Автор работы: Пользователь скрыл имя, 31 Июля 2012 в 22:30, реферат
Цинк является физиологически активным микроэлементом. Он входит в состав некоторых важнейших энзимов и участвует в процессах синтеза и обмена белков, жиров, углеводов и др., однако повышенные концентрации этого металла является токсичными для гидробионтов. В связи с этим, содержание цинка в поверхностных водах суши нормируется.
Введение………………………………………………………………………....... 3
1. История открытия и происхождение названия цинка…………………... 4
2. Физические и химические свойства цинка……………………………… 5
3. Попадание и формы миграции цинка в водоемы..……………………… 6
4. Распределение и биоаккумуляция………………………………………... 9
5. Критические звенья круговорота…………………………………………. 11
Заключение
Список литературы
В отличие от водных растений и беспозвоночных, у рыб высокая аккумулирующая способность по отношению к цинку не выявлена. Отмечается лишь неодинаковая его концентрация в отдельных органах и тканях. Наибольшее количество цинка обнаруживается в костной ткани и в чешуе. При этом характер питания рыб не влияет на тканевое распределение цинка. Так, у чехони, являющейся планктофагом и в меньшей мере хищником, его среднее содержание в мышцах составляет 63 мг на 1 кг сухой массы. У бентофагов - плотвы и леща, этот показатель равен соответственно 134 и 73,3 мг/кг. У окуня (смешанный тип питания) содержание цинка в мышцах достигает 102 мг/кг сухой массы. У типичных хищников - судака (84 мг/кг) и щуки (125 мг/кг сухой массы) уровень цинка в мышцах близок к этому показателю у бентофагов.
Из внутренних органов рыб наиболее высокое содержание цинка отмечено в печени: у осетра - 157, у белуги - 203 и у севрюги - 246 мг на 1 кг сухой массы. Концентрация цинка у леща несколько меньше - 139-158 мг на 1 кг сухой массы. Значительно более высокое содержание цинка обнаружено в органах и тканях сазана - в 5-8 раз больше, чем у других костистых рыб (Романенко, 2004).
На разных стадиях развития рыб содержание цинка в их организме может существенным образом изменяться. В конце каждого из периодов развития (эмбрионального, личиночного, малькового) возрастает его уровень как в отдельных органах, так и в организме в целом. У личинок цинка больше, чем в развивающейся икре. Это еще раз подтверждает важную метаболическую роль цинка в жизнедеятельности рыб. Известно, что в личиночный период развития у рыб резко возрастает потребность не только в макроэлементах, но и в микроэлементах, в частности в цинке. Он в большем количестве необходим для формирования костного скелета, плавников, чешуи. Как активатор щелочной фосфатазы цинк участвует в синтезе и активации цинксодержащих ферментов, обеспечивающих процессы тканевого дыхания, которые в период раннего онтогенеза рыб протекают довольно интенсивно. Именно этим и объясняется более высокая аккумулирующая способность организма рыб на ранних стадиях развития (личинки, мальки). Более четко проявляется у них и влияние характера питания на накопление цинка в организме, чем у взрослых рыб. С возрастом удлиняются трофические цепи и изменяется сам характер питания. Например, сазан и лещ постепенно переходят к придонному образу жизни и начинают питаться бентосными организмами, содержащими меньше цинка и других микроэлементов (железо, марганец), чем планктонные. Все это и определяет динамику содержания цинка в организме рыб на разных стадиях онтогенеза (Романенко, 2004).
Ядовитые свойства цинка обусловлены в основном ионами, возможно, суспензиями гидроокиси и карбонатов. При увеличении жесткости, солености и взвешенных частиц его токсичность снижается, так как в этих случаях растворимость солей цинка уменьшается (Перевозников, 1999).
Сульфат цинка вызывает острое отравление (5 дней) карпов в концентрации 10 мг/л. Остротоксичные концентрации ионов цинка составляют для молоди форели 0,4, молоди карпа и колюшки 0,5 мг Zn/л, а среднесмертельные (96 часов) для ушастого окуня 3,2 мг Zn/л и тиляпии — 1,6 мг Zn/л. Хроническое отравление молоди форели наступает через 26 сут в концентрации 0,01 мг Zn/л. Сульфат цинка тот же эффект у карпов вызывал в концентрации 0,1 — 0,3 мг/л через 60 — 80 сут. Для зоопланктона токсичны 0,08 мг Zn/л и выше.
Симптомы и патоморфологические изменения сходны с теми, которые вызывает медь. При остром отравлении отмечают потемнение окраски тела, отек жаберных лепестков, гиперплазию и слущивание респираторного эпителия. У гольяна обнаружено искривление позвоночника после 30-дневной интоксикации нитратом цинка в концентрации 0,06 — 0,16 мг Zn/л.
