Забруднення води

Воду забруднюють різні хімічні речовини, починаючи від простих неорганічних іонів, закінчуючи складними органічними сполуками.

Речовини, що забруднюють воду, поділяються на класи. У кожного класу свої особливості проникнення в навколишнє середовище і специфічні небезпечні властивості. У кожному класі велика кількість забруднювачів, широко відомих людям в зв'язку з шкідливим впливом на організм.

органічні забруднювачі

Органічні речовини складаються з складних вуглецевих сполук. Більшість органічних сполук - структурні компоненти живих організмів. Органічні речовини, небезпечні для довкілля , Виникли в результаті людської діяльності в останні місяці. Їх сила-силенна.

• Вуглеводні. Це сполуки вуглецю і водню.
• Поліхлоровані біфеніли - стійкі неактивні сполуки, використовуються в якості гальмівних, охолоджуючих і ізоляційних рідин в трансформаторах і пом'якшувач фарб. Поліхлорованих біфенілів багато, всі вони нерозчинні у воді. У багатьох країнах їх використання обмежене.
• Інсектициди, такі як ДДТ, дуже небезпечні. Вони накопичуються в жировій тканині нижчих тварин, передаючись далі по харчовому ланцюгу.
• Детергенти (миючі речовини).

Мінеральні добрива

Не всі мінеральні добрива токсичні, однак через інтенсивне використання можуть завдавати шкоди навколишньому середовищу . Це стосується в першу чергу до нітратів і фосфатів. Нітрати і фосфати призводять до цвітіння поверхневих водойм, в результаті чого концентрація кисню падає. Мікроорганізми, які розкладають водорості , Активно поглинають кисень, внаслідок цього виникає дефіцит кисню у водоймі. Це називається евтрофікації.

метали

Метали мають гарну електропровідністю. Беруть участь в реакціях у вигляді позитивно заряджених іонів або катіонів. Метали виявляються в природних родовищах, де осідають під дією вулканічних сил. Вони можуть чинити серйозний шкідливий вплив на навколишнє середовище . Метали виявляються в поверхневих водах у вигляді стійких іонів. Штучно створені метали, отримані в результаті ядерних реакцій, дуже небезпечні і радіоактивні.

При з'єднанні металів з іншими іонами можуть утворитися токсичні продукти з'єднання. Беруть участь в реакціях електронного обміну з киснем, що призводить до формування небезпечних оксид-радикалів. Вони можуть перетворюватися в неметали і, зв'язуючись з органічними речовинами, утворювати дуже токсичні ліпофільні сполуки, які часто відкладаються в жировій тканині тварин і людини. Метали можуть також зв'язуватися з великими клітинними молекулами в людському тілі. Найнебезпечніші і токсичні метали - важкі.

Метали неможливо розщепити до менш токсичних субстанцій, так як це цілісні неразлагающіеся речовини. Єдиний шлях організму боротися з ними - відкладати їх в тканинах , Де вони не можуть заподіяти шкоду.

радіоактивні ізотопи

Ступінь небезпеки ізотопу залежить від періоду його напіврозпаду. Всі радіоактивні ізотопи отримані людьми в ядерній промисловості. При розпаді радіоактивного ізотопу можуть утворюватися чотири види частинок: альфа-, бета- або гамма-частинки і нейтрони.

Альфа-частинки здатні зруйнувати клітину при зіткненні, так як мають високу масою. Бета-частинки мають більшу проникаючу здатність, але менший руйнівною силою. Гамма-промені мають високу проникність. Їх пошкоджує міць аналогічна такій бета-променів. Нейтрони вивільняються при ядерному розпаді і реагують з іншими елементами при зіткненні. Є основою ядерного ділення в реакторі.

