Ağır Metallerin Sudaki Toksit Etkileri Nelerdir?
Elementlerin Fonksiyonları
Kültür suyunun iyonik yapısı su hayvanlarının metabolizma prosesleri üzerinde hayati bir rol oynar. Elementlerin elektrokimyasal katalitik Ve yapısal olmak üzere üç fonksiyonu vardır. Elementler metabolik enerji kaynağı olarak kullanıldıklarında elektrokimyasal olarak rol oynarlar. Bütün temel elementler enzim aktivatörleri olarak davranırlar ve biyokimyasal reaksiyonları ayarlamaya yardım ederler işte o zaman katalitik olarak rol oynarlar. Protein ve aminoasitler gibi maddelerin sentezinde pek çok element gereklidir. Bu ise elementlerin yapısal fonksiyonudur ve element son ürünün vazgeçilmez bileşenidir.
Bilinen elementlerin çoğu tabii sularda bulunurlar. Pek çoğunun ölçülebilir etkileri yoktur ve muhtemelen çok önemli değildirler.
Verilen bir X elementinin sudaki canlılar için önemi şu faktörlere bağlıdır:
a) Eğer X elementi yoksa organizma büyüyemez ya da hayat çevrimi-ni tamamlayamaz.
b) Başka bir element X in yerini alamaz
c) X organizmanın metabolik fonksiyonlarını direkt olarak etkiler
Elementler hayvanlara iki mekanizma ile girer: basit difüzyon ve aktif olarak alma.
Difüzyon olayında bir iyon sudaki yüksek konsantrasyonlu bölgeden hareket ederek daha seyreltik olan hücre sıvısına geçer.
Aktif olarak alınmada ise organizmada bir elementin konsantrasyonu düşünce o element sudan seçimli olarak ekstrakte edilir. Bu olay temperatüre sıkı sıkıya bağlıdır ve 10 °C lik bir sıcaklık artışı absorpsiyonu %100 azaltır. Aktif olarak alma mevcut oksijene de bağlıdır. Solunma engellendiğinde ortadan iyonlar aktif olarak alınır.
Elementlerin Toksik Etkileri
Pek azı dışında saf tuz çözeltileri su hayvanları için toksikür. Deniz suyundaki elementler ancak iyonlar arası rekabetin tek bir iyonun zehirli etkisini ortadan kaldırdığı dengeli kombinasyonlarda besleyici ve hayatı devam ettirici özelliktedirler. Çok değerli iyonlar iki veya tek değerli iyonlardan daha kolay alınırlar. Bu hem katyon hem de anyonlar için gerçektir.
Bir hücre içindeki adsorpsiyon rekabeti aynı özellikteki iyonlar arasında görülür.
Örneğin gerçek bir rekabet K+ ve Rb+ Ca+2 ve Sr+2 gibi iyonlarda görülür. Bu gibi durumlarda ortamdaki bir iyonun fazlalığı diğer iyonun alınmasını azaltır.
Ağır Metallerin Toksik Etkileri
Pb Hg Cu Zn gibi ağır metaller suda çok az miktarlarda bulunurlar. Bunların hepsi su hayvanları için toksiktir. Çoğu 1 ppm sınırında öldürücüdür.
Çinko normal miktarlarda bazı enzimatik fonksiyonlar için gereklidir ve birçok proteinlerde yapı elementi olarak bulunur. Bakır bazı enzimlerde bulunur ve pek çok omurgasızın kan proteininde solunum pigmenti halinde mevcuttur.
Çinko ve bakır özellikle deniz balıklarındaki protozonlardan meydana gelen hastalıkların tedavisinde kullanılır. Burada metalin toksik etkileri bir süre sonra CaCO3 ile çökelmeyle giderilir. Çinko ve bakır balıklarda aşırı salgılanmaya neden olur ve balıklara zararlı olan bazı organizmaları öldürürler.
Kelatlaşma bakırın balıklara karşı zehirliliğini azaltır. Örneğin sitrik asitle kelatlaşan CuS04 daha az toksiktir. pH = 6-8.5 arasında kelatlaş-ma bakırın %90 ının suda çözülmüş kalmasını sağlar.
Kelatlaşmış bakır bakırın uzun süre çözülmüş miktarlarda kalması istendiğinde denizde uygulanır. Fakat birçok bakteriler hastalıktan koruyucu düzeylerde bakıra direnç gösterdiklerinden organik kelatları tedricen bozundururlar. Böylece Cu+2 iyonları karbonat iyonlarıyla birleşerek çöker. Balıklarda görülen ağır metal zehirlenmelerinde bakır solungaç yüzeylerinde çözünmeyen organometalik bileşikler oluşturur. Başka bir görüşe göre solungaçlar içindeki proteinler kimyasal bozunmaya uğrar. Ayrıca bakırın deniz balıklarının kan ve dokularında toplandığı gözlenmiştir.
