مواد شیمیایی آب و فاضلاب ناشی از فعالیت‌های انسان

مواد شیمیایی ناشی از فعالیت‌های انسان

در این مطلب مسمومیت‌زایی مواد شیمیایی آب و فاضلاب را در ماهی، که احتمال وقوع آن در آب‌های سطحی زیاد است، به اختصار شرح خواهیم داد.
در صورت امکان غلظت‌های حاد سمی برای کسب اطلاعات مفید در مورد تخلیه اتفاقی مواد شیمیایی در آب که احتمال دارد غلظت‌های زیاد در مدتی کوتاه وجود داشته باشند و همچنین حداکثر غلظت‌های قابل‌قبول تخلیه مداوم مقادیر کم مواد شیمیایی مربوط است، ارائه گردیده اند. اثرات درمانگاهی و پاتو آناتومیکی نیز تشریح شده‌اند. برای اخذ اطلاعات تفصیلی بیشتر باید به منابع استاندارد مراجعه گردد.

سیانیدها

سیانیدها به صورت طبیعی در آب یافت نمی‌شوند. آن‌ها مواد شیمیایی آب و فاضلاب هستند که می‌توانند از طریق فاضلاب‌های مختلف صنعتی، به ویژه صنایع نورد فلزات و تولید حرارت از زغال سنگ (مثلا تولیدگاز شهری) وارد آب‌های طبیعی شوند.
سیانیدها ممکن است به شکل ترکیبات ساده (HCN غیرمحلول، یون‌های ساده (CN یا ترکیبات پیچیده (مثل ترکیبات با آهن، کبالت، نیکل و سایر فلزها) در آب وجود داشته باشند.
سیانیدهای ساده برای گونه‌های مختلف ماهیان، بسیار سمی و یا فوق‌العاده سمی هستند. غلظت کشنده آن‌ها برای بسیاری از گونه‌های ماهیان در محدوده 0.03 تا 0.5 میلی‌گرم در لیتر است.
سمیت سیانید تحت تاثیر PH آب قرار می‌گیرد اگر PH آب کم باشد، بخش غیرمحلول HCN و همچنین سمیت آن‌ها افزایش می‌یابد سمیت سیانید با افزایش دما و کاهش غلظت اکسیژن محلول در آب نیز زیاد می‌شود.
سمیت سیانیدهای پیچیده بر حسب توانایی آن‌ها برای تجزیه و تبدیل شدن به فلز و HCN فرق می‌کند. مثلا ترکیبات پیچیده و غیرقابل تجزیه سیانیدهای آهن سمیت کم یا بسیار کمی برای ماهی دارند اما ترکیبات پیچیده سیانید با روی، کادمیوم، مس و جیوه که تجزیه می شوند. بسیار سمی هستند.

حداکثر میزان قابل‌قبول غلظت‌های ترکیبات مختلف سیانیدها برای پرورش ماهی در دامنه 0.002 تا 0.02 میلی‌گرم در لیتر پیشنهاد می‌شود. مکانیزم فعالیت سمی سیانیدها بر پایه مهار کردن آنزیم‌های تنفسی (به عبارت دیگر سیتوکروم اکسیدازها) استوار است.
این امر مانع انتقال اکسیژن از خون به بافت می‌شود، تنفس بافتی را کاهش می‌دهد و منجر به خفگی بافتی می‌گردد. علایم درمانگاهی مسمومیت ماهی با سیانید شامل افزایش عمق تنفس، اختلال‌های عصبی و از دست دادن تعادل است. اگر ماهی در مراحل اولیه نشان دادن علایم به آب تمیز منتقل شود. در مدت 1 تا 2 ساعت بهبود خواهد یافت.
علایم ویژه آزمایش‌های پاتوآناتومیکی موارد مسمومیت با سیانید مشتمل بر رنگ قرمز آلبالویی آبشش‌ها و برخی اوقات نشت مایع بافتی مخلوط با خون، به درون حفره بدن است.

فلزهای دو ظرفیتی و نمک‌های آن‌ها

ممکن است مقادیر ناچیز فلزهای موجود در آب منشاء طبیعی داشته باشند. اگر آب‌ها با غلظت‌های بالاتر فلزها آلوده شده باشند، این آلودگی مواد شیمیایی آب و فاضلاب ممکن است منشایی از معادن سنگ و سنگبری‌ها، کارخانه‌های نورد سطحی فلزها، صنایع ساخت فیلم خام، نساجی، چرم و سایر منابع داشته باشد.
نزولات جوی می‌توانند فلزهای موجود در گرد و غبار، ذرات معلق تولید شده از احتراق‌های سوخت‌های فسیلی، گازهای خروجی از وسایط نقلیه موتوری و سایر منابع را در خود حل کنند.
اثرات سمی فلزها بر ماهی مکانیزم‌های مختلفی دارند. بسیاری از فلزها تمایل زیادی به ترکیب با اسیدهای آمینه و گروه‌های SH و پروتئین‌ها دارند و شبیه به سموم آنزیمی عمل می‌کنند. سمیت فلزها در ماهی به نحو بارزی تحت تاثیر شکل فلز موجود در آب قرار می‌گیرد.
شکل‌های یونی و ترکیبات ساده معدنی فلزها، بسیار سمی‌تر از ترکیبات پیچیده آلی و معدنی هستند. به‌ویژه فعالیت سمی فلزها در مراحل اولیه نمو ماهی مشهود است.
یکی دیگر از خصوصیات بالقوه زیان‌بار فلزها، توانایی آن‌ها برای انباشته شدن در خون و فلور آب‌هاست. این خاصیت به صورت کمی توسط ضریب انباشتگی توصیف شده است و مقادیر آن می‌توانند صدها تا هزاران باشند. به‌ویژه جیوه، سلنیوم و کادمیوم ظرفیت زیست – انباشتگی زیاد دارند. از این رو، غظلت این فلزها در آب نشان‌دهنده کل آلودگی زیست محیط آبی نیست.
بهتر است از محتویات رسوب‌ها و به‌خصوص فلزهای موجود در بدن ماهیان شکارچی که در حلقه آخر زنجیره غذایی قرار دارند، به‌عنوان نشانگر استفاده شود. از نقطه‌نظر عملی، آلومینیوم، کروم، آهن، نیکل، مس، روی، آرسینک، کادمیوم، جیوه و سرب مهم‌ترین فلزها در شیلات هستند.

کروم

ترکیبات سه ظرفیتی کروم بیشتر از ترکیبات شش ظرفیتی برای ماهیان و سایر موجودات آبزی سمی هستند، براساس اطلاعات مربوط به LC₅₀به دست آمده در مورد گونه های مختلف ماهی، ترکیبات کروم III از موادی هستند که سمیت زیادی برای ماهی(LC₅₀ معادل 2 تا 5/7 میلی گرم در لیتر ) دارند، در صورتی که ترکیبات کروم VI از مواد با سمیت متوسط (LC₅₀ از 35 تا 75 میلی گرم در لیتر) هستند. سمیت ترکیبات کروم نیز به نحو قابل ملاحظه ای تحت تاثیر عوامل فیزیکو – شیمیایی آب، به ویژه PH و غلظت کلسیم و منیزیم، قرار می گیرند.
در مقایسه با آبهای سبک اسیدی سمیت کروم برای آبزیان در PH بالا و غلظت زیاد کلسیم، کاهش می یابد.
در مسمومیت حاد با ترکیبات کروم، سطح بدن ماهی با مخاط پوشیده می شود، بافت پوششی تنفسی آبششها صدمه می بیند و ماهی با علایم نفس تنگی می میرد.مایع زرد – نارنجی رنگی در حفره بدن ماهیان مبتلا به مسمومیت مزمن با کروم جمع می شود.