Різні види радіації призводять до різних видів ушкоджень, так як енергія передається тканинам різними способами. Альфа-частинки можуть приносити в двадцять разів більше шкоди, ніж така ж кількість бета-частинок. Радіоактивні частинки після зберігання протягом певного періоду поступово втрачають активність. Скільки саме часу - залежить від періоду напіврозпаду ізотопу.

Якими шляхами потрапляють забруднювачі води в навколишнє середовище ?

Стічні води - глобальний джерело забруднення довкілля . Побутові та промислові стоки скидаються в поверхневі водойми через каналізаційну систему. У деяких випадках промислові стоки скидаються безпосередньо в поверхневі води.

Побутові стічні води найчастіше містять папір, сечу, фекалії і синтетичні миючі засоби . Промислові стоки містять різні забруднювачі в залежності від виду промислової діяльності, з якої вони відбуваються. Забруднення важкими металами пов'язано з проведенням гірських і рудоплавільних робіт. Хлорофенолов і фунгіциди - з деревообробних комбінатів, інсектициди - з сільськогосподарських підприємств, стурбованих знищенням комах; деякі органічні речовини - з хімічних виробництв; радіоактивні речовини - з атомних електростанцій.

На землі викид промислових відходів контролюється, але в прибережних зонах виділяється нафту і марганець потрапляють безпосередньо в море. Радіоактивні відходи скидаються у воду в бетонних баках, для того, щоб мати можливість розкластися. Однак часто в процесі розпаду в бетонних баках з'являються дефекти. Представники підприємств часто транспортують відходи по морю, щоб потім нелегально скинути їх там.

Нафта потрапляє в воду з нафтових танкерів і при корабельних аваріях. пестициди потрапляють в океан з річковою водою.

Під час зростання врожаю нітрати і фосфати всмоктуються рослинами. При розкладанні загиблих рослин вони проникають в грунт, а звідти в поверхневі водойми.

Крім навмисного забруднення води за допомогою скидання відходів, є і ненавмисне, наприклад, забруднюючі речовини потрапляють у воду з атмосферними опадами. пестициди легко проникають в воду саме таким чином, оскільки використовуються у вигляді аерозолів і розпилювачів. Забруднювачі, що зустрічаються на землі, можуть потрапляти у воду зі зворотним потоком, або виявляються в поверхневих водах з грунтових.

Найбільш помітний ефект забруднювачів в невеликих внутрішніх морях і озерах; в океанах забруднювачі природним чином розбавляються в великому обсязі води, що неможливо в озерах. Тому багато що залежить від ступеня забруднення і від кількості опадів, так як опади очищають воду.

Як переміщаються забруднювачі у воді?

Забруднювачі можуть існувати у воді в різних станах, в розчиненому стані або в підвішеному, у вигляді крапельок або дрібних частинок. У будь-якому вигляді вони здатні переміщатися в воді на великі відстані і в різних напрямках.

Тверді частинки опускаються на дно водойми або підніматися на поверхню, в залежності від щільності. У річках забруднювачі переміщаються на великі відстані за рахунок потоку. В озерах і океанах забруднювачі також переміщаються з потоками. В океанах багато різних течій, що приводяться в рух вітром. Ми часто розраховуємо на здатність океану самостійно позбавитися від забруднюючих речовин, але це не завжди спрацьовує, тому що напрямок течій не завжди. У зв'язку з цим в прибережних водах концентрація забруднювачів набагато вище, ніж у відкритому морі.

Коли забруднювачі потрапляють в організми риб або птахів, вони входять в харчовий ланцюг морських мешканців, отруюючи їх існування, а транспортуючи на далекі відстані в тілах цих тварин, потрапляють в харчові ланцюги в вільних від забруднень територіях.

Як реагують організми на забруднення води?

Першою реакцією живого організму на проникнення забруднювача є приведення в дію захисних механізмів. У більшості випадків це призводить до знешкодження токсинів, але іноді в реакціях можуть вироблятися і більш токсичні речовини, які пошкоджують клітину сильніше, ніж вихідний субстрат.

