Toxic tides
- A red tide or a bloom of deadly aquatic microorganisms called dinoflagellates
- Red tides-and other colors, depending on the species involved-have become increasingly common in slow-moving rivers, brackish lagoons, estuaries (ปากแม่น้ำ น้ำจืด น้ำทะเลมาบรรจบกัน), and bays, as well as near-shore ocean waters where nutrients and wastes wash down our rivers
- One of the most feared of these organisms is Pfiesteria piscicida, an extraordinarily poisonous dinoflagellate that only recently has been recognized as a killer of finfish and shellfish in polluted rivers and estuaries
- Dinoflagellates are peculiar (พิเศษ) organisms with complex life cycles and many different shapes
- They are unicellular, photosynthetic microorganisms distinct from both plants and animals
- Pfiesteria can change into at least two dozen distinct forms and sizes depending on water temperature, turbulence, and food supply available (Fig. 20.7)
- In calm, warm, brackish water, rich in sewage or other nutrients, Pfiesteria assumes a spherical, nontoxic, but predatory, swimming form that preys on bacteria and plankton
- Under the right conditions, a population explosion can produce a dense bloom of these cells, which can reproduce either by binary fission or sexual fusion of small gametes (เซลล์สืบพันธุ์)
- Produce soluble poisons (toxins) paralyze fish
- Perhaps the scariest thing about Pfiesteria is the recently recognized fact that it can be extremely poisonous to humans, either through eating contaminated seafood, or by breathing aerosols (airborne mist or dust) containing Pfiesteria cells or their secretions (สารที่หลั่งออกมา)
- The symptoms of Pfiesteria poisoning include headaches, blur-red vision, aching joints (ปวดข้อ), burning muscles, difficulty breathing, disorientation (หลงลืม), memory loss, and long-term damage to the brain, liver, pancreas (ตับอ่อน), kidneys, and immune system
Inorganic pollutants
- Among the chemicals of greatest concern are heavy metals, such as mercury, lead, tin, and cadmium
- Super toxic elements, such as selenium and arsenic, also have reached hazardous levels in some waters
- Other inorganic materials, such as acids, salts, nitrates, and chlorine, that normally are not toxic at low concentrations may become concentrated enough to lower water quality or adversely affect biological communities.
Metals:
- Many metals such as mercury, lead, cadmium, and nickel are highly toxic
- Levels in the parts per million range
- So little that you cannot see or taste them
- Can be fatal (ถึงตาย)
- Because metals are highly persistent (ทนทาน), they accumulate in food chains and have a cumulative effect in humans
- A famous case of mercury poisoning in Japan in the 1950s
- A condition known as Itai-Itai (literally ouch-ouch) disease that developed in Japanese living near the Jintsu River was traced to cadmium poisoning from mining and smelting waste-water discharges
- Bacteria forming methylated tin have been found in sediments in Chesapeake Bay, leading to worries that this toxic metal also may be causing unsuspected health effects
- Lead pipes are a serious source of drinking water pollution, especially in older homes or in areas where water is acidic and, therefore, leaches more lead from pipes
- In 1990, the EPA lowered the maximum limit for lead in public drinking water from 50 parts per billion (ppb) to 20 ppb
- Some public health officials argue that lead is neurotoxic at any level, and the limits should be less than 10 ppb
Nonmetallic salts:
- Desert soils often contain high concentrations of soluble salts, including toxic selenium and arsenic
- Such salts as sodium chloride that are nontoxic at low concentrations also can be mobilized by irrigation and concentrated by evaporation, reaching levels that are toxic for plants and animals
- Leaching of road salts into surface waters may have a similarly devastating effect on aquatic ecosystems.
