل المائية (الحرارة المتجانسة) أكسدة Fe (II) إلى Fe (III) وترسيب الأخير على شكل Fe (OH) 3.

MPC من الحديد 0.3 مجم / دسم 3

الكادميوم

يدخل إلى المياه الطبيعية أثناء ترشيح خامات التربة والخامات المتعددة الفلزات والنحاس نتيجة تحلل الكائنات المائية القادرة على تراكمها.

يتم نقل مركبات الكادميوم إلى المياه السطحية بمياه الصرف من مصانع الرصاص والزنك ، ومعامل تلبيس الخام ، وعدد من المؤسسات الكيميائية (إنتاج حامض الكبريتيك) ، وإنتاج الجلفان ، وكذلك مع مياه المناجم.

يحدث الانخفاض في تركيز مركبات الكادميوم المذابة بسبب عمليات الامتصاص وترسيب هيدروكسيد وكربونات الكادميوم واستهلاك الكائنات المائية.

أشكال الكادميوم الذائبة في المياه الطبيعية هي في الأساس معقدات معدنية وعضوية معدنية. الشكل الرئيسي المعلق للكادميوم هو مركباته الممتصة. يمكن أن ينتقل جزء كبير من الكادميوم داخل خلايا الكائنات المائية.

في مياه الأنهار غير الملوثة والملوثة قليلاً ، يتم احتواء الكادميوم في تركيزات دون ميكروجرام ؛ في المياه الملوثة والمخلفات ، يمكن أن يصل تركيز الكادميوم إلى عشرات الميكروغرام لكل 1 dm3.

تلعب مركبات الكادميوم دورًا مهمًا في حياة الإنسان والحيوان. إنه سام بتركيزات عالية ، خاصة عند استخدامه مع مواد سامة أخرى.

MAC هو 0.001 مجم / دسم 3 . علامة الحد من الضرر هي السمية.

كوبالت

تدخل مركبات الكوبالت إلى المياه الطبيعية نتيجة ارتشاحها من بيريت النحاس وخامات أخرى ، ومن التربة أثناء تحلل الكائنات الحية والنباتات ، وكذلك من مياه الصرف من مصانع التعدين وتشغيل المعادن والكيميائية. تأتي بعض كميات الكوبالت من التربة نتيجة تحلل الكائنات الحية النباتية والحيوانية.

تكون مركبات الكوبالت في المياه الطبيعية في حالة مذابة ومعلقة ، ويتم تحديد النسبة الكمية بينها من خلال التركيب الكيميائي للماء ودرجة الحرارة وقيم الأس الهيدروجيني.

يتم تمثيل الأشكال الذائبة بشكل أساسي بواسطة مركبات معقدة ، بما في ذلك تلك التي تحتوي على مواد عضوية في المياه الطبيعية. تعتبر مركبات الكوبالت ثنائية التكافؤ أكثر خصائص المياه السطحية. في وجود عوامل مؤكسدة ، يمكن أن يوجد الكوبالت ثلاثي التكافؤ بتركيزات ملحوظة.

الكوبالت هو أحد العناصر النشطة بيولوجيًا ويوجد دائمًا في جسم الحيوانات والنباتات. يرتبط المحتوى غير الكافي من الكوبالت في النباتات بمحتواه غير الكافي في التربة ، مما يساهم في تطور فقر الدم في الحيوانات (منطقة غابات التايغا غير تشيرنوزم).

كجزء من فيتامين ب 12 ، فإن الكوبالت له تأثير نشط للغاية على تناول المواد النيتروجينية ، وزيادة في محتوى الكلوروفيل وحمض الأسكوربيك ، وينشط التخليق الحيوي ويزيد من محتوى بروتين النيتروجين في النباتات. ومع ذلك ، فإن التركيزات المرتفعة من مركبات الكوبالت سامة.

في مياه الأنهار غير الملوثة والملوثة قليلاً ، يتراوح محتواها من أعشار إلى جزء من الألف من مليغرام لكل 1 دسم 3 ، ويبلغ متوسط ​​المحتوى في مياه البحر 0.5 ميكروغرام / دسم 3 .

MAC هو 0.1 مجم / دسم 3 .

المنغنيز

يدخل المنغنيز إلى المياه السطحية نتيجة ترشيح خامات المنغنيز الحديدي والمعادن الأخرى التي تحتوي على المنغنيز (بيرولوزيت ، سيلوميلان ، براونيت ، منجانيت ، مغرة سوداء). تأتي كميات كبيرة من المنجنيز من تحلل الحيوانات المائية والكائنات النباتية ، وخاصة الخضراء المزرقة ، والدياتومات والنباتات المائية الأعلى. يتم تصريف مركبات المنغنيز في الخزانات بمياه الصرف الصحي من مصانع معالجة المنغنيز ، والمصانع المعدنية ، ومؤسسات الصناعة الكيميائية ومياه المناجم.

يحدث الانخفاض في تركيز أيونات المنغنيز في المياه الطبيعية نتيجة لأكسدة Mn (II) إلى MnO 3 وغيرها من الأكاسيد عالية التكافؤ التي تترسب. المعلمات الرئيسية التي تحدد تفاعل الأكسدة هي تركيز الأكسجين المذاب وقيمة الأس الهيدروجيني ودرجة الحرارة. ينخفض ​​تركيز مركبات المنجنيز الذائبة بسبب استخدامها بواسطة الطحالب.

الشكل الرئيسي لهجرة مركبات المنجنيز في المياه السطحية هو المعلقات ، والتي يتم تحديد تكوينها بدورها من خلال تكوين الصخور التي تجففها المياه ، وكذلك الهيدروكسيدات الغروية للمعادن الثقيلة ومركبات المنغنيز الممتصة.

من الأهمية بمكان في هجرة المنغنيز في الأشكال الذائبة والغروانية المواد العضوية وعمليات التكوين المعقد للمنغنيز مع الروابط غير العضوية والعضوية.

يشكل Mn (II) مجمعات قابلة للذوبان مع البيكربونات والكبريتات. من النادر وجود مجمعات من المنغنيز مع أيون الكلوريد.

عادة ما تكون المركبات المعقدة من Mn (II) مع المواد العضوية أقل قوة من المعادن الانتقالية الأخرى. وتشمل هذه المركبات التي تحتوي على الأمينات والأحماض العضوية والأحماض الأمينية والمواد الدبالية.

يمكن أن يكون Mn (III) بتركيزات عالية في حالة مذابة فقط في وجود عوامل معقدة قوية.

Mn (VI) لا يحدث في المياه الطبيعية.

في مياه الأنهار ، يتراوح محتوى المنغنيز عادة من 1 إلى 160 ميكروغرام / ديسيمتر 3 متوسط ​​المحتوى في مياه البحر هو 2 ميكروغرام / ديسيمتر 3 .

يخضع تركيز المنغنيز في المياه السطحية للتقلبات الموسمية.

العوامل التي تحدد التغيرات في تركيزات المنغنيز هي النسبة بين الجريان السطحي والجوفي ، وكثافة استهلاكه أثناء عملية التمثيل الضوئي ، وتحلل العوالق النباتية ، والكائنات الحية الدقيقة والنباتات المائية الأعلى ، وكذلك عمليات ترسيبها إلى القاع. اجسام مائية.

دور المنجنيز في حياة النباتات العليا والطحالب في المسطحات المائية كبير جدًا. يساهم المنغنيز في استخدام النباتات لثاني أكسيد الكربون ، مما يزيد من كثافة التمثيل الضوئي ، ويشارك في عمليات استعادة النترات واستيعاب النيتروجين بواسطة النباتات. يعزز المنغنيز انتقال Fe (II) النشط إلى Fe (III) ، والذي يحمي الخلية من التسمم ، ويسرع نمو الكائنات الحية ، إلخ. يستلزم الدور البيئي والفسيولوجي المهم للمنغنيز دراسة وتوزيع المنغنيز في المياه الطبيعية.

بالنسبة لخزانات الاستخدام الصحي ، تم ضبط MPC لأيون المنغنيز على 0.1 مجم / ديسيمتر 3 .

نحاس

النحاس هو أحد أهم العناصر النزرة. يرتبط النشاط الفسيولوجي للنحاس بشكل أساسي بإدراجه في تكوين المراكز النشطة لأنزيمات الأكسدة والاختزال. يؤثر محتوى النحاس غير الكافي في التربة سلبًا على تخليق البروتينات والدهون والفيتامينات ويساهم في عقم الكائنات النباتية.

يشارك النحاس في عملية التمثيل الضوئي ويؤثر على امتصاص النباتات للنيتروجين. في الوقت نفسه ، يكون للتركيزات المفرطة من النحاس تأثير سلبي على الكائنات الحية النباتية والحيوانية.

مركبات النحاس (II) هي الأكثر شيوعًا في المياه الطبيعية.

من بين مركبات Cu (I) ، الأكثر شيوعًا هي ضعف الذوبان في الماء ، Cu 2 O ، Cu 2 S ، CuCl. في وجود روابط في وسط مائي ، إلى جانب توازن تفكك الهيدروكسيد ، من الضروري مراعاة تكوين أشكال معقدة مختلفة في حالة توازن مع أيونات مائية معدنية.

المصدر الرئيسي للنحاس الذي يدخل المياه الطبيعية هو مياه الصرف من الصناعات الكيميائية والمعدنية ومياه المناجم وكواشف الألدهيد المستخدمة لقتل الطحالب. يمكن أن يتشكل النحاس نتيجة تآكل الأنابيب النحاسية والهياكل الأخرى المستخدمة في أنظمة المياه. في المياه الجوفية ، يرجع محتوى النحاس إلى تفاعل الماء مع الصخور المحتوية عليه (كالكوبايرايت ، كالكوسايت ، كوفلايت ، بورنيت ، ملكيت ، أزوريت ، كريساكولا ، بروتانتين).

الحد الأقصى المسموح به لتركيز النحاس في مياه الخزانات لاستخدام المياه الصحية هو 0.1 مجم / دسم 3 (العلامة المحددة للضرر هي الصحة العامة).

الموليبدينوم

تدخل مركبات الموليبدينوم المياه السطحية نتيجة ارتشاحها من المعادن الخارجية التي تحتوي على الموليبدينوم. يدخل الموليبدينوم أيضًا المسطحات المائية بمياه الصرف من مصانع المعالجة ومؤسسات التعدين غير الحديدية. يحدث انخفاض في تركيزات مركبات الموليبدينوم نتيجة ترسيب المركبات غير القابلة للذوبان ، وعمليات الامتزاز عن طريق المعلقات المعدنية واستهلاك الكائنات المائية النباتية.

يوجد الموليبدينوم في المياه السطحية بشكل رئيسي على شكل MoO 4-2 ، ومن المحتمل جدًا أنه موجود في شكل معقدات عضوية معدنية. تنبع احتمالية حدوث بعض التراكم في الحالة الغروانية من حقيقة أن منتجات أكسدة الموليبدينيت هي مواد سائبة ومشتتة بدقة.

في مياه الأنهار ، يوجد الموليبدينوم بتركيزات تتراوح من 2.1 إلى 10.6 ميكروغرام / دسم 3. تحتوي مياه البحر على معدل 10 ميكروغرام / دسم 3 من الموليبدينوم.

بكميات صغيرة ، الموليبدينوم ضروري للتطور الطبيعي للكائنات الحية النباتية والحيوانية. الموليبدينوم هو جزء من إنزيم أوكسيديز الزانثين. مع نقص الموليبدينوم ، يتكون الإنزيم بكميات غير كافية ، مما يسبب ردود فعل سلبية في الجسم. في التركيزات العالية ، الموليبدينوم ضار. مع وجود فائض من الموليبدينوم ، يتم اضطراب عملية التمثيل الغذائي.

الحد الأقصى المسموح به من تركيز الموليبدينوم في الخزانات للاستخدام الصحي هو 0.25 مجم / دسم 3 .

