ĮvadasCheminių medžiagų kiekis aplinkoje nuolatos didėja. Gaminant ir naudojantpagamintus produktus daug įvairių cheminių junginių patenka į orą, dirvožemį irvandenį. Kai kurie cheminiai komponentai turi žalingą poveikį žmonėms ir gamtinėmssistemoms. Nežiūrint to, visuomenė šiuo metu neturi pakankamai žinių apie daugeliocheminių medžiagų poveikį žmogaus ir ekosistemų sveikatingumui. Ypač mažai žinomaapie jų žalingo poveikio laiką, bei sukeliamus negrįžtamus efektus įvairiose ekosistemosgrandyse. Dalis aplinkosauginių problemų, tokių, kaip dirvožemio, paviršinio irpožeminio vandens telkinių, atmosferos, užterštumas yra susijęs su silpna atliekų arbacheminių medžiagų sandėliavimo, laikymo, panaudojimo arba emisijų kontrole. Iš kitospusės skiriamas nepakankamas dėmesys analizuojant cheminių medžiagų reakcijągrunte, ore ir vandenyje bei nustatant jų žalingą poveikį organizmams, nors, kai kuriecheminiai komponentai naudojami jau daugelį metų.Jungtinių tautų aplinkosaugos programų vyriausybinė taryba (UNEP) 1981 mvykusioje 9 sesijoje nusprendė, kad turi būti sudarytas aplinkai pavojingų cheminiųmedžiagų sąrašas. Pagrindinė sesijoje išsakyta mintis buvo ta, kad norint išsaugotižmogaus sveikatą, reikia saugoti ekosistemas ir organizmus. Per daugelį metų buvosudarytas tarptautinis potencialiai toksinių medžiagų rejestras (IRPTC), kuriame yranurodomas cheminių medžiagų pavojingumas, nustatytas rizikos laipsnis žmogui iraplinkai, gamybos apimtys, paskirstymas ir realizavimas, papildomų žalingų medžiagųkiekio įvertinimas, cheminių komponentų transformacija, bioakumuliacija, poveikispopuliacijoms arba ekosistemoms, toksinis bei fizinis ir cheminis poveikis aplinkai(Chemical pollution…, 1992).Pasaulyje yra žinoma apie 11 milijonų įvairių cheminių medžiagų rūšių. 60 00070 000 naudojama reguliariai, iš kurių 3 000 rūšių sudaro 90%visų naudojamų chemikalų(Chemical pollution…, 1992). Tik apie nedaugelį iš šių medžiagų yra sukauptitoksikologiniai duomenys bei žinomi jų ekotoksiniai efektai aplinkoje. 1993 pabaigojebuvo surinkta ir apibendrinta patikima informacija tik apie 147 chemines medžiagas,buvo įvertintas jų poveikis žmogui ir aplinkai. Šiuo metu tokia informacija jau turima
apie 800 cheminių medžiagų. Toksinės cheminės medžiagos yra tokie junginiai, kurieyra natūraliai sutinkami aplinkoje, arba sukurti žmogaus ir paskleisti į aplinką. Šiejunginiai tiesiogiai arba netiesiogiai veikia žmogaus sveikatą ir aplinką, ir yra sunkiaipašalinami iš jos. Sunkiai pašalinamos iš aplinkos toksinės medžiagos yra vadinamospersistentiniais (stabiliaisiais) teršalais. Nežiūrint to, kad jos gamtoje veikiamos įvairiųbiotinių ir abiotinių faktorių, ilgą laiką išlieka nepakitusios, plačiai pasklinda, neigiamaiveikia žmogaus sveikatą ir sukelia nepageidaujamus ekologinius efektus aplinkoje, yrarimta aplinkosauginė problema. Persistentinių teršalų grupei priskiriami sunkieji metalai,naftiniai angliavandeniliai, pesticidai, polichlorbifenilai, policikliniai aromatiniai junginiaiir kt. Kai kurių persistentinių teršalų arba jų grupių tyrimai aplinkoje buvo pradėti maždaugprieš 50 metų, pastebėjus ekotoksinį gyvsidabrio, pesticidų ir polichlorbifenilų (PCB)poveikį gyviems organizmams. Daugiausiai sukaupta duomenų apie kiekybinę ir kokybinępersistentinių teršalų sudėtį vandens storymėje, grunte ir gyvuose organizmuose. Tačiauši informacija dažniausiai sunkiai palyginama dėl analizės metodologinių skirtumų,duomenų išsibarstymo laike bei erdvėje.Teršalų, patenkančių į aplinką, sklaida priklauso nuo daugelio fizikinių irgeocheminių procesų, iš kurių reikėtų paminėti tirpinimą ir tirpių komponentų išnešimą,naujų komponentų formavimąsi, migraciją hidrosferoje, sedimentaciją