Teski Metali i Zivotna Sredina

Predmet: Mehanička modeliranja i simulacija računarom

SEMINARSKI RAD:

Modeliranje i simulacija robota Fanuc M20iA M30iA

Profesor: Dr Ivan Milićevic 879/2013

Student:

Ivan

Trajković

UNIVERZITET ZA POSLOVNE STUDIJE FAKULTET ZA EKOLOGIJU Bijeljina

Bijeljina, maj, 2013. godine

1.0. UVOD

Razvojem ljudske civilizacije na Planeti Zemlji, porastom populacije, a posebno ubrzanim

tehnološkim i tehničkim razvojem, dolazi do povećanja negativnih uticaja na ţivotnu sredinu, koji se manifestuju kroz porast broja izvora zagaĎenja. Najznačajniji izvo ri zagaĎenja ţivotne sredine predstavljaju razna hemijska sredstva, odpadi industrijskih postrojenja, kako čvrsti, tako i otpadne vode i gasovi, sredstva koja se koriste u poljoprivredi i teški metali. Većina teških metala (Cd, Pb, Ni, As, Cr, Hg...) spada ju u štetne i opasne materije koje osim što zagaĎuju ţivotnu sredinu, deluju veoma toksično u većim koncetracijama, kako na biljke i ţivotinje, tako i na čoveka . Zbog toga se u poslednjih 20 godina razvila i javna svijest o potrebi zaštite ţivotne sredine od uticaja štetnih materija uopšte, a posebno od teških metala, jer je njihova koncetracija, kako u zemljištu, tako i u ostalim dijelovima, prije svega vodi, svakog dana sve veća. U svijetu se danas, zahvaljujući industrijskom razvoju, u ţivotnu sredinu raznim putevima ispušta velika količina štetnih materija meĎu kojima veliki udeo imaju i teški metali. Kao posledica njihovog nagomilavanja u biosferi ljudi i ţivotinje ih unose u organizam, što dovodi do pojave raznih bolesti. S obzirom da teški metali predstavljaju potencijalni rizik u proizvodnji kvalitetne hrane, u svijetu i kod nas, su sprovedena brojna istraţivanja u cilju odreĎivanja njihovog sadrţaja, distribucije i mobilnosti u obradivim zemljištima. Teški metali se odlikuju različitim hemijskim, fizičkim i fiziološkim dejstvom. Neki od njih su neophodni za ţive organizme, a to su: cink, gvoţĎe , molibden, mangan, kobalt i selen. Pojam teški metali obuhvaća metale čija je gustoća veća od 5g/ cm3. Čitav niz ovih metala je u vidu elemenata u tragu neophodan -esencijalan za mnogobrojne funkcije u ljudskom organizmu, a njihov manjak dovodi do pojave ozbiljnih simptoma nedostatka.

2

Mladen Kovačević HEMIJA ŢIVOTNE SREDINE


2.0. POJAM I VAŢNOST TEŠKIH METALA U teške metale ili toksične, se ubrajaju metali čija je gustina atoma veća od 5 g cm 3. U toksične metale se ubrajaju oni metali koji nisu biogeni i deluju isključivo toksično kao što su: kadmijum, olovo, ţiva, arsen, talijum i uranijum. Teški metali imaju višestruku vaţnost: predstavljaju značajnu sirovinu za brojne industijske grane, neki od njih su neophodni za ţive ogranizme, mogu da deluju povoljno na produktivnost poljoprivrede i većina od njih je često značajan zagaĎivač ţivotne sredine.

Teški metali se odlikuju različitim hemijskim, fizičkim i fiziološkim dejstvom. Neki od njih su neophodni za ţive ogranizme, to su: cink gvoţĎe , molibden, mangan, kobalt i selen.

Toksični metali se ubrajaju u veoma opasne zagaĎivače i predstavljaju veliku opasnost za sve ţive ogranizme, ljude ţivotinje i biljke.

2.1. Teški metali u zemljištu

Prema definiciji, teški metali su svi oni metali koji imaju gustinu 5,0 g/cm 3 ili veću i obično su otrovni. Termin teški metali se često primjenjuje da uključi i druge potencijalno opasne elemente, iako se oni ne nalaze u striktnoj hemijskoj definiciji.