Pb(NO3)2 ZnSO4 ve HgCl2 çözeltilerine konmuş bazı tatlı su balıklarında soluma hızının arttığı görülmüştür. Bu esnada oksijen harcama hızında düşme olur. Artan soluma hızı bakırla muamele edilmiş sulardaki balıklarda gözlenir.
Ağır metaller solungaç üzerine çökerler ve salgıyı pıhtılaştırırlar. Böylece Oksijen alınma zorlaşır.
Metal Zehirlenmesine Etki Eden Faktörler
Ağır metallerin toksisitesi pH çözünmüş oksijen temperatür balığın büyüklüğüne oranla çözeltinin hacmi çözeltinin yenilenme frekansı çözeltideki diğer maddeler ve sinerjetik etki gibi faktörlere bağlıdır.
Suyun pH ı en önemli faktör olabilir. Tatlı sular deniz suyundan biraz daha zayıfça tmaponlanmıştır ve bu işlem görmüş tatlı su sistemlerinde ağır metal toksisitesinin etkileri görülür. Ağır metallerin destille ve yumuşak sularda sert ve bazik sulara göre daha toksik olduğu sanılmaktadır.
Yüksek miktarda çözünmüş oksijen bakırın toksik etkilerim bir dereceye kadar azaltarak solunumu kolaylaştırır. Su yüzeyinin kuvvetli bir şekilde karıştırılması suyun pH ini düşürecek ve bakın çözünür halde tutacak olan serbest CO2 birikimini önler.
Sıcaklık artışı ağır metallerin balıklara karşı olan toksikliğini çoğaltır.
Kurşun tuzlarının toksisitesi su miktarı azaldıkça ve balığın büyük*lüğü arttıkça azalır. Ayrıca kurşun salgıyla balık üzerinde çöktürülerek zehirliliği giderilir.
İşleme sokulan suyun sık sık değiştirilmesi de toksisiteye etki eden bir faktördür. Eğer su değiştirilmezse balıklar salgı salarak metal iyon*larım çöktürerek kısmen toksisiteyi azaltırlar.
İki ağır metal ya da bir ağır metalle başka bir madde arasındaki sinerjik etkiye gelince örneğin bakır - çinko kombinasyonları bazen tek başına çinko veya bakırdan daha zehirlidir. Başka bir örnek ise bakır ile amonyaktır. Bakır-2- iyonlarının amonyağa karşı affinitesi büyüktür. Bu iyonlar NH3 ile birleşerek [Cu (NH3)4]+2 bakır tetramin kompleksi verir.
Cu+2+4NH3 [Cu (NH3)4]+2 Bu kompleks toksisite olarak bakıra eşdeğerdir.
Elementlerin Fonksiyonları
Kültür suyunun iyonik yapısı su hayvanlarının metabolizma prosesleri üzerinde hayati bir rol oynar. Elementlerin elektrokimyasal katalitik Ve yapısal olmak üzere üç fonksiyonu vardır. Elementler metabolik enerji kaynağı olarak kullanıldıklarında elektrokimyasal olarak rol oynarlar. Bütün temel elementler enzim aktivatörleri olarak davranırlar ve biyokimyasal reaksiyonları ayarlamaya yardım ederler işte o zaman katalitik olarak rol oynarlar. Protein ve aminoasitler gibi maddelerin sentezinde pek çok element gereklidir. Bu ise elementlerin yapısal fonksiyonudur ve element son ürünün vazgeçilmez bileşenidir.
Bilinen elementlerin çoğu tabii sularda bulunurlar. Pek çoğunun ölçülebilir etkileri yoktur ve muhtemelen çok önemli değildirler.
Verilen bir X elementinin sudaki canlılar için önemi şu faktörlere bağlıdır:
a) Eğer X elementi yoksa organizma büyüyemez ya da hayat çevrimi-ni tamamlayamaz.
b) Başka bir element X in yerini alamaz
c) X organizmanın metabolik fonksiyonlarını direkt olarak etkiler
Elementler hayvanlara iki mekanizma ile girer: basit difüzyon ve aktif olarak alma.
Difüzyon olayında bir iyon sudaki yüksek konsantrasyonlu bölgeden hareket ederek daha seyreltik olan hücre sıvısına geçer.
Aktif olarak alınmada ise organizmada bir elementin konsantrasyonu düşünce o element sudan seçimli olarak ekstrakte edilir. Bu olay temperatüre sıkı sıkıya bağlıdır ve 10 °C lik bir sıcaklık artışı absorpsiyonu %100 azaltır. Aktif olarak alma mevcut oksijene de bağlıdır. Solunma engellendiğinde ortadan iyonlar aktif olarak alınır.
Elementlerin Toksik Etkileri
Pek azı dışında saf tuz çözeltileri su hayvanları için toksikür. Deniz suyundaki elementler ancak iyonlar arası rekabetin tek bir iyonun zehirli etkisini ortadan kaldırdığı dengeli kombinasyonlarda besleyici ve hayatı devam ettirici özelliktedirler. Çok değerli iyonlar iki veya tek değerli iyonlardan daha kolay alınırlar. Bu hem katyon hem de anyonlar için gerçektir.