vandenstelkiniuose, kaupimąsi gyvuose organizmuose, transformaciją.Cheminių elementų migracija anot A.E Fersmano yra nulemta daugelio faktorių,kuriuos būtų galima suskirstyti į dvi dideles grupes: 1 – vidiniai geocheminės migracijosfaktoriai susiję su pačių cheminių teršalų ir jų junginių savybėmis (pvz., cheminėssavybės, ryšiai tarp atomų, elektros krūviai ir kt.) ir 2 – išoriniai geocheminės migracijosfaktoriai susiję su aplinkos, kurioje vyksta migracija termodinaminėmis savybėmis(temperatūra, slėgiu, migracinės terpės chemine sudėtimi, sorbcine galia ir kt.)(Ōåšńģąķ, 1955). Šie faktoriai lemia tiek natūraliai gamtoje besikaupiančių cheminiųjunginių, tiek ir dėl žmogaus ūkinės veiklos į aplinką patenkančių medžiagųpasiskirstymą.Šiame straipsnyje trumpai apžvelgsime kai kurių persistentinių teršalų patekimoį aplinką kelius ir kai kuriuos migracijos bei transformacijos ypatumus.1. Policikliniai aromatiniai angliavandeniliai (PAAV)Aplinkos užterštumo tyrimuose PAAV skiriamas ypatingas dėmesys dėl jųcheminio stabilumo ir didelio toksiškumo. Toksiškumas suprantamas bendrąja prasme,nes tie patys policikliniai aromatiniai angliavandeniliai pasižymi kancerogeninėmissavybėmis, sukelia išsigimimus, mutacijas, aktyvina arba depresiškai veikia imuninę irkitas sistemas. Pasaulinė sveikatos apsaugos organizacija rekomenduoja kontroliuotiaplinkoje šešis prioritetinius policiklinius aromatinius angliavandenilius: benz(a)pireną,fluoranteną, 2,3benzfluoranteną, 11,12benzfluoranteną, 1,2benzperileną,indenopireną (Šīāčķöźčé, č äš., 1988).PAAV junginių struktūra ir fizikinės-cheminės savybės. Policiklinių aromatiniųangliavandenilių molekulė susideda iš dviejų ar daugiau benzolo žiedų ir turi tik angliesir vandenilio atomus. Benzolo žiedai angliavandenilių molekulėje gali būti išsidėstęvienoje tiesėje (antracenas, tetracenas ir kt.), kampu (fenantrenas, chrizenas ir kt.)arba klasteriais (pirenas, perilenas, benz(a)pirenas). Šiuo metu aplinkoje nustatytadaugiau kaip 200 policiklinių aromatinių angliavandenilių rūšių. PAAV kristaliniaijunginiai su aukšta lydymosi ir virimo temperatūra. Jų tirpumas vandenyje, didėjantmolekulinei masei, mažėja ir priklauso nuo benzolo žiedų išsidėstymo molekulėjepobūdžio (1 lentelė).Pireno tirpumas vandenyje vidutiniškai 1000 kartų didesnis už 3,4benz(a)pirenotirpumą. Nustatyta, kad policiklinių aromatinių angliavandenilių tirpumas didėja esantvandenyje naftos produktams, detergentams.1 lentelė. Fizikinė-cheminė PAAV charakteristika (pagal Šīāčķöźčé, č äš., 1988).Table 1. Physical-chemical characteristics of polyciclic aromatic hydrocarbons(according to Šīāķčöźčé, et al., 1988).Patekimo į aplinką šaltiniai:– Antropogeninis šaltinis. Daugiau kaip pusė visų policiklinių aromatiniųangliavandenilių į aplinką patenka gaminant energiją (pvz., deginant mazutą) bei supramonės įmonių, deginančių anglį, išmetimais. Nemažą kiekį šių teršalų į aplinkąpaskleidžia transportas. M.J. Suess apskaičiavo, kad pasauliniu mastu benz(a)pirenoemisija siekia 5000 t per metus, iš kurių 73%tenka pramonei ir 27%kitiems organinėsmedžiagos deginimo būdams (Suess, 1976). Degimo produktuose aptinkama didžiojidalis policiklinių aromatinių angliavandenilių, o jų pasiskirstyme pagrindinį vaidmenįvaidina oro masių dinamika.– Gamtinis šaltinis. Dalis PAAV į aplinką gali patekti veržiantis vulkanams, supožeminiu vandeniu iš naftingų struktūrų per tektoniškai aktyvias zonas ir kt. Veikiantaukštai temperatūrai žemės gelmėse iš anglies, naftos, durpių, augalijos liekanų galisusidaryti minėti junginiai, kurie yra identiški iš antropogeninių šaltinių patekusiemsjunginiams.1. 