Acids and bases:
- Acids are released as by-products of industrial processes, such as leather tanning, metal smelting and plating, petroleum distillation, and organic chemical synthesis
- Coal mining is an especially important source of acid water pollution
- Coal and oil combustion also leads to formation of atmospheric sulfuric and nitric acids
- Increased acidity may result in leaching of toxic metals, especially aluminum, from soil and rocks, making water unfit for drinking or irrigation, as well
Organic chemicals
- Exposure to very low concentrations of some organics (perhaps even parts per quadrillion in the case of dioxins) can cause birth defects, genetic disorders, and cancer
- The two most important sources of toxic organic chemicals in water are improper disposal of industrial and household wastes and runoff of pesticides from farm fields, forests, roadsides, golf courses, and other places where they are used in large quantities
- The bioaccumulation of DDT in aquatic ecosystems was one of the first of these pathways to be understood
- Dioxins, and other chlorinated hydrocarbons have been shown to accumulate to dangerous levels in the fat of salmon, fish-eating birds, and humans and to cause health problems similar to those resulting from toxic metal compounds
Sediment
- Rivers have always carried sediment to the oceans, but erosion rates in many areas have been greatly accelerated by human activities
- Erosion and runoff from croplands contribute about 25 billion metric tons of soil, sediment, and suspended solids to world surface waters each year
- Forests, grazing lands, urban construction sites, and other sources of erosion and runoff add at least 50 billion additional tons
- This sediment fills lakes and reservoirs, obstructs shipping channels, clogs hydroelectric turbines, and makes purification of drinking water more costly
- Sediments smother gravel beds in which insects take refuge and fish lay their eggs
- Sunlight is blocked so that plants cannot carry out photosynthesis and oxygen levels decline
- Murky, cloudy water also is less attractive for swimming, boating, fishing, and other recreational uses
- Sediment also can be beneficial and harmful
Thermal pollution
- Raising or lowering water temperatures from normal levels can adversely affect water quality and aquatic life
- Effect on O2 solubility
- Humans cause thermal pollution by altering vegetation cover and runoff patterns, as well as by discharging heated water directly into rivers and lakes
- Nearly half the water we withdraw is used for industrial cooling
- A thermal plume of heated water is often discharged into rivers and lakes, where raised temperatures can disrupt many processes in natural ecosystems and drive out sensitive organisms
- In some circumstances, introducing heated water into a water body is beneficial
Water Quality Today
Surface waters in the U.S.
Areas of progress:
- The 1972 Clean Water Act established a National Pollution Discharge Elimination System (NPDES), which requires an easily revoked permit for any industry, municipality or other entity dumping wastes in surface waters
- Even with billions of dollars of investment in sewage treatment plants, elimination of much of the industrial dumping and other gross sources of pollutants, and a general improvement in water quality, the EPA reports that 21,000 water bodies still do not meet their designated uses
- In 1998, a new regulatory approach to water quality assurance was instituted by the EPA
- Rather than issue standards on a river by river approach or factory by factory permit discharge, the focus is being changed to watershed-level monitoring and protection
- The intention of this program is to give the public more and better information about the health of their watersheds
- In addition, states will have greater flexibility as they identify impaired water bodies and set priorities, and new tools will be used to achieve goals
- States are required to identify waters not meeting water quality coals and to develop total maximum daily loads (TMDL) for each pollutant and each listed water body
- A TMDL is the amount of a particular pollutant that a water body can receive from both point and non-point sources
- It considers seasonal variation and includes a margin of safety
- In the future, TMDLs also will include load allocations from all non-point sources, including air deposition and natural background levels.
Remaining problems:
- The greatest impediments to achieving national goals in water quality in both the United States and Canada are sediment, nutrients, and pathogens, especially from non-point discharges of pollutants
Surface waters in other countries
- Japan, Australia, and most of Western Europe also have improved surface water quality in recent years
- Sewage treatment in the wealthier countries of Europe generally equals or surpasses that in the United States
- Other countries
Groundwater and drinking water supplies
- For decades it was widely assumed that groundwater was impervious to pollution because soil would bind chemicals and cleanse water as it percolated through
- Spring-water or artesian well water was considered to be the definitive standard of water purity, but that is no longer true in many areas.
