Львівські реферати » Охорона природи, екологія » Сезонна міграція міді, кобальту, кадмію та свинцю в екосистемі тернопільського ставу
Информація до матеріалу
  • Переглядів: 1424
  • Автор: LOL
  • Дата: 5-11-2009, 09:49
 (голосов: 0)
5-11-2009, 09:49

Сезонна міграція міді, кобальту, кадмію та свинцю в екосистемі тернопільського ставу

Категорія: Охорона природи, екологія

Як відомо важкі метали (ВМ) є одними з найбільш небезпечних хімічних забруднювачів поверхневих вод. Їх поведінка в екосистемах є своєрідною, оскільки вони на відміну від органічних речовин (ОР) не піддаються деструкції, а постійно присутні у водних екосистемах, змінюючи форму сполук, а, отже, реакційну здатність, біологічну активність та екологічну небезпечність. Їх фізико-хімічний стан змінюється в результаті процесів гідролізу, комплексоутворення, адсорбції, осадження. Вказані процеси визначають міграційну рухливість ВМ, їх перерозподіл між основними компонентами водної екосистеми (вода, прибережний мул, грунти, водорості), біодоступність і токсичність для водних організмів. Домінування тих чи інших процесів залежить значною мірою від типу водойми, її гідрохімічного та гідрологічного режимів, біопродуктивності, сезонності і деяких інших характеристик [6].

Метою нашого дослідження було вивчення вмісту та особливостей перерозподілу Cu, Co, Pb, Cd у системі вода→прибережний мул→грунти→водорості та їх сезонної міграції по складових ставової екосистеми.

Вміст Cd, Co, Cu, Pb у воді, прибережному мулі, грунтах та водоростях визначали, відбираючи їх зразки в 5 різних точках Тернопільського ставу: 1 – біля міського пляжу; 2 – поблизу автомобільної дороги; 3 – біля заплави р. Серет; 4 – низинна ділянка ставу (надходження техногенних викидів з стоком, з річкової води, з атмосферних опадів); 5 – ділянка заболоченого схилу (постійне обводнення).

Воду відбирали з поверхневого горизонту озера. Проби прибережного мулу та водної рослинності відбирали на глибині до 50 см. Зразки грунту відбирали у приводних ділянках не далі 2 м від водного плеса. Проби висушували в термостаті при температурі 50 0С, розтирали в ступці до порошкоподібного стану. Згодом 0,25 г абсолютно сухого мулу чи грунту поміщали в платиновий тигель, додавали 2,5 мл суміші HF і 2,5 мл HСlO4 та випарювали насухо. Після цього додавали 2,5 мл HF і 0,25 мл HСlО4 і нагрівали до виділення білих парів, знову додавали 0,25 мл НСlО4. Залишок розчиняли в 2,5 мл НNO3. Спалювання та підготовку зразка водоростей (0,25 г висушеної маси) здійснювали аналогічно. Отримані нітратні розчини використовували для визначення вмісту важких металів, яке здійснювали методом атомно-адсорбційної спектрофотометрії на спектрофотометрі С-115 при відповідних довжинах хвиль, які відповідали максимуму поглинання кожного з досліджуваних металів.

Статичну обробку одержаних даних здійснювали за методом [4].

Концентрацію металів виражали в мг на 1 кг сухої маси досліджуваних зразків.

Відомо, що найбільш біодоступними є розчинені форми металів. При цьому токсичний вплив на гідробіонти проявляють, головним чином, так звані вільні (гідратовані) іони ВМ, деякі їх гідроксокомплекси і метал-органічні сполуки [5].

До найбільш важливих процесів, що сприяють зниженню токсичності ВМ і тих, що відіграють істотну роль в самоочищенні водної маси, відносять адсорбцію іонів металів завислими частинами і комплексоутворення з участю розчинених органічних речовин (РОР).

Концентрація комплексних сполук Cu, Co, Cd, Pb залежить від багатьох факторів. Зниження їх зв’язування в комплекси (Cu, Co, Pb), як бачимо з рис.1, 2, 4 спостерігається навесні. Це зумовлено, з одного боку, розбавленням вод в час весняного повноводдя, а з другого - зміною компонентного складу РОР в цей період. В кінці весни і в першій половині літа, коли розпочинається активізація вегетаційних процесів, основну масу РОР складають гумусові речовини, які принесенні у став з поверхневим змивом. Незважаючи на високу комплексоутворюючу здатність (КЗ) гумусових речовин в цілому, в кінці весни відмічена найнижча їх здатність до зв’язування металів в комплекси [6]. До кінця літа ступінь зв’язування металів в комплекси, як бачимо, зростає. Відповідно, зменшується концентрація металів в поверхневих водах ставу. В цей період разом з гумусовими речовинами в комплексоутворенні беруть участь ОР - продукти метаболізму. Причому, концентрація ВМ у травні менша, ніж у квітні, що пояснюється початком вегетації макрофітів, а у водній товщі – розвитком фітопланктону (перше “цвітіння” води). Це призводить до збільшення кількості ОР – лігандів для ВМ.

Винятком є тільки кадмій. Це можна пояснити слабкою комплексоутворюючою здатністю кадмію порівняно з іншими металами (Сu, Pb, Со) та незначною міцністю його комплексів з гуміновими і фульвокислотами, а також з іншими органічними комплексоутворюючими сполуками природних вод. Також слід відмітити, що одним із джерел надходження кадмію в поверхневі води є грунт [7]. Оскільки у травні мали місце інтенсивні атмосферні опади, то можна припустити, що концентрація у воді кадмію зросла за рахунок змиву верхнього шару грунту.

Влітку концентрація ВМ у воді (рис.1, 2, 3), як правило, зменшується. В другій половині літа при максимальній температурі води наступає новий період бурхливого розвитку фітопланктону і друге “цвітіння” води. А власне рослини і є основним джерелом ОР: вуглеводів, білків, жирів, органічних кислот, вільних амінокислот, вітамінів та фізіологічно-активних речовин, які частково виділяються у воду і є лігандами для ВМ [1]. Фотосинтетична діяльність рослин проявляється в тому, що вони засвоюють CO2, шкідливий для мешканців водойм, а іншу частину цього газу переводять у бікарбонати та карбонатні іони внаслідок підлуговування води. Підлуговування води та збагачення її O2 призводять до окислення ВМ (Cu, Co, Cd, Pb) до гідроксидів, які разом з карбонатами осідають на дно. Це значно очищує воду [1].

Тривожним фактом є різке збільшення концентрації свинцю влітку. Джерелом забруднення поверхневих вод цим металом є тетраетил свинцю, що надходить з автомобільної траси, яка пролягає по дамбі ставу. Велика концентрація свинцю влітку пов’язана з процесом метилювання. В цей період, особливо у серпні-липні спостерігається «цвітіння водойм», яке призводить до збільшення кількості мікроорганізмів. Неорганічні сполуки свинцю в донних відкладах водойм піддаються метилюванню з участю мікроорганізмів. Мобілізація свинцю з донних відкладів за рахунок процесів метилювання створює серйозну небезпеку для водної біоти.

Восени концентрація ВМ (окрім Co, Pb) дещо зростає (рис.1,3). Із зниженням температури повітря і води восени починають відмирати макрофіти, зменшується біомаса екосистеми. Рослини, поглинувши деяку кількість ВМ, за течією води опускаються в нижні ділянки водойми і там, відмираючи, викликають вторинне забруднення води, віддаючи їй ВМ, біогенні елементи та органічні речовини. Концентрація Co і Pb восени зменшилась. Свинець (рис.4) восени акумулювався в інших елементах середовища (прибережний мул, грунти). Кобальт, як відомо, відноситься до числа найбільш важливих біологічно-активних речовин. Тому можна передбачити, що протягом весни, літа та осені сполуки кобальту використались водною біотою.

Рис. 1. Сезонна динаміка вмісту міді у воді, прибережному мулі, грунтах та водоростях Тернопільського ставу (2000 р.)

Рис. 2. Сезонна динаміка вмісту кобальту у воді, прибережному мулі, грунтах та водоростях Тернопільського ставу (2000 р.)

Рис. 3. Сезонна динаміка вмісту кадмію у воді, прибережному мулі, грунтах та водоростях Тернопільського ставу (2000 р.)

Рис. 4. Сезонна динаміка вмісту свинцю у воді, прибережному мулі, грунтах та водоростях Тернопільського ставу (2000 р.)

Дорогий відвідувач, Ви зайшли на сайт як незареєстрований користувач.
Рекомендуємо Вам зареєструватися або ввійти на сайт під своїм ім'ям.

Добавление комментария

Имя:*
E-Mail:*
Комментарий:
Введите код: *
^