Ртуть и ее поведение в морской экосистеме

Биогеохимическое поведение ртути. Основные пути трансформации различных форм ртути в отдельных природных компонентах уже определены, хотя механизмы реакции среды и биологические виды, вовлеченные в процесс превращения форм ртути в океане, остаются неопределенными. Бактериальное превращение неорганической ртути в монометилртуть является важной особенностью круговорота ртути в любой морской экосистеме, так как оно – первая стадия во всем процессе биоаккумуляции. Процесс метилирования происходит как в водной толще, так и в осадках пресных водоемов и эстуариев и осуществляется главным образом благодаря сульфатредуцирующим бактериям. В чисто морской среде преобладающей формой является диметилртуть, а монометилртуть в этой среде получается путем разложения диметилртути. Хотя еще одна точка зрения на этот процесс заключается в том, что оба процесса играют роль в образовании монометилртути в морских водах [4].

Вертикальный разрез толщи показывает следующее преобладающее распределение форм ртути: пониженные концентрации Hg0 , ионов Hg2+ и метилированных форм в активном слое и увеличение концентраций этих форм под термоклином. Механизм взаимопревращения форм ртути в морской среде следующий: Hg2+ превращается в элементарную ртуть и поступает в атмосферу или оседает на взвешенных частицах и постоянно депонируется в осадках.

Небольшие концентрации элементарной ртути Hg0 и диметилртути в активном слое – это результат газовой адсорбции из атмосферы, а осажденная на взвеси метилртуть попадает в активный слой океана с поверхностным стоком с суши. Интересно, что метилированные формы ртути имеют максимальную концентрацию под слоем термоклина.

Диметилртуть встречается главным образом в слое непосредственно под термоклином, где происходит активное поглощение кислорода и где растворенная ртуть является как источником для процессов метилирования, так и продуктом восстановительных реакций.

В глубинных слоях ртуть, сорбированная на взвеси, растворяется и появляются растворенные формы монометилртути (CH3Hg) и неорганической ртути Hg2+.

Имеющиеся на настоящий момент данные позволяют предположить, что существует связь между биопродуктивностью поверхностных вод и образованием диметилртути в глубинных слоях. Образование диметилртути зависит от запаса неорганической ртути Hg2+, который обеспечивается процессами осаждения взвешенного вещества и деминерализации, а они связаны с процессами биопродуктивности в поверхностном слое. Температура в придонных слоях также влияет на образование диметилртути. Например, подсчитано, что в придонных слоях западных частей Средиземного моря скорость образования метилртути в 6 раз выше, чем в Северной Атлантике. Важно также заметить, что образование элементарной формы ртути в поверхностном слое, а также ее поступление и выход в атмосферу в результате газового обмена – эти два процесса оказывают большое влияние на судьбу ртути в окружающей среде в целом. Процесс образования элементарной ртути, как и образование метилртути, требует наличия в воде неорганической ртути, на основе которой протекают реакции восстановления ртути и метилирования. И здесь можно заметить связь между первичной продуктивностью и содержанием элементарной ртути в поверхностном слое морских вод. Процесс восстановления ртути до конца не изучен, но известно, что он имеет биологическую основу и вовлекает фитопланктон и бактерии.

Пути биоаккумулящии. Можно с уверенностью сказать, что современные исследования факторов, влияющих на аккумуляцию ртути в рыбах, еще не до конца раскрыли действие этих факторов. Точно установлено, что увеличение концентраций ртути (главным образом монометилртути) на верхних уровня пищевой цепи напоминает принцип аккумуляции гидрофобных загрязнителей. Неясно, почему монометилртуть хорошо растворяется в жирах, но в то же время аккумулируется в большей степени в мышечной ткани, чем в жировой. С другой стороны, неорганические соединения ртути не накапливаются в живых организмах, хотя являются липофильными, что не свойственно им по природе. Показано, что потребление липофильных нейтральных соединений ртути (таких, как HgCl2 и CH3HgCl) приводит к более высоким концентрациям как неорганической ртути, так и монометилртути в фитопланктоне. Однако монометилртуть интенсивнее передается по пищевой цепи, так как она накапливается в цитоплазме клеток фитопланктона (в отличие от неорганической ртути, которая накапливается в мембранах клеток). Поэтому степень ассимиляции метилртути планктонофагами в 10 раз выше, чем для неорганической ртути. Таким образом, экологическое отличие между неорганическими формами ртути и метилртути состоит в основном в характере их продвижения по пищевой цепи [2].

Полезные статьи

Движение населения в ЦР и ЦЧР
Общеизвестно, что из-за повышенной смертности и сокращения рождаемости наше государство сегодня находится в глубоком демографическом кризисе. В каче ...

Рыбный комплекс. Основные показатели.
Удельный вес отрасли в экономике Сахалинской области в общем объеме промышленного производства, % 1998 г. 1999 г. 2000 г. 2001 г. ...

Развитие и размещение транспортного комплекса РФ
Наличие разнообразных видов транспорта на конкретной территории принято называть транспортной сетью. Конфигурация транспортной сети зависит от разме ...