Химическое загрязнение вод.

Минеральное и органическое загрязнение вод происходит в результате сброса различных химических соединений, используемых в сельском хозяйстве, а также отходов различных предприятий.

3.2.1. Загрязнение гидросферы ртутью

Загрязнение гидросферы ртутью заслуживает специального рассмотрения в связи с расширением применения этого металла и высокой токсичностью некоторых его производных.
Хотя присутствие ртути в гидросфере является основной проблемой, она присутствует и в атмосфере, так как имеет относительно высокое давление паров. Природное содержание ртути составляет примерно 0.003-0.009 мкг/м3, исключая районы добычи сульфидных руд; здесь содержание ртути увеличивается на несколько порядков. Чтобы лучше понять механизм загрязнения этим элементом, нужно знать закономерности круговорота ртути в естественной среде.
Биогеохимический круговорот ртути имеет в основном осадочный характер, хотя он и осуществляется между всеми компонентами биосферы. В биосфере существуют два источника этого металла: вулканизм и водная эрозия, в процессе которой при выщелачивании изверженных пород часть ртути выносится реками в океан. Важный вклад в круговорот ртути вносят бентосные бактерии. Они переводят минеральную ртуть сначала в монометил (или метил) ртути, потом в диметил (CH3)2Hg, который, благодаря своей летучести, попадает в атмосферу. Метилртуть CH3Hg+ остается в гидросфере, где входит в пищевые цепи. Сначала она поглощается фитопланктоном, потом различными консументами экосистемы. Когда растения или животные погибают, метилртуть снова попадает в осадки, и цикл возобновляется. В нормальных условиях ртуть присутствует в незагрязненной атмосфере в крайне малых количествах: ~0.002 млрд-1. В континентальных и океанических водах концентрация ртути ~1 млрд-1.
Вследствие того, что некоторые производные ртути биодеградируют (разрушаются живыми организмами) очень слабо, ртуть имеет тенденцию накапливаться в организмах живых существ. Водоросли способны аккумулировать ее в своих клетках в концентрациях, которые в сотни раз превышают содержание ртути в морской воде, а в тканях морских рыб, например, тунца, может содержаться до 120 млрд-1 ртути. Среди морских животных тунец, оказывается, больше всех других видов в естественных условиях имеет тенденцию накапливать Hg в своих тканях. Сброс сточных вод, содержащих ртуть, неизбежно приводит к увеличению содержания ртути в воде, которая превращается в метилртуть. Метилртуть очень слабо биодеградирует и накапливается в трофических уровнях, вызывая заболевания, эпидемии и смерть. Если содержание ртути в воде не превышает 0.1 млрд-1, то в некоторых тканях рыб концентрация достигает 50 млн-1, т.е. показатель аккумуляции метилртути в цепи морская вода ® рыба достигает 500 000.
Кроме того, загрязнению ртутью подвергаются не только морские животные (рыбы), но и птицы, и люди, которые питаются этими животными и переносят загрязнение уже на сушу. До применения метода непламенной атомной абсорбции было мало сведений о влиянии ртути на окружающую среду, т.к. ее содержание было ниже пределов обнаружения существующих в то время аналитических методов анализа. Хотя во многих странах было известно, что ртуть оказывает токсическое воздействие на животных и человека, только в 50-х годах была отмечена огромная токсичность ртути для человека. В 1952-53 гг. люди, живущие в рыбацких деревушках вдоль залива Минамата в Японии, умирали от таинственной болезни и лишь некоторое время спустя она была идентифицирована, как результат отравления ртутью. Последующие исследования показали, что жертвы употребляли в пищу моллюски, содержащие ртуть. Последняя попадала в залив со сточными водами фабрики, расположенной на берегу залива. Впоследствии эта болезнь стала известна под названием болезнь «Минамата».
Метилртуть особенно опасна для животных, поскольку она быстро переходит из крови в мозговую ткань, разрушая мозжечок и кору головного мозга. Клинические симптомы такого поражения - оцепенение, потеря ориентировки в пространстве, частичная потеря зрения (поэтому у рыб, содержащих большое количество метилртути, нарушена координация движения при плавании, и они отстают от косяка. Таким образом, они становятся легкой добычей для морских хищников и человека). Следует учесть, что симптомы ртутного отравления проявляются не сразу. Так как головной мозг содержит избыток клеток, выполняющих какую-либо определенную функцию, то клинические симптомы обычно не проявляются до тех пор, пока эта избыточность не исчезнет. Другим неприятным последствием отравления метилртутью является проникание ртути в плаценту и накапливание в плоде, причем мать не испытывает при этом болезненных ощущений.
Загрязнение гидросферы ртутью во многих отношениях очень показательно, т.к. естественные механизмы биодеградации, как правило, играют большую роль в борьбе с загрязнениями, иногда могут оказывать и нежелательное воздействие. Как это происходит при преобразовании ртути и ее производных в высокотоксичную CH3Hg+ некоторыми видами бактерий пресных и морских вод.
Все экологические последствия загрязнения биосферы ртутью служат сигналом тревоги, предупреждением об опасности вырождения, поскольку заражение ртутью и ее производными приводит к изменению состава хромосом в лимфоцитах.