Su ortamlarındaki ağır metal kirliliği, küresel bir endişeye, hem ekosistem bütünlüğüne hem de halk sağlığına tehdit ediyor. Endüstriyel effluents, tarım runoff, kentsel fırtına suyu ve mirasın sürekli olarak, paracury gibi toksik elementleri tanıtıyor, liderlik, jimyum, arsenic ve kromatyumu nehirlere, göllere ve rezervuarlara geri getiriyor.Su sütununda, bu metaller sadece çözülüyor; sağlam kuşlar ve organik maddeye sahip olan biyolojik topluluklarla etkileşime girebilirler.

Ağır Metal Biyoakcumulation ve Onun Ekolojik Sonuçları

Biyoakcumulation, metali aşırı ya da çürütme yeteneğinin her türlü kaynaktan (su, gıda, sedi) ağır metaller için, bu, organizmanın metali aşırı doldurma yeteneğinin aşırı derecede azalttığında meydana gelir.

Biyomagnification, konsantrasyonların gıda zincirini artırdığı anlamına gelir. Küçük bir planktonik organizma mütevazı bir metal yükü içerebilir, ancak küçük bir balık tarafından tüketildiğinde, bu yük daha fazla olur; top predatörler tuna, mühürler ve insanlar en büyük maruziyeti deneyimleyebilir.Sağlık iyi niyetlidir: sinir bozucu gelişim, böbrek hasarı, kardiyovasküler hastalık ve kanser riski.

[FONT:0]Sedimentasyon[[Dönetici:0) Su organizmalarına girmeden bu zinciri kesebilecek önemli bir doğal süreçtir. Metalleri alt sedisyona taşımakla, seditasyon suyundaki biyomalzeme formlarının konsantrasyonunu azaltır, su organizmalarının su organizmalarına kadar yükselterek, bu zincirini azaltabilecek önemli bir doğal süreçtir.

Taze su Sistemlerindeki Sedimentasyon Süreci

Sedimentasyon, su sütunundan su yüzeyinin bir su vücuduna kadar çökmüş bir şekilde ortaya çıkıyor.Bir parçacığın yerleşme hızının birçok kaynaktan geldiğini açıklayan, toprak erozyonundan, organik maddeden, planktondan, bozulmadan ve kimyasal önsözlerden oluşur:0)Stokes yasası)

Göller ve rezervuarlarda, seditasyon genellikle sürekli ve sürekli; nehirlerde, o daha epizodik, deşarjda sel olaylar ve değişikliklerle bağlantılı. Güzel-grained sedi (klay ve silt) bu koşullar yerleşmeden önce çok daha uzun süre askıya alınabilir.

Maddeye Katlanmak için Ağır Metaller Bind Nasıl

Birkaç mekanizmayla askıya alınan partiküllerle ilişkilendiren ağır metaller:

  • [FONT:0][[Dönetici: Metal iyonlar, çamur minerallerinin, demir ve manganse oksitlerin yüzeye bağlanır ve organik madde. Bu genellikle elektrostatik çekim ve yüzey kompleksi tarafından yönlendirilen hızlı bir süreçtir.
  • [FONT=0) Organik ligands ile Komplexasyon[Dönetici: Çözülen organik karbon (örneğin, humic asitler) daha sonra organik detritusuna dahil edilen metalleri bağlar.
  • [FONT=0]Co-precipitation[Dönetici]: Metaller, kırmızıoks koşulları değiştiğinde demir veya manganese oxyhidrxides ile eşleştirilebilir - örneğin, oksijen zengin nehir suyu bir anoxic göl altla toplanır.
  • [FONT:0]Biyolojik yükseliş ve dahil olmak üzere[DÜT:1): Algae ve bakteriler, o zaman yerleşmekte olan organik malzemenin bir parçası haline gelir.

Parçacıklarla ilişkili bir kez, metalin kaderi o parçacığın taşınması ve ayrıştırılması ile bağlantılıdır. Sedimentation, metalleri çözünmüş (ve böylece biyokanı) havuza (ve büyük ölçüde ulaşılamaz) havuza bağlar.

Sedimentasyon ile Biyoakcumulation: Mechanisms and Del

Çözülmüş Metal Concentrasyonları

Biyoakcumulation'ın en doğrudan etkisi, birçok su organizması için metal konsantrasyonların azaltılmasıdır - özellikle de balıkların aşırı su sütununun metalik kesimlerinden kaldırıldığında, alt tabakaların doğrudan yukarı doğruya doğrultılması için kullanılan konsantrasyonlar.

Örneğin, ıslak alanlarda yapılan çalışmalar, sudaki metal konsantrasyonların 60–% 90'ını geri çekilmesini ve günde saatler içinde, sudaki metal konsantrasyonlarda keskin bir düşüşe yol açtığını göstermiştir.Bu geri yükleme doğrudan aşağı biyota için mevcut metal yükü azaltır.

Daha az Bio kullanılabilir Formlarda Metalleri İncele

Metaller sedi tabakasına ulaştığında bile, biyoyakıtılabilirliği, ne kadar güçlü bağlı oldukları bağlıdır. iyi oksitlenmiş yüzey sedisyonunda, metaller genellikle demir ve manganse oxyhidrxitler veya organik madde ile ilgili olarak, bu türlerin gömmelerini teşvik etmezler.

Ancak, ESRAT'nin varlığını not etmek önemlidir:0. Örneğin, biroksidasyon kalıcı bir geri çekilme mekanizması değildir). pH'da değişiklikler, kırmızıox potansiyel, salinity veya organik ligands varlığı metalleri yeniden hareket ettirebilir. Örneğin, biroksidatif koşullar altında, demir ve manganz oxyhidrojenler, metalleri geri pore su içine ve potansiyel olarak su sütununa kadar tutabilir.

Vaka Çalışmaları ve Araştırma Yöntemleri

Birçok alan ve laboratuvar çalışmaları, genetik ayrımı azaltmak için sedisyon rolünü destekler. Klasik bir örnek, [[Uygun Bilim ve Teknoloji) tarafından tasarlanan, tributaries yüksek sedisyon oranlarının, hayvanat bahçesindeki yüksek orantısız seviyelere kıyasla% 40-70 daha düşük alana ulaşır.

Bir başka çalışma da, bu metallerin kırılışı ve sibalıkta dağıtılması ile ilgili olarak, sedisyonun doğal bir tampon olarak hareket ettiği alanlardan çok daha düşük olduğunu gösterdi.

Ağır metal bölme ve sedisyon etkileşimleri hakkında daha fazla bilgi için, [FONTT:0)U.S. Çevre Koruma Ajansının Su Araştırmaları), sedi kaliteli kriter ve biyoakcumulation değerlendirmeleri hakkında ayrıntılı rehberlik sağlar.TheurFLT:2).

Ağır Metal Yok Edilmesi için Faktörler Etkileyici Verimliliği

Tüm su vücutları, biyoakcumulation'ı azaltmak için seditasyonda eşit derecede etkili değildir. Çeşitli fiziksel, kimyasal ve biyolojik faktörler su sütunundan ne kadar metal çıkarılır ve ne kadar süre gömülü kalır.

Parçacık Özellikleri

  • Size ve yoğunluk: Büyük, yoğun parçacıklar daha hızlı yerleşmeye devam ediyor, ancak genellikle daha düşük özel yüzey alanı ve daha zayıf bağlayıcı kapasiteye sahipler. Küçük çamur parçacıkları (<2 μm) yüksek yüzey alanı ve güçlü reklamlarorptive özellikleri var, ancak yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yerleşmemişler.
  • [FONT=0)Mineralogy[[DÜDÜT:1): Clay mineralleri (örneğin, kaolinite, montmorilloni) farklı eğitim değişim kapasiteleri vardır. Organik madde içeriği dramatik olarak artırır - susayı kaplamaları, büyüklüğün emirleriyle metal hidrorpsiyonunu artırabilir.