آلومینیوم

سمیت آلومینیوم در ماهی به میزان زیادی به خصوصیات فیزیکی – شیمیایی آب و به ویژه PH بستگی دارد. آلومینیوم در PH کمتر از 6 محلول است.
در این محدوده PH ممکن است تعدادی گونه شیمیایی آلومینیوم تشکیل شود که سمی ترین آنها در محدوده 5.2تا 5.8به وجود می آیند. آلومینیوم در PH های بالاتر به شکل هیدروکسید رسوب می کند و می تواند به صورت جامد در آب معلق شود.ممکن است آلومینیوم تازه رسوب کرده (کلوئیدی) سمی باشد. کلا هیدروکسید جامد معلق سمیتی کم و مشابه با جامدات معلق در آب دارد.
در آزمایشهای سمیت، بچه ماهیان قزل آلا در PH 7، در معرض غلظتهای مختلف آلومینیوم قرار گرفتند. معلوم شد غلظت نا چیزی معادل 0.25میلی گرم آلومینیوم در لیتر به نحو مشخصی رشد آن ماهیان را کاهش داده است. هنگامی که غلظت بسیار کمتری، 0.05میلی گرم در لیتر آزمایش شد، هیچ اثر نا مطلوبی نداشت. از این رو، این غلظت در آن PH ایمن تلقی می شود.
تلفات عمده بچه ماهیان Maraena و Peled که در آب شهری زلال شده توسط فلوک سولفات آلومینیوم نگهداری شدند، مثالی کاربردی است.
غلظت آلومینیوم در آب حداکثر 0.3 میلی گرم در لیتر و phبین 7 و 7.5 بود و تمام بچه ماهیان Maraena و Peled در عرض 10 تا 14 روز پس از تخم گشایی تلف شدند.
معلوم نشد که این تلفات به دلیل آلومینیوم یونی بود یا اینکه میکروفلوکها بر تنفس ماهی تاثیر گذاشته بودند.

آهن

آهن در آبهای سطحی به شکل فروس در وضعیت II(ترکیبات محلول) یا فریک در وضعیت IIIترکیبات تقریبا نا محلول) وجود دارد.
نسبت بین این دو شکل آهن به غلظت اکسیژن،PH و سایر خواص شیمیایی آب بستگی دارد.
ماهی ممکن است توسط ترکیبات آهن موجود در آبهای کم اکسیژن با PH کم، که عمدتا به شکل ترکیبات محلول هستند، آسیب ببیند.
چون سطح آبشش ماهی میل به قلیاییت دارد، آهن فروس محلول می تواند اکسیده و به ترکیبات نامحلول فریک تبدیل شود. سپس این ترکیبات سطح لاملومهای آبشش را می پوشاند و جلوی تنفس را میگیرند.
در دماهای کمتر و با حضور آهن، باکتری هایی که آهن را در بدن خود انباشته می کنند سریعا در سطح آبشش تکثیر می شوند و بعدا در اکسیداسیون ترکیبات آهن فروس شرکت می کنند و پرگنه های رشته ای آنها، آبشش را میپوشاند.
این پر گنه ها اول بی رنگ هستند اما بعدا آهن ته نشین شده آنها را قهوه ای رنگ میکند.
ترکیبات ته نشین شده آهن و رشته های باکتری های آهن دوست، سطح قابل دستیابی تنفس آبششها را کاهش می دهند، به بافت پوششی تنفسی آسیب می رسانند و لذا ممکن است ماهی را خفه کنند.
ترکیبات آهن در یک فعالیت سمی مشابه بر سطح تخم ماهی، که بعدا در اثر فقدان اکسیژن خواهند مرد، رسوب میکنند.
اندازه گیری غلظت کشنده آهن برای ماهی، ساده نیست. زیرا به میزان قابل توجهی به شرایط فیزیکو – شیمیایی آب بستگی دارد.
کلا مقبول است که غلظت شکلهای یونی محلول آهن برای پرورش کپور ماهیان از0.1 میلی گرم در لیتر تجاوز نکنند.
این مقدار برای آزاد ماهیان0.1 میلی گرم در لیتر است .

نیکل

نیکل می تواند از طریق فاضلاب کارخانه های آبکاری فلزات به آبهای سطحی راه پیدا کند. ترکیبات نیکل سمیت متوسطی برای ماهی دارند.
غلظت کشنده این ترکیبات درتماسهای کوتاه مدت بین 30 تا 75 میلی گرم در لیتر است.
سمیت ترکیبات نیکل، مثل سایر فلزها، به نحو بارزی تحت تاثیر خواص فیزیکو-شیمیایی آب قرار می گیرد. مثلا غلظت کشنده نیکل برای ماهی سه خاره را در آب های سبک دارای کلسیم کم، کمتر از 10 میلی گرم در لیتر است .دراین موارد می توان نیکل را برای ماهی بسیار سمی تلقی کرد.
پس از تماس با ترکیبات نیکل محفظه های آبششی با مخاط پر شده، لاملومها به رنگ قرمز تیره در می آیند.

