ההשפעה של המשקעים על הפחתה של ביוקלוק מתכת כבד בגופים מים

זיהום מתכת כבד בסביבות אקוורטי הוא דאגה גלובלית דחופה, מאיים הן השלמות האקולוגית והן בריאות הציבור.אפקטים תעשייתיים, מפלט חקלאי, מי סערה עירונית, אתרי כריית מורשת תמיד להציג אלמנטים רעילים כגון כספית, להוביל, קדמיום, arsenic, ו chromium לתוך נהרות, אגמים, ומאגרמים. ברגע בעמודה המים, מתכות אלה לא נשארים פשוט; הם מתמוססים אינטראקציה עם תהליכים ביולוגיים, כולל ריכוזיים יעילים יותר, כולל חומרים ביולוגיים.

מתכת כבדה ביוקרובציה ואת קונקוויזיות אקולוגיות

ביוקכומי מתייחס לעומס נטו ולהחזקה של מדבק באורגניזם מכל המקורות (מים, מזון, משקעים) עבור יונקים כבדים, זה קורה כאשר שיעור ההתעלות עולה על היכולת של האורגניזם להתרגש או לטהר את המתכת. הרבה מתכות הן לא-רגישות ו רעילות אפילו בריכוזים נמוכים.

ביומוניזציה פירושה שהריכוזים מגבירים את שרשרת המזון.אורגניזם קטן יכול להכיל נטל מתכת צנוע, אך כאשר נצרך על ידי דג קטן, הנטל מצטבר עוד יותר; טורפים מובילים כמו טונה, חותמות, ובני אדם יכולים לחוות את החשיפה הגדולה ביותר.אפקטי הבריאות הם בעלי ביצועים טובים: התפתחות נוירולוגית לקויה, נזק לכליות, מחלות לב וכלי דם, וסיכון מוגבר לחיים מימיים, רעילים, עלולים, להפחתה משמעותית, לפציעות קשות, לפציעות קשות, לפציעות קשות, לפציעות התנהגותיות, ופציעות.

(FLT:0) ,SedimentationFLT:1 הוא תהליך טבעי מפתח שיכול להפריע לשרשרת זו על ידי הסרת מתכות מעמודת המים לפני שהם נכנסים לבריכה הביולוגית.על ידי העברת מתכות למשקעים התחתונים, סימנטציה מפחיתה את ריכוז של צורות זמינות ביולוגית במים, ובכך להפחית ביעילות את הפוטנציאל ללקות על ידי אורגניזמים מימיים.

תהליך הזיוף במערכות מים טריים

(התמדה היא מגמת הניתוק של חומר חלקיקים מושעה מן עמודת המים על המיטה של גוף מים.זה קורה כאשר המהירות ההתנחלות של חלקיק עולה על הכוחות הסוערים של המים. particles מקורם ממקורות רבים - שחיקה אדמה, צפיפות אדמה, מתפתלת חומר אורגני, תכנון פסולת, ו precipitate כימי.

באגמים ובמאגרים, המשקעים הם בדרך כלל יציבים ומתמשך; בנהרות, זה יותר אפיזודי, קשור לאירועים מבוללים ושינויים בשחרור.ה ⁇ ( ⁇ y and silt) נשאר מושעה הרבה יותר מאשר חול או קבר, מרחקים ניכרים לפני התיישבות.

כמה מתכת כבדה ב Bind to Particulate Matter

מתכות כבדות קשורות חלקיקים מושעה באמצעות מספר מנגנונים:

• (FLT:0)AdsorptionFLT:1: צני מתכת מייחסים על פני השטח של מינרלים חימר, ברזל ו חד-חמצני, חומר אורגני.זה לעתים קרובות תהליך מהיר מונע על ידי משיכה אלקטרוסטטית ומורכבות פני השטח.
• (FLT:0) מורכבות עם ligandscioFLT:1; פחמן אורגני מבודד (למשל, חומצות לחות) יכול לקשור מתכות מורכבות יציבים אשר משולבים אז לתוך detritus אורגני.
• (FLT:0)Co-precipitationFLT:1: מתכת יכול לשתף פעולה עם אוקסידוזיס או מאגיות מנגונזים כאשר תנאי Redox משתנים - למשל, כאשר מים בנהר עשירי חמצן פוגשים את האגם החמצן מתחת לתחתית האגם החמצן.
• (FLT:0) קומות ביולוגיות ושילוב של ההרחבה:1: אלגה וחיידקים סופגים מתכות מומסות, אשר לאחר מכן הופכים לחלק מהחומר האורגני המבודד שמיישב.

