Тяжелые последствия от тяжелых металлов

18 травня 2007 о 13:08 - 2348

Развитие и рост промышленного производства привели к тому, что многие элементы таблицы Менделеева оказались на поверхности земли в такой концентрации, в какой в естественной природе они почти не встречаются. Среди из таких элементов тяжёлые металлы.

Справка

Тяжёлыми называются металлы, которые имеют плотность большую, чем у железа (7,8 г/см3 ). К тяжёлым металлам относятся свинец, медь, цинк, никель, кадмий, кобальт, ртуть и другие.

 

То, что повышенная концентрация тяжёлых металлов и их соединений оказывает непосредственное отрицательное воздействие на организм человека, является общеизвестным фактом. Высокая концентрация свинца, например, провоцирует малокровие, замедляет действие ферментов, воздействует на нервную систему. Ртуть повреждает почки, нервную систему, уменьшает иммунитет и даже ведет к генетическим изменениям. Кадмий отрицательно влияет на формирование скелета. Высокая концентрация никеля поражает кожные покровы человека. Опасность проникновения в организм этих элементов связана также с тем, что они плохо выводятся из организма. А так как человек является конечным звеном цепи питания, то именно в его организме часто накапливается наибольшая доза.

Исследования, проведённые в Чёрном море сотрудниками биологического факультета Днепропетровского Национального Университета, выявили весьма тревожные факты, связанные с миграцией и накоплением ртути в морепродуктах. Этот металл, вместе с промышленными выбросами, попадает в реки, которые несут свои воды в Чёрное море. Вначале ртуть поглощается фитопланктоном и водорослями, которые её накапливают определённое количество. Затем этот фитопланктон и водоросли потребляют консументы (потребители) первого порядка, например, моллюски, мелкая рыба и др. В результате постоянного питания этими растительными организмами концентрация ртути в тканях потребителей первого порядка увеличивается. Этими моллюсками и рыбой питаются потребители второго порядка, т.е. хищники. В результате концентрация ртути в тканях потребителей второго порядка становится выше, чем у потребителей первого порядка, и ещё выше, чем в водорослях и фитопланктоне. Этими хищниками, в свою очередь, могут питаться другие хищники, т.е. потребители третьего порядка, из-за чего концентрация ртути становится ещё выше. Дальше — больше. Подобная цепь питания может состоять из 5-7 звеньев и становится ясно, что концентрация ртути в потребителях последнего порядка будет превышать концентрацию в фитопланктоне и водорослях в несколько раз. После всей этой логической цепочки не трудно догадаться, с какой концентрацией ртути попадает морская рыба на наш стол.  

 Всем известна народная мудрость о том, что всё хорошо в меру. Сами по себе многие тяжёлые металлы в очень небольших концентрациях являются микроэлементами питания, необходимыми для жизни многих организмов. Но естественные концентрации этих элементов в почве ничтожно малы. А при нынешнем объёме промышленных выбросов в окружающую среду, помимо непосредственной опасности для человека, высокие концентрации тяжёлых металлов несут в себе угрозу и для всех других организмов в биосфере. Твёрдые частицы промышленных выбросов, содержащие тяжёлые металлы, попадают из атмосферы в почву посредством оседания в виде так называемых сухих выпадений и метеорологических осадков. Кроме того, значительная их часть попадает в почву с листовым опадом, что создаёт благоприятные условия для аккумуляции в нём этих элементов и их производных. Иногда выброшенные промышленными предприятиями и транспортом эти элементы во взвешенном состоянии способны преодолевать вместе с потоками ветра огромные расстояния. Согласно научных исследований, дистанция их перелёта может составлять более тысячи километров.

Но в природе существует механизм, благодаря которому токсическое воздействие тяжёлых металлов может блокироваться. Компоненты лесных, степных и других наземных экосистем способны поглощать эти элементы из загрязнённой атмосферы. Растения, в основном за счёт листьев, накапливают эти металлы в своих тканях. После того как листва опадает, тяжёлые металлы попадают на поверхность почвы, где они включаются в процессы разложения. Органические (гумусовые) и глинистые микрочастицы почвы (коллоиды) в силу своих физико-химических свойств часто способны окончательно связывать эти металлы, блокируя, таким образом, их токсические свойства.

Кстати

Помимо металлургических, лакокрасочных и стекловарных производств, одним из основных загрязнителей окружающей среды таким тяжёлым металлом как свинец является автомобильный транспорт. Это обусловлено добавлением к бензину четырехэтилового свинца.

 

Но и у экосистем есть свои пределы нейтрализации тяжёлых металлов. Дело в том, что тяжёлые металлы также способны отравлять растительные организмы, как и любые другие. В особенности это касается молодых растений. Например, свинец снижает эффективность фотосинтеза в растениях и поглощения воды корневой системой. А высокие концентрации никеля и кобальта вытесняют железо, которое является необходимым элементом питания растений. А по причине недополучения железа у растений развивается заболевание листьев — хлороз. В результате этого падает их продуктивность, а значит, снижается и количество биомассы, способной поглощать тяжёлые металлы, сокращается количество непосредственного материала для образования органических частиц почвы, которые связывают тяжёлые металлы.

Кроме того, микроорганизмы, дождевые черви и различные членистоногие, которые занимаются разложением листового опада, также страдают от токсического воздействия тяжёлых металлов. В результате чего падает скорость и объём разложения, и почва недополучает органические микрочастицы, которые могли бы связывать тяжёлые металлы. Всё это приводит к тому, что эти элементы, не будучи связанными, могут поглощаться корневой системой растений и попадать в их наземную часть. После чего и начинается их «путешествие» по организмам потребителей разных порядков. Также они могут вместе с пылью снова подниматься в атмосферу, а могут вымываться и попадать в грунтовые воды.

Несмотря на совершенствующиеся технологии, количество тяжёлых металлов в окружающей среде не уменьшается. Увеличение их концентрации происходит по двум основным причинам. Во-первых, это связано с глобальным ростом мировой экономики, когда даже более экологичные технологии просто не успевают сократить общее количество выбросов из-за непомерного потребления. А с такими объёмами выбросов естественным экосистемам всё сложнее и сложнее справляться. Во-вторых, всё меньше и меньше становится самих естественных экосистем, которые вытесняются человеческой техносферой.

Помимо этого, проблема загрязнения является комплексной. Тяжёлые металлы способны взаимодействовать со многими другими загрязнителями, образуя новые токсичные вещества. Некоторые вещества в промышленных выбросах способны увеличивать подвижность тяжёлых металлов, т.е. ослабляют возможность их фиксации органическими и глинистыми микрочастицами почвы. Не следует также забывать, что вода является превосходным растворителем. Из этого можно сделать вывод, что распространение тяжёлых металлов и их производных в Мировом океане происходит относительно равномерно. Поэтому часто те части планеты, которые, в общем-то, далеки от промышленных выбросов, всё равно не застрахованы от воздействия токсичных веществ. 

В настоящий момент уже невозможно говорить о загрязнении окружающей среды в каких-либо отдельных регионах. Высокая подвижность загрязнителей фактически приводит к тому, что мы делаем одной огромной свалкой всю планету. А причина этого, как и всех других экологических бед, кроется в том, что пока нет предела человеческой жадности, которая приводит к надругательству над природой и безмерному расхищению её ресурсов. И до тех пор, пока мы не воспитаем в себе чувство меры, света в конце тоннеля видно не будет.

Алексей Бурковский

Поділитися: