WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаГеографія фізична, Геоморфологія, Геологія → Сезонна міграція міді, кобальту, кадмію та свинцю в екосистемі тернопільського ставу - Реферат

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


Реферат на тему:
Сезонна міграція міді, кобальту, кадмію та свинцю в екосистемі тернопільського ставу
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.)
Прибережний мул (донні відклади) - це найбільш стабільний компонент водних екосистем, в якому відображаються основні фізико-хімічні і біологічні внутрішньоводні процеси. Визначальну роль в процесах міграції металів відіграє міцність зв'язування ВМ з твердими субстратами прибережного мулу.
Загальновідомо, що мідь і кобальт утворюють досить міцні комплексні сполуки з природними органічними лігандами. Також слід відмітити, що поверхнева взаємодія таких комплексів з глинистими частинками (особливо багато в післязимовий період), що складають основу глинистих мулів, є досить значною. У донних відкладах весняного періоду також формуються комплекси міді та кобальту з ОР природного походження - залишками рослин, які утворилися ще у зимовий період. Цим пояснюються більші весняні концентрації міді і кобальту порівняно з літніми (рис.1,2). Влітку має місце надходження з донних відкладів у водне середовище та акумуляція їх водною рослинністю внаслідок фізичного (хвилі, течії, пониження та підвищення рівня води), чи антропічного (дноглибинні
Loading...

 
 

Цікаве