الزرنيخ

يدخل الزرنيخ إلى المياه الطبيعية من الينابيع المعدنية ، ومناطق تمعدن الزرنيخ (بيريت الزرنيخ ، والريجار ، والأوربيمنت) ، وكذلك من مناطق أكسدة الصخور من الأنواع المتعددة الفلزات والنحاس والكوبالت والتنغستن. تأتي كمية معينة من الزرنيخ من التربة ، وكذلك من تحلل الكائنات الحية النباتية والحيوانية. يعد استهلاك الزرنيخ من قبل الكائنات المائية أحد أسباب انخفاض تركيزه في الماء ، والذي يتجلى بشكل واضح خلال فترة التطور المكثف للعوالق.

تدخل كميات كبيرة من الزرنيخ إلى المسطحات المائية مع مياه الصرف الصحي من مصانع المعالجة ، والنفايات الناتجة عن إنتاج الأصباغ والمدابغ ومصانع المبيدات ، وكذلك من الأراضي الزراعية حيث تستخدم المبيدات.

في المياه الطبيعية ، تكون مركبات الزرنيخ في حالة مذابة ومعلقة ، ويتم تحديد النسبة بينها من خلال التركيب الكيميائي للماء وقيم الأس الهيدروجيني. في شكل مذاب ، يوجد الزرنيخ في أشكال ثلاثية وخماسية التكافؤ ، بشكل رئيسي كأنيونات.

في مياه الأنهار غير الملوثة ، يوجد الزرنيخ عادة بتركيزات ميكروغرام. في المياه المعدنية ، يمكن أن يصل تركيزه إلى عدة مليغرامات لكل 1 دسم 3 ، وفي مياه البحر ، في المتوسط ​​، يحتوي على 3 ميكروغرام / دسم 3.

تعتبر مركبات الزرنيخ ذات التركيزات العالية سامة لجسم الحيوانات والبشر: فهي تمنع عمليات الأكسدة وتمنع إمداد الأعضاء والأنسجة بالأكسجين.

MPC للزرنيخ هو 0.05 مجم / دسم 3 (مؤشر الحد من الضرر - السمية الصحية)

نيكل

يرجع وجود النيكل في المياه الطبيعية إلى تكوين الصخور التي يمر من خلالها الماء. توجد في أماكن رواسب خامات كبريتيد النحاس والنيكل وخامات الحديد والنيكل. يدخل الماء من التربة ومن الكائنات الحية النباتية والحيوانية أثناء تحللها.

تم العثور على محتوى متزايد من النيكل مقارنة بأنواع الطحالب الأخرى في الطحالب الخضراء المزرقة. تدخل مركبات النيكل أيضًا المسطحات المائية بمياه الصرف من ورش الطلاء بالنيكل ومصانع المطاط الصناعي ومصانع تخصيب النيكل. تصاحب انبعاثات النيكل الضخمة حرق الوقود الأحفوري.

يمكن أن ينخفض ​​تركيزه نتيجة ترسيب مركبات مثل السيانيد أو الكبريتيدات أو الكربونات أو الهيدروكسيدات (مع زيادة قيم الأس الهيدروجيني) ، بسبب استهلاك الكائنات المائية وعمليات الامتصاص.

في المياه السطحية ، تكون مركبات النيكل في حالة مذابة ، معلقة ، وغروانية ، النسبة الكمية التي تعتمد على تكوين الماء ، ودرجة الحرارة ، وقيم الأس الهيدروجيني. يمكن أن تكون المواد الماصة لمركبات النيكل عبارة عن هيدروكسيد الحديد والمواد العضوية وكربونات الكالسيوم شديدة التشتت والطين. الأشكال الذائبة هي في الأساس أيونات معقدة ، غالبًا مع الأحماض الأمينية ، والأحماض الدبالية والفولفيك ، وأيضًا في شكل مركب سيانيد قوي. مركبات النيكل هي الأكثر شيوعًا في المياه الطبيعية ، حيث تكون في حالة الأكسدة +2. تتشكل مركبات Ni 3+ عادة في بيئة قلوية.

تلعب مركبات النيكل دورًا مهمًا في عمليات تكوين الدم ، كونها محفزات. محتواه المتزايد له تأثير محدد على نظام القلب والأوعية الدموية. النيكل هو أحد العناصر المسببة للسرطان. يمكن أن يسبب أمراض الجهاز التنفسي. يُعتقد أن أيونات النيكل الحرة (Ni 2+) أكثر سمية بمقدار مرتين من مركباتها المعقدة.

في مياه الأنهار غير الملوثة والملوثة قليلاً ، يتراوح تركيز النيكل عادة من 0.8 إلى 10 ميكروغرام / دسم 3 ؛ في حالة التلوث هو عدة عشرات من الميكروغرام لكل 1 دسم 3. متوسط ​​تركيز النيكل في مياه البحر هو 2 ميكروغرام / دسم 3.

تين

يدخل المياه الطبيعية نتيجة ترشيح المعادن المحتوية على القصدير (حجر القصدير ، ستانين) ، وكذلك مع مياه الصرف الصحي من مختلف الصناعات (صباغة النسيج ، وتركيب الأصباغ العضوية ، وإنتاج السبائك مع إضافة القصدير ، وما إلى ذلك).

التأثير السام للقصدير صغير.

تم العثور على القصدير في المياه السطحية غير الملوثة بتركيزات دون ميكروجرام. في المياه الجوفية ، يصل تركيزه إلى بضعة ميكروغرامات لكل 1 دسم 3 . MPC هو 2 مجم / دسم 3 .

الزئبق

يمكن أن تدخل مركبات الزئبق المياه السطحية نتيجة لترشيح الصخور في منطقة رواسب الزئبق (الزنجفر ، الميتاسيناباريت ، الحجر الحي) ، في عملية تحلل الكائنات المائية التي تتراكم الزئبق.

كميات كبيرة تدخل المسطحات المائية بمياه الصرف الصحي من الشركات المنتجة للأصباغ والمبيدات الحشرية والمستحضرات الصيدلانية وبعض المتفجرات. تبعث محطات الطاقة الحرارية التي تعمل بالفحم كميات كبيرة من مركبات الزئبق في الغلاف الجوي ، والتي تدخل المسطحات المائية نتيجة للتساقط الرطب والجاف.

يحدث انخفاض في تركيز مركبات الزئبق المذابة نتيجة لاستخراجها من قبل العديد من الكائنات البحرية وكائنات المياه العذبة ، والتي لديها القدرة على تجميعها بتركيزات أعلى بعدة مرات من محتواها في الماء ، وكذلك عمليات الامتزاز بواسطة المواد الصلبة العالقة و رواسب القاع.

في المياه السطحية ، تكون مركبات الزئبق في حالة مذابة ومعلقة. تعتمد النسبة بينهما على التركيب الكيميائي للماء وقيم الأس الهيدروجيني. الزئبق المعلق هو مركبات الزئبق الممتصة. الأشكال الذائبة هي جزيئات غير منفصلة ، مركبات عضوية ومعدنية معقدة. في مياه المسطحات المائية ، يمكن أن يكون الزئبق في شكل مركبات ميثيل الزئبق.

تعتبر مركبات الزئبق شديدة السمية ، وتؤثر على الجهاز العصبي للإنسان ، وتسبب تغيرات في الغشاء المخاطي ، وتعطل الوظيفة الحركية وإفراز الجهاز الهضمي ، وتغيرات في الدم ، وما إلى ذلك. تهدف عمليات المثيلة البكتيرية إلى تكوين مركبات ميثيل الزئبق ، والتي هي أكثر سمية مرات عديدة من الأملاح المعدنية الزئبق. تتراكم مركبات ميثيل الزئبق في الأسماك ويمكن أن تدخل جسم الإنسان.

MAC للزئبق 0.0005 mg / dm 3 (علامة الحد من الأذى –سمية صحية).

قيادة

المصادر الطبيعية للرصاص في المياه السطحية هي عمليات تفكك المعادن الداخلية (الجالينا) والخارجية (الزنجالية ، والسيروزيت ، وما إلى ذلك).

ترتبط الزيادة الكبيرة في محتوى الرصاص في البيئة (بما في ذلك المياه السطحية) باحتراق الفحم ، واستخدام رباعي إيثيل الرصاص كعامل مانع للانزعاج في وقود المحرك ، مع إزالته في المسطحات المائية بمياه الصرف من مصانع معالجة الخام ، بعض النباتات المعدنية ، الصناعات الكيماوية، مناجم ، إلخ.

من العوامل المهمة في خفض تركيز الرصاص في الماء امتصاصه بواسطة المواد الصلبة العالقة والترسيب معها في رواسب القاع. من بين المعادن الأخرى ، يتم استخراج الرصاص وتجميعه بواسطة hydrobionts.

يوجد الرصاص في المياه الطبيعية في حالة مذابة ومعلقة (ممتصة). في شكل مذاب ، يحدث في شكل معقدات معدنية وعضوية ، وكذلك أيونات بسيطة ، في شكل غير قابل للذوبان - بشكل رئيسي في شكل كبريتيدات وكبريتات وكربونات.

في مياه الأنهار ، يتراوح تركيز الرصاص من أعشار إلى وحدات ميكروغرام لكل 1 dm3. حتى في مياه المسطحات المائية المجاورة لمناطق الخامات المتعددة الفلزات ، نادرًا ما يصل تركيزها إلى عشرات المليغرامات لكل 1 dm3. فقط في المياه الحرارية الكلوريد يصل تركيز الرصاص أحيانًا إلى عدة مليغرامات لكل 1 دسم 3.

الرصاص سم صناعي يمكن أن يسبب التسمم في ظل ظروف معاكسة. يدخل جسم الإنسان بشكل رئيسي عن طريق الجهاز التنفسي والجهاز الهضمي. يتم إزالته من الجسم ببطء شديد ، ونتيجة لذلك يتراكم في العظام والكبد والكلى.

المؤشر المحدد لضرر الرصاص هو السمية الصحية. MPC ، الرصاص 0.03 مجم / دسم 3 .

رباعي إيثيل الرصاص

يدخل إلى المياه الطبيعية بسبب استخدامه كعامل مضاد للطقطقة في وقود السيارات للمركبات المائية ، وكذلك مع الجريان السطحي من المناطق الحضرية.

تتميز هذه المادة بسمية عالية ولها خصائص تراكمية.

فضة

مصادر الفضة التي تدخل المياه السطحية هي المياه الجوفية والمياه العادمة من المناجم ومصانع المعالجة ومؤسسات التصوير. يرتبط المحتوى المتزايد من الفضة باستخدام مستحضرات مبيد للجراثيم والطحالب.

في مياه الصرف الصحي ، يمكن أن توجد الفضة في صورة مذابة ومعلقة ، ومعظمها في شكل أملاح هاليد.

في المياه السطحية غير الملوثة ، توجد الفضة بتركيزات دون ميكروجرام. في المياه الجوفية ، يختلف تركيز الفضة من وحدات إلى عشرات الميكروجرام لكل 1 دسم 3 ، في مياه البحر - بمتوسط ​​0.3 ميكروغرام / دسم 3.

أيونات الفضة قادرة على تدمير البكتيريا وتعقيم المياه بالفعل بتركيزات صغيرة (الحد الأدنى لعمل مبيد للجراثيم لأيونات الفضة هو 210 مول / دسم 3). لم يتم دراسة دور الفضة في جسم الإنسان والحيوان بشكل كافٍ.

الفضة MPC 0.05 مجم / ديسيمتر 3 .

الأنتيمون

يدخل الأنتيمون إلى المياه السطحية من خلال ترشيح معادن الأنتيمون (ستيبنيت ، سينارمونتيت ، فالنتينيت ، سيرفيتيت ، ستيبوكانيت) ومع مياه الصرف الصحي من المطاط والزجاج والصباغة والمطابقة.