לאחר הקשור לחלקיקים, גורל המתכת קשור לתחבורה ולתערות של החלקיק הזה.ההה למעשה מעבירה מתכות מהמתמוסס (ולכן ביו-זמינות) לבריכה (ובעיקר בלתי נגישה) לפחות באופן זמני.

הפחתה של ביוקכום באמצעות הסתה: מכניזם וראיות

ירידה ב- Dissolved Metal Concentrations

ההשפעה הישירה ביותר של סימנטציה על ביוקקום היא ההפחתה של ריכוזי מתכת בעמודה המים המיותרת.כאשר מתכות הוסרו מפתרון באמצעות מודעות על חלקיקים התיישבות, השבריר הזמין עבור השתלטות ישירה על ידי ג'יפים או קרומברנס חיצוני יורד. עבור אורגניזמים קויתטיים רבים - במיוחד אורגניזמים קופטון, מסננים, ורמות מוקדמות של דגים - השלב המתמוסס הוא התוואי העיקרי של מתכת נמוך יותר.

לדוגמה, מחקרים ברטבים שנבנו בטיפול בניקוז שלי הראו כי אגן הסידמנט הראשוני יכול להסיר 60–90% של אבץ מוחלט, נחושת, ולהוביל בתוך שעות עד ימים, בהתאמה לירידה חדה בריכוזי מתכת במים זורמים החוצה.הסירה זו מקטין ישירות את עומס המתכת הזמין להורדת biotastream.

Metals in Less Bioavailable Forms

גם כאשר מתכות מגיעות לשכבת המשקעים, זמינותן הביולוגית תלויה במידה רבה בעוצמתן של המשקעים על פני השטח המוערכים היטב, מתכות קשורות לעתים קרובות עם אוקסידוקסידוקסיד או חומר אורגני בצורות שאינן מחוסמות בקלות.ה-FLT:0partition coefficient (Kd)FLT:1 מתאר את החלוקה בין שלב מוצק ומתמוסס; תכונות גבוהות אלה עשויות להיות מכוונות באופן קבועות.

עם זאת, חשוב לציין כי FLT:0 sedimentation אינו מנגנון להסרת קבוע FLT 1 תחת כל התנאים.שינויים ב- pH, פוטנציאל החמצן האדום, הסליניות, או נוכחות של ligands אורגני יכול להחיות מתכות, למשל, תחת תנאים חד-חמצני, ברזל וחמצן מגבריים מתמוססים, משוחררים בחזרה לתוך מתכות דלקתיות פוטנציאליות (דלקת מים) או אורגניזמים עצביים).

מחקרים ומחקרים

מחקרי שדה ומעבדה רבים תומכים בתפקיד של משקעים בצמצום הביוקוימורציה.דוגמה קלאסית היא ה-FLT:0Lake St. Clairph FLT:1 (צפון אמריקה) שבו שיעורי המשקעים הגבוהים מטריבים הובילו להפחתה של רמות הכספית בדגים בהשוואה לסעיפים פרימיטיביים עם לכידת נמוכה יותר.

מחקר נוסף ב-[[1924]]:0]], [[1924]], [[1924]]]], הראה כי כמויות גדולות של משקעים מושעה מ- Upstream, שהפכו למעשה למפוזרים ו-[[1890]], והשתלטו על [[המאה ה-20]], על ידי [[1924]], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]]]]]] ו[[1924]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]], [[1924]], [[1924]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]] [[1924]]]],

למידע נוסף על חלוקת מתכות כבדות ואינטראקציות של משקעים, ה-FLT:0.U.S. Environmental Protection Agency's Water ResearchFLT:1 מספק הדרכה מפורטת על קריטריונים איכותיים של משקעים והערכות ביו-אקוויגנציה.

גורמים המשפיעים על מיצוי החומרים הכבדים

לא כל גופי המים יעילים באותה מידה בשימוש במשקעים כדי להפחית את הביוקוכום. גורמים פיזיים, כימיים וביולוגיים שולטים כמה מתכת מוסרת מעמודת המים וכמה זמן היא נשארת קבורת.

חלקיקים

• <חזק>Size ו צפיפות: חלקיקים גדולים יותר, צפופים יותר להתיישב מהר יותר, אבל לעתים קרובות יש להם שטח משטח ספציפי נמוך יותר ויכולת מחייבת חלש יותר. חלקיקים חימר קטן יותר (<2 μm) יש שטח משטח גבוה ונכסים חזקים, אך להתיישב לאט אלא אם כן נשטף.
• (FLT:0)MineralogyFLT:1: ⁇ קליי (למשל, קטוליאניט, מונטמורלייט) יש יכולות שונות של החלפת חומרים אורגניים מגבירים באופן דרמטי את החייב - ציפויים חמימים יכולים לשפר את הפחתת המתכת על ידי פקודות של גודל.