Teški metali se svrstavaju u dve kategorije prema svojoj nutritivnoj ulozi: esencijalni (bakar, cink, gvoţĎe, mangan) i neesencijalni (olovo, ţiva, kadmijum, Ba , Sr i hrom). Prisustvo neesencijalnih metala je nepoţeljno a odsutnost esencijalnih metala u ljudskoj ishrani tokom duţeg periodamoţe proizvesti neke strane metaboličke procese i biti uzročnik mnogih bolesti. Kada je unos metala mali njihovo odstranjivanj e iz organizma je moguć fiziološkim putem bez uticaja na biohemijske procese. Neki od njih kao što su gvoţĎe (Fe), mangan (Mn), bakar (Cu), cink (Zn) i dr. pripadaju skupini biogenih 3



elemenata ali su u visokim koncentracijama toksični za biljni svijet. Pri većim koncentracijama ispoljavaju toksične efekte i ukoliko se uključe u lanac ishrane predstavljaju veliku opasnost i za zdravlje ţivotinja i čoveka. Neki teški metali u odgovarajućem rasponu sadrţaja u zemljištu imaju stimulativno dejstvo, neki su bez f iziološkog značaja za ţive organizme, a neki su toksični u slučaju njihovog suviška u ţivotnoj sredini i zbog toga imaju veliki ekološki značaj kao što su olovo (Pb), kadmijum (Cd) i ţiva (Hg). Teški metali imaju normalan biogeohemijski ciklus, jer se uključuju u proces kruţenja materije u ekosistemu, odnosno uključuju se u metabolizam ekosistema. Oni migriraju od neţive prirode ka ţivoj, odnosno od biotopa ka biocenozi i obratno. Intenzitet tog kruţenja je neravnomeran u toku godine i zavisi od sezonskih promena, klimatskih uslova i

aktivnosti bioloških sistema.

Sli ka 1 . Putevi zagađivanja životne sredine teškim metalima

gvoţĎe su esencijalni u vrlo malim koncentracijama za ţivot svih ţivih organizama. Oni se definišu kao esencijalni elementi u

Neki od njih, kao na primer bakar, cink, nikl, hrom i tragovima.

Teški metali predstavljaju prirodne sastojke zemljišta, a potiču iz prirodnih i antropogenih izvora. Prirodni izvor metala j e matični supstrat iz kojeg se metali oslobaĎaju raspadanjem 4



stena. Antropogeni izvori su: sagorevanje fosilnih goriva, industrijska postrojenja,

ekstrakcija rude, motorna vozila, deponije industrijskog i komunalnog otpada, Ďubriva i atmosferski talozi. Antropogeni izvori su postali značajni zagaĎivači zemljišta i mogu ga kontaminirati metalima na više načina: - emisijama prašine koja sadrţi metale i koji se raznose putem atmosfere i taloţe na površinu zemljišta, - preko efluenata u slučaju izlivanja vodotoka, - putem deponija industrijskog i komunalnog otpada, - korišćenjem mineralnih i organskih Ďubriva, - korišćenjem pesticida

Unos teških metala, kao što su olovo, bakar, kadmij moţe biti potencijalno toksičan, te je neophodan redovan monitoring i praćenje faktora koji taj unos odreĎuju. Unos teških metala nije uvijek posledica aktivnosti čoveka, već je uzrokom procesa adsorpcije koji se dešavaju usled prisustva prirodnih sastojaka zemljišta. Teški metali iz atmosfere suvom depozicijom ili u obliku padavina dospevaju i taloţe se na zemljištu kao i na dnu vodenih površina kao teško rastvorljivi karbonati, sulfati ili sulfidi. Pa kad se adsorpcijski kapacitet sedimenata iscrpi, raste koncentracija metalnih jona u vodi. Ako reke i jezera sadrţe značajnije koncentracije ove vrste polutanata oni mogu dosta doprineti kontaminaciji obradivih površina plavljenjem z emljišta. Kritične koncentracije metala u poljoprivrednom zemljištu su često posledica primene agrotehničkih mera kao što su navodnjavanje industrijskim i komunalni m vodama, upotreba različitih vrsta pesticida, mineralnih Ďubriva, mulja, otpadnih voda koje se primenjuju kao organsko Ďubrivo.

Metali se u zemljištu nalaze različito rasporeĎeni izmeĎu čvrste i tečne faze.