Hidrolojik Koşullar

  • [FONT:0)Su konut zamanı[[Dönetici: 1 ): Suların aylarca kaldığı göllerde ve rezervuarlarda, sefillerin yüksek miktarda metal çıkarma zamanı vardır. Hızlı akışlarda nehirler sadece en yüksek partiküller yerleşmeden önce, ve metaller uzun mesafelere seyahat edebilir.
  • [FONT:0]Turbulence ve resuspension[[DÜT:1): Rüzgar olayları, seller veya barajlar sedisyonları yeniden yapılandırılabilir, metalleri su sütununa yeniden tanıtabilir. Bu yüzden sedisyon derin basinler, yan kanallar ve ıslak bölgeler gibi en etkilidir.

Kimyasal Çevre

  • [FONT:0)pH[DÜT:1): Metal iyonların çoğu pH ile artar, metal iyonlar daha az çözünür hale gelir ve daha güçlü bir şekilde bağlıdır. Düşük pH (acidik koşullarda), metaller çözümde kalır ve sedisyon tarafından kaldırılabilir.
  • [FONT:0)Redox potansiyeli (Eh))[Dönemli göller, demir ve manganese oksitlerin oluşumuna karşı, bu oksitlerin çözülmesine neden olur, metalleri serbest bırakmak için - sık sık sık sık sık sık sık kullanılan göller.
  • [FONT:0]Salinity ve iyonik güç[Dönetici: İnsiyonlar, artan salinity, bağlayıcı siteler için rekabet ederek, alkalik çamurun zayıflamasına yol açabilir. Ancak, tuz sudaki minerallerin zayıflaması genellikle bir ticaret-off yaratarak metalleri yerleştirebilir.

Biyolojik Etkileşimler

  • [FONT:0]Bioturbation[[DÜDÜT 1: 1): Burrowing organizmalar, metalleri yüzeye geri döndürerek ve oksijen penetrasyonunu artırabilir, bu da metalleri yeniden hareket ettirebilir veya bazı durumlarda stabilizasyon sağlayabilir.
  • [FONT:0)Milyal aktivite[[Dönetici: 1 ): Biroksidiyodi sedisyonda bakteriyi azaltıcı, metalleri oldukça çözülmemiş sulfides (örneğin, HgS, PbS) olarak tanımlayan.

Metal Mession için Sedimentasyon Geliştirmek için Yönetim Stratejileri

Bu kontrol faktörlerini anlamak, çevresel yöneticilerin en üst katorasyonun faydasını en üst düzeye çıkarmanın faydasını tasarlamasını sağlarken, birkaç mühendis ve doğal yaklaşım etkili kanıtlandı.

Yapın Wetlands

Yeraltısuları, bitki örtüsünü kullanan ve mikrobiyal toplulukları kirleten su için özellikle iyi uygun oksijendir. Kedili sular ve reksidasyonlar gibi gelişmiş bitkiler, kondisyonların sedisyonunu teşvik etmek için daha fazla kullanılabilir. Bitki kökleri ve rhizomesler ayrıca resusuyumu stabilize etmek için de kullanılırlar.Ayrıca, susamaya devam eden metaller, metalik atıkları kökler oluşturmak için tamamen daha düşük miktarda oksijen yaratırlar.

[FONT:0]EPA'nın Yapılı Wetlands rehberliği[[[Dönetici:0) önerilen konut süreleri (tipik olarak 3-7 gün), yükleme oranları ve bitki türü seçimi dahil olmak üzere metal kaldırmayı hedefleme parametrelerini sağlar.

Sediment Tuzları ve Basins'i Settling

Sediment tuzakları, doymamış veya benzer şekilde yeniden ortaya çıkan metalleri toplamak için basit yapılardır ve daha büyük su vücutlarına girmeden önce de çalışırlar.Sürüsel bakım, doymamış veya yeniden inşa edilmiş betonlar ile birleştirilmelidir.

Dam and Reservoir Management

Dams önemli bir sedisyon yükü yakalayan büyük bir depo alanı yaratır. Ancak, barajların arkasındaki metal-zenfeksiyonlar, ancak, daha sürdürülebilir bir yaklaşım dikkate alınamaz.) (Farklı derinliklerden ayırarak) veya yüksek akışları geri yüklemeye devam eden (Dönetici) veya (Dönetme)))))))))))) veya (Döneticilerin etrafındaki metal girişine geçiş yapılır.