Інший механізм - зв'язування забруднювачів молекулами інших речовин; отримані в результаті речовини або виводяться, або відкладаються в тканинах .

Ще один механізм - усунення пошкоджень, викликаних забруднювачем.

Основні ефекти впливу забруднювачів на організм

Забруднювачі води впливають на організм по-різному, що залежить і від забруднювача, і від організму.

генотоксичність

Деякі сполуки, які проникають в організм, можуть викликати пошкодження структури ДНК. Вони називаються генотоксінамі. У таких випадках включається механізм відновлення вихідної структури ДНК. Але якщо з якихось причин це неможливо, клітини з аномальною ДНК можуть ділитися. Якщо мутантні клітини почнуть нестримне поділ, це може привести до серйозних негативних наслідків, в тому числі для майбутнього потомства. Приклади генотоксінов - полиароматические вуглеводні, афлатоксин, вініл-хлорид.

канцерогенність

Деякі забруднювачі є канцерогенами, тобто здатні провокувати рак у людини і тварин. Вони можуть бути ініціаторами змін, в результаті яких клітина набуває властивості ракової. Вони також можуть бути активаторами росту таких клітин. Нарешті, вони можуть бути стимуляторами нестримного поділу і розростання ракових клітин.

При злоякісної пухлини клітини в ній діляться з величезною швидкістю, пошкоджуючи здорові клітини і порушуючи імунні механізми.

нейротоксичність

Нервова система організму дуже сприйнятлива до інтоксикацій, природним або штучним (що виникли в результаті людської діяльності). Хімічні речовини, що ушкоджують нервову систему, називаються нейротоксинами. Приклад - інсектициди.

Наслідки нейроінтоксикації бувають різними. Можуть з'явитися нескоординовані м'язові скорочення , Порушення функції нервів або нейропроводімості, запаморочення і слабкість, або навіть порушення функцій окремих частин тіла. Нейроінтоксикації може бути такою сильною, що блокуються нервові синапси. А це призводить до смерті в результаті паралічу діафрагми і дихальної недостатності .

Порушення енергетичного обміну

перетворення енергії в організмі відбувається в клітинних структурах - мітохондріях. В мітохондріях утворюється молекула АТФ, що доставляє енергію всім органам. Якщо виробництво АТФ порушено, передача енергії по організму припиняється. Це призводить до слабкості і неможливості нормально функціонувати.

репродуктивна недостатність

Ендогенні деструктори - речовини, що призводять до репродуктивної недостатності внаслідок порушення роботи репродуктивних (статевих) органів. Приклад - естрогенні речовини, що імітують естроген; зв'язуються з рецепторами естрогену. В результаті цього запускаються естрогенні процеси, виникає репродуктивна недостатність. Імітатори естрогену блокують ендогенний естроген, і це призводить до маскулінізації жіночого організму, тобто жіночий організм набуває рис чоловічого. Можливо також виявлення жіночих гормонів в організмі чоловічої особини. виникає гермафродитизм . Двостатеві - широко поширене явище серед морських організмів.

Інший вид порушень - блокування рецепторів гормонів. Якщо це відбувається протягом довгого часу, може виникнути безпліддя .

Порушення поведінкових реакцій

Поведінка живих організмів може змінюватися під впливом забруднювачів. Спільна дія забруднення - зниження апетиту і, як наслідок, скорочення споживання їжі. Пошук видобутку також може бути утруднений через вплив забруднювачів на процеси придбання навичок, пошукову стратегію і органи відчуттів . Ці поведінкові зміни призводять до зменшення виживання багатьох тварин.

Одне з властивостей забруднювачів, про який потрібно пам'ятати завжди - їх здатність взаємодіяти один з одним. В результаті таких реакцій можуть виникнути з'єднання, повністю нівелюють негативний ефект забруднювачів, або навпаки з'являються ще більш токсичні речовини.