Industrijska Grana

Cd

Cr

Cu

Hg

Pb

Ni

Sn

Zn

Papirna industrija

-

+

+

+

+

+

-

-

Petrohemija

+

+

-

+

+

-

+

+

Produkcija hlora

+

+

-

+

+

-

+

+

Industrija Ďubriva

+

+

+

+

+

+

-

+

5



Ţelezare i čeličane Tabel a 1.

+

+

+

+

+

+

+

+

Pojedin e grane i ndustri je koje emi tuj u teške metale

2.2. Teški metali u vodi

ZagaĎivanje podrazumeva direktno ili indirektno unošenje supstanci ili toplote u vodu, vazduh ili zemlju, koje moţe štetno delovati na ljudsko zdravlje ili kvalitet ekosistema direktno zavisnih od vodenih ekosistema, odnosno kojima se oštećuju materijalna dobra ili kojima se umanjuje ili utiče na uobičajno i drugo legalno korišćenje ţivotne sredine . ZagaĎivač je svaka supstanca koja moţe da izazove zagaĎenje vode i koja je utvrĎena posebnim propisima.

Zbog visoke toksičnosti EPA (Environmental Protection Agency) je proglasila berilijum (lak metal u tragovima) i ţivu (teski metal u tragovima) za opasne, što znači da i najmanje izlaganje njima moţe ugroziti zdravlje čoveka. Devet drugih metala je takoĎe svrstano u opasne pošto predstavljaju potencijalnu opasnost i moraju biti pod kontrolom: barijum, kadmijum, bakar, olovo, mangan, nikal, kalaj, vanadijum i cink. Od nabrojanih, svi osim

mangana su metali u tragovima, a svi osim barijuma su teški metali. Za više organizme Zn i Cu su esencijalni elementi i pozitivno dejstvo se podrazumeva pri niskim koncentracijama.

Teški metali, kao što su Pb, Hg, Cd, Fe, Cu, Mn, Ni, Ag i Be su priro dno prisutni u ţivotnoj sredini, ali značajnije količine nastaju kao posledica emitovanja usled prirodnih i najvećim delom antropogenih aktivnosti. Jedan od najčešće pronaĎenih teških metala u pitkoj vodi je olovo. U vodovodima mnogih starijih kuća i gradova, voda još uvijek teče kroz olovne cevi. Što je duţe voda u dodiru s olovnom cevi , to više tog otrovnog metala ona upija. Olovo moţe oštetiti reproduktivni i centralni ţivčani sistem, povišuje krvni pritisak i oštećuje sluh; teţi slučajevi izloţenosti mogu izazvati anemiju i oštećenje bubrega. Olovo se takoĎer povezuje s problemima u ponašanju, nesposobnošću za učenje i zakrţljalim rastom. Djeca su zbog svoje manje telesne mase još osetljivija. Bebe koje se hrane na bočicu mogu upiti čak 85% olova otopljenog u vodi.

Ţiva je još jedan teški metal koji se nalazi u vodi. Iako gradski vodovod normalno uklanja ţivu, ljudi koji vodu povlače iz privatnih bunara, potpuno su nezaštićeni, posebno u područjima razvijene poljoprivrede. Trovanje ţivom izaziva koţne probleme, unutrašnja krvarenja, gubitak zuba , oštećenje jetre i bubrega. Olovo i ţiva su samo dve od više od 800 6



štetnih i, moţda, otrovnih hemikalija, koje se nalaze u pitkoj vodi. Mnoge druge zagaĎivače voda pokupi na svom putu kroz često staru mreţu gradskog vodovoda. Voda koja teči polako rastvara materijal cevi s kojim dolazi u dodir npr. olovo ili azbest. Isto se dogaĎa i zbog brojnih oštećenih, propuštajućih vodovoda ili, jednostavno, zbog korozije na zastareloj hidrauličnoj opremi.

Sl ik a 2. Zagađenje vode teškim metalima

2.3. Teški metali u vazduhu

Hemijske materije koje se mogu naći u prirodi, sve su brojnije i raznovrsnije. Pored onih koje su po poreklu prirodni proizvodi, postoji i sve veći broj sintetičkih, kao i onih koje se dobijaju hemijskom transformacijom prirodnih proizvoda u našim tehnološkim procesima. Dugo se ni na koji način nismo obazirali na uticaj koje materije koje proizvodimo imaju na ek osisteme, ali, danas je jasno da sa takvim pristupom nećemo moći još dugo da uţivamo u prirodnim resursima. Jedan od najopasnijih zagaĎivača jesu teški metali... Industrijska postrojenja zagaĎuju vazduh teškim metalima, a samim tim zagaĎenje se prenosi na zemljište i vodu. U blizini topionica za preradu metala i termoelektrana neretko se primjećuju oštećenja biljaka i zemljišta. Sve je više topionica metala i termoelektrana iz čijih dimnjaka izlaze velike količine pojedinih metala u vidu gasova, gari, dima . Svi oni, najčešće padavinama, dospevaju u zemljište zagaĎujući ţivotnu sredinu i uništavajući vegetaciju.