תנאי הידרולוגיים

• (ב) [ב]ב[[17:0] מים, [[1924]] ו[[1924]], [[1924]]]] ו[[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]] ו[[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]
• (FLT:0) קוצר רוח והתחדשות: אירועי רוח, שיטפונות או מהדורות סכר יכולים להחיות מחדש את המשקעים, לגלגל מתכות לתוך עמוד המים.

סביבה כימית

• (FLT:0)pHoriFLT:1: רוב המודעות המתכתיות על חלקיקים עולה עם pH, כאשר תות מתכת הופכת פחות מחוספסת יותר וקשורה יותר חזק.
• (ה) הפוטנציאל של ה-FLT:0) Redox (Eh)FLT:1: Oxidizing תנאים מעדיפים היווצרות של תחמוצות ברזל ומניגאניות, אשר באופן חזק מתחמי פיתוי גורמים ל- תחמוצת-התחמוצות אלה להתמוסס, לשחרר מתכות - לעתים קרובות נראה ב-eutrophic או אגמים מגובשים תרמיים.
• (ב) ⁇ :0) ⁇ וכוח איטוני: ב-estuaries, הסליליות הגוברת יכולה לפטור מתכות משטחים חלקיקים על ידי תחרות על אתרים מחייבת, המוביל להתאמה.

אינטראקציה ביולוגית

• (FLT:0)BioturbationFLT:1: אורגניזמים בוררים לערבב שכבות של שפלמנט, מביא מתכות קבורות בחזרה אל פני השטח וחדירה חמצן מוגברת, אשר יכול לשנות כימיה Redox.זה יכול או להחיות מתכות או, במקרים מסוימים, קידום ייצוב.
• (FLT:0Microbialische ActivityFLT:1: חיידקים מסובכים במשקעים החמצן מייצרים sulfide, אשר מעדכנים מתכות כמו sulfides insolle מאוד (למשל, HgS, PbS). זה לצמיתות squesters אותם, אבל החיידק דורש אספקה קבועה של פחמן אורגני.

אסטרטגיות ניהול כדי לשפר את המשקעים עבור מתכת Mitigation

הבנת גורמים שליטה אלה מאפשרת למנהלים סביבתיים לתכנן התערבויות הממקסמות את היתרון של המשקעים תוך צמצום הסיכונים של החימוש. כמה גישות מהונדסות וטבעיות הוכיחו יעילות.

Wetlands

שדות רטובים מעוצבים בכוונה מערכות המשמשות צמחייה, אדמה וקהילות מיקרוביאליות לטיפול במים מזוהמים.הם מתאימים במיוחד להסרת מתכת כבדה.צמחים מתעוררים כמו קטבים ו reeds מהירות מים איטי, קידום סידול של חלקיקים מושעה.שורשי הצמח ו rhizomes גם לייצב את המשקעים, להפחית את העודף.

ה-FLT:0) של EPA נבנה ווטסלנד (Vtlands) מספק פרמטרים עיצוביים עבור מניעת מתכת ממוקדת, כולל זמני מגורים המומלצים (בדרך כלל 3-7 ימים), שיעורי טעינה ומבחר מיני צמחי.

מלכודות ואגן Settling

מלכודות של סידמנט הן מבנים פשוטים הממוקמים בערוצים או באזורים מניקוז לאסוף את המשקעים המשויכים לפני שהם נכנסים לגופים מים גדולים יותר.הם עובדים על ידי צמצום מהירות זרימת הדם ומאפשרים לחלקיקים להתיישב. תחזוקה רגילה נדרשת להסיר את המשקעים המצטברים לפני שהוא הופך רווי או מתמוסס מחדש של תאים דומים בקונספט הם FLT:0settlingsLTFreatrated:1, אשר משמשים לעתים קרובות יותר או חסימת בנייה כימית.