1. PAAV migracija ir transformacija įvairiose terpėsePoliciklinių aromatinių angliavandenilių pokyčiai atmosferoje yra susiję sucheminėmis oksidacijos ir fotooksidacijos reakcijomis, kurioms vykstant susidaręproduktai turi stipresnių kancerogeninių ir mutageninių savybių negu pirminiaiproduktai. Be cheminių procesų didelį vaidmenį vaidina fizikiniai procesai, tokie kaip:1 – smulkių aerozolinių dalelių, turinčių savyje PAAV, koaguliacija, 2 – kondensacija,3 – difuzija, 4 – išsiplovimas su krituliais, 5 – gravitacinis iškritimas ant žemės ar augalųpaviršiaus (Šīāčķöźčé, č äš., 1988). PAAV intensyviai sugeria ultravioletiniusspindulius (bangos ilgis 300420 nm) ir oksiduojasi. Atmosferoje šios medžiagos yrasorbuojamos 0.12 µm dydžio dulkių dalelių ir gali išsilaikyti ore kelias dienas ar savaitesir nukeliauti didelius atstumus. Atmosferoje >90%PAAV sutinkama sorbuotame būvyje.Labai nedaug jų sutinkama dujinėje fazėje (Šīāčķöźčé č äš., 1988).1.2. PAAV pokyčiai vandenyjeLabai svarbus PAAV pašalinimo iš vandens kelias yra biologinė destrukcija,kurioje svarbus vaidmuo tenka mikroorganizmams. Pavyzdžiui, pagrindinis natūralusPasaulinio vandenyno savivalos nuo naftos produktų procesas yra susijęs su naftąoksiduojančių bakterijų veikla. Šis procesas yra aerobinis. Daugelis mikroorganizmųsuardo aromatinį benzolo žiedą. Lembiko darbe aprašyta (Ėåģįčź,1979), kaip upėsvandenyje gyvenanti mikroflora skaido benz(a)pireną. Eksperimento būdu nustatyta,kad per dvi dienas mikroorganizmai suskaidė 60%, o per dvi savaites 90%pradiniobenz(a)pireno kiekio. Mikroorganizmai skaido benz(a)pireną ir grunte, tik patsskaidymo procesas čia daug lėtesnis (per 6 mėnesius suskyla tik 35%pradinio kiekio).Baltijos jūros paviršiniame vandens sluoksnyje (030 m gylyje) Cybanio ir kt. tyrėjųpaskaičiavimais mikroorganizmai per metus suskaido iki 3 tonų benz(a)pireno (Öūįąķüč äš., 1985). PAAV degradaciją vandenyje skatina ir vandens augalai. Kirso ir kt.nustatė, kad visi dumbliai kaupia benz(a)pireną. Žalieji dumbliai per 5 dienas sukaupėnuo 40 iki 60%pradinio benz(a)pireno kiekio, o rudieji dumbliai net 95%. Nustatyta ,kad ruduosiuose dumbliuose benz(a)pirenas beveik visiškai nedalyvauja medžiagųapykaitos procese, o tik kaupiasi, tuo tarpu kai žalieji dumbliai aktyviai ardobenz(a)pireno struktūrą (Kirso, 1983).Vandens telkinius teršiančios kancerogeninės medžiagos dažniausiai kaupiasipaviršiniame mikrosluoksnyje, todėl fotooksidacijos procesas (ultravioletiniai spinduliai)angliavandenilių destrukcijoje yra labai svarbus. Nustatyta, kad natūraliose sąlygosebenz(a)pireno destrukcija priklauso ne tik nuo saulės radiacijos, bet ir nuo vandensspalvos, drumstumo, temperatūros ir deguonies kiekio. Eksperimentai parodė, kadveikiant saulės radiacijai, paviršiniame vandens sluoksnyje per valandą suskyla 53%pradinio benz(a)pireno kiekio, o tuo tarpu 30 cm gylyje tik 5.6%. Naftalinas,fluorantenas, ir fenantrenas fotolizės procese dalyvauja daug lėčiau (Šīāčķöźčé, čäš., 1988).1. 3. PAAV destrukcija gruntePolicikliniai aromatiniai angliavandeniliai grunte pasiskirstę labai netolygiai(1 pav.). Tam įtakos turi grunto litologinė sudėtis, organinės medžiagos kiekis, taršosšaltinių gausa ir sedimentaciniai-geocheminiai procesai bei jų intensyvumas tiriamameregione. PAAV patenkantys į gruntą iš vienos pusės yra skaidomi biologinių, cheminiųPage 5334ir fotocheminių procesų, o iš kitos pusės yra išplaunami iš grunto vandeniu. Gruntegyvenantys mikroorganizmai oksiduoja ne tik benz(a)pireną, bet ir kitus policikliniusaromatinius angliavandenilius. Intensyviausiai benz(a)pirenas yra skaldomas rūgščiosedirvose, o bendrai paėmus PAAV destrukcijos procesas grunte yra lėtas.1 pav. Policiklinių aromatinių angliavandenilių koncentracija paviršiniame (0–3 cm)dugno nuosėdų sluoksnyje.