في المياه الطبيعية ، تكون مركبات الأنتيمون في حالة مذابة ومعلقة. في ظل ظروف الأكسدة والاختزال المميزة للمياه السطحية ، يمكن أن يوجد الأنتيمون ثلاثي التكافؤ وخماسي التكافؤ.

في المياه السطحية غير الملوثة ، يوجد الأنتيمون بتركيزات دون ميكروجرام ، في مياه البحر يصل تركيزه إلى 0.5 ميكروغرام / ديسيمتر 3 ، في المياه الجوفية - 10.0 ميكروغرام / ديسيمتر 3.

يبلغ MPC للأنتيمون 0.05 مجم / دسم 3 (مؤشر الحد من الضرر - السمية الصحية ).

الكروم

تدخل مركبات الكروم ثلاثية وسداسية التكافؤ إلى المياه السطحية نتيجة الارتشاح من الصخور (الكروميت ، والكروكويت ، والأوفاروفيت ، وما إلى ذلك). تأتي بعض الكميات من تحلل الكائنات الحية والنباتات من التربة.

يمكن أن تدخل كميات كبيرة المسطحات المائية بمياه الصرف الصحي من محلات الطلاء الكهربائي ، ومحلات الصباغة لشركات النسيج ، والمدابغ والصناعات الكيماوية. يمكن ملاحظة انخفاض في تركيز أيونات الكروم نتيجة لاستهلاك الكائنات المائية وعمليات الامتزاز.

في المياه السطحية ، تكون مركبات الكروم في حالة مذابة ومعلقة ، وتعتمد النسبة بينها على تكوين الماء ودرجة الحرارة ودرجة الحموضة في المحلول. مركبات الكروم المعلقة هي في الأساس مركبات الكروم الممتصة.

يمكن أن تكون المواد الماصة من الطين وهيدروكسيد الحديد وكربونات الكالسيوم شديدة التشتت والمخلفات النباتية والحيوانية. في شكل مذاب ، يمكن أن يكون الكروم على شكل كرومات وثنائي كرومات. في ظل الظروف الهوائية ، يمر Cr (VI) إلى Cr (III) ، حيث تتحلل أملاحه في وسط محايد وقلوي مع إطلاق الهيدروكسيد.

في مياه الأنهار غير الملوثة والملوثة قليلاً ، يتراوح محتوى الكروم من عدة أعشار ميكروغرام لكل لتر إلى عدة ميكروجرام لكل لتر ، وفي المسطحات المائية الملوثة يصل إلى عدة عشرات ومئات الميكروجرام لكل لتر. متوسط ​​التركيز في مياه البحر هو 0.05 ميكروغرام / دسم 3.

المركبات Cr (VI) و Cr (III) بكميات متزايدة لها خصائص مسرطنة. تعتبر مركبات Cr (VI) أكثر خطورة.

الزنك

يدخل المياه الطبيعية نتيجة العمليات الطبيعية لتدمير وتفكك الصخور والمعادن (سفاليريت ، زنكيت ، سميثسونيت ، كالامين) ، وكذلك مع مياه الصرف الصحي من مصانع معالجة المعادن الخام ومحلات الطلاء الكهربائي ، وإنتاج ورق البرشمان ، والدهانات المعدنية ، ألياف الفسكوز ، إلخ.

في الماء ، يوجد بشكل أساسي في شكل أيوني أو في شكل معقداته المعدنية والعضوية. يحدث أحيانًا في أشكال غير قابلة للذوبان: في شكل هيدروكسيد ، كربونات ، كبريتيد ، إلخ.

في مياه الأنهار ، يتراوح تركيز الزنك عادة من 3 إلى 120 ميكروغرام / ديسيمتر 3 ، في المياه البحرية - من 1.5 إلى 10.0 ميكروغرام / دسم 3. يمكن أن يكون المحتوى في الخام وخاصة في مياه المناجم ذات قيم الأس الهيدروجيني المنخفضة كبيرًا.

الزنك هو أحد العناصر النزرة النشطة التي تؤثر على النمو والتطور الطبيعي للكائنات الحية. في الوقت نفسه ، العديد من مركبات الزنك سامة ، في المقام الأول كبريتاته وكلوريده.

MPC هو 1 مجم / دسم 3 (الحد من الضرر - الحسي).

لا يعرف الجميع العناصر الكيميائية التي لا تزال مدرجة في هذه الفئة. هناك الكثير من المعايير التي يحدد بها علماء مختلفون المعادن الثقيلة: السمية ، والكثافة ، والكتلة الذرية ، والدورات الكيميائية الحيوية والجيوكيميائية ، والتوزيع في الطبيعة. وفقًا لمعيار واحد ، تشمل المعادن الثقيلة الزرنيخ (الفلزات) والبزموت (معدن هش).

حقائق عامة عن المعادن الثقيلة

من المعروف أن أكثر من 40 عنصرًا مصنفة على أنها معادن ثقيلة. لديهم كتلة ذرية أكبر من 50 au. قد يبدو غريبًا أن هذه العناصر شديدة السمية حتى عند التراكم المنخفض للكائنات الحية. V، Cr، Mn، Fe، Co، Ni، Cu، Zn، Mo… Pb، Hg، U، Th… كلهم ​​يقعون في هذه الفئة. حتى مع سميتها ، فإن العديد منها عناصر أثرية مهمة بخلاف الكادميوم والزئبق والرصاص والبزموت التي لم يتم العثور على دور بيولوجي لها.

وفقًا لتصنيف آخر (وهو N. Reimers) ، فإن المعادن الثقيلة هي عناصر لها كثافة أكبر من 8 جم / سم 3. وبالتالي ، سيكون هناك عدد أقل من هذه العناصر: Pb ، Zn ، Bi ، Sn ، Cd ، Cu ، Ni ، Co ، Sb.

من الناحية النظرية ، يمكن تسمية المعادن الثقيلة بالجدول الدوري الكامل للعناصر بدءًا من الفاناديوم ، لكن الباحثين أثبتوا لنا أن هذا ليس صحيحًا تمامًا. هذه النظرية ترجع إلى حقيقة أنه ليس كلهم ​​موجودون في الطبيعة ضمن الحدود السامة ، والارتباك في العمليات البيولوجية ضئيل بالنسبة للكثيرين. هذا هو السبب في أن الكثيرين يدرجون فقط الرصاص والزئبق والكادميوم والزرنيخ في هذه الفئة. لا تتفق لجنة الأمم المتحدة الاقتصادية لأوروبا مع هذا الرأي وتعتبر أن المعادن الثقيلة هي الزنك والزرنيخ والسيلينيوم والأنتيمون. يعتقد نفس N. Reimers أنه من خلال إزالة العناصر النادرة والنبيلة من الجدول الدوري ، تبقى المعادن الثقيلة. لكن هذه أيضًا ليست قاعدة ، يضيف آخرون الذهب والبلاتين والفضة والتنغستن والحديد والمنغنيز إلى هذه الفئة. لهذا السبب أخبرك أنه لا يزال غير واضح بشأن هذا الموضوع ...

عند مناقشة توازن أيونات المواد المختلفة في المحلول ، سنجد أن قابلية ذوبان هذه الجسيمات مرتبطة بالعديد من العوامل. عوامل الذوبان الرئيسية هي الرقم الهيدروجيني ، ووجود الروابط في المحلول ، وإمكانات الأكسدة والاختزال. يشاركون في عمليات أكسدة هذه العناصر من حالة أكسدة إلى أخرى ، حيث تكون قابلية ذوبان الأيون في المحلول أعلى.

اعتمادًا على طبيعة الأيونات ، يمكن أن تحدث عمليات مختلفة في المحلول:

• التحلل المائي،
• معقدات بروابط مختلفة ؛
• البلمرة المائي.

بسبب هذه العمليات ، يمكن أن تترسب الأيونات أو تظل مستقرة في المحلول. تعتمد الخصائص التحفيزية لعنصر معين وتوافره للكائنات الحية على هذا.

العديد من المعادن الثقيلة تشكل مجمعات مستقرة إلى حد ما مع المواد العضوية. هذه المجمعات هي جزء من آلية هجرة هذه العناصر في البرك. تقريبًا جميع مخلّبات المعادن الثقيلة مستقرة في المحلول. أيضًا ، تتمتع مجمعات أحماض التربة بأملاح معادن مختلفة (الموليبدينوم والنحاس واليورانيوم والألمنيوم والحديد والتيتانيوم والفاناديوم) بقدرة جيدة على الذوبان في بيئة محايدة وقلوية قليلاً وحمضية قليلاً. هذه الحقيقة مهمة للغاية ، لأن مثل هذه المجمعات يمكن أن تتحرك في حالة الذوبان لمسافات طويلة. أكثر موارد المياه عرضة للخطر هي المسطحات المائية منخفضة المعادن والسطحية ، حيث لا يحدث تكوين مثل هذه المجمعات الأخرى. لفهم العوامل التي تنظم مستوى عنصر كيميائي في الأنهار والبحيرات ، وتفاعلها الكيميائي ، والتوافر البيولوجي والسمية ، من الضروري معرفة ليس فقط المحتوى الكلي ، ولكن أيضًا نسبة الأشكال الحرة والمحدودة من المعدن.

نتيجة لهجرة المعادن الثقيلة إلى مجمعات معدنية في المحلول ، يمكن أن تحدث العواقب التالية:

1. أولاً ، يزداد تراكم أيونات عنصر كيميائي بسبب انتقال هذه الأيونات من رواسب القاع إلى المحاليل الطبيعية ؛
2. ثانيًا ، هناك إمكانية لتغيير نفاذية الغشاء للمجمعات الناتجة ، على عكس الأيونات العادية ؛
3. أيضًا ، قد تختلف سمية عنصر في الشكل المعقد عن الشكل الأيوني المعتاد.

على سبيل المثال ، الكادميوم والزئبق والنحاس في الأشكال المخلبة أقل سمية من الأيونات الحرة. هذا هو السبب في أنه ليس من الصحيح الحديث عن السمية والتوافر البيولوجي والتفاعل الكيميائي فقط وفقًا المحتوى العاملعنصر معين ، مع عدم مراعاة نسبة الأشكال الحرة والمقيدة لعنصر كيميائي.

من أين تأتي المعادن الثقيلة في بيئتنا؟ قد تكون أسباب وجود مثل هذه العناصر مياه الصرف الصحي من مختلف المنشآت الصناعية المشاركة في المعادن الحديدية وغير الحديدية والهندسة الميكانيكية والجلفنة. توجد بعض المواد الكيميائية في المبيدات والأسمدة وبالتالي يمكن أن تكون مصدر تلوث للأحواض المحلية.

وإذا دخلت في أسرار الكيمياء ، فإن السبب الرئيسي في زيادة مستوى الأملاح القابلة للذوبان من المعادن الثقيلة هو المطر الحمضي (التحميض). انخفاض حموضة البيئة (انخفاض في درجة الحموضة) يستلزم انتقال المعادن الثقيلة من المركبات ضعيفة الذوبان (الهيدروكسيدات ، الكربونات ، الكبريتات) إلى المركبات القابلة للذوبان بسهولة (النترات ، الكبريتات ، النيتريت ، البيكربونات ، الكلوريدات) في التربة المحلول.

الفاناديوم (الخامس)

تجدر الإشارة أولاً وقبل كل شيء إلى أن التلوث بهذا العنصر بالوسائل الطبيعية أمر غير محتمل ، لأن هذا العنصر منتشر جدًا في قشرة الأرض. في الطبيعة ، يوجد في الأسفلت ، القار ، الفحم ، خامات الحديد. النفط مصدر مهم للتلوث.

محتوى الفاناديوم في الخزانات الطبيعية

تحتوي الخزانات الطبيعية على كمية ضئيلة من الفاناديوم:

• في الأنهار - 0.2 - 4.5 ميكروغرام / لتر ،
• في البحار (في المتوسط) - 2 ميكروغرام / لتر.