Bir hücre içindeki adsorpsiyon rekabeti aynı özellikteki iyonlar arasında görülür.
Örneğin gerçek bir rekabet K+ ve Rb+ Ca+2 ve Sr+2 gibi iyonlarda görülür. Bu gibi durumlarda ortamdaki bir iyonun fazlalığı diğer iyonun alınmasını azaltır.
Ağır Metallerin Toksik Etkileri
Pb Hg Cu Zn gibi ağır metaller suda çok az miktarlarda bulunurlar. Bunların hepsi su hayvanları için toksiktir. Çoğu 1 ppm sınırında öldürücüdür.
Çinko normal miktarlarda bazı enzimatik fonksiyonlar için gereklidir ve birçok proteinlerde yapı elementi olarak bulunur. Bakır bazı enzimlerde bulunur ve pek çok omurgasızın kan proteininde solunum pigmenti halinde mevcuttur.
Çinko ve bakır özellikle deniz balıklarındaki protozonlardan meydana gelen hastalıkların tedavisinde kullanılır. Burada metalin toksik etkileri bir süre sonra CaCO3 ile çökelmeyle giderilir. Çinko ve bakır balıklarda aşırı salgılanmaya neden olur ve balıklara zararlı olan bazı organizmaları öldürürler.
Kelatlaşma bakırın balıklara karşı zehirliliğini azaltır. Örneğin sitrik asitle kelatlaşan CuS04 daha az toksiktir. pH = 6-8.5 arasında kelatlaş-ma bakırın %90 ının suda çözülmüş kalmasını sağlar.
Kelatlaşmış bakır bakırın uzun süre çözülmüş miktarlarda kalması istendiğinde denizde uygulanır. Fakat birçok bakteriler hastalıktan koruyucu düzeylerde bakıra direnç gösterdiklerinden organik kelatları tedricen bozundururlar. Böylece Cu+2 iyonları karbonat iyonlarıyla birleşerek çöker. Balıklarda görülen ağır metal zehirlenmelerinde bakır solungaç yüzeylerinde çözünmeyen organometalik bileşikler oluşturur. Başka bir görüşe göre solungaçlar içindeki proteinler kimyasal bozunmaya uğrar. Ayrıca bakırın deniz balıklarının kan ve dokularında toplandığı gözlenmiştir.
Pb(NO3)2 ZnSO4 ve HgCl2 çözeltilerine konmuş bazı tatlı su balıklarında soluma hızının arttığı görülmüştür. Bu esnada oksijen harcama hızında düşme olur. Artan soluma hızı bakırla muamele edilmiş sulardaki balıklarda gözlenir.
Ağır metaller solungaç üzerine çökerler ve salgıyı pıhtılaştırırlar. Böylece Oksijen alınma zorlaşır.
Metal Zehirlenmesine Etki Eden Faktörler
Ağır metallerin toksisitesi pH çözünmüş oksijen temperatür balığın büyüklüğüne oranla çözeltinin hacmi çözeltinin yenilenme frekansı çözeltideki diğer maddeler ve sinerjetik etki gibi faktörlere bağlıdır.
Suyun pH ı en önemli faktör olabilir. Tatlı sular deniz suyundan biraz daha zayıfça tmaponlanmıştır ve bu işlem görmüş tatlı su sistemlerinde ağır metal toksisitesinin etkileri görülür. Ağır metallerin destille ve yumuşak sularda sert ve bazik sulara göre daha toksik olduğu sanılmaktadır.
Yüksek miktarda çözünmüş oksijen bakırın toksik etkilerim bir dereceye kadar azaltarak solunumu kolaylaştırır. Su yüzeyinin kuvvetli bir şekilde karıştırılması suyun pH ini düşürecek ve bakın çözünür halde tutacak olan serbest CO2 birikimini önler.
Sıcaklık artışı ağır metallerin balıklara karşı olan toksikliğini çoğaltır.
Kurşun tuzlarının toksisitesi su miktarı azaldıkça ve balığın büyük*lüğü arttıkça azalır. Ayrıca kurşun salgıyla balık üzerinde çöktürülerek zehirliliği giderilir.
İşleme sokulan suyun sık sık değiştirilmesi de toksisiteye etki eden bir faktördür. Eğer su değiştirilmezse balıklar salgı salarak metal iyon*larım çöktürerek kısmen toksisiteyi azaltırlar.
İki ağır metal ya da bir ağır metalle başka bir madde arasındaki sinerjik etkiye gelince örneğin bakır - çinko kombinasyonları bazen tek başına çinko veya bakırdan daha zehirlidir. Başka bir örnek ise bakır ile amonyaktır. Bakır-2- iyonlarının amonyağa karşı affinitesi büyüktür. Bu iyonlar NH3 ile birleşerek [Cu (NH3)4]+2 bakır tetramin kompleksi verir.
Cu+2+4NH3 [Cu (NH3)4]+2 Bu kompleks toksisite olarak bakıra eşdeğerdir.