مس

با وجودی که مس برای ماهی بسیار سمی است، از ترکیبات آن در پرورش ماهی و شیلات به عنوان جلبک کش و برای پیشگیری و درمان برخی از بیماریهایی ماهی استفاده می شود.
خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آب تاثیر قوی بر سمیت مس برای ماهی دارد.مس در آب حاوی غلظتهای زیاد مواد آلی، پیوند ایجاد می کند و به صورت ترکیبات پیچیده یا محلول و درآبهایی با غلظت زیاد بی کربنات / کربنات به صورت کربنات مس غیر محلول یا کم محلول رسوب می کند. بعید به نظر می رسد ترکیباتی که به آهستگی حل می گردند یا نا محلول هستند وارد بدن ماهی شوند، لذا سمیت آنها برای ماهی کم است.
مقایسه ای بین LC₅₀ های مختلف ثبت شده در مورد کپور، طی تماس48 ساعته با 5H₂O ، CuSO₄ در آب استخر (6/PH=7، ظرفیت اسیدی در5/PH= 4که معیاری برای اندازه گیری قلیاییت بی کربنات است=2/2 میلی مول در لیتر، =COD_MNسی و دو میلی گرم O₂ در لیتر) و در آب چاه (2/PH=6،ظرفیت اسیدی در 5/PH=4 مساوی است با 6/ 0میلی مول در لیتر، =COD_MN میلی گرم2/ O₂ 2در لیتر) مثال خوبی برای تاثیر حلالیت است .LC₅₀ در آب سخت استخر معادل 1/8 میلی گرم در لیتر و در آب کمتر سخت چاه مساوی 1.5 میلی گرم در لیتر بود.
حداکثر غلظت قابل قبول مس در آب برای نگهداری ماهی، بسته به خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آب و گونه ماهی، از 0/001تا0/01 میلی گرم در لیتر است.
علایم درمانگاهی شاخص مسمومیت ماهی با یون مس و ترکیبات آن شامل تنفس مشکل و در کپور ماهیان، بلعیدن هوا در سطح آب است.
ظاهر ویژه پاتو – آناتومیک مشتمل بر وجود مقادیر زیادی مخاط بر سطح بدن، زیر سر پوش آبششی و درون آبششهاست. مسمومیت حاد با مس را می توان با تجزیه شیمیایی آبششها، که غلظت مس در آنجا بیشتر از سایر قسمتهای بدن ماهی است، تشخیص داد.
آبشش ماهیانی که در آبهای آزاد غیر آلوده با مس صید شده اند حداکثر دارای 10 میلی گرم مس در یک کیلو گرم وزن خشک بوده است.

روی

در پرورش قزل آلا غالبا با مسمومیت با روی مواجه می گردند. قزل آلای رنگین کمان و قهوه ای، به ویژه بچه ماهیان، نسبت به روی و ترکیبات آن فوق العاده حساس هستند.
غلظتهای کشنده برای آزاد ماهیان حدود 0.1 میلی گرم در لیتر (برخی از مولفان حتی0.01میلی گرم در لیتر را پیشنهاد کرده اند) و برای کپور ماهیان تقریبا 0.5 تا 1 میلی گرم در لیتر است.
سمیت روی در ماهی تحت تاثیر مشخصات شیمیایی آب قرار می گیرد. به ویژه افزایش غلظت کلسیم، سمیت روی را کاهش میدهد.
نشانی های درمانگاهی و تصویر پاتو – آناتومیکی مسمومیت ماهی با روی، شبیه به مس است.
استفاده نکردن از لوله های گالوانیزه برای آب رسانی و مخازن و همچنین وسایل گالوانیزه بهترین روش اصلاحی، بخصوص در آبهای سبک و اسیدی است.

