Toksični metali u vodi

1. 1.     Uvod

Sastav i kvalitet vode u prirodi veoma su promenljivi i zavise od čitavog niza faktora. Značajno je pri tome njihovo poreklo, istorijat, hemijski sastav, ali i prisustvo i sastav živog sveta u njima

Bitan parametar u proceni stanja kvaliteta prirodnih voda je sadržaj tragova metala. Osnovna podela tragova metala u vodenoj sredini je prema biološkom kriterijum je na toksične i netoksične. Međutim, osim ove podele, vrlo je važna i koncentracijska razina metala u sredini. Neki metali, kao što su Hg, Cd i Pb, toksični su već kod vrlo niskih koncentracija, dok su drugi, kao npr. Zn i Cu, pri svojim prirodnim koncentracijama esencijalni, odnosno vrlo su važan faktor u fiziološkom funkcioniranju živih organizama, i regulišu mnoge biohemijske procese. Isti metali, ako su prisutni u povećanim koncentracijama, mogu imati različite toksikološke efekte na živa bića unutar vodenog ekosistema, a time posredno i na ljude. Tragovi metala u vodenoj sredini uvek su prirodno prisutni, a njihova prirodna koncentracija regulisana je prirodnim procesima kao što je razaranje stena i tla usled vremenskih uticaja. Prirodne koncentracije tragova metala zavise od područija u kojem se one nalaze, odnosno od sastava stena i tla

Teški odnosno toksični metali obuhvataju metale čija je gustina veća od 5 g/cm³. Najčešće je pitanje toksičnosti zapravo samo pitanje količine, a ovaj raspon veoma varira kod svakog pojedinog elementa. Tako se dnevna neophodna količina kobalta, centralnog  atoma vitamina B₁₂ koji je neophodan u stvaranju eritrocita kreće oko 0.1 mikrogram. U količinama od 25 – 30 miligrama/dan nastupaju simptomi otrovanja koji obuhvaćaju poteškoće od strane gastrointestinalnog trakta, srčana i bubrežna oštećenja. Ostali elementi kao npr. talijum, su u bilo kojoj količini otrovni.Teški metali imaju višestruku važnost: prestavljaju značajnu sirovinu za brojne industriske grane, neki od njih su neophodni za žive organizme, mogu da deluju povoljno na produktivnost poljoprivrede i većina od njih je često značajan zagađivač životne sredine.

Teški metali se odlikuju različitim hemijskim, fizičkim i fiziološkim dejstvom. Neki od njih su neophodni za žive organizme to su: cink, gvožđe, molibden, mangan, kobalt i selen. Toksični metali se ubrajaju u veoma opasne zagađivače i predstavljaju veliku opasnost za sve žive organizme najpre za ljude i životinje

1. 2.     Karakteristike teških metala

Teški metali imaju široku upotrebu i nisu biorazgradljivi, odnosno perzistenti su. Imaju uspešnu imobilizaciju u zemljištu i vodenim sedimentima, a transportuju se putem vazduha (kao gas ili kao čestice adsorbovane i apsorbovane u suspendovanim česticama (prašina)) i strujanjem vode. Teški metali u čvrstom stanju obično ne predstavljaju problem, ali se u jonskom obliku (katjoni) izuzetno opasni ako se vežu na sulfhidrilne grupe (-SH) enzima

1. 3.     Živa Hg

Jedini tečni metal. Prirodni izvor žive predstavlja isparavanje zemljine kore (dna okeana, reka, zemljište). Postoji u elementarnom obliku, kao Hg(I) i Hg(II) jedinjenja, u organskoj ili neorganskoj formi. Metil-živa i druga organska jedinjenja žive nastaju kao proizvod mikrobiološke aktivnosti (metanske bakterije) u vodenoj sredini. Dominatan oblik Hg u atmosferi je Hg^o i dalje se fotohemijski oksiduje do Hg²⁺. Slično nemaetalima, a suprotno od većine drugih metala, formira organska jedinjenja koja su veoma stabilna u životnoj sredini. Prirodna metilacija u kojoj učestvuju  mikroorganizmi predstavlja značajan proces u kruženju žive u životnoj sredini

3.1. Toksičnost žive

3.1.1.      Neorganske forme

Sve forme žive su potencijalno toksične, ali nivoi toksičnosti se znatno razlikuju. Najmanje toksični su neorganski tipovi žive, jer se teško resorbuju. Od neorganskih formi najopasnija su isparenja žive jer eksploatacijom preko respiratornog trakta brzo prodiru u krv i dalje transportuju do mozga gde mogu prouzrokovati  ozbiljna oštećenja

3.1.2.      Organske forme

Arilmerkurat nije ništa više toksičan od neorganskih formi, jer se lako razlaže u neorganske derivate u tkiva. Alkilmerkurat je najtoksičnija do sad ispitana forma (metil-živa). Stabilna jedinjenja sa dugim vremenom zadržavanja u tkivima i lako se akumuliraju u organizmu. Njihova lipidna rastvorljivost je odgovorna za to što uglavnom deluju na nervno tkivo