تعتبر المجمعات الأنيونية (V 10 O 26) 6- و (V 4 O 12) 4- مهمة جدًا في عمليات انتقال الفاناديوم في الحالة الذائبة. تعتبر معقدات الفاناديوم القابلة للذوبان مع المواد العضوية ، مثل الأحماض الدبالية ، مهمة جدًا أيضًا.

الحد الأقصى المسموح به من تركيز الفاناديوم للبيئة المائية

الفاناديوم بجرعات عالية ضار جدا للإنسان. التركيز الأقصى المسموح به للبيئة المائية (MAC) هو 0.1 مجم / لتر ، وفي أحواض المصايد ، يكون تركيز MAC لمزرعة الأسماك أقل - 0.001 مجم / لتر.

البزموت (ثنائي)

بشكل أساسي ، يمكن أن يدخل البزموت الأنهار والبحيرات نتيجة لعمليات ترشيح المعادن التي تحتوي على البزموت. هناك أيضًا مصادر تلوث من صنع الإنسان بهذا العنصر. يمكن أن تكون هذه مصانع للزجاج والعطور والأدوية.

محتوى البزموت في الخزانات الطبيعية

• تحتوي الأنهار والبحيرات على أقل من ميكروجرام من البزموت لكل لتر.
• لكن يمكن أن تحتوي المياه الجوفية حتى على 20 ميكروغرام / لتر.
• في البحار ، لا يتجاوز البزموت ، كقاعدة عامة ، 0.02 ميكروغرام / لتر.

أقصى تركيز مسموح به من البزموت للبيئة المائية

أقصى تركيز مسموح به من البزموت للبيئة المائية هو 0.1 مجم / لتر.

الحديد (Fe)

الحديد ليس عنصرًا كيميائيًا نادرًا ، فهو موجود في العديد من المعادن والصخور ، وبالتالي يكون مستوى هذا العنصر في المكامن الطبيعية أعلى من المعادن الأخرى. يمكن أن يحدث نتيجة لعمليات تجوية الصخور وتدمير هذه الصخور وانحلالها. بتكوين مجمعات مختلفة بمواد عضوية من محلول ، يمكن أن يكون الحديد في حالة غروانية ومذابة ومعلقة. من المستحيل عدم ذكر المصادر البشرية لتلوث الحديد. تنحرف مياه الصرف الصحي الناتجة عن مصانع التعدين والمعادن والطلاء والورنيش والنسيج في بعض الأحيان بسبب زيادة الحديد.

تعتمد كمية الحديد في الأنهار والبحيرات على التركيب الكيميائي للمحلول ودرجة الحموضة وجزئيًا على درجة الحرارة. يزيد حجم الأشكال الموزونة من مركبات الحديد عن 0.45 ميكروغرام. المواد الرئيسية التي تشكل جزءًا من هذه الجسيمات هي معلقات بمركبات الحديد الممتصة وهيدرات أكسيد الحديد والمعادن الأخرى التي تحتوي على الحديد. تعتبر الجسيمات الأصغر ، أي الأشكال الغروية من الحديد ، مع مركبات الحديد المذابة. يتكون الحديد في الحالة المذابة من الأيونات والمركبات المائية والمجمعات. اعتمادًا على التكافؤ ، يُلاحظ أن Fe (II) يهاجر في الشكل الأيوني ، بينما يبقى Fe (III) في حالة الذوبان في غياب المجمعات المختلفة.

في توازن مركبات الحديد في محلول مائي ، فإن دور عمليات الأكسدة ، الكيميائية والكيميائية الحيوية (بكتيريا الحديد) ، مهم جدًا أيضًا. هذه البكتيريا مسؤولة عن انتقال أيونات الحديد (II) إلى حالة الحديد (III). تميل مركبات الحديد إلى التحلل المائي وترسيب Fe (OH) 3. كل من Fe (II) و Fe (III) عرضة لتكوين معقدات هيدروكسو من النوع - ، + ، 3+ ، 4+ ، + ، اعتمادًا على حموضة المحلول. في ظل الظروف العادية في الأنهار والبحيرات ، يرتبط Fe (III) بمختلف المواد العضوية وغير العضوية المذابة. عند درجة حموضة أكبر من 8 ، يتحول Fe (III) إلى Fe (OH) 3. الأشكال الغروية لمركبات الحديد هي الأقل دراسة.

محتوى الحديد في المياه الطبيعية

في الأنهار والبحيرات ، يتقلب مستوى الحديد عند مستوى n * 0.1 مجم / لتر ، ولكن يمكن أن يرتفع بالقرب من المستنقعات إلى عدة مجم / لتر. يتركز الحديد في المستنقعات على شكل أملاح هيوميت (أملاح الأحماض الدبالية).

تحتوي الخزانات الجوفية ذات الأس الهيدروجيني المنخفض على كميات قياسية من الحديد - تصل إلى عدة مئات من الملليغرام لكل لتر.

يعد الحديد عنصرًا نادرًا مهمًا وتعتمد عليه العديد من العمليات البيولوجية المهمة. إنه يؤثر على شدة تطور العوالق النباتية وتعتمد عليه جودة النباتات الدقيقة في المسطحات المائية.

مستوى الحديد في الأنهار والبحيرات موسمي. تُلاحظ أعلى التركيزات في المسطحات المائية في الشتاء والصيف بسبب ركود المياه ، ولكن في الربيع والخريف ينخفض ​​مستوى هذا العنصر بشكل ملحوظ بسبب اختلاط الكتل المائية.

وبالتالي ، فإن كمية كبيرة من الأكسجين تؤدي إلى أكسدة الحديد من الشكل ثنائي التكافؤ إلى الشكل ثلاثي التكافؤ ، مكونًا هيدروكسيد الحديد ، الذي يترسب.

أقصى تركيز مسموح به للحديد في البيئة المائية

يتميز الماء الذي يحتوي على كمية كبيرة من الحديد (أكثر من 1-2 مجم / لتر) بطعم سيء. له طعم قابض غير سار وغير مناسب للأغراض الصناعية.

يبلغ MPC للحديد للبيئة المائية 0.3 مجم / لتر ، وفي أحواض المصايد يبلغ MPC لمزارع الأسماك 0.1 مجم / لتر.

الكادميوم (سي دي)

يمكن أن يحدث تلوث الكادميوم أثناء ترشيح التربة ، وأثناء تحلل الكائنات الحية الدقيقة المختلفة التي تتراكم فيها ، وأيضًا بسبب الهجرة من النحاس وخامات متعددة الفلزات.

الإنسان أيضًا مسؤول عن التلوث بهذا المعدن. قد تحتوي مياه الصرف من مختلف الشركات العاملة في إنتاج المعادن الخام والكلفانية والكيميائية والمعدنية على كميات كبيرة من مركبات الكادميوم.

العمليات الطبيعية لتقليل مستوى مركبات الكادميوم هي الامتصاص واستهلاك الكائنات الحية الدقيقة وترسيب كربونات الكادميوم ضعيفة الذوبان.

في المحلول ، يكون الكادميوم ، كقاعدة عامة ، في شكل مجمعات عضوية معدنية ومعدنية. المواد الممتصة القائمة على الكادميوم هي أهم الأشكال المعلقة لهذا العنصر. تعتبر هجرة الكادميوم في الكائنات الحية (hydrobionites) مهمة للغاية.

محتوى الكادميوم في المسطحات المائية الطبيعية

يتقلب مستوى الكادميوم في الأنهار والبحيرات النظيفة عند مستوى أقل من ميكروجرام لكل لتر ، وفي المياه الملوثة يصل مستوى هذا العنصر إلى عدة ميكروجرام لكل لتر.

يعتقد بعض الباحثين أن الكادميوم بكميات صغيرة قد يكون مهمًا للتطور الطبيعي للحيوانات والبشر. تركيزات الكادميوم المرتفعة خطيرة جدًا على الكائنات الحية.

الحد الأقصى المسموح به من تركيز الكادميوم للبيئة المائية

لا تتجاوز MPC للبيئة المائية 1 ميكروغرام / لتر ، وفي أحواض المصايد يكون MPC للمزارع السمكية أقل من 0.5 ميكروغرام / لتر.

كوبالت (كو)

يمكن أن تتلوث الأنهار والبحيرات بالكوبالت نتيجة لترشيح النحاس وخامات أخرى ، من التربة أثناء تحلل الكائنات الحية المنقرضة (الحيوانات والنباتات) ، وبالطبع نتيجة لنشاط المؤسسات الكيميائية والمعدنية وتشغيل المعادن .

توجد الأشكال الرئيسية لمركبات الكوبالت في حالات مذابة ومعلقة. يمكن أن تحدث الاختلافات بين هاتين الحالتين بسبب التغيرات في الأس الهيدروجيني ودرجة الحرارة وتكوين المحلول. في الحالة المذابة ، يوجد الكوبالت في شكل معقدات عضوية. تتميز الأنهار والبحيرات بخاصية أن الكوبالت يمثله كاتيون ثنائي التكافؤ. في وجود عدد كبير من العوامل المؤكسدة في المحلول ، يمكن أن يتأكسد الكوبالت إلى كاتيون ثلاثي التكافؤ.

توجد في النباتات والحيوانات لأنها تلعب دورًا مهمًا في تطورها. إنه أحد العناصر النزرة الرئيسية. إذا كان هناك نقص في الكوبالت في التربة ، فسيكون مستواه في النباتات أقل من المعتاد ، ونتيجة لذلك ، قد تظهر مشاكل صحية في الحيوانات (هناك خطر الإصابة بفقر الدم). لوحظت هذه الحقيقة بشكل خاص في منطقة غابات التايغا غير شيرنوزم. إنه جزء من فيتامين ب 12 ، ينظم امتصاص المواد النيتروجينية ، ويزيد من مستوى الكلوروفيل وحمض الأسكوربيك. بدونها ، لا يمكن للنباتات بناء الكمية المطلوبة من البروتين. مثل جميع المعادن الثقيلة ، يمكن أن تكون سامة بكميات كبيرة.

محتوى الكوبالت في المياه الطبيعية

• تتراوح مستويات الكوبالت في الأنهار من بضعة ميكروغرامات إلى ملليغرام لكل لتر.
• في البحار ، يبلغ متوسط ​​مستوى الكادميوم 0.5 ميكروغرام / لتر.

التركيز الأقصى المسموح به للكوبالت في البيئة المائية

يبلغ MPC للكوبالت للبيئة المائية 0.1 مجم / لتر ، وفي أحواض المصايد يبلغ MPC لمزارع الأسماك 0.01 مجم / لتر.

المنغنيز (مينيسوتا)

يدخل المنغنيز في الأنهار والبحيرات من خلال نفس آليات الحديد. يحدث إطلاق هذا العنصر في المحلول بشكل أساسي أثناء ترشيح المعادن والخامات التي تحتوي على المنغنيز (مغرة سوداء ، براونيت ، بيرولوزيت ، سيلوميلان). يمكن أن يأتي المنغنيز أيضًا من تحلل الكائنات الحية المختلفة. أعتقد أن الصناعة لها الدور الأكبر في تلوث المنغنيز (مياه الصرف الصحي من المناجم ، الصناعة الكيميائية ، علم المعادن).

يحدث الانخفاض في كمية المعدن القابل للاستيعاب في المحلول ، كما في حالة المعادن الأخرى في الظروف الهوائية. يتأكسد Mn (II) إلى Mn (IV) ، ونتيجة لذلك يترسب في شكل MnO 2. العوامل المهمة في مثل هذه العمليات هي درجة الحرارة وكمية الأكسجين المذاب في المحلول ودرجة الحموضة. يمكن أن يحدث انخفاض في المنجنيز المذاب في المحلول عندما تستهلكه الطحالب.

يهاجر المنغنيز بشكل رئيسي في شكل معلقات ، والتي ، كقاعدة عامة ، تشير إلى تكوين الصخور المحيطة. أنها تحتوي عليه كمزيج مع معادن أخرى في شكل هيدروكسيدات. تشير غلبة المنغنيز في صورة غروانية ومذابة إلى أنها مرتبطة بمركبات عضوية مكونة معقدات. تظهر المجمعات المستقرة مع الكبريتات والبيكربونات. مع الكلور ، يشكل المنغنيز مجمعات أقل تواتراً. على عكس المعادن الأخرى ، يتم الاحتفاظ به أضعف في المجمعات. يشكل المنغنيز ثلاثي التكافؤ مثل هذه المركبات فقط في وجود روابط عدوانية. الأشكال الأيونية الأخرى (Mn 4+ ، Mn 7+) أقل ندرة أو لا توجد على الإطلاق في الظروف العادية في الأنهار والبحيرات.

محتوى المنغنيز في المسطحات المائية الطبيعية

تعتبر البحار الأفقر في المنغنيز - 2 ميكروغرام / لتر ، في الأنهار محتواها أعلى - يصل إلى 160 ميكروغرام / لتر ، لكن الخزانات الجوفية هي الأبطال هذه المرة - من 100 ميكروغرام إلى عدة ملليغرام / لتر.

يتميز المنغنيز بتقلبات موسمية في التركيز ، مثل الحديد.

تم تحديد العديد من العوامل التي تؤثر على مستوى المنغنيز الحر في المحلول: اتصال الأنهار والبحيرات بالخزانات الجوفية ، ووجود كائنات التمثيل الضوئي ، والظروف الهوائية ، وتحلل الكتلة الحيوية (الكائنات الحية والنباتات الميتة).

دور كيميائي حيوي مهم لهذا العنصر ، لأنه مدرج في مجموعة العناصر الدقيقة. يتم منع العديد من العمليات في نقص المنجنيز. يزيد من شدة التمثيل الضوئي ، ويشارك في استقلاب النيتروجين ، ويحمي الخلايا من الآثار السلبية لـ Fe (II) بينما يؤكسده في شكل ثلاثي التكافؤ.

أقصى تركيز مسموح به من المنجنيز للبيئة المائية

MPC للمنغنيز للخزانات هي 0.1 مجم / لتر.

النحاس (نحاس)

لا يوجد عنصر دقيق واحد له مثل هذا الدور المهم للكائنات الحية! النحاس هو أحد العناصر النزرة الأكثر طلبًا. إنه جزء من العديد من الإنزيمات. بدونها ، لا يعمل شيء تقريبًا في الكائن الحي: يتم تعطيل تخليق البروتينات والفيتامينات والدهون. بدونها ، لا يمكن للنباتات التكاثر. ومع ذلك ، فإن الكمية الزائدة من النحاس تسبب تسممًا كبيرًا في جميع أنواع الكائنات الحية.

مستويات النحاس في المياه الطبيعية

على الرغم من أن النحاس له شكلين أيونيين ، فإن النحاس (II) يحدث بشكل متكرر في المحلول. عادة ، مركبات النحاس (I) بالكاد قابلة للذوبان في المحلول (Cu 2 S ، CuCl ، Cu 2 O). يمكن أن تنشأ نحاسيات مائية مختلفة في وجود أي روابط.

مع الاستخدام المرتفع للنحاس اليوم في الصناعة والزراعة ، يمكن أن يتسبب هذا المعدن في تلوث البيئة. يمكن أن تكون المصانع الكيماوية والمعدنية والمناجم مصادر لمياه الصرف الصحي ذات المحتوى العالي من النحاس. تساهم عمليات تآكل خطوط الأنابيب أيضًا في تلوث النحاس. أهم المعادن التي تحتوي على نسبة عالية من النحاس هي الملكيت ، البورنيت ، كالكوبايرايت ، الكالكوسيت ، الأزوريت ، البرونتان.

أقصى تركيز مسموح به للنحاس في البيئة المائية

يعتبر MPC للنحاس للبيئة المائية 0.1 مجم / لتر ؛ في أحواض الأسماك ، يتم تقليل MPC لمزرعة أسماك النحاس إلى 0.001 مجم / لتر.

الموليبدينوم (مو)

أثناء ترشيح المعادن التي تحتوي على نسبة عالية من الموليبدينوم ، يتم إطلاق العديد من مركبات الموليبدينوم. يمكن رؤية مستويات عالية من الموليبدينوم في الأنهار والبحيرات القريبة من مصانع الإثراء والصناعات المعدنية غير الحديدية. بسبب عمليات الترسيب المختلفة للمركبات قليلة الذوبان ، والامتصاص على سطح الصخور المختلفة ، وكذلك استهلاك الطحالب المائية والنباتات ، قد تنخفض كمية هذه المركبات بشكل ملحوظ.

في الغالب في المحلول ، يمكن أن يكون الموليبدينوم على شكل MoO 4 2- أنيون. هناك احتمال وجود مجمعات الموليبدينوم العضوية. نظرًا لحقيقة أن المركبات المتناثرة الرخوة تتشكل أثناء أكسدة الموليبدينيت ، يزداد مستوى الموليبدينوم الغروي.

محتوى الموليبدينوم في الخزانات الطبيعية

تتراوح مستويات الموليبدينوم في الأنهار بين 2.1 و 10.6 ميكروغرام / لتر. في البحار والمحيطات محتواها 10 ميكروغرام / لتر.

بتركيزات منخفضة ، يساعد الموليبدينوم على التطور الطبيعي للكائن الحي (النباتي والحيواني على حد سواء) ، لأنه مدرج في فئة العناصر الدقيقة. وهو أيضًا جزء لا يتجزأ من الإنزيمات المختلفة مثل زانثين أوكسيليز. مع نقص الموليبدينوم ، يحدث نقص في هذا الإنزيم وبالتالي يمكن أن تحدث آثار سلبية. كما أن الزيادة في هذا العنصر غير مرحب بها ، لأن عملية التمثيل الغذائي الطبيعية تتعطل.

أقصى تركيز مسموح به من الموليبدينوم للبيئة المائية

يجب ألا يتجاوز MPC للموليبدينوم في المسطحات المائية السطحية 0.25 مجم / لتر.

الزرنيخ (As)

المناطق الملوثة بالزرنيخ هي بشكل رئيسي المناطق القريبة من مناجم المعادن التي تحتوي على نسبة عالية من هذا العنصر (التنغستن ، والنحاس - الكوبالت ، والخامات المتعددة الفلزات). يمكن أن تحدث كمية صغيرة جدًا من الزرنيخ أثناء تحلل الكائنات الحية. بفضل الكائنات المائية ، يمكن أن تمتصه هذه الكائنات. لوحظ امتصاص مكثف للزرنيخ من المحلول خلال فترة التطور السريع للعوالق.

من أهم ملوثات الزرنيخ صناعة التخصيب ومصانع المبيدات والصباغة والزراعة.

تحتوي البحيرات والأنهار على الزرنيخ في دولتين: معلق ومذاب. قد تختلف النسب بين هذه الأشكال اعتمادًا على الرقم الهيدروجيني للمحلول والتركيب الكيميائي للمحلول. في الحالة المذابة ، يمكن أن يكون الزرنيخ ثلاثي التكافؤ أو خماسي التكافؤ ، ويدخل في أشكال أنيونية.

مستويات الزرنيخ في المياه الطبيعية

في الأنهار ، كقاعدة عامة ، يكون محتوى الزرنيخ منخفضًا جدًا (عند مستوى ميكروغرام / لتر) ، وفي البحار - بمتوسط ​​3 ميكروغرام / لتر. بعض مياه معدنيةقد تحتوي على كميات كبيرة من الزرنيخ (تصل إلى عدة ملليغرام لكل لتر).

يمكن أن يحتوي معظم الزرنيخ على خزانات جوفية - تصل إلى عدة عشرات من المليغرامات لكل لتر.

مركباته شديدة السمية لجميع الحيوانات والبشر. بكميات كبيرة ، تتعطل عمليات الأكسدة ونقل الأكسجين إلى الخلايا.

أقصى تركيز مسموح به للزرنيخ في البيئة المائية

يبلغ MPC للزرنيخ في البيئة المائية 50 ميكروغرام / لتر ، وفي أحواض المصايد ، فإن MPC لمزارع الأسماك هو أيضًا 50 ميكروغرام / لتر.

نيكل (ني)

يتأثر محتوى النيكل في البحيرات والأنهار بالصخور المحلية. إذا كانت هناك رواسب من خامات النيكل والحديد والنيكل بالقرب من الخزان ، فقد يكون التركيز أعلى من المعتاد. يمكن للنيكل أن يدخل البحيرات والأنهار عندما تتحلل النباتات والحيوانات. تحتوي الطحالب الخضراء المزرقة على كميات قياسية من النيكل مقارنة بالكائنات الحية النباتية الأخرى. يتم إطلاق مياه الصرف الهامة ذات المحتوى العالي من النيكل أثناء إنتاج المطاط الصناعي ، أثناء عمليات طلاء النيكل. كما يتم إطلاق النيكل بكميات كبيرة أثناء احتراق الفحم والنفط.

يمكن أن يتسبب ارتفاع الرقم الهيدروجيني في ترسب النيكل على شكل كبريتات أو سيانيدات أو كربونات أو هيدروكسيدات. يمكن للكائنات الحية أن تقلل من مستوى النيكل المتحرك عن طريق استهلاكه. عمليات الامتزاز على سطح الصخور مهمة أيضًا.

يمكن أن يحتوي الماء على نيكل في أشكال مذابة وغروية ومعلقة (يعتمد التوازن بين هذه الحالات على الأس الهيدروجيني للوسط ودرجة الحرارة وتكوين الماء). يمتص هيدروكسيد الحديد وكربونات الكالسيوم والطين المركبات المحتوية على النيكل جيدًا. النيكل المذاب في شكل معقدات تحتوي على أحماض فولفيك ودوميك ، وكذلك مع أحماض أمينية وسيانيد. يعتبر Ni 2+ الشكل الأيوني الأكثر استقرارًا. عادة ما يتكون Ni 3+ عند درجة حموضة عالية.

في منتصف الخمسينيات من القرن الماضي ، تمت إضافة النيكل إلى قائمة العناصر النزرة لأنه يلعب دورًا مهمًا في العمليات المختلفة كمحفز. في الجرعات المنخفضة ، يكون له تأثير إيجابي على عمليات تكوين الدم. لا تزال الجرعات الكبيرة تشكل خطورة كبيرة على الصحة ، لأن النيكل عنصر كيميائي مسرطن ويمكن أن يثير أمراضًا مختلفة في الجهاز التنفسي. يعتبر النيكل الحر 2+ أكثر سمية مما هو عليه في شكل معقدات (مرتين تقريبًا).

مستوى النيكل في المياه الطبيعية

أقصى تركيز مسموح به للنيكل في البيئة المائية

يبلغ MPC للنيكل للبيئة المائية 0.1 مجم / لتر ، ولكن في أحواض المصايد يكون MPC لمزارع الأسماك 0.01 مجم / لتر.

تين (سن)

المصادر الطبيعية للقصدير هي المعادن التي تحتوي على هذا العنصر (ستانين ، حجر القصدير). المصادر البشرية هي نباتات ومصانع لإنتاج الدهانات العضوية المختلفة وصناعة المعادن التي تعمل مع إضافة القصدير.

القصدير معدن منخفض السمية ، لذلك لا نخاطر بصحتنا عند تناول الطعام من العلب المعدنية.

تحتوي البحيرات والأنهار على أقل من ميكروجرام من القصدير لكل لتر من الماء. قد تحتوي الخزانات الجوفية على عدة ميكروجرامات من القصدير لكل لتر.

أقصى تركيز مسموح به للقصدير في البيئة المائية

أقصى تركيز مسموح به للقصدير في البيئة المائية هو 2 مجم / لتر.

الزئبق (Hg)

في الغالب ، تظهر مستويات مرتفعة من الزئبق في المياه في المناطق التي توجد بها رواسب من الزئبق. المعادن الأكثر شيوعًا هي ليفينجستون ، سينابار ، ميتاسيناباريت. يمكن أن تحتوي المياه العادمة من مصانع الأدوية ومبيدات الآفات والأصباغ على كميات كبيرة من الزئبق. تعتبر محطات الطاقة الحرارية (التي تستخدم الفحم كوقود) مصدرًا مهمًا آخر للتلوث بالزئبق.

ينخفض ​​مستواه في المحلول بشكل أساسي بسبب الحيوانات والنباتات البحرية التي تتراكم وتركز الزئبق! في بعض الأحيان ، يرتفع محتوى الزئبق في الحياة البحرية عدة مرات أكثر من البيئة البحرية.

تحتوي المياه الطبيعية على الزئبق في شكلين: معلق (على شكل مركبات ممتصة) ومذاب (مركب ، مركبات معدنية من الزئبق). في مناطق معينة من المحيطات ، يمكن أن يظهر الزئبق كمجمعات ميثيل الزئبق.

الزئبق ومركباته شديدة السمية. عند التركيزات العالية ، يكون له تأثير سلبي على الجهاز العصبي ، ويحدث تغيرات في الدم ، ويؤثر على إفراز الجهاز الهضمي والوظيفة الحركية. تعتبر منتجات معالجة الزئبق بالبكتيريا خطيرة للغاية. يمكنهم تصنيع المواد العضوية على أساس الزئبق ، والتي هي أكثر سمية مرات عديدة من المركبات غير العضوية. عند تناول الأسماك ، يمكن أن تدخل مركبات الزئبق إلى أجسامنا.

أقصى تركيز مسموح به للزئبق في البيئة المائية

تبلغ MPC من الزئبق في المياه العادية 0.5 ميكروغرام / لتر ، وفي أحواض المصايد يقل معدل MAC لمزارع الأسماك عن 0.1 ميكروغرام / لتر.

الرصاص (الرصاص)

يمكن أن تتلوث الأنهار والبحيرات بالرصاص بطريقة طبيعية عندما يتم غسل معادن الرصاص (غالينا ، أنجليسايت ، سيروسيت) ، وبطريقة بشرية المنشأ (حرق الفحم ، استخدام رباعي إيثيل الرصاص في الوقود ، التصريف من مصانع تجهيز الخام ، مياه الصرف الصحي من المناجم والنباتات المعدنية). يعتبر ترسيب مركبات الرصاص وامتصاص هذه المواد على سطح الصخور المختلفة من أهم الطرق الطبيعية لخفض مستواها في المحلول. من العوامل البيولوجية ، تؤدي hydrobionts إلى انخفاض مستوى الرصاص في المحلول.

يكون الرصاص في الأنهار والبحيرات معلقًا ومذابًا (معقدات معدنية وعضوية معدنية). كما أن الرصاص في صورة مواد غير قابلة للذوبان: كبريتات ، كربونات ، كبريتيد.

محتوى الرصاص في المياه الطبيعية

لقد سمعنا الكثير عن سمية هذا المعدن الثقيل. إنه خطير للغاية حتى بكميات صغيرة ويمكن أن يسبب التسمم. يدخل الرصاص الجسم عن طريق الجهاز التنفسي والجهاز الهضمي. يكون إفرازه من الجسم بطيئًا جدًا ، ويمكن أن يتراكم في الكلى والعظام والكبد.

أقصى تركيز مسموح به للرصاص في البيئة المائية

يبلغ MPC للرصاص في البيئة المائية 0.03 مجم / لتر ، وفي أحواض المصايد يبلغ MPC لمزارع الأسماك 0.1 مجم / لتر.

رباعي إيثيل الرصاص

إنه بمثابة عامل مضاد للارتجاج في وقود المحركات. وبالتالي ، فإن المركبات هي المصادر الرئيسية للتلوث بهذه المادة.

هذا المركب شديد السمية ويمكن أن يتراكم في الجسم.

أقصى تركيز مسموح به لرابع إيثيل الرصاص في البيئة المائية

الحد الأقصى المسموح به لهذه المادة يقترب من الصفر.

لا يُسمح عمومًا باستخدام رباعي إيثيل الرصاص في تكوين المياه.

الفضة (AG)

تدخل الفضة بشكل رئيسي في الأنهار والبحيرات من الخزانات الجوفية ونتيجة لتصريف المياه العادمة من المؤسسات (شركات التصوير ومصانع التخصيب) والمناجم. يمكن أن يكون مصدر آخر للفضة عوامل مبيدات الجراثيم والجراثيم.

في المحلول ، أهم المركبات هي أملاح هاليد الفضة.

محتوى الفضة في المياه الطبيعية

في الأنهار والبحيرات النظيفة ، يكون محتوى الفضة أقل من ميكروغرام لكل لتر ، وفي البحار - 0.3 ميكروغرام / لتر. تحتوي الخزانات الجوفية على عدة عشرات من الميكروجرام لكل لتر.

الفضة في شكل أيوني (بتركيزات معينة) لها تأثير جراثيم ومبيد للجراثيم. لكي تتمكن من تعقيم المياه بالفضة ، يجب أن يكون تركيزها أكبر من 2 * 10-11 مول / لتر. لا يزال الدور البيولوجي للفضة في الجسم غير معروف جيدًا.

أقصى تركيز مسموح به للفضة للبيئة المائية

الحد الأقصى المسموح به للفضة للبيئة المائية هو 0.05 مجم / لتر.

رئيس تحرير ومدير موقع www.! // \\ جميع المقالات المنشورة على موقعنا تمر من خلالي. // \\ أنا معتدل وأوافق على جعله ممتعًا ومفيدًا للقارئ!

يحتوي جسم الشخص البالغ على حوالي 13 ملغ من الزئبق ، مع حوالي 70٪ في الأنسجة الدهنية والعضلية. يبلغ عمر النصف لميثيل الزئبق من جسم الإنسان (نصف عمر التحلل البيولوجي لمركبات الزئبق) حوالي 70 يومًا. ومع ذلك ، فإن عملية إزالة الزئبق تعتمد على خصائص الجسم ويمكن أن تستغرق ما يصل إلى 190 يومًا.

تؤدي السمية العالية للزئبق إلى قيم منخفضة للغاية من MPC: 0.0003 مجم / م 3 في الهواء و 0.0005 مجم / لتر في الماء.

يتم عرض أقصى تركيزات مسموح بها من الزئبق في المواد الغذائية الأساسية في الشكل. 3.8

أرز. 3.8 MAC للزئبق في الأغذية الأساسية

الكادميوم (سي دي)

يتضح وجود خطر كبير من تلوث التربة بالكادميوم من خلال التسمم الجماعي بالكادميوم لسكان حوض نهر جينتسو في اليابان. لوث منجم الزنك النهر بالكادميوم الذي كانت مياهه تستخدم للشرب وري حقول الأرز ومزارع فول الصويا. بعد 15 ... 30 عامًا ، توفي 150 شخصًا من التسمم المزمن بالكادميوم. بلغ محتوى الكادميوم في الأرز كمنتج غذائي رئيسي 600… 1000 ميكروغرام / كغ ، وهو سبب المرض ، والذي تم تضمينه في تاريخ التسمم المعدني الثقيل المتوطن تحت اسم ميتاي إيتاي.

في الطبيعة ، لا يوجد الكادميوم بشكل حر ولا يشكل خامات محددة. يتم الحصول عليها كمنتج ثانوي من تكرير الزنك والنحاس. تحتوي قشرة الأرض على حوالي 0.05 مجم / كجم من الكادميوم ، ومياه البحر - 0.3 مجم / لتر. يشبه الكادميوم الزنك في تكوينه الإلكتروني. له انجذاب كبير لمجموعات الثيول ويحل محل الزنك في بعض مجمعات الإنزيمات المعدنية. يتشكل الكادميوم بسهولة

يدعو الأزواج. يعتبر الكادميوم من المواد شديدة السمية وليس عنصرًا أساسيًا للثدييات.

يحتوي جسم الشخص في منتصف العمر على حوالي 50 ملغ من الكادميوم ، 1/3 - في الكلى ، والباقي - في الكبد والرئتين والبنكرياس. عمر النصف للكادميوم من الجسم هو 13-40 سنة.

كل من الكادميوم المعدني وأملاحه لها تأثير سام واضح على البشر والحيوانات. تتمثل آليات سمية الكادميوم في أنه يثبط بوليميراز الحمض النووي ، ويعطل تخليق الحمض النووي (مرحلة الفك) ، ويفصل الفسفرة المؤكسدة في ميتوكوندريا الكبد. يشمل التسبب في تسمم الكادميوم أيضًا تفاعله مع البروتينات عالية الوزن الجزيئي ، وخاصة الإنزيمات المحتوية على الثيول.

ترتبط آلية التأثير السام للكادميوم بالحصار المفروض على مجموعات بروتينات السلفهيدريل ؛ بالإضافة إلى ذلك ، فهو مضاد للزنك والكوبالت والسيلينيوم ، ويثبط نشاط الإنزيمات التي تحتوي على هذه المعادن. إن قدرة الكادميوم على تعطيل تبادل الحديد والكالسيوم معروفة. كل هذا يمكن أن يؤدي إلى مجموعة واسعة من الأمراض: ارتفاع ضغط الدم وفقر الدم وأمراض القلب التاجية والفشل الكلوي وغيرها. آثار الكادميوم المسببة للسرطان والمطفرة وماسخة.

نسبة امتصاص الكادميوم من الجهاز الهضمي للبشر هي 3 ... 8٪. يتأثر بمستوى تناول الزنك وقابلية ذوبان أملاح الكادميوم. بمجرد امتصاصه ، يبقى الكادميوم في الجسم مع إفراز طفيف فقط. مراكز التراكم الرئيسية هي الكبد والكلى. في هذه الأعضاء ، يرتبط 80٪ من الكادميوم بالميتالوثايونين. في الوقت نفسه ، تتمثل الوظيفة البيولوجية للميتالوثايونين في مشاركتها في توازن العناصر الأساسية - الزنك والنحاس. لذلك ، يمكن للكادميوم ، الذي يتفاعل مع الميتالوثايونين ، أن يعطل التوازن الحيوي للنحاس والزنك.

يسبب وجود الكادميوم في الأنسجة أعراضًا مرتبطة بنقص النحاس والزنك والحديد. يقلل الكالسيوم في البلازما من امتصاص الكادميوم في الدم. كلما زاد محتوى الكادميوم في الأنسجة ، كلما قلت كمية الكالسيوم في الطعام. يضعف التسمم المزمن بالكادميوم تمعدن العظام ويزيد من تركيز الكالسيوم في الكبد. كما أنه يمنع تكوين فيتامين د.

يرتبط تلوث البيئة بالكادميوم بالتعدين والصناعات المعدنية والكيميائية وإنتاج الصواريخ والتكنولوجيا النووية والبوليمرات والسيرمت. يدخل الكادميوم الهواء مع الرصاص عند حرق الوقود في محطات توليد الطاقة الحرارية ، مع انبعاثات غازية من الشركات التي تنتج الكادميوم أو تستخدمه. يحدث تلوث التربة بالكادميوم عندما تستقر الأيروسولات المحتوية على الكادميوم من الهواء وتستكمل بإدخال الأسمدة المعدنية: سوبر فوسفات (7.2 مجم / كجم) ، فوسفات البوتاسيوم (4.7 مجم / كجم) ، ملح صخري (0.7 مجم / كجم). يُلاحظ أيضًا محتوى الكادميوم في السماد الطبيعي ، حيث يوجد نتيجة لسلسلة التحولات التالية: الهواء - التربة - النباتات - العواشب - السماد.

في في بعض البلدان تستخدم أملاح الكادميوم كمضاد للديدان

و مستحضرات مطهرة في الطب البيطري.