7



Pored dospevanja teških metala u zemljište matičnog supstrata, od koga se ono i obrazuje tokom pedogeneze, i drugi izvori njihovog unošenja moraju se imati u vidu. Elementi koji ulaze u sastav biljaka nemaju isti značaj. Neki su neophodni jer bez njih biljke ne mogu normalno da završe svoj ţivotni ciklus, drugi mogu da deluju stimulativno, dok jedna grupa elemenata, posebno teški metali, pri većim koncentracijama deluju toksično na biljke.

Sl ik a 3. Zagađenje vazduha (aerozagađenje) teškim metalima

3.0. BIOLOŠKI ZNAČAJ TEŠKIH METALA

Teški metali (olovo, bakar, kadmijum, arsen, kalaj, cink i dr.) i njihove soli su prirodni sastojci mnogih namirnica, ali u minimalnim količinama koje su bezopasne. Znatna količina ovih materija moţe dospeti u namirnice iz spoljašnje sredine: iz posuĎa, iz postrojenja u kojima se priprema hrana ili iz okoline (vazduh, voda, tlo).

Obzirom na sve postojeće definicije o teškim metalima, a u smislu kontaminanata, oni bi se mogli definisati kao elementi koji mogu uzrokovati opasne i neţeljene simptome u čovekovom organizmu kada su prisutni čak i u ekstremno malim količinama. MeĎutim, postoje i metali koji su do odreĎene količine u čovekovom organiznu esencijalni, kao npr.bakar, cink itd., ali ako njihov sadrţaj preĎe dozvoljenu granicu, onda i oni mogu biti toksični po zdravlje. Dospevajući u organizam u povišenoj koncentraciji, teški metali mogu uzrokovati nastanak autoimunih oboljenja pri čemu nastaju antitijela usmjerena na uništavanje vlastitih organa. Jer kada se naĎu u organizmu, ne mogu se izlučiti i taloţ e se u 8



masnom tkivu, jetri, bubrezima, pa čak i mozgu, pri čemu menjaju biohemijske i druge procese u organizmu. Minerali i metali u tragovima u ljudskom organizmu prisutni su u velikom broju hemijskih oblika kao neorganski joni, soli ili kao konstituenti organskih molekula kao npr.nukleinskih kiselina, ugljikohidrata, masti, vitamina i proteina. U oragnizmu, mogu da deluju tako da imaju ozbiljan toksičan efekat, pa nekada i smrtan, jer njihova toksičnost je posledica interakcije sa drugim jonima i molekulama u organizmu,

a najčešće sa enzimima. S druge strane, teški metali mogu da budu u interakciji i sa nekim drugim konstituentima pri čemu takve interakcije mogu da budu protektivni faktor za čoveka. Teški metali pokazuju tendenciju da se akumuliraju tokom vremena gde se njihov efekat ne iskazuje kao akutni, već dovodi do hroničnih, degenerativnih promjena na pojedinim ţivotno vaţnim organima: jetri, kostima, slezini, mozgu itd. Najnovija istraţivanja su pokazala da metali arsen, kadmijum, hrom, nikl i olovo predstavljaju potencijalne

kancerogene elemente, mada još nisu tačno odreĎene granične koncentracije koje mogu biti povezane sa uzrokom bolesti.

S druge strane navodi se da i nedostatak nekih metala (npr. cink i selen), moţe biti takoĎe stimulans ozbiljnih i kancerogenih oboljenja.

Teški metali su manje topivi u alkalnim zemljištima, a odrţavanje visoke vrednosti pH je jedan način za redukciju verovatne kontaminacije biljaka teškim metalima. pH vrednost zemljišta se mora drţati na vrednosti 6,5 ili više.