کادمیوم

کادمیوم در آبهای سطحی با غلظتهای بسیار کمتر و معمولا همراه با روی دیده می شود. کادمیوم موجود در آبهای سطحی می تواند محلول یا غیر محلول باشد. شکلهای محلول که می توانند برای ماهی مسمومیت زا باشند شامل یونهای ساده و ترکیبات یونی آلی و معدنی هستند.
گذشته از فعالیت حاد سمی که شبیه به سایر فلزات سمی است (آسیب رساندن به سیستم عصبی و اندامهای پارانشیمی)، غلظتهای بسیار کم کادمیم، پس از تماس طولانی مدت، می توانند اثرات ویژه ای ایجاد کنند.
مهم ترین این تاثیرات ویژه بر اندامهای تولید مثلی اعمال می شوند، یک مورد تاثیر نامطلوب تماس دراز مدت با کادمیوم بر بلوغ، قابلیت تخم گشایی و رشد و نمو لاروهای قزل آلا در غلظت ناچیزی معادل 0.002 میلی گرم در لیتر است.
غلظت حاد کشنده کادمیوم برای گونه های مختلف ماهی از 2 تا 20 میلی گرم در لیتر است. سمیت کادمیوم با افزایش مقادیر کلسیم و منیزیم آب، کاهش مییابد.
حداکثر غلظت قابل قبول کادمیوم برای آزاد ماهیان0.0002 و برای کپور ماهیان 0.001میلی گرم در لیتر است.

آرسنیک

قاعدتا آرسنیک با وضعیت اکسیداسیون v در آب یافت می شود اما برخی اوقات به شکلهای غیر پایدار و به عبارت دیگر وضعیت اکسیداسیونIII نیز وجود دارد.
شبیه به جیوه (صفحات بعد را ببیند) فعالیت های زیست شناختی (بخصوص باکتریایی) ممکن است منجر به تشکیل مشتقات آلی متیل آرسنیک شوند. پسابهای صنعتی از قبیل دباغی، کارخانه های سنگ بری و رنگ سازی منابع اصلی آلودگی آبهای سطحی با آرسنیک هستند.
آرسنیک می تواند در مقادیر زیاد در رسوبهای بستر ابهای جاری، مخازن و موجودات زنده آبزی انباشته شود.
ترکیبات آرسنیکی در وضعیت سوم اکسیداسیون ( آرسنیتها ) نسبتا سریع به درون ماهی جذب می شوند و بسیار سمیتر از ترکیبات مرحله V (آرسناتها) هستند.
به عنوان مثال دی آرسنیک تری اکسید از ترکیباتی است که می تواند در مدت 48 ساعت تمام گونه های ماهی را بکشد و جزو موادی با سمیت متوسط تا زیاد قرار می گیرد. غلظتهای کشنده ترکیبات مختلف آرسنیک بین 3 و 30 میلی گرم در لیتر هستند.