דאם ו- Reservoir Management

(ד) יצירת אזורי פיקדונות גדולים שלוכדים עומסי משקעים גדולים, אך המשקעים העשירים ביותר במתכת, המצטברים מאחורי סכרים, יכולים להפוך להתחייבות ארוכת טווח אם לא מנוהלים.FLT:0Controlled flushing FLT:1 - שחרור זרמי עלייה גבוהה למאגרים של אספקת מים - יכול לייצא מתכות למטה, אשר פשוט להעביר את הבעיה בת קיימא יותר:

ריפטריאני Buffers ו- Vegetated Filter Strips

על הקרקע, רצועת חיץ מוגברת לאורך זרמים ומלכודת טיפות לפני שהיא נכנסת למים.הצמחייה הצפופה מאטה את זרימת הקרקע, מסנן חומר מבודד, ומקדמת חדירה.זהו מדד בעלות נמוכה, המונע כי מפחית את זרם החרקים של מתכות בשפע חלקיקים במקור.

ב-Situ Sediment Capping

עבור גופי מים כבר מזוהמים, (FLT:0) sediment capringFLT) 1 כולל הצבת שכבת חומר נקי (sand, חמור, או תיקונים תגובתיים כמו פחמן פעיל או apatite) על המשקעים המזוהמים.הכובע מבודד את המתכות מן עמוד המים ו- biota, מונע ניתוק מחדש, ויכול לייצב מבחינה כימית שיטה זו שימשה יעילה כמו קדמיית מתכת חדשה, אך למעשה, אך שימוש באבני מתכת, אך ורק באבני מתכת, כמו גם בדרגה גבוהה.

בדיקה והערכה: הערכת יעילותה של הזיכאון

כדי לקבוע אם המשקעים הם בהצלחה להפחית ביוקוכום, ניטור קבוע של עמודה מים ורקמות ביולוגיות הוא צורך.

• (ב) [15] , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) ⁇ 0 (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) ריכוזי הביו-טאפאל (FLT:0) ב-BiotaFLT:1 (במיוחד במינים של שינדלרים, תולעים, או דגים מסוימים שמשלבים חשיפה מזוהמת לאורך זמן.
• (FLT:0) תנאים של Redox ב-SidmentsFLT:1) - באמצעות פוטנציאל הפחתת חמצון (ORP) בדיקות או מדידות של כימיה של פודווטר כדי לחזות את היציבות הפוטנציאלית.

טכנולוגיות ניטור חדשות, כגון מדגם פסיבי הממדדים ריכוזי מתכת מתמוססים באופן חופשי, יכולות לספק הערכות מדויקות יותר של זמינות ביולוגית מאשר דגימות מים גדולות.כלים אלה מסייעים להבדיל בין מתכת כוללת (אשר כולל צורות ריבאונדות) לבין השבריר ביו-זמינות באמת.

ה-FLT:0) הערכת איכות ה-Sedment Assessment FrameworkveFLT:1 מציעה פרוטוקולים מפורטים להערכת זיהום המשקעים והאפקטים האקולוגיים שלו, כולל בדיקות ביו-אקומציה.

מסקנה: תפקידה של הזימנטציה בקונטקסט ניהולי רחב יותר

סימנטציה היא תהליך טבעי רב עוצמה שיכול להפחית באופן משמעותי את הביוקוי של מתכות כבדות באתרי מזון מימיים.על ידי העברת מתכות מן השלב המתמוסס חלקיקים מיושבים, היא מורידה את מסלול החשיפה לאורגניזמים רבים ומסייעת לשמור על תפקוד אקולוגי בריא יותר.עם זאת, סינדימנטציה אינה תרופת panacea; יעילותה תלויה בשמירה על מצבים פיזיים, כימיים וביולוגיים נוחים.

האסטרטגיות המצליחות ביותר משלבות את השיפור ב-Sidmentation עם בקרת מקור (הפחתת קלטות מתכת במעלה הזרם) ו ניטור ארוך טווח.Builded wetlands, מאגרי המשקעים, buffarian buffers, ו-Sidment capping כל פתרונות זמינים, עלות-תועלת להגדרות שונות.כפי שלחצים גלובליים על משאבי מים להגדיל, שילוב גישות אלה לתוך תוכניות ניהול מים יהיה חיוני להגנה על חיי מיומים ואקלים אנושי מזיהום כבד וקבוע של כדור הארץ של זיהום מתכת כבד של כדור הארץ של פחמן כבד של פחמן ואיום כבד של פחמן.

מחקר מתמשך ממשיך לחדד את ההבנה שלנו של אינטראקציות בין מתכת לזיכרון, מן ההיקף המולקולרי של מודעות להיקף המים של תחבורה קבורה.התקדמות בדוגמת גיאוכימית, חישה מרחוק של זרמי זרע, וטכנולוגיות ביוסנסורים מבטיחות לשפר את יכולתנו לחזות ולנצל את גורל מתכות כבדות בגופים מים.