Sli ka 4 . Crne ivice na listovima biljaka pokazuju da je zemljište zagađeno

teškim metalima

9



4.0. TOKSIČNO DEJSTVO I KARAKTERISTIKE METALA

NEKIH TEŠKIH

Kadmijum (Cd)

Kod brojnih biljnih vrsta intenzitet transporta kadmijuma u nadzemnim organima je u korelaciji sa njegovom koncentracijom u hranljivoj podlozi. Kadmijum usvojen iz hranljive podloge uglavnom se zadrţava u korenu. Udeo ovog elementa u stablu i listovima bil jaka je pribliţno isti ali manji od njegove koncentracije u podzemnom delu biljke. Neke biljke (djetelina) imaju sposobnost da akumuliraju kadmijum usvojen iz zemlje. U semenu ţitarica, gajenih na jako kontaminiranim zemljištima, najčešće ne prelazi 1mg/kg

suve materije. Ovaj element najviše se apsorbuje u paradajzu, salati i spanaću. Kod pomenutih vrsta, koncentracija kadmijuma u vegetativnim nadzemnim organima moţe iznositi i do 160mg/kg.

Veće koncentracije u biljkama inhibiraju metabolizama gvoţĎa, izazi vaju hlorozu i time smanjuju intenzitet fotosinteze. Isto tako, visoke koncentracije kadmijuma inhibiraju disanje i transport elektrona u procesu oksidativne fosforilacije. Kadmijum inhibira

transpiraciju kao i pokrete ćelija zatvaračica stominog aparata. Olovo (Pb)

Najveći zagaĎivači prirode olovom su motorna vozila. Nakupljanje olova u biljkama, u blizini autoputeva zavisi od udaljenosti biljaka od saobraćajnice, pokrovnosti zemljišta biljkama, duţine trajanja vegetacije, pravca i intenziteta vetra. Intenzitet kontaminacije biljaka olovom smanjuje se njihovom udaljenošću od velikih saobraćajnica. Biljke olovo u neorganskom obliku slabo usvajaju i premj eštaju u nadzemne organe, izuzev na kiselim zemljištima. Organska jedinjenja olova, veoma se brzo usvajaj u i transportuju u nadzemne delove biljaka. Taloţenje olova kod većine biljaka intenzivnije je u korenu u odnosu na nadzemne delove. Velika moć korena u djela. Olovo u većim

akumulaciji olova mogla bi da bude i jedan vid zaštite nadzemnog koncentracijama inhibira izduţavanje korena i rast listova, inhibira proces fotosinteze, utiče na morfološko-anatomsku graĎu biljaka... Smatra se da pšenica i soja imaju relativno visoku tolerantnost prema olovu. Spanać se ubraja u osetljive biljke. Kod ove biljne vrste ve ć pri koncentraciji od 10mg/kg suve materije, prinos se značajno smanjuje.

Ţiva (Hg) 10



Sva jedinjenja ţive su izuzetno toksična za biljke i ţivotinje. Fitotoksičnost ţive ne predstavlja veći ekološki problem. Koncentracija pri kojoj se uočavaju simptomi viška ţive na biljkama znatno je iznad onih koji se u normalnim uslovima nalaze u zemljištu. Sem toga, pristupačnost ţive u zemljištu za biljke je obično niska. Smatra se da koren predstavlja prepreku većem nakupljanju ţive u izdanku. Prema ispitivanjima, Beauforda

(1970) akumulacija ţive u korenu je dvadeset puta veća nego u izdanku. Koncentracija ţive u biljkama kreće se u proseku od 10 do 200ng/g suve materije, a u blizini nalazišta ţive od 500 do 3.500ng/g. Kod ţita, koncentracija ţive je od 3 do 10 puta ni ţa u zrnu nego u slami. U zrnu ječma i pšenice, koncentracija ţive se kreće oko 1 do 2ng/g suve materije. Ţiva narušava graĎu biomembrana i menja aktivnost enzima čime narušava razmenu materija i inhibira rast i razvoj biljaka. Hrom (Cr)

