Кадмій, хром, алюміній - раздел Экология, Динаміка водних мас та її роль у водних екосистемах Серед Мікроелементів, Які При Певних Концентраціях У Воді Виявляють Високу То...
Серед мікроелементів, які при певних концентраціях у воді виявляють високу токсичність, є особливо небезпечні забрудники водного середовища, які в мікродозах негативно впливають на функціональний стан водних екосистем. До таких, зокрема, належать кадмій і хром.
Кадмій займає 67-ме місце за поширенням на земній поверхні. Цим пояснюється, що тривалий час на нього мало звертали увагу як на можливий екологічний фактор гідросфери.
У водне середовище він переходить з такими мінеральними сполуками, як CdO, CdS, CdCl2·H2O, 3CdSO4·8 H2O та інші. Важливим джерелом забруднення водних об’єктів є сульфідні руди та стічні води підприємств кольорової металургії та хімічні заводи. Вже в мікродозах кадмій виявляє високу токсичність.
Середня концентрація кадмію у морській воді становить 0,11 мкг/дм3. В прісних водоймах України його вміст коливається в досить значному діапазоні величин. Так, в Запорізькому водосховищі концентрація кадмію становить 0,30–10,40, а в Каховському – 0,30–4,80 мкг/дм3. У донних грунтах вміст кадмію значно вищий. Так, для верхнього 5 см шару донних грунтів дніпровських водосховищ він коливається в межах від 0,6 до 3,9 мг/кг сухої маси.
Кадмій проявляє високу токсичність для гідробіонтів різних трофічних рівнів. Уже в дозі 0,02–1,00 мкг/дм3 спостерігається пригнічення реакції фотосинтезу у вищих водяних рослин, а починаючи з 1 мкг/дм3, чітко проявляється його токсична дія. При концентрації кадмію у воді 0,003–0,5 мг/дм3 гине протягом 72 годин до 50 % прісноводних безхребетних, а у риб (річкова форель) при концентрації 4 мкг/дм3 значно пригнічується ферментативна активність тканин печінки та деяких інших органів. Токсичність кадмію у воді залежить від наявності інших речовин, з якими він може утворювати комплексні сполуки. Так, при комплексоутворенні з органічними речовинами, зокрема з гуміновими та фульвокислотами, його токсичність різко знижується.
До числа небезпечних забрудників водного середовища належить хром. У природі він зустрічається переважно у вигляді окиснених сполук – мінералів: хроміту (FeCr2O4), крокоіту (PlCrO4), уваровіту (Ca3Cr2(Sі O4)3 та інших. У сполуках він проявляє ступінь окиснення +2, +3, +6. У водному середовищі найбільшу небезпеку становлять сполуки хрому в ступені окиснення +6, які проявляють високу токсичну та канцерогенну дію. Для водойм рибогосподарського призначення ГДК хрому (VI) становить 1 мкг/дм3.
Вміст хрому у водоймах України залежить не стільки від природних факторів, як від його антропогенного надходження. Так, у воді дніпровських водосховищ концентрація хрому коливається у досить широких межах. Особливо вона зростає у водосховищах Півдня України, по берегах яких розташовані великі металургійні і хімічні комбінати (табл. 16).
Таблиця 16
Вміст хрому у воді і донних відкладах деяких водних об'єктів України
Водні об'єкти
Вода (мкг/дм3)
Донні відклади 5 см поверхневого шару (мг/кг сухої маси)
Водосховища Дніпра
Київське
6,0–46,7
27,3–48,6 (34,8)
Канівське
4,5–58,0
Кременчуцьке
5,8–78,6
29,5–58,6 (43,8)
Запорізьке
6,7–92,5
91,6–147,5 (118,0)
Каховське
9,2–112,0
42,5–112,0 (66,8)
Лимани
Дніпровсько-Бузький
14,5–123,0
86,5–176,0 (125,8)
Дністровський
14,3–108,5
Річки
Дунай (Кілійська дельта)
12,6–168,0
Гирло Дністра
26,0–142,0
Примітка. Вказані граничні величини; в дужках – середні концентрації.
Таблиця складена за даними П.М. Линника (1999).
Токсичність хрому виявляється в залежності від його загальної концентрації та наявності у воді органічних речовин, зокрема гумусових речовин, білковоподібних та вуглеводних сполук, з якими він утворює комплекси. Так, частка хрому, зв’язаного з гумусовими речовинами у дніпровських водосховищах у літньо-осінній період досягає 45–58 % сумарного вмісту його комплексних сполук.
Серед елементів, які постійно надходять у водні екосистеми із водами з водозбірної площі, є алюміній. У глинистих грунтах його вміст досягає 10–18 %, піщаних – 2–5, а торф'янистих – 0,1–0,5 %. Гумінові і фульвокислоти водного середовища прискорюють вимивання алюмінію з грунтових частинок, які надходять у водне середовище.
