- Ô nhiễm do các chất vô cơ:
4. Tích lũy của sinh vật với độc chất – độc tố
4.1. Quá trình trầm tích, bay hơi, phân tán của các độc chất trong môi trườngnước nước
Trong môi trường nước, nồng độ, sự di chuyển, biến đổi và độc tính của hóa chất trước hết bị kiểm soát bởi: 1-các đặc tính lý hóa học của các hợp chất, 2-các đặc tính lý hóa học của các hệ sinh thái và 3-nguồn và tỷ lệ của tác nhân trong môi trường.
Các đặc tính lý hóa học của các tác nhân là rất quan trọng bao gồm cấu trúc phân tử, tính tan trong nước, áp suất bay hơi. Tính ổn định của sự thủy phân, quang phân, phân hủy sinh học, bốc hơi, hấp thụ, thông khí, sự tự làm sạch bởi các vi sinh vật và sự tham gia của các “cặp” môi trường (không khí – nước, trầm tích/bùn – nước) cũng cung cấp những thông tin quan trọng.
Một số đặc trưng của môi trường nước có thể ảnh hưởng đến độc tính của hóa chất như thể tích nguồn nước và diện tích bề mặt, nhiệt độ, độ mặn, pH, dòng chảy, độ sâu, hàm lượng chất lơ lửng, kích cỡ hạt trầm tích, và hàm lượng carbon trong trầm tích - bùn.
Tỷ lệ trung bình của hóa chất trong nguồn thải vào môi trường nước đóng vai trò quan trọng trong việc dự đoán nồng độ hóa chất trong môi trường. Bên cạnh đó, thông tin về nồng độ cơ bản của hóa chất và các sản phẩm biến đổi trung gian cũng rất quan trọng trong việc tính toán nồng độ của chúng trong môi trường nước.
Các thông tin trên không chỉ được sử dụng để tính nồng độ hóa chất trong môi trường nước mà còn được sử dụng để xác định: 1- động học hóa chất và các phần của môi trường nước trong đó nó có thể được phân tán, 2- các loại hóa chất và các phản ứng sinh học có thể xảy ra trong quá trình di chuyển và sau khi lắng tụ, 3- dạng sản phẩm sau cùng và 4- tính bền của hóa chất.
Kiến thức về các đặc tính lý hóa học của các hợp chất hóa học cho phép dự đoán về các biến đổi của hóa chất trong môi trường nước. Ví dụ, các hóa chất có áp suất bay hơi cao và tính tan trong nước thấp có khuynh hướng khuếch tán từ nước vào không khí (bay hơi). Các hóa chất có áp suất bay hơi thấp và tính tan thấp trong nước thường lắng xuống đáy (trầm tích), các hóa chất có tính tan cao thường tồn tại trong nước. Các hóa chất tan trong nước có độ phân tán rộng và đồng nhất hơn các hóa chất ít tan trong nước.
Sua khi đi vào nước, một hóa chất có thể tồn tại dưới ba dạng khác nhau và đều có thể ảnh hưởng đến tác động của nó đối với sinh vật; đó là: 1- hòa tan, 2- bị hấp thụ bởi các thành phần vô sinh hoặc hữu sinh và lơ lửng trong nguồn nước hoặc lắng tụ xuống đáy và 3- tích tụ trong cơ thể sinh vật. Các chất hòa tan trong nguồn nước dễ bị các sinh vật hấp thụ. Các hóa chất kỵ nước có thể lắng xuống bùn đáy, ở dạng keo và khó bị sinh vật hấp thụ. Tuy nhiên, cũng có một số sinh vật đáy có thể sử dụng chúng qua đường
tiêu hóa. Các hóa chất trở thành trầm tích đáy có thể tái hoạt động khi lớp nước trầm tích bị xáo trộn. Hóa chất có thể tích tụ trong cơ thể sinh vật tại các mô khác nhau qua quá trình traođổi chất và có thể thải trở lại môi trường nước qua con đường bài tiết. Hóa chất tan trong nước có thể tồn tại bền vững và duy trì các đặc tính lý hóa của chúng trong khí di chuyển và phân bố trong môi trường nước. Hóa chất bền vững có thể tích tụ trong môi trường đến mức gây độc. Đánh giá tính bền vững của hóa chất người ta đưa ra đại lượng “thời gian bán hủy” của chúng. Hóa chất cũng có thể biến đổi thành dạng khác do các biến đổi “vô cơ” và “hữu cơ”. Các biến đổi “vô cơ” ưu thế trong môi trường nước là: thủy phân, oxy hóa, quang phân. Các phản ứng này tạo ra một hóa chất mới có thể tham gia hoặc không tham gia vào quá trình biến đổi sinh học. Cá, nhuyễn thể, vi sinh vật và thực vật biến đổi các hóa chất qua nhiều quá trình sinh học khác nhau sau khi chung hấp thụ. Các biến đổi sinh học này khác hoàn toàn với các phản ứng quang hóa và biến đổi “vô cơ” xảy ra trong môi trường nước. Sự “vận chuyển” sinh học qua trung gian là các động thực vật ảnh hưởng đến nồng độ hóa chất trong môi trường nước. Đối với hầu hết các hợp chất hữu cơ trong môi trường nước, các tác động của chúng rất đáng kể khi so với các sản phẩm của quá trình biến đổi vi sinh. Nói chung, “vận chuyển” sinh học có khuynh hướng làm các hóa chất giảm độc tính, phân cực hơn và tan trong nước. Tuy nhiên, thực tế không phải luôn như vậy, đôi khí sản phẩm biến đổi có thể cá độc tính cao hơn.
Sự biến đổi, tồn lưu và tác động của các tác nhân gây ô nhiễm (trường hợp tác nhân ô nhiễm là hóa chất còn được gọi là chất ô nhiễm) được nghiên cứu bởi ngành độc học sinh thái (ecotoxicology). Cơ sở của ngành này được trình bày dưới đây.