Koncentracija za biljke pristupačnog hroma u većini zemljišta je niska, čime se moţe objasniti njegov mali udeo u biljkama. Koncentracija hroma u suvoj materiji biljaka u proseku kreće se od 0,2 do 4mg/kg. Biljke koje uspjevaju na serpentinskim zemljištima mogu da sadrţe i do 100mg/kg (Brooks, 1987). Koncentracija hroma u korena stom povrću i u većini krmnih biljaka kreće se od 0,01 do 1mg/kg. U zrnu ţita, utvrĎena je koncentracija od 1,7mg/kg, a u brašnu i hlebu koji

su dobijeni od njega, 0,23, odnosno 0,17mg/kg (Pais 1980). Veće koncentracije hroma deluju toksično na biljke. Najčešći simptomi viška hroma su hloroza i zaostajanje u rastu. Veće koncentracije mogu da utiču i na klijanje semena, vodni reţim, sadrţaj elemenata i pigmenata hloroplasta. Nikl (Ni)

Prosječan

sadrţaj nikla u biljkama iznosi od 0,1 do 5mg/kg suve materije. Lišće obično ima najveći sadrţaj nikla, mlaĎi delovi imaju veći sadrţaj od starijih, a seme veći sadrţaj od slame. Nikal, za razliku od olova i kadmijuma, ima dobru pokretljivost kako u ksilemu tako i u floemu i u značajnoj količini se nakuplja u plodovima i semenu. Uočeno je da višak nikla izaziva hlorozu koja pods jeća na hlorozu izazvanu nedostatkom

gvoţĎa. Nikal nepovoljno utiče ne samo na pokretljivost, odnosno translokaciju gvoţĎa, već i na samo njegovo usvajanje. Nichoelas i Thomas (1954) ispitali su uticaj nikla na porast paradajza i ustanovili da koncentracija od 15 do 30 milivala izaziva hlorozu, naročito kod mladih listova. Kod ovc a dolazi do nekroze a kod pšenice, suncokreta i

kukuruza do smanjenja rasta. Postoje, meĎutim, neke biljke, kao što je Alyssum, koje za nomalan rast i razvoj zahtevaju nikal. Bakar (Cu) 11



Pokretljivost bakra u biljkama je osrednja. Ascedentni transport i reutilizacija u velikoj meri zavise od stepena obezbeĎenosti biljaka ovim elementom. Ako ga nema dovoljno, premeštanje iz korena u nadzemne organe, kao i iz starijih listova u mlade, neznatno je. Iz listova pšenice koja je obilno obezbeĎena ba krom u toku nalivanja zrna, premj ešta se 70% bakra u zrnu. Nasuprot tome, iz listova kojima nedostaje bakra, premeštanje je svega 20%. Koncentracija bakra u biljkama kreće se od 5 do 30mg/kg u suvoj materiji. Ukoliko je njegov udeo u suvoj materiji lista manji od 4mg/kg, smatra se da biljke nisu u dovoljnoj meri obezbeĎene, sadrţaj preko 20 do 100mg/kg ukazuje na veliku koncentraciju ovog

elementa. Osetljivost biljnih vrsta na njegov nedostatak je različita. U izrazito osetljive biljke ubrajaju se ovas, pšenica, ozimi i jari ječam, lucerka, duvan, spanać. Tipični znaci nedostatka bakra su venenje, uvijanje listova, odumiranje mladih listova, nekroza, hloroza, smanjenje porasta i prinosa.

Do toksičnog dejstva ovog elementa dolazi ako je njegov ukupan sadrţaj u zemljištu od 25 do 40mg/kg i ako je pri tome pH vrednost zemljišta ispod 5,5. Moţe se reći da se velika količina bakra javlja u kiselim zemljištima. Bakru, kao ekološkom činiocu, treba pokloniti odgovarajuću paţnju imajući u vidu ne samo potrebe biljaka i ţivotinja za ovim elementom, već i činjenicu da je u većim koncentracijama veoma toksičan. Cink (Zn)

Cink spada u grupu elemenata čija je pokretljivost u biljkama osrednja. Njegovo premeštanje iz starijih u mlaĎe organe naročito je sporo kod nedovoljne obezbeĎenosti cinkom. U slučaju kada je njegova koncentracija u spoljašnjoj sredini visoka, taloţi se u korenu. Koncentracija cinka u suvoj materiji biljaka kreće se od 1 do 10.000mg/kg suve materije, u proseku 30 do 150mg/kg, najčešće 20 do 50mg/kg. Pri koncentraciji od 10 do 20mg/kg moţe se računati sa latentnim, pa čak i akutnim nedostatkom cinka. Zbog višestruke uloge u razvoju biljaka, nedostatak cinka izaziva velike promene, kako u razmeni materija, tako i u morfološkoj i anatomskoj graĎi biljaka. Od biljaka, na nedostatak cinka naročito su osetljivi kuku ruz i jabuka. Cink se ubraja u umereno toksične metale. Njegova toksičnost za biljke manja je od bakra. Znaci velike koncentracije cinka kod biljaka najčešće se javljaju na kiselim tresetnim zemljištima, na zemljištma koja su nastala iz matičnog supstrata bogatog cinkom, kao i u okolini rudnika i topionica cinka.