- Every day some 4.5 trillion 1 (1.2 trillion gal) of contaminated water seep into the ground in the U.S. from septic tanks, cesspools, municipal and industrial landfills and waste disposal sites, surface impoundments, agricultural fields, forests, and wells (Fig. 20.15)
- The most important of these in terms of toxicity are probably waste disposal sites
น้ำเป็นพิษ-น้ำแดงหรือบลูมแรงน้ำจุลินทรีย์เรียกว่า dinoflagellates-น้ำแดง- และสีอื่น ๆ ขึ้นอยู่กับสายพันธุ์มีส่วนเกี่ยวข้องเป็นมากขึ้นทั่วไปในแม่น้ำที่เคลื่อนที่ได้ช้า ทะเลสาบกร่อย ปากแม่น้ำ (ปากแม่น้ำน้ำจืดน้ำทะเลมาบรรจบกัน), และอ่าว รวมทั้งที่ล้างสารอาหารและขยะลงแม่น้ำของเราน้ำทะเลใกล้ชายฝั่ง-กลัวที่สุดของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้คือ Pfiesteria piscicida, dinoflagellate มีพิษรองที่เท่านั้นเพิ่ง ได้รับรู้เป็นปืน finfish และหอยในแม่น้ำเสียบริเวณปากแม่น้ำ-Dinoflagellates มีสิ่งมีชีวิตแปลก (พิเศษ) มีวงจรชีวิตซับซ้อนและรูปร่างต่าง ๆ มากมาย-มีจุลินทรีย์ unicellular, photosynthetic แตกต่างจากพืชและสัตว์-Pfiesteria สามารถเปลี่ยนฟอร์มที่แตกต่างกันน้อยสองโหลและขนาดขึ้นอยู่กับอุณหภูมิน้ำ ความวุ่นวาย และอาหารว่าง (Fig. 20.7) ที่จัดหา-ในใจ อบอุ่น กร่อยน้ำ อุดมไปด้วยน้ำหรือสารอาหารอื่น ๆ Pfiesteria สันนิษฐานกลม พิษทั้ง แต่ มหาศาล สระว่ายน้ำแบบฟอร์มที่โลกใต้ท้องในแบคทีเรียและแพลงก์ตอน-ภายใต้เงื่อนไขที่เหมาะสม ขยายประชากรสามารถผลิตบานหนาแน่นของเซลล์เหล่านี้ ซึ่งสามารถทำได้ โดยการฟิชชันไบนารีหรือฟิวชั่นเพศของ gametes เล็ก (เซลล์สืบพันธุ์)-ปลาเป็นอัมพาตผลิต poisons ละลาย (สารพิษ)-บางทีสิ่ง scariest เกี่ยวกับ Pfiesteria คือ ความจริงเพิ่งรู้จักว่า มันสามารถเป็นพิษมากกับมนุษย์ อาจผ่านกินอาหารทะเลที่ปนเปื้อน หรือ โดยการหายใจโรง (หมอกอากาศหรือฝุ่นละออง) ประกอบด้วยเซลล์ Pfiesteria หรือการหลั่ง (สารที่หลั่งออกมา)-อาการของพิษของ Pfiesteria มีอาการปวดหัว วิสัยทัศน์เบลอแดง aching รอยต่อ (ปวดข้อ), เขียนกล้ามเนื้อ หายใจยาก disorientation (หลงลืม), การสูญเสียหน่วยความจำ และระยะยาวความเสียหายของสมอง ตับ ตับอ่อน (ตับอ่อน), ไต และระบบภูมิคุ้มกันสารมลพิษอนินทรีย์-สารเคมีความกังวลมากที่สุดในหมู่โลหะหนัก ปรอท ลูกค้าเป้าหมาย กระป๋อง และแคดเมียม-องค์ประกอบของพิษซูเปอร์ เกลือและสารหนู ยังมีถึงระดับอันตรายในน้ำบาง-อนินทรีย์วัสดุอื่น ๆ เช่นกรด เกลือ nitrates คลอรีน และที่ปกติไม่เป็นพิษที่ความเข้มข้นต่ำอาจไม่เข้มข้นพอที่จะต่ำกว่าคุณภาพน้ำ หรือกระทบชุมชนชีวภาพโลหะ:-ในโลหะ เช่นปรอท ลูกค้าเป้าหมาย แคดเมียม นิกเกิลมีพิษสูง-ระดับส่วนต่อล้านช่วง-น้อยมากที่คุณไม่เห็น หรือลิ้มรสนั้น-ได้อย่างร้ายแรง (ถึงตาย)-เนื่องจากโลหะมีแบบสูง (ทนทาน), พวกเขาสะสมอยู่ในห่วงโซ่อาหาร และมีผลสะสมในมนุษย์-กรณีที่มีชื่อเสียงของปรอทเป็นพิษในญี่ปุ่นในช่วงทศวรรษ 1950-เงื่อนไขเรียกว่าอิไตอิไต (อักษร ouch-ouch) มีติดตามโรคที่พัฒนาขึ้นในญี่ปุ่นที่อาศัยอยู่ใกล้แม่น้ำ Jintsu กับพิษของแคดเมียมจากการทำเหมืองแร่ และ smelting ปล่อยน้ำเสีย-แบคทีเรียเป็น methylated ดีบุกพบในตะกอนในอ่าว Chesapeake นำไปสู่ความกังวลว่า โลหะที่เป็นพิษนี้ยังอาจทำให้เกิดผลกระทบสุขภาพ unsuspected-นำท่อมีแหล่งที่มาของมลพิษทางน้ำดื่ม โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ในบ้านเก่า