У сполуках алюміній проявляє ступінь окиснення +3; легко окиснюється до Al2O3. Такі сполуки розчиняються у водних розчинах, що мають лужну реакцію. Для водних екосистем найбільше значення мають сполуки алюмінію з кремнієвою кислотою, внаслідок чого утворюється ціла група силікатних мінералів, зокрема коаліт (Al4[Sі4O10]·(OH)8), галузит (Al4[Sі4O10]·(OH)8·4H2O), цеоліт та інші. Алюмосилікати – найпоширеніші сполуки земної поверхні, які поступово вивітрюються і руйнуються, в результаті чого утворюються звичайні глини, основою яких є продукти розпаду сполук алюмінію – кварц і каолін. Надходячи у воду і осідаючи на дно водойм, вони впливають на формування донних грунтів.
Алюміній виявляє токсичний вплив на водяні організми. Так, гостра токсичність Al(NO3)3 для дафній виявляється при концентрації 5 мг/дм3. Нітрат алюмінію у такій же концентрації викликає у форелі різні порушення координації рухів, перекидання набік. Токсичний і сульфат алюмінію. При концентрації 10 мг/дм3 у м'якій воді під його впливом уже через 5 годин гине триголкова колюшка, а при концентрації 0,1 мг/дм3 смерть наступає через 6 діб. Токсичність хлориду алюмінію виявляється по відношенню до безхребетних і риб при концентрації 5 мг/дм3.
У донних грунтах гідроксиди алюмінію зв'язують фосфати, переводячи їх у менш розчинну і менш доступну для рослин сполуку. У невеликих концентраціях алюміній може стимулювати ріст і розвиток рослин. Але вже в концентраціях від 10 до 60 мг/кг грунту він пригнічує їх розвиток, порушуючи фосфорне живлення.
Лекція... Тема Абіотичні фактори водних екосистем... Динаміка водних мас та її роль у водних екосистемах...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Кадмій, хром, алюміній
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Динаміка водних мас та її роль у водних екосистемах
Під водною масою розуміють об’єм води, який співпадає з площею і глибиною котловин водних об’єктів або заглибленнями земної поверхні і має однорідні фізико-хімічні характеристики,
Фізико-хімічні властивості води та їх екологічне значення
Вода – найважливіша середовищеутворююча речовина, вплив якої на життєдіяльність організмів багатосторонній. Саме завдяки особливим властивостям води як універсального розчинника неорганічних і орга
Щільність води
Під щільністю розуміють масу одиничного об’єму води – кг/м3. Вона залежить від температури, наявності розчинних солей, а також від атмосферного тиску та вищерозташованих
Кольоровість води
Колір природних вод залежить від власного кольору розчинених у ній речовин, завислих частинок та мікроорганізмів, що населяють водну товщу. Забарвлення води зумовлено взаємовідносинами між водним с
Температурний та термічний режим водних об’єктів
Температурний режим водних об’єктів – це зміна температури води по акваторії і глибині на протязі певного проміжку часу. Коливання температури води у водних екосистемах можуть бути добові, місячні,
Льодовий режим
Зі зниженням температури до 0°С і нижче на водоймах і водотоках утворюється льодовий покрив. Період замерзання починається з появи кристалічних структур води (лід) спочатку біля берега, де течія не
Світло та його роль у функціонуванні водних екосистем
Світло надходить до земної поверхні у вигляді прямої і розсіяної сонячної радіації, які разом оцінюються як сумарна радіація. На її видиму частину спектру припадає
Седиментація, осадоутворення та формування донних грунтів
У товщі води постійно знаходиться певна кількість завислих часток мінерального і органічного походження. Під дією сили тяжіння вони поступово опускаються на дно. Процес осадження завислих частинок
Роль гідрофізичних факторів у життєдіяльності гідробіонтів
Турбулентне перемішування водних мас, їх температура, сонячна радіація та осадоутворення відіграють вирішальну роль у формуванні якості води та біологічної продуктивності водних екосистем. В зв’язк
Сольовий склад океанічних (морських) вод
Для вод відкритих океанів, незалежно від їх положення на Земній кулі, характерним є схожість у кількісному співвідношенні між основними іонами. Це пов'язано з тим, що маса солей в океанах настільки
Сольовий склад континентальних вод
На відміну від морських вод з однотипним сольовим складом, прісні води різних ландшафтних зон за складом головних іонів суттєво відрізняються. Згідно класифікації О.О. Альокіна (1970), природні вод
Евригалінні і стеногалінні гідробіонти
Солоність води є визначальним чинником у приуроченні водяних організмів до умов середовища. Саме за вмістом солей у воді можна поділити гідробіонти на морських і прісноводних. При цьому у високомін
Пристосування гідробіонтів до сольових факторів середовища
Пристосування гідробіонтів до солоності води пов'язане з регуляцією концентрації іонів у внутрішньоклітинній рідині та її осмотичного тиску.