كل هذا يحدد الطرق الرئيسية لتلوث البيئة بالكادميوم ، وبالتالي تلوث المواد الغذائية و منتجات الطعام. مصدر تلوث المنتجات الغذائية ذات الأصل النباتي بالكادميوم هو مياه الصرف الصحي لبعض المؤسسات الصناعية ، وكذلك الأسمدة الفوسفورية. في مناطق الانبعاثات الصناعية ، تترسب في التربة والنباتات. يدخل الكادميوم إلى النباتات من خلال امتصاص الجذور ومن خلال الأوراق. تم العثور على العديد من المحاصيل لتكون حساسة للكادميوم. تحت تأثيرها ، يمكن للنباتات أن تصاب بالكلور ، وانحناء الساق ، والبقع النخرية البنية على الأوراق ، وما إلى ذلك. ومع ذلك ، في كثير من الأحيان لا تظهر أعراض التسمم الأولي للنباتات بهذا المعدن على مظهر النبات ، ولكن ينخفض ​​المحصول فقط. يقع حد الحساسية للكادميوم في الحبوب والبطاطس في حدود 6 ... 12 مجم / كجم من التربة. في الوقت نفسه ، وفقًا لحساسية الكادميوم ، يتم ترتيب النباتات الزراعية بالترتيب التصاعدي التالي: الطماطم والشوفان والخس والجزر والفجل والفاصوليا والبازلاء والسبانخ. يتم ترسيب الكادميوم بشكل أساسي في الأعضاء الخضرية للنباتات. لذلك ، في أوراق الجزر والطماطم والشوفان ، يترسب الكادميوم 25 مرة أكثر من الفواكه والجذور. محتوى الكادميوم (بالميكغ / كغ) في المنتجات النباتية: الحبوب 28 ... 95 ، البازلاء 15 ... 19 ، الفاصوليا 5 ... 12 ، البطاطس

12 ... 50 ، ملفوف 2 ... 26 ، طماطم 10… 30 ، خس 17… 23 ، فاكهة 9… 42 ، خضروات

زيت نباتي 10 ... 50 ، سكر 5 ... 31 ، فطر 100 ... 500 ؛ في منتجات المواشي: الحليب 2.4 ، الجبن 6.0 ، البيض 23 ... 250.

يدخل الكادميوم جسم الإنسان بشكل أساسي مع الطعام (حوالي 80٪) ، وجد خبراء منظمة الأغذية والزراعة أن الشخص البالغ الذي يتناول الطعام يتلقى ما متوسطه 30-150 ميكروغرام / يوم من الكادميوم ، وفي أوروبا - 30 ... 60 ميكروغرام ، في اليابان - 30 ... 100 ميكروغرام ، في مناطق الكادميوم الجيوكيميائية - حوالي 300 ميكروغرام.

تظهر التركيزات القصوى المسموح بها من الكادميوم في المواد الغذائية الأساسية في الشكل. 3.9

				المنتجات الثانوية
								الشوكولاته و
	كبد السمك و
								شوكولاتة
	منتجات منه

الجبن والسمك و

البيض ومنتجات البيض ،

منتجات الأسماك

يشرب الماء

ملح،

زيت نباتي،

الجبن والحبوب

اللحوم والسكر

المارجرين

خبز ومخابز

والمنتجات الحلوة

أرز. 3.9 MAC للكادميوم في الأطعمة الأساسية

ما يقرب من 20٪ من الكادميوم يدخل جسم الإنسان من خلال الرئتين من الجو وعند التدخين. سيجارة واحدة تحتوي على 1.5 ... 2.0 ميكروغرام من الكادميوم.

كمية الكادميوم التي تدخل جسم الإنسان لا تعتمد فقط على استهلاك الأطعمة التي تحتوي على الكادميوم ، ولكن أيضًا إلى حد كبير على جودة نظامه الغذائي. على وجه الخصوص ، يبدو أن وجود كمية كافية من الحديد في الدم يمنع تراكم الكادميوم. بالإضافة إلى ذلك ، تعمل الجرعات الكبيرة من فيتامين د كمضاد لتسمم الكادميوم.

تعتبر التغذية السليمة ذات أهمية كبيرة في الوقاية من تسمم الكادميوم (تضمين النظام الغذائي للبروتينات الغنية بالأحماض الأمينية المحتوية على الكبريت ، وحمض الأسكوربيك ، والحديد ، والزنك ، والسيلينيوم ، والكالسيوم) ، والتحكم في محتوى الكادميوم (الاستقطاب ، وتحليل الامتصاص الذري) والاستبعاد من النظام الغذائي للأطعمة الغنية بالكادميوم.

تعتبر منظمة الصحة العالمية أن الحد الأقصى المسموح به من تناول الكادميوم للبالغين هو 500 ميكروغرام في الأسبوع ، أي ADI 70 ميكروغرام في اليوم ، و ADI 1 ميكروغرام / كيلوغرام من وزن الجسم.

الزرنيخ (As)

لوحظ تسمم مزمن بالزرنيخ في الأرجنتين ،

بسبب استهلاك المياه التي تحتوي على 1 إلى 4 ملغم / لتر As2 O3. ولوحظ وضع مماثل في شيلي. أدى استخدام مياه الآبار المحتوية على 0.6 ملجم / لتر من الزرنيخ إلى تسمم موضعي مزمن. تايوان.

في بالتيمور ، تم العثور على منطقة حيث الوفيات الناجمة عن السرطان أعلى 4.3 مرات من المدينة ككل. يحيط هذا الشريط بمصنع سابق أنتج الزرنيخ لمدة 100 عام.

وقع حادث مأساوي في اليابان عام 1955 ، عندما أصيب أكثر من 12000 طفل بالتسمم. تم تغذيتهم بالحليب الاصطناعي الذي يحتوي على حليب مجفف ملوث بأكسيد الزرنيخ (III). دخل بطريق الخطأ إلى فوسفات الصوديوم الذي أدى إلى استقرار مسحوق الحليب. كان فوسفات الصوديوم ناتجًا نفايات في فصل الألومنيوم عن البوكسيت ، والذي يحتوي على كمية كبيرة من الزرنيخ. توفي أكثر من 120 طفلًا من تناول الحليب الصناعي بعد 33 يومًا بجرعة يومية من As 203 5 مجم.

هناك أيضًا نسخة عن التسمم بالزرنيخ لنابليون بونابرت. باستخدامتحليل التنشيط النيوتروني لشعر نابليون من فترات مختلفة من حياته ، وجد الخبراء أن محتوى الزرنيخ فيها أعلى 13 مرة من المعدل المعتاد لشعر الإنسان ، وتزامنت رواسب الزرنيخ في نمو الشعر مع فترة إقامة نابليون في سانت. هيلينا.

ينتمي الزرنيخ إلى تلك العناصر النزرة ، والتي لم يتم إثبات الحاجة إليها لحياة الجسم. يتم توزيع الزرنيخ على نطاق واسع

ليس في البيئة. يحدث في الطبيعة في الحالة الأولية ، وكذلك بكميات كبيرة في شكل الزرنيخ ، الزرنيخيدات والمركبات العضوية. تحتوي مياه البحر على حوالي 5 ميكروغرام / لتر من الزرنيخ ، بينما تحتوي قشرة الأرض على 2 مجم / كجم.

تعتمد سمية الزرنيخ على تركيبته الكيميائية. عنصر الزرنيخ أقل سمية من مركباته. الزرنيخ (أملاح الزرنيخ ثلاثي التكافؤ) أكثر سمية من الزرنيخ (أملاح الزرنيخ خماسي التكافؤ). بشكل عام ، يمكن ترتيب مركبات الزرنيخ بالترتيب لتقليل السمية على النحو التالي: الزرنيخ> الزرنيخ> الزرنيخات> أحماض الميثيلارسونيك وثنائي ميثيلارسونيك.

تُظهر السمية العالية جدًا مادة الأرسين (AsH3) - وهو عامل اختزال قوي جدًا يعيد المركبات الحيوية المختلفة. الهيم هو أحد أهم أهداف الزرنيخ. إنه سم انحلالي.

الزرنيخ هو سموم ثيول تثبط الإنزيمات المختلفة. يتفاعلون مع مجموعات الثيول من البروتينات ، السيستين ، حمض ليبويك ، الجلوتاثيون ، الإنزيم المساعد A ، الموجود في الجسم ، مما يؤدي في النهاية إلى تعطيل دورة حمض الكربوكسيل. بالإضافة إلى ذلك ، يؤثر الزرنيخ في الانقسام الخيطي وتخليق الحمض النووي وفك الاقتران ، وهو ما يرتبط بحجب مجموعات الثيول من بوليميريز الحمض النووي.

تلعب الزرنيخات دور نظير الفوسفات ، حيث تخترق الخلايا بسهولة من خلال أنظمة نقل الفوسفات وتتنافس مع الفوسفات في عملية الفسفرة المؤكسدة في الميتوكوندريا (فهي تمنع السيتوكروم وأكسيداز الجلسرين). يعمل الزرنيخ على تعطيل أحد تفاعلات الفسفوريليل - تكوين ATP من ADP ، مما يؤدي إلى توقف تخليق ATP.

تعتبر مركبات الزرنيخ غير العضوية أكثر سمية من المركبات العضوية التي تتراكم في الأسماك. يتم امتصاص مركبات الزرنيخ جيدًا في الجهاز الهضمي. يحدث إفرازها من الجسم بشكل رئيسي من خلال الكلى (حتى 90٪) والقناة الهضمية. يمكن أيضًا إفرازه في حليب الثدي وعبور حاجز المشيمة.

وفقًا لمنظمة الأغذية والزراعة ، فإن المدخول اليومي من الزرنيخ في جسم الشخص البالغ هو 0.45 مجم ، أي حوالي 0.007 مجم / كجم من وزن الجسم. يزداد تناول الزرنيخ بشكل كبير في تلك الحالات التي تزداد فيها نسبة المأكولات البحرية في النظام الغذائي. DDI للزرنيخ للبالغين هو 0.05 مجم / كجم من وزن الجسم (حوالي 3 مجم / يوم).

يبلغ الإنتاج العالمي السنوي من الزرنيخ حوالي 50 ألف طن سنويًا ، ويزيد كل 10 سنوات بنسبة 25٪. أقوى مصادر التلوث البيئي بالزرنيخ هي انبعاثات الغلاف الجوي من محطات الطاقة ، والصناعات المعدنية ، ومصاهر النحاس وغيرها من مؤسسات التعدين غير الحديدية ، ومياه الصرف الصناعي ، ومبيدات الآفات المحتوية على الزرنيخ. يستخدم الزرنيخ أيضًا في إنتاج الكلور والقلويات (تصل إلى 55٪ من الكمية التي تستهلكها الصناعة) ، وأشباه الموصلات ، والزجاج ،

تنظيم محتوى المعادن الثقيلة في الماء (MAC)

التركيز الأقصى المسموح به (MAC) هو معيار صحي وصحي معتمد بموجب القانون. يُفهم MPC على أنه مثل هذا التركيز العناصر الكيميائيةومركباتها في البيئة ، والتي ، تحت تأثيرها اليومي لفترة طويلة على جسم الإنسان ، لا تسبب تغيرات مرضية أو أمراضًا أنشأتها طرق البحث الحديثة في أي وقت في حياة الأجيال الحالية واللاحقة.

يتم تضمين قيم MPC في GOSTs ، القواعد الصحيةو اخرين أنظمة، إلزامية للتنفيذ في جميع أنحاء الدولة ، يتم أخذها في الاعتبار عند التصميم العمليات التكنولوجية، المعدات ، أجهزة المعالجة ، إلخ. الخدمة الصحية والوبائية ، بترتيب الإشراف الصحي ، تراقب بشكل منهجي الامتثال لمعايير MPC في مياه الخزانات للاستخدام المنزلي ومياه الشرب ، في الهواء الجوي وفي الهواء الصناعي يتم التحكم في حالة الخزانات السمكية من قبل سلطات الإشراف على الأسماك.