หรือ ในพื้นที่ที่น้ำเป็นกรด และ จึง leaches รอเพิ่มเติมจากท่ออย่างจริงจัง-ในปี 1990, EPA ขีดจำกัดสูงสุดในน้ำดื่มสาธารณะ 50 ส่วนต่อพันล้านที่ลดลง (ppb) กับ 20 ppb-เจ้าหน้าที่สาธารณสุขบางโต้เถียงว่า รอ neurotoxic ที่ระดับใด ๆ และข้อจำกัดควรน้อยกว่า 10 ppbเกลือ nonmetallic:-ทะเลทรายดินเนื้อปูนมักจะประกอบด้วยความเข้มข้นสูงของเกลือที่ละลายน้ำ เกลือเป็นพิษและสารหนู-เช่น salts เป็นโซเดียมคลอไรด์ที่เป็นพิษทั้งที่ความเข้มข้นต่ำสุดที่ยังสามารถปฏิบัติ โดยการชลประทาน และเข้มข้น โดยการระเหย การเข้าถึงระดับที่เป็นพิษในพืชและสัตว์-การละลายของเกลือถนนเป็นพื้นผิวน้ำอาจมีผลทำลายล้างในทำนองเดียวกันในระบบนิเวศทางน้ำกรดและฐาน:-กรดถูกนำออกใช้เป็นสินค้าพลอยได้ของกระบวนการอุตสาหกรรม เช่นหนังฟอก โลหะ smelting และชุบ กลั่นปิโตรเลียม และอินทรีย์เคมีสังเคราะห์-ถ่านหินเหมืองแร่ถือเป็นแหล่งที่มีความสำคัญอย่างยิ่งของมลพิษทางน้ำกรด-ถ่านหิน และน้ำมันเผาไหม้นอกจากนี้ยังนำไปสู่การก่อตัวของบรรยากาศกำมะถันและกรดไนตริก-มีเพิ่มขึ้นอาจส่งผลในการละลายของโลหะเป็นพิษ โดยเฉพาะอย่างยิ่งอลูมิเนียม จากดินและหิน ทำให้น้ำไม่เหมาะสำหรับดื่มหรือชลประทาน เช่นสารอินทรีย์-สัมผัสกับความเข้มข้นที่ต่ำมากของอินทรีย์บาง (บางทีก็ส่วนต่อ quadrillion กรณี dioxins) อาจทำให้เกิดข้อบกพร่อง โรคทางพันธุกรรม และโรคมะเร็ง-สองสำคัญแหล่งที่มาของสารอินทรีย์ที่เป็นพิษในน้ำจะกำจัดกากอุตสาหกรรม และในครัวเรือนไม่เหมาะสมและสารกำจัดศัตรูพืชจากเขตฟาร์ม ป่า roadsides กอล์ฟ และสถานอื่น ๆ ที่จะต้องใช้ในปริมาณมากที่ไหลบ่า-Bioaccumulation DDT ในระบบนิเวศน้ำเป็นครั้งแรกของเหล่านี้หลักการที่จะเข้าใจ-Dioxins และไฮโดรคาร์บอนอื่น ๆ คลอรีนได้รับการแสดง เพื่อสะสมอันตรายระดับไขมันของปลาแซลมอน นกกินปลา และมนุษย์ และทำให้เกิดปัญหาสุขภาพที่คล้ายคลึงกับที่เกิดจากพิษโลหะตะกอน-แม่น้ำเสมอได้ดำเนินการมหาสมุทรตะกอน แต่อัตราการกัดเซาะในหลายพื้นที่มีการเร่งมาก โดยกิจกรรมมนุษย์-การกัดเซาะและน้ำจาก croplands ช่วยประมาณ 25 พันล้านเมตริกตันของดิน ตะกอน และของแข็งระงับการน้ำผิวโลกแต่ละปี-ป่า grazing ที่ดิน เมืองก่อ และแหล่งอื่น ๆ ที่ไหลบ่าและการพังทลายเพิ่มอย่างน้อย 50 พันล้านตันเพิ่มเติม- This sediment fills lakes and reservoirs, obstructs shipping channels, clogs hydroelectric turbines, and makes purification of drinking water more costly- Sediments smother gravel beds in which insects take refuge and fish lay their eggs- Sunlight is blocked so that plants cannot carry out photosynthesis and oxygen levels decline- Murky, cloudy water also is less attractive for swimming, boating, fishing, and other recreational uses- Sediment also can be beneficial and harmfulThermal pollution- Raising or lowering water temperatures from normal levels can adversely affect water quality and aquatic life- Effect on O2 solubility- Humans cause thermal pollution by altering vegetation cover and runoff patterns, as well as by discharging heated water directly into rivers and lakes- Nearly half the water we withdraw is used for industrial cooling- A thermal plume of heated water is often discharged into rivers and lakes, where raised temperatures can disrupt many processes in