Rtęć w środowisku naturalnym - Prace licencjackie i magisterskie z ekologii

Rtęć i jej związki charakteryzują się dużą aktywnością chemiczną, biologiczną oraz zmiennością postaci występowania, co powoduje, że są one włączone w różne cykle obiegu w przyrodzie. Rtęć w powietrzu atmosfe-rycznym w przeważającej ilości występuje w postaci par rtęci metalicznej oraz w niewielkiej ilości w postaci lotnych związków organicznych. Obie te formy mogą podlegać dalszym przemianom.

Emisja rtęci do środowiska naturalnego następuje na skutek działalno-ści gospodarczej (spalanie paliw, hutnictwo, spalanie odpadów zawierających rtęć i górnictwo) oraz w wyniku procesów naturalnych.

Rtęć należy do pierwiastków rzadkich. Stanowi 8*10-6 % skorupy ziemskiej, co plasuje ją na 63 miejscu wśród wszystkich pierwiastków pod względem rozpowszechnienia. Znajdująca się w środowisku naturalnym rtęć może pochodzić ze źródeł naturalnych, a jej szacunkowe ilości przedostające się do środowiska wynoszą [9]:

ze źródeł naturalnych – 2700-6000 ton/rok, w tym:

– z erupcji wulkanów (~50%);

– przez parowanie z lądów i oceanów (~1500 ton/rok);

– z pożarów lasów.

Skały i gleby.

Rtęć w skorupie ziemskiej występuje w stosunkowo dużym rozproszeniu. Przeciętnie skały zawierają od 0,005 do 1,0 μg Hg/g, a najczęściej zawartość ta kształtuje się na poziomie 0,2 μgHg/g. Metal ten jest nagromadzony głównie w materiałach o zwiększonych właściwościach sorpcyjnych: w łupkach węglowych i bitumicznych oraz w glebach gliniastych i torfowych. Naturalna zawartość rtęci w glebach odpowiada zakresowi zmian od 0,05 do 0,3 µgHg/g [15].

Występowanie rtęci:

– małe obszary gdzie występują skoncentrowane pokłady rud rtęci,

– w skorupie ziemskiej zawartość tego pierwiastka zmienia się w zakresie od 5 do 1000 μg/kg (w większości wypadków jest ona niższa od 200 μg/kg) [4].

– w wyniku erozji skał każdego roku jest uwalnianych około 800 Mg Hg.

W emisji naturalnej istotny udział ma również działalność wulkaniczna,

ponadto pod wpływem specyficznych bakterii, zawarte w glebie związki rtęci, ulegają redukcji do wolnego metalu, a powstająca rtęć może także przechodzić do atmosfery [30].

Zanieczyszczenie gleb rtęcią może mieć charakter lokalny lub wielo-przestrzenny, np. w wyniku stosowania zboża siewnego zaprawionego herbicydami rtęciowymi na terytorium całego kraju w latach 70-tych [15]. W pierwszym wypadku zanieczyszczeń lokalnych i usuwania rtęci z gruntów i osadów dennych rzek silnie zanieczyszczonych rtęcią wśród metod dekontaminacji i sanitacji można wyróżnić:

– metody termiczne,

– metody ekstrakcyjne,

– immobilizację

– metody kombinowane

Najwięcej rtęci zawierają: gleby Kanady – 0,4 μg Hg/g i niektóre gleby w rejonie aktywności wulkanicznej w Japonii i Wietnamie 0,3 μg Hg/g [17].

Powietrze

Rtęć ma stosunkowo niską temperaturę wrzenia (357ºC) i dlatego dosyć łatwo przedostaje się do atmosfery. Ocenia się, że około 95% Hg znajdującej się w atmosferze, występuje w postaci wolnego metalu [7]. Zawarta w atmo-sferze rtęć może reagować z innymi substancjami i przekształcać się w różne związki. Związki te z opadami atmosferycznymi przedostają się do wody i gleby.

Występowanie rtęci w powietrzu jest związane ze stopniem lotności jej związków i temperaturą otoczenia. Lotność związków rtęci maleje w następującej kolejności [17].