جیوه

جیوه عمدتا از طریق فاضلابهای صنعتی و نزولات جوی به محیط آبی منتقل می شود. آبهای غیر آلوده مقادیر نا چیزی و نه بیشتر از0.1 میلی گرم در لیتر، جیوه دارند. غلظتهای جیوه آبهای سطحی معیار واقعی کل میزان جیوه موجود درمحیط نیست. از این رو دامنه آلودگی با جیوه را در آن مکان، نشان نمی دهند. زیرا جیوه از آب به درون رسوبات بستر آبهای جاری، دریاچه ها و مخازن حمل و عمدتا به صورت سولفید انباشته می شود. عنصر جیوه و ترکیبات آلی و معدنی آن می توانند در رسوبات متیله شوند.
متیل جیوه محصول نهایی این متیلاسیون است که وارد زنجیره های غذایی گردیده به نحو فزاینده ای در تمام موجودات آبزی زنجیره غذایی انباشته میشود. (روندی که توسط فعالیت میکروار گانیزمها شروع میشود.
جیوه می تواند از غذا و از مسیر دستگاه گوارش به درون بدن ماهی جذب شود. آبششها و پوست راههای دیگر جذب جیوه هستند.
اعتقاد بر این است که جذب از طریق دستگاه گوارش مهم ترین عامل در انباشت متیل جیوه است.
پس از تحقیقات در نواحی تخلیه فاضلاب در رودخانه برونکا در بوهم مرکزی شواهدی دال بر تایید این امر به دست آمد. مقدار کل جیوه موجود در گوشت ماهیان این نواحی حدوده ده برابر جیوه ثبت شده در غذای آنها بود. این ضریب زی انباشتگی با ضریب کارآیی غذایی ماهیانی که در آبهای آزاد زندگی می کنند و از بی مهره گان دریایی تغذیه می کنند، قابل قیاس است.
بیشترین مقدار جیوه در سایر موجودات آبزی، در ناحیه تخلیه فاضلابها در رودخانه برونکا در زالوها به ثبت رسید. این موضوع به روش انحصاری کسب غذا توسط آنها وابسته است با عنایت به گسترش وسیع زالوها ، آنها را می توان نشانگرهای خوب آلودگی زیست محیطهای آبی به جیوه محسوب کرد.
ماهیان گوشتخوار، چون آخرین حلقه زنجیره غذایی در آب هستند، حاوی بیشترین مقادیر جیوه اند.
مشکل جیوه در زیست محیط آبی، نه تنها به دلایل زیست محیطی و بهداشتی مهم بوده بلکه از نظر پرورش ماهی نیز مهم است. معلوم شده است که ترکیبات جیوه می توانند صدماتی به بافتها و اندامهای حیاتی ماهی وارد کنند و بر تولید مثل آنها نیز زیانبار دارند.
آنها در غلظتهای بسیار کم بقای اسپرمها و میزان تولید تخمک را کاهش می دهند و به میزان بقای تخمک بارور شده در حال رشد و بچه ماهیان تاثیر میگذارند.
غلظتهای حاد کشنده و ترکیبات معدنی رایج جیوه، بسته به خواص فیزیکو – شیمیایی آب، برای آزاد ماهیان در محدوده 0.3 تا 1 و از0.2 تا 4 میلی گرم در لیتر برای کپور ماهیان است.
حداکثر غلظت قابل قبول شکلهای معدنی برای آزاد ماهیان حدود 0.001و برای کپور ماهیان تقریبا 0.002 میلی گرم در لیتر است.
به طور کلی حداکثر قابل قبول غلظت ترکیبات معدنی جیوه برای ماهیان، مقدار نا چیزی در حد 0.0003 میلی گرم در لیتر پیشنهاد شده است.

سرب

گاز – دود خروجی از وسایط نقلیه موتوری که حاوی فرآورده تجزیه ((تترا اتیل سرب )) است، یک منبع بارز آلودگی هوا و نهایتا آبهای سطحی با سرب است، در آبهای سطحی، سرب عمدتا در رسوبهای کف و با غلظتی حدود چهار برابر بیشتر از میزان موجود در آب انباشته می شود.
سمیت سرب برای ماهی و سایر آبزیان به نحو نمایانی تحت تاثیر کیفیت آب قرار گرفته، به حلالیت ترکیبهای سرب و غلظت کلسیم و منیزیم آب بستگی دارد. حلالیت ترکیبهای سرب با افزایش قلیاییت و pHآب، کاهش می یابد. همچنین معلوم شده است که سمیت سرب با افزایش کلسیم و منیزیم آب کاهش می یابد. غلظت حاد کشنده در آبهای مختلف، برای آزاد ماهیان در محدوده 1 تا 10 و برای کپور ماهیان 10 تا 100 میلی گرم در لیتر است.
سمیت حاد سرب، پیش از همه، با صدمه دیدن بافت پوششی آبششها مشخص می گردد. علایم مشخصه مسمومیت مزن با سرب شامل تغییر در پارامترهای خونی همراه با آسیب دیدگی شدید یاخته های قرمز و سفیدخون، تغییرات دژ نرسانس اندامهای پارانشیمی و آسیب دیدگی سیستم اعصاب است. سیاه شدن ساقه دمی، علامتی مشخص در قزل آلا است.
مهار آنزیم «آمینو -لوولینیک اسید دی هیدراز (ALA-D) خون ماهی یک اثر زیست شیمیایی مسمومیت با سرب است. حداکثر غلظت قابل قبول سرب در آب، برای آزاد ماهیان از 0.004 تا 0.008 میلی گرم در لیتر و 0.07 میلی گرم در لیتر برای کپور ماهیان است.

مواد شیمیایی آب و فاضلاب ناشی از فعالیت‌های انسان

مواد شیمیایی ناشی از فعالیت‌های انسان

کلر

سیانیدها

فلزهای دو ظرفیتی و نمک‌های آن‌ها

درباره شیلات فرد

درخواست مشاوره رایگان

تماس با ما