Fig. 1. Polycyclic aromatic hydrocarbons in the surface (0–3 cm) layer of bottom sediments.2. Chloroorganiniai junginiaiPraėjo beveik 80 metų nuo to laiko, kai buvo susintetinta medžiaga visiems geraižinomu DDT pavadinimu. Nuo to laiko į biosferą pateko milijonai tonų šio preparato.Nors daugelyje šalių jis jau seniai uždraustas, jo neigiami dariniai plačiai stebimi irdabar. DDT aplinkoje veikiant cheminiams, fiziniams ir mikrobiologiniams faktoriamslabai silpnai degraduoja. Panašiomis savybėmis pasižymi ir pagrindiniai DDTmetabolitai (DDE ir DDD) bei kiti chloroorganiniai junginiai, tokie kaip PCB ,1,2,3,4,5,6 heksachlorcikloheksanas ir kt. (2 lentelė).2.1. Chloroorganinių junginių struktūra ir fizikinės-cheminės savybėsChloroorganinių pesticidų ir polichlorbifenilų fizikines-chemines savybes nulemiatirpumas vandenyje ir organiniuose tirpikliuose, adsorbcijos bei garavimo ypatumaibei destrukcijos arba transformacijos greitis, nes nuo jo tiesiogiai priklauso toksinispoveikis. Chloroorganiniai pesticidai yra kristalinės, termiškai stabilios, blogaitirpstančios vandenyje medžiagos, gausiai besikaupiančios organiniuose junginiuose(riebaluose, lipiduose ir kt). Panašiomis savybėmis pasižymi ir polichlorbifenilai. Šiuometu yra susintezuoti 209 polichlorbifenilų junginiai, kurių pusė jau aptinkama gamtojeŠiaurinė Kuršių mariųdalisKlaipėdos sąsiauris Rytinė Baltijos jūrospriekrantė020040060080010001200140016001800µg/gŠiaurinė Kuršių mariųdalisKlaipėdos sąsiauris Rytinė Baltijos jūrospriekrantėsmėlisdumblassandmudCuronian lagoon (Northern part)Klaipėda straitBaltic Sea nearshore (Eastern part)Page 6335TerpėMediumMono- irdichloroMono- anddichlorineTrichloroTrichlorineTetrachloroTetrachlorinePentachloro irdaugiauPentachlorine andmoreAerobinės sąlygosAerobic(al) conditionsGėlas vanduoFresh water2–4 dienos2–4 days5–40 dienų5–40 days1 savaitė–2mėnesiai1 week–2 months> 1 metų> 1 yearVandenynovanduoOcean waterkeletas mėnesiųa few months> 1 metų>1 yearAktyvuotasdumblasActivated mud1–2 dienos1–2 days2–3 dienos2–3 days3–5 dienos3–5 daysnėra ryškesnėsbiodegradacijosno appreciablebiodegradationDirvožemisSoil6–10 dienų6–10 days12–30 dienų
12–30 days> 1 metų>1 yearAnaerobinės sąlygosanoxic conditionsNėra patikimų duomenųreliable data is missing2 lentelė. Biodegradacijos padarinyje chloroorganinių junginių koncentracija sumažėjadvigubai (pagal A. Leifer, Robert H. Brink, ir kt. 1983 m).Table 2. As a result of biodegradation the concentration of chlororganic compounds re-duces twice (according to A. Leifer… et al., 1983).(Āšåäķūå…, 1990.).Chloroorganinių pesticidų ir polichlorbifenilų molekulių struktūra sudaryta išbenzolo žiedų, kurie lemia šių medžiagų stabilumą. Polichlorbifenilai pagal savo prigimtįstabilesni už DDT ir jo metabolitus, nes turi daugiau chloro atomų (Loganathan…,1994).Patekimo šaltiniai. Chloroorganinių junginių pernašoje svarbų vaidmenį vaidinaoro masės (Ōīķīāūé…,1990). Į atmosferą minėti junginiai patenka dėl garavimoprocesų, su dulkių dalelėmis, taip pat deginant pramonines ir žemės ūkio atliekas.Nemaža šių medžiagų dalis į atmosferą patenka apdorojus šiais chemikalais laukus.2.2. Chloroorganinių junginių migracija ir transformacija įvairiose terpėseAtmosferoje chloroorganiniai junginiai sutinkami daugiausiai dviejuoseagregatiniuose būviuose: aerozoliniame (iš dalies) ir dujiniame (pagrindinai).Išsilaikymo ore laikas priklauso nuo pernašos procesų ir fotocheminės destrukcijosintensyvumo, drėgmės, chemiškai aktyvių paviršių kiekio. Dalį chloroorganinių junginiųiš atmosferos įsisavina augalai. Tyrimai parodė, kad kai kurie chloroorganiniai junginiaiyra labai stabilūs ir fotocheminei destrukcijai nepasiduoda (Āšåäķūå…, 1990)Vandenyje šie junginiai taip pat stabilūs. Didelę jų dalį iš vandens įsisavinahidrobiontai, o kita dalis yra sorbuojama ant pakibusių vandenyje dalelių ir nusėda įPage 7336dugną (2 pav.). Neryškų vaidmenį pašalinant chloroorganinius junginius iš vandensvaidina garavimo bei cheminės destrukcijos procesai. Malachovo ir kt. autoriųduomenimis pradinė hexsachlorcikloheksano (lindano) koncentracija sumažėjadvigubai per 30 parų, o DDT per 70 parų (Āšåäķūå …, 1990). Tarp chloroorganiniųjunginių vandenyje dominuoja lindano izomerai, nes jų tirpumas santykinai didesnis.2 pav. DDT ir PCBs koncentracija (ng/g sauso svorio) įvairiuose Baltijos jūros aplinkoskomponentuose.Fig. 2. Prevailing content (ng/g dry weight) of DDT and PCBs in different components of