الماء هو الوسيط الذي نشأت فيه الحياة وتعيش معظم أنواع الكائنات الحية (في الغلاف الجوي ، تمتلئ الحياة فقط طبقة من حوالي 100 متر).

لذلك ، عند تقنين جودة المياه الطبيعية ، من الضروري الاهتمام ليس فقط بالمياه كمورد يستهلكه البشر ، ولكن أيضًا الحفاظ على النظم البيئية المائية كأهم المنظمين للظروف المعيشية للكوكب. ومع ذلك ، فإن المعايير الحالية لجودة المياه الطبيعية تركز بشكل أساسي على مصالح صحة الإنسان ومصايد الأسماك وهي عمليًا لا توفر سلامة البيئةالنظم البيئية المائية.

تعتمد متطلبات المستهلك لجودة المياه على الغرض من الاستخدام.

هناك ثلاثة أنواع من استخدامات المياه:

• - المنازل والشرب - استخدام المسطحات المائية أو أقسامها كمصدر للإمداد المنزلي ومياه الشرب ، وكذلك لإمدادات المياه لمؤسسات صناعة الأغذية ؛
• - ثقافي ومنزلي - استخدام المسطحات المائية للسباحة والرياضة والاستجمام. يشمل هذا النوع من استخدام المياه أيضًا أقسامًا من المسطحات المائية الواقعة داخل حدود المناطق المأهولة بالسكان ؛
• - الخزانات لأغراض الصيد والتي بدورها تنقسم إلى ثلاث فئات:
• - أعلى فئة - موقع مناطق التفريخ والتغذية الجماعية وحفر الشتاء لأنواع الأسماك ذات القيمة والقيمة بشكل خاص ، والكائنات المائية التجارية الأخرى ، وكذلك مناطق أمنيةمزارع للتربية الاصطناعية وتربية الأسماك والحيوانات والنباتات المائية الأخرى ؛
• - الفئة الأولى - المسطحات المائية المستخدمة لحفظ وتكاثر أنواع الأسماك ذات القيمة العالية الحساسية لمحتوى الأكسجين ؛
• - الفئة الثانية - المسطحات المائية المستخدمة في أغراض سمكية أخرى.

بالطبع ، تعد المياه الطبيعية أيضًا عناصر لأنواع أخرى من استخدامات المياه - إمدادات المياه الصناعية ، والري ، والملاحة ، والطاقة الكهرومائية ، وما إلى ذلك.

يُطلق على استخدام المياه المرتبط بسحبها الجزئي أو الكامل استهلاك المياه. يلتزم جميع مستخدمي المياه بالامتثال للشروط التي تضمن جودة المياه التي تلبي المعايير الموضوعة لجسم مائي معين.

هناك بعض المتطلبات العامة لتكوين وخصائص الماء (الجدول 1.1).

نظرًا لأن متطلبات جودة المياه تعتمد على نوع استخدام المياه ، فمن الضروري تحديد هذا النوع لكل مسطح مائي أو أقسامه.

وفقًا للقواعد ، يتم تحديد أنواع استخدام المياه الهيئات الإقليميةالرقابة البيئية والصحية والمعتمدة من السلطة التنفيذية ذات الصلة.

يُقصد بـ MPC للمياه الطبيعية تركيز مادة فردية في الماء ، والتي تكون فوقها غير مناسبة للنوع المحدد لاستخدام المياه. عند تركيز مادة مساوية لـ MPC أو أقل منه ، يكون الماء غير ضار لجميع الكائنات الحية مثل الماء الذي تكون فيه هذه المادة غائبة تمامًا.

الجدول 1.1 - المتطلبات العامةلتكوين وخصائص المياه (قواعد حماية المياه السطحية من التلوث):

فِهرِس	أنواع استخدام المياه
المنزلية والشرب	الثقافية والمنزلية	مصايد الأسماك
المواد الصلبة العالقة
شوائب عائمة	يجب عدم الكشف عن الأفلام العائمة وبقع الزيوت المعدنية والشوائب الأخرى على سطح الخزان.
	لا ينبغي أن تظهر في عمود	لا ينبغي تلوين الماء
الروائح والأذواق	يجب ألا يكتسب الماء روائح ومذاقات تزيد عن نقطتين يمكن اكتشافهما	لا ينبغي أن يعطي الماء طعمًا وروائح غريبة للحوم الأسماك.
مباشرة أو بعد الكلور	مباشرة
درجة الحرارة	في الصيف ، بعد تصريف مياه الصرف الصحي ، يجب ألا ترتفع أكثر من 3 0 درجة مئوية مقارنة بالمتوسط ​​في الشهر الأكثر سخونة	لا يجب أن ترتفع أكثر من 5 0 درجة مئوية حيث تعيش الأسماك المحبة للبرد ، ولا تزيد عن 8 0 درجة مئوية في حالات أخرى
قيمه الحامضيه	يجب ألا تتجاوز 6.5 - 8.5
تمعدن المياه	يجب ألا يتجاوز 1000 مجم / لتر في المخلفات الصلبة ، بما في ذلك الكلوريدات - 350 مجم / لتر ، والكبريتات - 500 مجم / لتر	تطبيع وفقا لمؤشر "النكهات"	تطبيع وفقا للضرائب على الخزانات السمكية
الأكسجين المذاب	في أي فترة من السنة لا تقل عن 4 ملجم / لتر في العينة المأخوذة قبل الساعة 12 ظهراً	خلال فترة الجليد ، لا تقل
إجمالي الطلب على الأكسجين الكيميائي الحيوي (إجمالي الطلب الأوكسجيني البيولوجي)	عند 20 0 درجة مئوية يجب ألا تتجاوز
طلب الأكسجين الكيميائي (COD)	لا تزيد عن 15.0 ملجم / لتر
مواد كيميائية
SanPiN 4630-88	قائمة MPC و SHEL للمواد الضارة لمياه الخزانات السمكية
مسببات الأمراض	يجب أن يكون الماء خاليًا من مسببات الأمراض ، بما في ذلك بيض الديدان الطفيلية القابلة للحياة وأكياس الطفيليات المعوية المسببة للأمراض.
اللاكتوز إيجابي القولونية(LCP)
Coliphages (في وحدات تشكيل اللويحات)	لا يزيد عن 100 في 1 لتر	يجب ألا يكون لمياه الصرف عند مخرج الجسم المائي تأثير سام حاد على أجسام الاختبار

يمكن أن تختلف طبيعة تأثير الملوثات على البشر والنظم البيئية المائية.

عديدة مواد كيميائيةيمكن أن تبطئ العمليات الطبيعية للتنقية الذاتية ، مما يؤدي إلى تدهور الحالة الصحية العامة للخزان:

• - نقص الأكسجين؛
• - تعفن
• - ظهور كبريتيد الهيدروجين.
• - الميثان ، إلخ.

في هذه الحالة ، يتم إنشاء MPC وفقًا للعلامة الصحية العامة للضرر. عند تقنين جودة المياه في الخزانات ، يتم تعيين MPC وفقًا لعلامة الحد من الضرر - LPW.

LPV هي علامة على التأثير الضار لمادة ، والتي تتميز بأقل تركيز عتبة.

في الجدول. يوضح الجدول 1.2 قيم MPC لمركبات المعادن الثقيلة في الخزانات للاستخدام المنزلي ومياه الشرب.

الجدول 1.2 - التركيزات القصوى المسموح بها للمواد الضارة في مياه الخزانات للاستخدام المنزلي ومياه الشرب:

مُجَمَّع		الكتلة الجزيئية	التركيز ، ملغم / لتر
مركبات الحديد من حيث الحديد
كلوريد الكادميوم من حيث الكادميوم
كلوريد الكوبالت من حيث Co
مركبات المنغنيز من حيث المنغنيز
كبريتات النحاس من حيث النحاس
أكسيد الزرنيخ من حيث As
كبريتات النيكل من حيث النيكل
		216,6 200,6 232,7			0,005 0,005 0,005	0,005 0,005 0,005
نترات الرصاص من حيث الرصاص
مركب الرصاص من حيث الرصاص
مركبات الكروم (III) من حيث Cr
مركبات الكروم (السادس) من حيث الكروم
مركب الزنك من حيث الزنك

ملحوظة:

عند إنشاء MPC للمواد الضارة في مياه الخزانات ، يتم توجيههم من خلال الحد الأدنى من تركيز المواد وفقًا لأحد المؤشرات التالية:

• - PPKt - تركيز حد أدنى لمادة في مكمن ، تحدده الخصائص السمية ، ملغم / لتر ؛
• - PPKorl - تركيز عتبة أدنى للمواد في الخزان ، يحدده التغير في الخصائص الحسية (الرائحة ، اللون ، الذوق) ، مجم / لتر ؛
• - PPKs.r.v. - عتبة تركيز مادة ما ، يحددها التأثير على نظام صحيالخزان (النبتات الرملية ، الطلب البيولوجي على الأكسجين ، إلخ) ، ملغم / لتر ؛
• - MPCv - أقصى تركيز مسموح به لمادة في ماء خزان ، مجم / لتر.

التناقض والاختلاف في إنشاء MPC للمسطحات المائية لأغراض مختلفة. يتم تطوير قوائم البلدان المتوسطية الشريكة للمسطحات المائية ذات الاستخدامات المختلفة من قبل إدارات معينة لمصايد الأسماك والملف الصحي الصحي ، كقاعدة عامة ، دون تنسيق أعمالها. والنتيجة هي ما يلي: يُطلق على نفس المادة بشكل مختلف في قوائم مختلفة ، فبالنسبة لبعض المواد توجد MPCs فقط لبعض المسطحات المائية ، وبالنسبة للبعض الآخر فهي غائبة.

على سبيل المثال ، لا يوجد سوى متطلبات صحية وصحية لمركبات الكلور العضوي ولا توجد دول بحرية بحرية متوسطة لخزانات مصايد الأسماك. كما هو معروف ، هناك مبالغة في تقدير البلدان المتوسطية الشريكة الصحية والصحية أكثر من تلك الخاصة بمصايد الأسماك ، لأنها تأسست على أساس نتائج الاختبارات الحيوية على الحيوانات ذوات الدم الحار ، وليس على الأسماك المائية. هذا يؤدي إلى الارتباك ونقص المعلومات في سجل الدولةمواد.

يثير نقص المعلومات ، على سبيل المثال ، حول MPC للمركبات العضوية الكلورية ، من ناحية ، شكوكًا حول سلامة التصريفات في المسطحات المائية السمكية (وعمليًا يمكن تصنيف أي مسطح مائي على أنه مسطحات مائية لمصايد الأسماك ، حيث توجد الأسماك في كل مكان ، باستثناء المستنقعات) ، من ناحية أخرى ، يسمح السلطات الإشرافية، في إشارة إلى المعيار ، لحظر تصريف المواد العضوية الكلورية ، أو في أفضل الأحوال - "ذرة" لتطبيق مضاعف 25 لمستخدم المياه.

تحدد ضريبة القيمة المضافة متطلبات مياه الصرف الأكثر صرامة من MPC لخزانات المصايد ، أو على مستوى MPC ، وبالتالي فإن متطلبات SanPiN لجودة مياه الشرب "أكثر ليونة" من MPC (الجدول 1.3).

الجدول 1.3 - MPC للمعادن الثقيلة في مياه الخزانات السمكية ومياه الشرب:

المنطق الأساسي يملي ذلك المتطلبات التنظيميةيجب عكس ضريبة القيمة المضافة على مياه الصرف الصحي ومياه الشرب.

معظم الدول الأوروبيةعند وضع معايير جودة معالجة مياه الصرف الصحي ، فإن الشرط الأساسي هو تحقيق أعلى درجة ممكنة من التنقية ، مع مراعاة استخدام أفضل التقنيات الحديثة.