Hg > Hg₂Cl₂ > HgCl₂ > HgS > HgO

Ilość odparowanej rtęci podwaja się przy wzroście temperatury o każde 10ºC. W powietrzu atmosferycznym dominuje lotna rtęć elementarna Hgº oraz dimetylortęć (CH₃)₂ Hg.

Na temat zawartości naturalnej rtęci w powietrzu, są duże rozbieżności w danych literaturowych [17], np.:

– nad morzami występuje 1 ÷ 3 ngHg/m³

– nad lądem w rejonie rolniczym 3 ÷ 10 ngHg/m³ powietrza

– w rejonach aktywności wulkanicznej 40000 ngHg/m³ powietrza.

Natomiast Lindgvist i Rodhe proponują przyjęcie 1 ÷ 2 ng/m³ za zawartość naturalną rtęci w powietrzu.

Czas przebywania rtęci w atmosferze waha się od kilku dni do kilku tygodni. Oznacza to, że zanim zostanie ona usunięta z atmosfery, może być przeniesiona na duże odległości od źródła emisji. Ocenia się, że czas przebywania wolnej rtęci w ekosystemie jest rzędu dwóch lat [7]. Rtęć przenoszona jest przez atmosferę zarówno w postaci związków rozpuszczal-nych jak i nierozpuszczalnych w wodzie. Tworzy też ona z innymi metalami amalgamaty. Oznacza to, że rtęć może występować w ekosystemie jako wolny metal oraz w postaci szeregu związków, o różnej toksyczności i różnym sposobie rozprzestrzeniania. Ze względu na łatwą bioakumulację oraz teragenne działanie związków rtęci, zwłaszcza organicznych, zanieczyszcze-nie środowiska naturalnego tym pierwiastkiem uważa się za szczególnie niebezpieczne [7,18].

Wody.

Dane o występowaniu rtęci w wodach są niejednomyślne. W Polsce wody gruntowe zawierają przeciętnie 20 ngHg/dm³. Rozpuszczalność par rtęci w wodzie wynosi 0,02 mgHg/dm³ w temperaturze 20ºC i 0,6 mgHg/dm³ w 100ºC (według Sidgwicka). Jednakże w obecności ozonu, rtęć metaliczna (Hg⁰) jest szybko utleniana do rtęci jonowej (Hg²⁺), która jest dobrze rozpuszczalna w wodzie [9,15,31].

Rośliny.

Rośliny pobierają rtęć z gleby poprzez układ korzeniowy i z powietrza jako rezultat nawożenia dolistnego. Gromadzi się ona w tkankach roślinnych, w których nie spełnia żadnej funkcji metabolicznej. Pobór rtęci z gleby przez rośliny jest uzależniony od formy i ilości metalu w ziemi. Najbardziej chłonne są grzyby, mchy, porosty, marchew i sałata. Naturalną zawartość rtęci w roślinach szacuje się poniżej 0,5 μg/g [15].

Organizmy żywe.

Rtęć obecna jest we wszystkich tkankach zwierzęcych. Stwierdzono, że więcej rtęci znajduje się w organizmach morskich (0,3 ¸ 3 μg/g), niż lądowych (0,02 ¸ 0,1 μg/g) [17].

Naturalne zawartości rtęci w organizmie ludzkim szacują się następująco:

mięśnie – 0,02 ¸ 0,70 μg/g
kości – 0,45 μg/g
krew – 0,0078 mg/dm³

Dziennie z pokarmem i płynami do organizmu człowieka dostaje się 4 ¸ 20 μg Hg. Przeciętnie dorosły człowiek przyswaja 20 μg Hg/dzień, w Polsce 9 ¸ 33 μg Hg/dzień [9,15].

Rtęć występuje we wszystkich elementach środowiska, a jej związki o stosunkowo niskiej toksyczności mogą zostać przekształcone w połączenia o wysokiej szkodliwości w trakcie biochemicznych i geochemicznych procesów zachodzących w przyrodzie.

Jeśli potrzebujesz pomocy w napisaniu pracy z zakresu ochrony środowiska, to polecamy serwis pisanie prac - prace z ekologii i innych kierunków pisane na (prawie) każdy temat.