the Baltic Sea environment.Hidrobiontai aktyviai įsisavina vandenyje esančius chloroorganinius junginius irper mitybinę grandinę perduoda į aukštesnius trofinius lygius. Jūrinėse ekosistemosebioakumuliacijos koeficientai pagal Tatsukavą ir Tanabę siekia lindanui 10.4, PCB10.6ir 10.7 (Tatsukawa, ir kt., 1990). Gėlavandeniuose baseinuose DDT ir lindaną geraiakumuliuoja melsvadumbliai, nendrių šaknys, o didžiausios koncentracijos aptinkamosžuvų riebaliniuose audiniuose (Falandysz, ir kt., 1994).Grunte dažniausiai vyrauja DDT ir jo metabolitai, taip pat ir polichlorbifenilai. Patekęį dirvą chloroorganiniai junginiai yra absorbuojami, išplaunami arba išgaruoja. Absorbcijosprocesas vyksta labai greitai ir jo laipsnis priklauso tiek nuo pačių medžiagų fizikinių-cheminių, tiek ir nuo dirvos savybių. Geriausiomis sorbcinėmis savybėmis pasižymi sunkus,daug organikos turintis dirvožemis. Geros sorbcinės chloroorganinių junginių savybės lemiatai, kad maksimalūs toksinių junginių kiekiai ilgai laikosi dirvos paviršiniame (iki 20 cm)sluoksnyje. Daugelio tyrėjų rezultatai rodo, kad labiausiai tirpaus lindano prasiskverbimasį gruntą siekia ne daugiau kaip 40 cm (Ģčćšąöč˙…… 1989). Chloroorganinių junginiųdinamika labai priklauso nuo dirvos tipo, humuso kiekio, drėgmės, rūgštingumo,temperatūros, augalijos pobūdžio ir kt. Todėl galimi atvejai, kai minėtos toksinės medžiagospatenka ir į požeminį vandenį. Visiškas chloroorganinių junginių pasišalinimas iš paviršiniodirvožemio sluoksnio, priklausomai nuo dirvos tipo bei klimatinių sąlygų, pagal įvairiųautorių vertinimus įvyksta vidutiniškai per 100600 parų lindanui, 2403840 parų DDT irdaugiau kaip 500 parų PCB (Leifer ir kt., 1983, Loganathan ir kt., 1994).Suspenduota medžiaga Smėlis DumblasPlanktonas02004006008001000120014001600ng/g Suspenduota medžiaga Smėlis DumblasPlanktonasDDTPCBsSuspended matterSandMudPlanktonPage 83373. Sunkieji metalaiSunkieji metalai (SM) yra sutinkami gamtoje visur ore, vandenyje, grunte ir gyvuoseorganizmuose. Atsižvelgus į SM stabilumą ir jų žalingą poveikį, įvairiais lygiais buvo siūlomasumažinti arba net visiškai uždrausti šių elementų išmetimą į aplinką.
Patekimo į aplinką šaltiniai. Kalnakasyba, uolienų lydymas ir mineralų naudojimassukūrė žmonijos materialinės gerovės pagrindus, taip pat, ir lokalias aplinkosauginesproblemas visame pasaulyje. Ypatingai švinas, arsenas, kadmis ir gyvsidabris gali būtiatpalaiduojami į aplinką visoje lydymo ir gamybos operacijų sekoje, įskaičius ir energijosgamybą. Pramonė paima šias medžiagas iš telkinių, kur jos yra santykinai stabiliamebūvyje ir vienokiu ar kitokiu būdu paskleidžia jas aplinkoje bei padaro nestabiliomis.Detalūs skaičiavimai parodė, kad SM emisija iš pramonės įmonių jau viršija jų patekimąį aplinką iš natūralių šaltinių. Be to, pramonė lemia šių elementų biogeocheminį ciklą.Švinas. Švinas yra potencialiai toksinė medžiaga, su mažai ištirta fiziologinefunkcija. Pagrindinis švino kiekis į žmogaus organizmą patenka su maistu ir vandeniu.Taip pat, nemažas jo kiekis patenka kvėpuojant. Skirtingose šalyse per dieną su maistupatenka nuo 100 iki 400 µg švino (FAO …, 1982). Daug švino yra konservuotamemaiste. Pagrindinis biologiškai įsisavinamo švino šaltinis aplinkoje yra dažai. Norsdaugelis šalių uždraudė arba sugriežtino dažų su švinu naudojimą butų vidinei apdailaiir žaislų dažymui, tačiau dar daug kur liko medžiagų ar interjero dalių užterštų švinu.Švino poveikis aplinkai nėra toks didelis kaip žmogui, nes jis yra santykinainetirpus ir mažai judrus.Pb atmosferoje. Dideli Pb kiekiai yra aptinkami atmosferinėse dulkėse ir tai yrasiejama su: 1 – smulkių grunto frakcijų, o kartu ir švino išpustymu iš dirvožemio; 2 –degimo produktais. Vien tik iš metalurgijos įmonių per metus į aplinką patenka apie89 tūkst. tonų Pb, o su automobilių išmetamomis dujomis vidutiniškai 260 tūkst.t/metus (Ńāčķåņö…, 1987).Rūgščios uolienos yra pagrindinis švino tiekėjas. Gyvuose organizmuose švinoaptinkama mažiau negu uolienose (3 pav.). Švino koncentracija augaluose priklausonuo augalų rūšies, augimo sąlygų, amžiaus ir kt. Daugiausiai Pb žoliniuose augaluoseaptinkama šaknyse, po to lapuose ir stiebuose, o mažiausiai sėklose ir vaisiuose.Medžiuose švino daugiausiai kaupiasi šaknyse ir žievėje.