Vidljivi simptomi viška ovog elementa javljaju se kada njegova koncentracija u suvoj materiji prelazi 300 do 5.000mg/kg. U ovim slučajevima, kod biljaka dolazi do niţeg rasta, smanjenja korenovog sistema, obrazovanja sitnih listova i nekroze listova. Arsen (As)

U biljkama koje se koriste u ishrani sadrţaj arsena nalazi se u granicama normale, osim ako nisu gajene na kontaminiranom zemljištu. Sadrţaj arsena u biljkama je obično znatno 12



niţi nego u zemljištu. Njegova koncentracija u suvoj materiji biljaka u proseku se kreće od 1 do 7mg/kg suve materije. U ekstremnim uslovima zabilj eţena je koncentracija od 3.460mg/kg suve materije.

Nakupljanje, a samim tim i toksičnost ovog elementa, veća je na kiselim zemljištima, posebno ako je pH vrednost zemljišta manja od 5. Na teţim zemljištima reĎe dolazi do njegovog toksičnog dejstva nego na p jeskovitim, jer se kod prvih arsen bolje vezuje. Osetljivost biljaka na visoke koncentracije arsena je različita. U najos jetljivije vrste spadaju pasulj, lucerka i uopšte leguminoze, dok su tolerantne vrste krompir, paradajz i šargarepa. U prirodi se veoma retko moţe uočiti fitotoksično dejstvo visokih koncentracija arsena ili njegovo nepovoljno dejstvo na prinos biljaka.

Pošto je koncentracija arsena u biljkama niska, njegovo ulaţenje u lanac ishrane preko biljaka je neznatno. Selen (Se)

Kapacitet nakupljanja selena kod pojedinih biljaka značajno se razlikuje. Velikom sposobnošću nakupljanja selena odlikuju se različite vrste roda Astralagus (Leguminosae), Conopsis (Compositae), Stanleya (Cruciferae) i Xylorhiza (Compositae).

Koncentracija selena u njima kreće se od 10³mg/kg suve materije (Adriano 1986). U drugu grupu biljaka mogu se ubrajati vrste rodova Aster, Atriplex, Mentizelia i Sideranthus. Koncentracija selena u njima iznosi nekoliko stotina mg/kg.

Selen nije neophodan element za više biljke. Stimulativno dejstvo niskih koncenracija na rast biljaka se ne isključuje. Njegovo toksično dejstvo je predmet detaljnijeg proučavanja. Ogromne količine selena inhibiraju rast i izazivaju hlorozu. Ovaj element se najviše akumulira u tačkama rasta i semenu. Kod mnogih biljaka pojava mirisa bijelog luka ukazuje na prekomerno nakupljanje selena. Bor (B)

Koncentracija bora u biljkama veća je nego u zemljištu. U suvoj materiji biljaka njegovo učešće u proseku se kreće od 2 do 70mg/kg. Monokotiledone biljke obično sadrţe 2 do 5mg/kg, a dikotiledone 20 do 80mg/kg.

Koncentracija ovog elementa naročito je visoka u generativnim organima, prašniku, plodu i ţigu, u listovima i to posebno u rubnom delu lista. Bor se ubraja u elemente koji su neophodni biljkama. Njegov nedostatak, naročito kod dikotiledonih biljaka izaziva velike fiziološke i morfološke promene. Prevelika količina bora takoĎe izaziva fiziološke i morfološke promene kod biljaka. Otpornost biljaka prema visokim koncentracijama bora je različita. Najos jetljivije su smokva, breskva, pasulj i vinova loza. Srednje tolerantne su kukuruz, luk, šargarepa, paradajz, duvan i krompir , a najtolerantnije su šećerna repa i pamuk. Od biljaka, avokado ima najveću koncentraciju bora 7 – 10mg/kg u sveţem obliku, zatim stono voće 1,4 13



3,5mg/kg, koštičavo i bobičasto voće 0,3 -2,4mg/kg. Ţitarice sadrţe od 1 -5ppm bora. Toksično dejstvo bora ispoljava se ako je njegovo učešće u suvoj materiji biljaka veći od 100 do 1.000mg/kg. Fluor (F)

Usvajanje fluora korenom je pasivan, difuzan proces. Biljke mogu da ga usvajaju i preko nadzemnih organa.