Riparian Buffers ve Vegetated Filter Strips

Arazide, sulara ulaşmadan önce akışlar ve hepatit tuzak sedisyonu boyunca tampon şeritler ve çökmüş durumdaki boşluklar, sutrasyonunu önemli ölçüde azaltabilir ve düşük maliyetlidir, doğru tarım uygulamaları ile birlikte (konservasyon, kaplama bitkileri) ile birlikte, riparian buffers su sistemlerine ulaşmada önemli ölçüde azaltılabilir.

In Situ Sediment Capping

Su vücutları zaten kirlenmiş durumda, dördül:0) Su sütunu ve biyota'dan metalleri izole eder ve kimyasal olarak metalleri stabilize eder. Bu yöntem, New York'ta Grasse Nehri gibi yüksek metal kirliliği ile göllerde ve göllerde kullanılır.

İzleme ve Değerlendirme: Sedimentation'ın Etkililiğini Ölçün

Prensipasyonun biyoakcumulation'ı başarıyla azaltıp, hem su sütunu hem de biyolojik dokuların düzenli olarak izlenmesi gerektiğini belirlemek için: Anahtar parametreler şunları içerir:

  • [0]Toplam sağlam (TSS) ve turbidity[[Dönetici: 1) - sedi yükün göstergeleri ve verimliliğin belirlenmesi.
  • [FONT:0]Dis, vs. katılımcı metal konsantrasyonları[[Dönetici: 1) - bölme katlarını hesaplamak (Kd) bağlayıcı gücü değerlendirmek için.
  • [FONT:0] Metal konsantrasyonu biyota[[DÜT:1) - özellikle de çamur, clamlar veya zamanla kirletici maruz kalan bazı balıklar.
  • [FONT=0) Parazorlarda Kırmızıoks koşulları [Dönemli: 1) oksidasyon-redüksiyon potansiyelini kullanarak (ORP) potansiyel remobilizasyon tahmin etmek için pore su kimyasının test veya ölçümlerini kullanarak.

Yeni izleme teknolojileri, özgürce çözülecek metal konsantrasyonları ölçen pasif örnekleyiciler gibi, biyoavailability'in toplu su örneklerinden daha doğru tahminlerini sağlayabilir. Bu araçlar toplam metal (konomiye bağlı formlar) ve gerçekten biyokanıtlı kesirler arasında ayrım yapmanıza yardımcı olur.

[FONTD:0]EPA'nın Sediment Kalite Değerlendirme Çerçeve[[DÜT:1) sediyo kirliliğini ve biyolojik etkilerini değerlendirmek için ayrıntılı protokolleri sunar.

Sonuç: Geniş bir Yönetim Contextasyonunun Rolü

Sedimentasyon, birçok organizma için maruz kalma yolunu daha düşük ve daha sağlıklı ekosistem fonksiyonunu korumak için sağlam bir şekilde bir panaceayı azaltabilecek güçlü bir doğal süreçtir; onun etkinliği, su gıda weblerinde metallerin taşınmasına bağlıdır.

En başarılı stratejiler kaynak kontrolü ile seditasyon geliştirmeyi birleştirir (projektöre girişleri azaltır) ve uzun vadeli izleme.Sualtın alanları, sedisyon basins, riparian buffers ve sedisyon her teklif ölçeklenebilir, maliyetle etkili çözümler sunar.Su kaynaklarındaki küresel baskılar azalırken, bu yaklaşımları sualtı yönetimi planlarına entegre etmek hem sualtı yaşamını hem de insan sağlığını ağır metal kirliliği tehdidinden korumak için çok önemli olacaktır.

Devam eden araştırmalar, metal-sediment etkileşimleri hakkındaki anlayışımızı, su vücutlarındaki ağır metallerin kaderini tahmin etmeye ve yönetmeye devam ediyor. Şimdilik, sedisyon biyokücre karşı mücadelede en etkili ve doğal araçlardan biri olmaya devam ediyor.