Švinas vandenyje. Į vandens telkinius švinas patenka iš atmosferos, uolienų, augalųir gyvų organizmų. Pb vandenyje aptinkamas daugiausiai dviejuose būviuose tirpiame,ir suspenduotų dalelių sudėtyje (Jokšas, 1996). Lokalios Pb koncentracijų anomalijosvandenyje gali būti susijusios tiek su gamtinėmis, tiek ir su technogeninės kilmėsanomalijomis. Įvairiose upėse gali vyrauti tiek suspenduota, tiek tirpi Pb formos.Gordejevas paskaičiavo, kad vidutiniškai su suspensijomis yra pernešama 70 kartųdaugiau švino negu tirpiame būvyje (Ćīšäååā,1983). Įtekant upėms į jūrą, dėl įvairiųfizikinių ir cheminių procesų suaktyvėja švino iškritimas į nuosėdas. Tai lemia fizikiniaiprocesai srauto tėkmės greičio sumažėjimas, suspenduotų dalelių koaguliacijamaišantis sūriam ir gėlam vandenims, cheminiai procesai – floakuliacija (organinių irneorganinių junginių virtimas suspenduotomis amorfinėmis dalelėmis) ir sorbcija sukelianti tirpiame būvyje migruojančio Pb nusėdimą. Švino koncentracija jūroje yražemesnė nei upių vandenyje.Gyvsidabris. Gyvsidabrio biologinis poveikis yra mažai žinomas. Šis metalasPage 9338Dumblas, MudSmėlis, SandDreisena polymorphaAnodontaBaltijosrytinėpriekrantėKlaipėdossąsiaurisKuršiųmarios(šiaurinėdalis)Nemunožiotys051015202530g/gnaudojamas elektros, šarmų, dažų pramonėje. Gyvsidabris nėra labai paplitęs gamtoje irdaugiausiai sutinkamas sulfidinėse rūdose. Nedideli Hg kiekiai randami gryname pavidale.Hg vienintelis metalas kambario temperatūroje esantis skystame pavidale.Antropogeninis jo patekimas į aplinką paskutiniuoju metu susilygino su natūraliugamtiniu fonu. Pasaulyje išgaunama vidutiniškai 15 tūkstančių tonų gyvsidabrio permetus ir apie 70%to kiekio vienu ar kitų būdu patenka vėl į aplinką. Hg į aplinkąišsiskiria degant angliai, naftai, medienai. Daug jo į aplinką išmeta spalvotoji metalurgija.
Pavyzdžiui, norint pagaminti 1 toną vario, į atmosferą yra išmetama 2.1 t dulkių, kurioseyra iki 4%Hg. 700 MW elektrinė, kūrenama anglimi kiekvieną dieną išmeta 2.5 kg Hg.Technogenezės proceso metu patekęs į aplinką gyvsidabris yra geochemiškai labiaujudrus už patenkantį natūraliu gamtiniu keliu. Patekusį į atmosferą gyvsidabrį sorbuojaaerozoliai, kurie po tam tikro laiko nusėda ant žemės paviršiaus. Patekęs į atmosferąHg vidutiniškai joje išsilaiko 10 parų. Nustatyta, kad vidutiniškai nuo taršos židinio 100km spinduliu iškrenta į gruntą iki 60%Hg. Daug Hg į aplinką patenka su nutekamaisiaisvandenimis. Hg intensyviai migruoja vandenyje, jį gerai įsisavina augalai ir ypač rudiejidumbliai. Iš vandens jis dažniausiai pasišalina su suspenduotomis vandenyje smulkiomismolingomis dalelėmis, esančiomis gerais sorbentais (Jokšas, 1994). Dirvožemyje sudaropatvarius kompleksus su humidinėmis rūgštimis. Nustatyta, kad gyvsidabriokoncentracija grunte sumažėja pusiau tik per 250 metų. Tirpiame būvyje upės iškontinento per metus į vandenyną nuplukdo 2.6 tūkst. t Hg. Iš 1 m3atmosferinių krituliųvidutiniškai į žemės paviršių iškrenta 200 µg Hg.Skirtingos gyvsidabrio formos turi skirtingą toksinį poveikį. Ypač pavojingigyvsidabrio garai. Gyvsidabris yra toksiškas bet kokiai gyvybės formai. Esant gyvsidabrioEastern Baltic nearshoreCuronian lagoon(northern part)Klaipėda straitNemunas rivermouthMudSand3 pav. Vidutinė švino koncentracija paviršiniame (0–3 cm) dugno nuosėdų sluoksnyjeir moliuskuose.Fig. 3. Average amount of lead in the surface (0–3 cm) layer of bottom sediments and mollusca.Page 10339pertekliui augalai blogai auga, greitai sensta. Šiltakraujams gyvūnams jo perteklius organizmeblokuoja biologiškai aktyvių baltymų veiklą, kenkia nervų sistemai ir kt.Hg chemiškai stabilus elementas. Ore Hg oksiduojasi sudarydamas HgO, procesaslabai suaktyvėja, jei ore yra Zn, Pb ir kt. elementų.Kadmis. Kadmis (Cd) priskiriamas retiesiems elementams ir jo gamtoje nėradaug. Pagrindinė žaliava kadmiui išgauti yra polimetalinės rūdos. Jis plačiai naudojamas