Usvajanje fluora preko lista proporcionalno je njegovoj koncentraciji u atmosferi duţini ekspozicije, a u velikoj meri zavisi i od vlaţnosti vazduha. Sadrţaj fluora u suvoj materiji biljaka kreće se u proseku od 2 do 10mg/kg. Neke biljne vrste sposobne su da akumuliraju mnogo veće količine. Kamilica u proseku sadrţi oko 100, pa i do 180mg/kg suve materije. Kod biljaka koje su rasle na jalovini rudnika, ili su gajene na visokim koncentracijama fluora u hranljivoj podlozi, najveći sadrţaj ovog elementa utvrĎe n je u korenu. Njegova koncentracija u semenu kod biljaka Festuca rubra i Minuartia verna bio je čak 4 puta veći nego u listovima. Raspodela fluora u listovima monokotiledonih biljaka takoĎe je specifična. U listovima trava njegov sadrţaj je veći u vršnom delu nego u osnovi lista. Kamelije su izuzetak jer

mogu akumulirati jedinjenja fluora od 100mg/kg i više. Veće doze izazivaju smanjenje produkcije organske materije i morfološko-anatomske promene. Fluor deluje i na disanje biljaka, stimulativno ili inhibitorno. Simptomi toksičnog dejstva fluora uočavaju se na najmlaĎim listovima, na vrhu ili po ivicama lista. Oštećeni delovi lista mogu poprimiti različite boje, ţutu, mrku ili ljubičastu.

14



5.0.

ZAKLJUČAK

Iz priče o teškim metalima sasvim je jasno da smo na neki način stalno izloţeni delovanju različitih faktora ekološkog zagaĎenja. Svakodnevno smo izloţeni štetnim činiocima iz tepiha koji su zaštićeni od moljaca, ili iz naše odjeće izraĎene od pamuka koja je obraĎivana pesticidima. A da ne pominjemo stvari koje se nalaze u sastavu kozmetičkih sredstava ili lepila. Ove stvari kada jednom dospeju u naš organizam sakupljaju se u masnom tkivu, bubrezima, jetri, mozgu, a odatle ispoljavaju delovanje na biohemijske i

hormonske procese, kao što su metabolizam i rast stanica, te plodnost. Pored onih koje su po poreklu prirodni proizvodi,

postoji i sve veći broj sintetičkih, kao i onih koje se dobijaju hemijskom transformacijom prirodnih proizvoda u našim tehnološkim procesima. Ovome još više doprinosi nedovoljno razvijena ekološka svijest i neinformisanost graĎana. čovek ne moţe da utiče. MeĎutim, antropogeni izvori teških metala su postali značajni zagaĎivači zemljišta i njihovo dospevanje čovek mora sprečiti ili bar kontrolisati kako bi u sistemu zemljište-biljkačovek, krajnji korisnik imao ispravnu i kvalitetnu hranu.

Na pojedine hemikalije prirodnih izvora (npr. nikl),

15



6.0. LITERATURA [ 1.] Miodrag P., Branka J., Gordana B., Dragana B.,

sredine“, Čačak, 2007. god. [ 2.] www.poliklinika-harni.r s [ 3.] www.wikipedia.org

7.0. SADRŢAJ: 16


„Ekologija i zaštita ţivotne


1.0. UVOD................................................................................................................. 2.0. POJAM I VAŢNOST TEŠKIH METALA.................................. 2.1. Teški metali u zemljištu ………………………………………... .............. 2.2. Teški metali u vodi….. …………………………………………………… 2.3. Teški metali u vazduhu .................................................................... 3.0. BIOLOŠKI ZNAČAJ TEŠKIH METALA............................................... 4.0. TOKSIČNO DEJSTVO I KARAKTERISTIKE NEKIH TEŠKIH METALA............................................................................................ 5.0. ZAKLJUČAK ................................................................................................... 6.0. LITERATURA................................................................................................. 7.0. SADRŢAJ..........................................................................................................

17


2 3 3 6 7 8 10 15 16 17

Teski Metali i Zivotna Sredina

Recommend Documents