Диагноз ставят на основании клинико-анатомической картины отравления и определения цинка в воде и органах рыб. Цинк в воде обнаруживают колориметрическим методом с дитизоновым реактивом и атомно-адсорбционной спектроскопией, а в биологическом материале титрометрически с ферроцианидом калия или комплексно-метрическим методом. Цинк накапливается в слизи, жабрах, почках, скелете и желудочно-кишечном тракте, гораздо меньше — в печени, селезенке и мышцах (Натарова, 1982).
Диагностическим показателем считают увеличение отношения содержания цинка в жабрах и жаберной крышке до 100:1 против 1:1 у контрольных рыб. При диагностике следует учитывать данные о количестве цинка в органах рыб незагрязненных водоемов. Среднее содержание цинка в органах леща, плотвы, судака и сазана Волжского бассейна составляет (по сухому веществу) в жабрах и печени 140 — 1500, почках и селезенке — 70 — 150, мышцах — 15 — 70 мг/кг (Перевозников, 1999).
5. Критические звенья круговорота
Поступающие в водоемы токсиканты обычно включаются в круговорот веществ и претерпевают различные физико-химические превращения. Малостойкие, простые твердые и летучие вещества оседают на дно или улетучиваются, окисляются, связываются солями буферной системы воды или разлагаются под действием микроорганизмов и быстро подвергаются детоксикации. Они оказывают на гидробионтов прямое токсическое или косвенное воздействие, ухудшая физические свойства воды, газовый и солевой режимы водоемов (http://www.biodat.ru).
Многие токсические вещества, особенно стойкие, могут длительно сохраняться в воде, кумулироваться в донных отложениях и гидробионтах, мигрировать по пищевой цепи, накапливаясь в возрастающих количествах от низшего к высшему звену. В этих случаях наряду с первичным важную роль играет вторичное загрязнение, которое возникает вследствие отмирания животных и растений или резорбции токсикантов из грунта. Такой способностью обладают тяжелые металлы, хлорорганические пестициды, радиоактивные изотопы и др.
При оценке токсичности химических веществ, следует учитывать физико-химические свойства, характер взаимодействия их в гидросистемах между собой и с организмом гидробионтов, влияние экологических факторов.
В противоположность человеку и высшим животным в организм рыб большинство отравляющих веществ проникает осмотически — через жабры и кожу, особенно поврежденную. Оральный путь поступления имеет большое значение при хронических отравлениях. Поэтому токсичность в большой степени зависит от растворимости вещества в воде и биологических средах (Бингам, 1993).
Заключение
Цинк относится к металлам, широко используемым в самых разнообразных областях народного хозяйства, науки, техники, медицины. Содержание его в различных объектах колеблется от следовых количеств до десятков процентов, что требует для его определения самых разнообразных методов, обладающих высокой чувствительностью, селективностью и удовлетворяющих требованиям современных технологических процессов.
Дозы цинка, равные 0,1 мг/л, улучшают функциональное состояние гибрида толстолобика в процессе эмбриогенеза. При этом оплодотворяемость икры увеличивается в среднем на 8,4 %, доля нормально развивающихся эмбрионов на 5,1 %, выход личинок возрастает на 8,3 % (Р<0,05), длина и масса личинок на 5-е сутки достоверно превышает контроль, при этом продолжительность инкубации в опытных сериях сократилась в среднем на 4 ч относительно контроля. Применение различных доз цинка способствует не только значительной ассимиляции используемого металла из воды, но и стимулирует накопление эмбрионами и личинками других элементов, увеличивает уровень нуклеиновых кислот в опытных организмах, при этом повышается активность ЛДГ относительно контроля (Р<0,05).
Список литературы:
1. Перевозкина М.А. – Тяжелые металлы в пресноводных экосистемах. – С.Пб.: Госниорх, 1999 – 225с.
2. Васильев О.Ф. – Поведение ртути и других тяжелых металлов в экосистемах. – Новосибирск.: Мир, 1989 – 154с.
3. Бингам Ф.Т. – Некоторые вопросы токсичности ионов металлов. – М.: Мир, 1993 – 366с.
4. Натарова Н. Г. - Аналитическая химия цинка. - М.: Химия, 1982. - 378 с.
5. Никаноров А.М., Жулидов А.В., Покаржевский А.Д. - Биомониторинг тяжелых металлов в пресноводных экосистемах. - Л.: Гидрометеоиздат, 1985. - 143 с.
6. Романенко В.Д. Основы гидроэкологии. – Киев: Генеза, 2004. – 664 с.
7. Константинов А.С. Общая гидробиология. – М.: Высшая школа, 1986. – 472 с.
8. Моисеенко Т.И. – Общая экотоксикология. – М.: Наука, 2009. – 399с.
9. http://www.alhimikov.net
10. http://www.medkurs.ru
11. http://www.biodat.ru
12. http://ru.wikipedia.org
2