atominėje energetikoje, galvanikoje, įeina į daugelio lydinių, dažų sudėtį. Cdnaudojamas puslaidininkių pramonėje, akumuliatorių gamyboje, pirotechnikoje ir kt.Yra išskiriami du antropogeniniai patekimo į aplinką būdai: tai lokalus, susijęs sukonkrečia pramonės šaka ar pramoniniu kompleksu, naudojančiu kadmį ir difuzinis,kai kadmis plačiai pasklinda deginant kurą, naudojant trąšas ir t.t. Į dirvožemį daugkadmio patenka su trąšomis (superfosfatu, kalio fosfatu, salietra). 2530 m atstumu įabi puses nuo automagistralių augalų lapuose yra 23 kartus daugiau kadmio negu,toliau augančių augalų lapuose. Cd kiekis grunte ilgą laiką išlieka nepakitęs. Suatmosferiniais krituliais kadmis patenka į dirvą ir daugiausiai kaupiasi paviršiniamejos sluoksnyje. Augalai kadmį kaupia nevienodai: labiausiai tabakas, dešimt kartų jomažiau randama rugiuose ir obuoliuose. Dideli kadmio kiekiai randami moliuskuoseir gyvūnų inkstuose.Į žmogaus organizmą kadmis patenka dviem keliais: gamybos proceso metu ir sumaistu. Susikaupia daugiausia inkstuose ir kepenyse. Epidemiologiniai tyrimai parodė,kad kadmis turi didelę įtaką plaučių vėžio atsiradimui.Arsenas. Natūraliai į aplinką patenka dirvožemio denudacijos bei vulkanųišsiveržimo metu. Dirvožemyje jis yra susikaupęs paviršiniame sluoksnyje, ir per vienąvegetacinį laikotarpį gali prasiskverbti į gruntą iki 60 cm gylio. Išsilaiko nepakitęs grunteapie 3 metus. Kaupiasi ir migruoja priklausomai nuo dirvos tipo, grunto cheminėssudėties bei organinės medžiagos kiekio joje. Juodžemyje arseno (As) visada daugiaunegu jauriniuose dirvožemiuose (Ģčćšąöč˙ …,1985). Dirvoje reaguoja su geležieshidroksidu, aliuminio oksidu, kalcio junginiais, sudarydamas mažai tirpius junginius.Priklausomai nuo geocheminių sąlygų gali susidaryti ir tirpūs junginiai.Į aplinką patenka gaminant sieros rūgštį, superfosfatą, deginant akmens anglį,naftą, durpes, gaminant antiseptikus medienos apsaugai ir kt. Patekęs į atmosferąarsenas po kiek laiko nusėda ant dirvos vandens telkinių ir augalų paviršiaus. Nemažaiį aplinką arseno patenka su kanalizaciniais vandenimis.Daugiausiai arseno naudojama pesticidų gamyboje, todėl šių naudojimas žemėsūkyje užteršia dirvą ir arsenu. Nemažai jo į žmogaus organizmą patenka su maistu irypač daug su žuvimi. Vandens telkiniuose maksimalūs As kiekiai aptinkami moliuskuose.Daug arseno yra tabako dūmuose. Arsenas yra stiprus kancerogenas ir sukelia plaučiųir odos vėžį. Arsenas išsiskiria iš organizmo per inkstus (Āšåäķūå, 1990).ApibendrinimasBaigiant reikėtų pažymėti, kad cheminė industrija yra būtina, nes cheminėsmedžiagos vaidina svarbų vaidmenį žemės ūkyje, pramonėje, transporte, namų ūkyje,sveikatos apsaugoje. Įvairialypiai naudojamų cheminių medžiagų tyrimai, jų paplitimogamtoje ypatumų analizė, bei galimi neigiami padariniai žmogui ir aplinkai turi būtipažinti ir įvertinti. O pačios medžiagos protingai naudojamos.Lietuvoje persistentinių teršalų patekimo, sklaidos, akumuliacijos beiPage 11340transformacijos aplinkoje ypatumai kompleksiškai mažai tyrinėti. Persistentinių teršalųdispersiškumo sausumos ir jūros ekosistemose tyrimai turi apimti ne tik koncentracijų įvairioseterpėse nustatymą, bet ir patekimo šaltinių, pasiskirstymo, migracijos ypatumų beisedimentacinio mechanizmo analizę, įvertinant pagrindinius, pasiskirstymą nulemiančiusveiksnius. Mažai tyrinėtas ir praktiškai nežinomas persistentinių teršalų poveikis gyviemsorganizmams ir jų sukeliami efektai. Būtina pagilinti žinias apie persistentinių teršalų kaupimąsiįvairiose ekosistemos grandyse bei įvertinti jų ekologinį ir toksikologinį pavojingumą.LiteratūraChemical pollution (1992) A global owerview, Geneva.Falandysz J., Kannan K., Tanabe S. and Tatsukawa (1994). Organochlorine pesticides and poychlorinatedbiphenyls in cod-liver oils: North Atlantic, Norwegian sea, North sea and Baltic sea, Ambio 23(45),288299.FAO Production yearbook 1982. FAO Statistics Series No 35 (1982). Food and agriculture organisation ofthe United Nations, Rome.Jokšas K. (1994). Distribution of metals in bottom sediments of the East Baltic Sea and the Kuršiųmarios lagoon, Baltica 8, 4349Jokšas K. (1996). The problem of water thickness and bottom sediments contamination with heavy met-