natural ecosystems and drive out sensitive organisms- In some circumstances, introducing heated water into a water body is beneficialWater Quality TodaySurface waters in the U.S.Areas of progress:- The 1972 Clean Water Act established a National Pollution Discharge Elimination System (NPDES), which requires an easily revoked permit for any industry, municipality or other entity dumping wastes in surface waters- Even with billions of dollars of investment in sewage treatment plants, elimination of much of the industrial dumping and other gross sources of pollutants, and a general improvement in water quality, the EPA reports that 21,000 water bodies still do not meet their designated uses- In 1998, a new regulatory approach to water quality assurance was instituted by the EPA- Rather than issue standards on a river by river approach or factory by factory permit discharge, the focus is being changed to watershed-level monitoring and protection- The intention of this program is to give the public more and better information about the health of their watersheds- In addition, states will have greater flexibility as they identify impaired water bodies and set priorities, and new tools will be used to achieve goals- States are required to identify waters not meeting water quality coals and to develop total maximum daily loads (TMDL) for each pollutant and each listed water body- A TMDL is the amount of a particular pollutant that a water body can receive from both point and non-point sources- It considers seasonal variation and includes a margin of safety- In the future, TMDLs also will include load allocations from all non-point sources, including air deposition and natural background levels.Remaining problems:- The greatest impediments to achieving national goals in water quality in both the United States and Canada are sediment, nutrients, and pathogens, especially from non-point discharges of pollutantsSurface waters in other countries- Japan, Australia, and most of Western Europe also have improved surface water quality in recent years- Sewage treatment in the wealthier countries of Europe generally equals or surpasses that in the United States- Other countriesGroundwater and drinking water supplies- For decades it was widely assumed that groundwater was impervious to pollution because soil would bind chemicals and cleanse water as it percolated through- Spring-water or artesian well water was considered to be the definitive standard of water purity, but that is no longer true in many areas.- Every day some 4.5 trillion 1 (1.2 trillion gal) of contaminated water seep into the ground in the U.S. from septic tanks, cesspools, municipal and industrial landfills and waste disposal sites, surface impoundments, agricultural fields, forests, and wells (Fig. 20.15)- The most important of these in terms of toxicity are probably waste disposal sites
การแปล กรุณารอสักครู่..