Концентрація неорганічних іонів у водному серед
Пойкілоосмотичні гідробіонти
У процесі еволюції сформувались різні механізми сольової адаптації. За концентрацією осмотично активних речовин у біологічних рідинах внутрішнього середовища та цитоплазмі клітин пойкілоосм
Гомойоосмотичні гідробіонти
У прісноводних організмів концентрація біологічних рідин гіпертонічна по відношенню до водного середовища. Тому підтримання осмотичного тиску внутрішнього середовища є багатофункціональним процесом
Натрій, калій і цезій в водних екосистемах
Натрій, калій і цезій належать до групи лужних металів, які легко віддають один електрон, перетворюючись у позитивно заряджені іони. Саме завдяки цій властивості вони зустрічаються в природі виключ
Роль калію в метаболічних реакціях водяних рослин
Для водяних рослин характерним є досить високий вміст калію і значно менший – натрію в їхніх тканинних структурах. Калій у більшості рослин становить 0,9–1,2 % їх біомаси. Найбільша його кількість
Натрій і калій у морських і прісноводних рибах
Організм морських риб гіпоосмотичний по відношенню до морської води. Щоб підтримувати водний баланс, морські риби змушені постійно поглинати морську воду, з якою надходить в організм не тільки натр
Природний цезій в організмі гідробіонтів
Цезій належить до калієвої групи лужно-земельних металів. Він має один стабільний ізотоп і 21 радіоактивний. Після випробувань ядерної зброї та аварій на атомних електростанціях у гідросфері збільш
Кальцій у водних екосистемах
Кальцій – один з найголовніших іонів водних екосистем. Він переважає серед катіонів слабомінералізованих вод, а при зростанні загальної мінералізації його співвідношення з іншими хімічними елемента
Вміст кальцію в морських і океанічних водах
Океанічні (морські) води є водами хлоридного класу, групи натрію. Тому вміст Са2+ в них менший в порівнянні з поверхневими водами суші. Основна кількість кальцію надходи
Кальцій континентальних вод
Вміст кальцію в поверхневих водах суші дуже мінливий і може істотно відрізнятися в залежності від геологічних умов водозбірної площі та кліматичних умов. Води більшості озер, річок, водосховищ нале
Магній морських і континентальних вод
Серед елементів другої групи періодичної системи магній за своїми хімічними властивостями найближчий до кальцію. Він входить до складу більш ніж 100 мінералів, у тому числі бруситу Mg(OH)2
Форми міграції магнію у природних водах
У природних водах магній утворює сполуку з карбонатом – магнезит (MgCO3). Як і карбонат кальцію, він легко розчиняється у воді, яка містить розчинену вуглекислоту, внаслідок перетворення
Магній в організмі гідробіонтів
Вміст магнію в організмі гідробіонтів залежить від того, в якій воді – морській чи прісній вони мешкають. Так, у гемолімфі морських молюсків мідій (Mytіlus), устриць (Ostrea), морськи
Метаболічна роль магнію у гідробіонтів
Магній належить до іонів з дуже широким спектром дії. Він відіграє виключно важливу роль в активації ферментативних реакцій, які відбуваються у автотрофних і гетеротрофних організмів. У водоростей
Сірка природних вод та процеси сульфатредукції
Сірка зустрічається в природі як в самородному вигляді, так і в різних сполуках та газоподібному стані, у вигляді сірководню та оксиду сірки. Легкорозчинні сульфати сірки знаходяться у великій кіль
Форми розчиненого заліза у водних екосистемах
В океанічній воді, при загальній її солоності 34,5–35,0 ‰, концентрація заліза може коливатись у межах 0,005–0,14 мкг/дм3. На глибині 50 м міститься в середньому до 20 мг/м3 з
Роль кисню в розкладі органічних речовин та формуванні якості води
Кисень водних екосистем відіграє виключно важливу роль у процесах розкладу розчинених органічних речовин, відмерлих рослин і тварин, при яких складні органічні речовини перетворюються на прості (СО
Роль кисню у життєдіяльності гідробіонтів
Підтримання життєдіяльності гідробіонтів тісно пов’язане з енергетичними процесами, які грунтуються на окиснювано-відновних реакціях, що протікають за участю кисню. Розщеплення молекул білків, жир
Особливості використання гідробіонтами кисню з води
У процесі еволюції у гідробіонтів різних трофічних рівнів сформувались механізми адаптації до більш низького рівня кисню у воді в порівнянні з атмосферним повітрям. Як відзначає В.І. Вернадський, “
Адаптація риб до змін вмісту СО2 у воді
Спостереження за поведінкою риб різних видів і вікових груп свідчать, що поряд з позитивним впливом розчиненого у воді СО2 на їх організм, мають місце прояви негативних реакцій. Такі різ
Азотфіксація у водних екосистемах
Азотфіксація – це засвоєння молекулярного азоту повітря за допомогою мікроорганізмів-азотфіксаторів. Основну масу азоту на Землі (4,6×1017 т) становить молекулярни
Алохтонний і автохтонний азот водних екосистем
Між сполуками азоту, які надходять у водойми іззовні (алохтонними) і тими, які утворюються в них за рахунок відмирання гідробіонтів (автохтонними), існує певна якісна різниця. Органічна біомаса наз
Вміст фосфору в організмі гідробіонтів і його метаболічна роль
Про вміст фосфору в організмі гідробіонтів свідчать такі дані. В сухій масі морського планктону міститься близько 0,42 % фосфору; в організмі бактерій він становить 3 %, бурих водоростей – 2,8 % і
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов