Загрязнение природной среды. Введение в экологическую химию - Фелленберг Г.
ISBN 5-03-002857-9
Скачать (прямая ссылка):
AsO^—*» AsOj--»~ CH3As(O)OH2-*- (CH3)2AsIO)OH
(CH3 )3 As (CHj)2AsH (3.18)
Триметиларсин Диметиларсин
Аэроо'ные условия Анаэробные условия
В случае олова при участии микробов возможно метилирование соединений олова(1У) с образованием диметил- и триметил
3,3. Неорганические остатки
оловохлоридов. Металлическая ртуть может метилироваться р две стадии:
Hg -> CH3Hg+ -> (CHa)2Hg (3.1?
Как ионы метилртути, так и диметилртуть сорбируются организмом. .
Еще не установлено, связано ли появление алкилсвинцовых соединений в организмах с микробиологическими процессами; его причиной может быть и тетраэтил свинец, содержащийся в этилированном бензине, который используется в качестве автомобильного топлива. ?
Совсем другой путь для попадания в цепь питания обнаружен у кадмия и некоторых других тяжелых металлов. Кадмий может замещать цинк в цинксодержащих ферментах (гидроксилазах). После этого фермент становится неактивным, а организмы, в которые попал кадмий, могут служить пищей для других организмов,, таким образом Cd внедряется в общую цепь питания.
Экологическое значение тяжелых металлов или других устойчивых токсинов в цепи питания можно продемонстрировать на примере ртути — первого металла, для которого было обнаружен нобирконцентрирование. , ;
В 1953 т. в Японии у 121 жителя побережья в бухте Минамата было обнаружено заболевание, сопровождавшееся ломотой в суставах, нарушением слуха и зрения. Это заболевание, вошедшее в. литературу под названием «болезнь Минамата», закончилось смертью для почти трети больных. Интенсивное расследование позволило установить, что на: ацетиленовом производстве ртутные отходы сбрасывались в реку, впадающую в бухту Минамата* Ртуть, о чем первоначально и не подозревали, микробиологическим путем превращалась в метилртуть (см. уравнение 3.19), которая через планктон, моллюсков и рыб в конце концов попадала на стол и в пищу. В этом цикле ртуть постепенно концентрировалась и в конце цепи, дойдя до человека, достигла токсичной концентрации (рис. 3.4). Такого рода кумуляция возможна только тогда, когда токсин поступает в организм быстрее, чем выводится из организма (рис. 3.5).
Вообще подобные вещества представляют особую опасность для организма вследствие их устойчивости и липофильности (взаимодействию с жирами), обусловливающими большой период полувыведения, т.е> время, в течение которого выделяется Или разрушается половина усвоенного организмом вещества; Бйологйче-
120
3. Загрязнение грунтовых, речных и морских вод
Рис. 3.5. Схема кумуляции токсинов в организме при суточном потреблении и при биологическом периоде полувыведения 24 ч.
3.3. Неорганические остатки
121
ский период полувыведения ртути велик, он составляет для большинства тканей организма человека 70—80 дней. Для кадмия период полувыведения составляет более 10 лет, поэтому даже следам кадмия, если они систематически попадают в организм, надо уделять самое серьезное внимание. Не приходится удивляться вредным последствиям внедрения кадмия в организм: соответствующая болезнь носит название итаи-итаи, выражается в болезненном скручивании костей, анемии и почечной недостаточности. Токсичность тяжелых металлов связана с образованием хелатов и сульфидов с биологически активными веществами, особенно с ферментами.
Несмотря на единообразные первичные условия протекания биохимических процессов, различные тяжелые металлы оказывают разное действие на организм, вызывая те или иные симптомы заболеваний, что в первую очередь связано с различиями в характере распределения отдельных металлов в организме. При этом избирательно повреждаются различные органы и ткани. Так, например, кадмий преимущественно отлагается в костях, метил-ртуть — в клетках центральной нервной системы, хррм(У1) блокирует многие ферменты печени. Наряду с этими предпочтительными органами воздействия присутствие тяжелых металлов можно установить и во многих других тканях.
У растений устойчивость к действию тяжелых металлов выше, чем у людей и животных. В растениях тяжелые металлы могут отлагаться в клеточных стенках (целлюлоза) или в клеточных вакуолях с образованием хелатов. В этих случаях тяжелые металлы становятся физиологически неактивными. Поэтому необходимо обращать особое внимание на содержание тяжелых металлов в растениях, употребляемых в пищу. Растения могут нормально развиваться благодаря их специфическому механизму обеззараживания и даже при таких концентрациях тяжелых металлов, которые для человека являются токсичными.
3.3.3. Кислотные выбросы и гибель рыб -
Внутренние водные пути, а также некоторые районы Северного моря и Атлантики в течение многих лет испытывают действие антропогенных кислотных выбросов. Важным компонентом этих загрязнений являются так называемые «слабые» кислоты, под которыми подразумевают очень разбавленные кислоты, получающиеся из отходов производств органических соединений и титано
122
3. Загрязнение грунтовых, речных и морских вод
вого производства (получение титана или диоксида титана из руды, содержащей ильменит FeTiO3). Кислый раствор, образующийся при получении TiO2, содержит около 2% серной кислоты, загрязненной сульфатом железа, а также рядом тяжелых металлов. Сброс таких кислотных вод в море был прекращен только в 1989 г., во всяком случае на территории ФРГ. Сброс разбавленных кислот приводит к кислотному отравлению рыб и планктона и к возможности попадания токсинов в цепи питания (разд.; 3.4). _ \,;"" ....."\