als in the Klaipėda strait, Geography in Lithuania, Special issue for the 28th International geographicalCongress on “land, Sea and Human Effort”, 6884.Kirso U., Belykh Z., Stom D. (1983). Cooxidation of carcinogenic benzo(a)pyrene and phenols by plantphenol oxidases, Acta hydrochim. Et hydrobiol., 11(4), 467471.Leifer A., Robert H. Brink (1983). Environmental transport and transformation of polychlorinatedbiphenyl’s. USA. EPA.Loganathan B.G. and Kannan K. (1994). Global organochlorine contamination trends: An overview.Ambio 23( 3), 187191.Suess M. J. (1976). The environmental load and cycle of polycyclic aromatic hydrocarbons. Sci. Tot.Environ., vol. 6, 239250.Tatsukawa R. and Tanabe S. (1990) Fate and bioaccumuliation of persistent organochlorine compoundsin the marine environment. In: Oceanic process in marine pollution, vol 6. Baumgartner D.J. and DuedallI.W. (eds.). Krieger publishing company, Florida, 3952Āšåäķūå õčģč÷åńźčå āåłåńņāą (1990). Óćėåāīäīšīäū ćąėīćåķļšīčēāīäķūå óćėåāīäīšīäīā,Ńļšąāī÷ķčź, Ėåķčķćšąä, Õčģč˙.Ćīšäååā Ā. Ā. (1983). Šå÷ķīé ńņīź ā īźåąķå č ÷åšņū åćī ćåīõčģčč, Ģīńźāą. Ķąóźą.Ėåģįčź Ę. Ė. (1979). Ī ķåźīņīšūõ ļščšīäķūõ ōąźņīšąõ äåńņšóźöčč įåķē(ą)ļčšåķą āļšåńķīāīäķūõ āīäīåģąõ, Źąķöåšīćåķķūå āåłåńņāą ā īźšóęąžłåé ńšåäå, Ģīńźāą, 56–60.Ģčćšąöč˙ ēąćš˙ēķ˙žłčõ āåłåńņā ā ļī÷āąõ č ńīļšåäåėüķūõ ńšåäąõ (1985). Ņšóäū 3 āńåńīžēķīćīńīāåłąķč˙, Ėåķčķćšąä, Ćčäšīģåņåīčēäąņ.Ģčćšąöč˙ ēąćš˙ēķ˙žłčõ āåłåńņā ā ļī÷āąõ č ńīļšåäåėüķūõ ńšåäąõ. (1989). Ņšóäū 5 āńåńīžēķīćīńīāåłąķč˙, Ėåķčķćšąä, Ćčäšīģåņåīčēäąņ.Šīāčķöźčé Ō. ß., Ņåļėčöźą˙ Ņ. Ą., Ąėåźńååāą Ņ. Ą. (1988). Ōīķīāū ģīķčņīščķćļīėčöčźėč÷åńźčõ ąšīģąņč÷åńźčõ óćėåāīäīšīäīā.Ńāčķåņö ā īźšóęžłåé ńšåäå, Īņā. šåäąźņīš Ā.Ā. Äīįšīāīėüńźčé (1987). Ģīńźāą, Hąóźą.Ōåšńģąķ Ą. Å. Ćåīõčģč˙ (1955). Čēįš. Ņš. Čēäąņ. ĄĶ ŃŃŃŠ.Ōīķīāūé ģīķčņīščķć ēąćš˙ēķåķč˙ żźīńčńņåģ ńóųč õėīšīšćąķč÷åńźčģč ńīåäčķåķč˙ģč (1990).Ėåķčķćšąä, Ćčäšīģåņåīčēäąņ.Öūįąķü Ą. Ā., Āīėīäźīāč÷ Ž. Ė., Āåķņöåėü Ģ. Ā., Ļōåéōåšå Ģ. Ž. Ēąćš˙ēķåķčå č öčšźóė˙öč˙ņīźńč÷åńźčõ ēąćš˙ēķ˙žłčõ āåłåńņā ā żźīńčńņåģå Įąėņčéńźīćī ģīš˙. (1985). Čńńėåäīāąķč˙żźīńčńņåģū Įąėņčéńźīćī ģīš˙, Āūļ.2, 244–257.Page 12341Kęstutis JokšasInstitute of Geography, VilniusGenesis, migration and transformation of pollutants in the environmentSummaryThe content of chemical elements is constantly increasing in the environmentwhile manufacturing and consuming products; large quantities of various chemicalsubstances penetrate the air, soil and water. Some chemical component have a toxiceffect on humans and genetic systems. At present the society lacks information aboutthe effect of many chemical substances on human health. Particularly little is knownabout the duration of toxic effect and irreversible changes in different links of ecosys-tem. On the other hand an insufficient attention is paid to the soil, air and water anddetermination of harmful effect on humans notwithstanding that some chemical com-ponents have been used for many years already. The dispersion of pollutants gettinginto the environment depends on many physical and geochemical processes amongwhich we should mention: solubility and elimination of soluble components, forma-tion of new components, migration in the hydrosphere, sedimentation in water bodies,accumulation in living organisms and transformation.Toxic materials which are with difficulty eliminated from the environment are
called persistent (stable) pollutants. Under the impact of various biotic and abioticfactors these materials remain unchanged, widely disperse, have harmful effect onhuman health, induce unwanted ecological changes in the environment and present aserious environmental problem. The group of persistent pollutants includes heavy met-als, oil hydrocarbons, pesticides, polychlorbiphenils, polycyclic aromatic compounds,etc. The present article is devoted to the analysis of the ways of penetration into envi-ronment, migration, transformation and accumulation in living organisms of the men-tioned persistent pollutants.