МИШ'ЯК

У природні води миш'як надходить з мінеральних джерел, районів миш’яковистих покладів (арсеновий колчедан, реальгар, аурипігмент), а також із зон окислення порід поліметалевого, мідно-кобальтового і вольфрамового типів. Деяка кількість миш'яку надходить з ґрунтів, а також в результаті розкладання рослинних і тваринних організмів. Споживання миш'яку водними організмами є однією з причин зниження концентрації його у воді, яка найбільш чітко проявляється в період інтенсивного розвитку планктону.

Значні кількості миш'яку надходять у водні об'єкти зі стічними водами збагачувальних фабрик, відходами виробництва барвників, шкіряних заводів і підприємств, що виробляють пестициди, а також з сільськогосподарських угідь, на яких застосовуються пестициди.

У природних водах сполуки миш'яку знаходяться в розчиненому і нерозчинному станах, співвідношення між якими визначається хімічним складом води і значеннями рН. У розчиненій формі миш'як зустрічається в трьох- і пятивалентній формі, головним чином у вигляді аніонів.

У річкових незабруднених водах миш'як знаходиться зазвичай в мікрограмових концентраціях. У мінеральних водах його концентрація може досягати декількох міліграмів у 1 дм3, в морських водах в середньому міститься 3 мкг/дм3, в підземних - зустрічається в концентраціях n·105 мкг/дм3.

Сполуки миш'яку в підвищених концентраціях є токсичними для організму тварин і людини: вони гальмують окисні процеси, пригнічують постачання киснем органів і тканин.

ГДК миш'яку складає 0,05 мг/дм3 (лімітуючий показник шкідливості - санітарно-токсикологічний) і ГДК у воді водойми, яка використовується в рибогосподарських цілях, - 0,05 мг/дм3.

Кобальт

У природні води сполуки кобальту попадають внаслідок процесів вилуговування їх з мідноколчеданових та інших руд, з ґрунтів при розкладанні організмів і рослин, а також зі стічними водами металургійних, металообробних і хімічних заводів. Деякі кількості кобальту поступають з ґрунтів внаслідок розкладання рослинних і тваринних організмів.

Сполуки кобальту в природних водах знаходяться в розчиненому і нерозчинному станах, кількісне співвідношення між якими визначається хімічним складом води, температурою і значеннями рН. Розчинені форми представлені в основному комплексними сполуками, в тому числі з органічними речовинами природних вод. Сполуки двовалентного кобальту найбільш характерні для поверхневих вод. У присутності окислювачів можливе існування в помітних концентраціях тривалентного кобальту.

Кобальт відноситься до числа біологічно активних елементів і завжди міститься в організмі тварин і в рослинах. З недостатнім вмістом його в ґрунтах пов'язаний недостатній вміст кобальту в рослинах, що сприяє розвитку малокрів'я у тварин (тайгово-лісова нечорноземна зона). Входячи до складу вітаміну В12, кобальт досить активно впливає на надходження азотистих речовин, збільшення вмісту хлорофілу і аскорбінової кислоти, активізує біосинтез і підвищує вміст білкового азоту в рослинах. Разом з тим підвищені концентрації сполук кобальту є токсичними.

У річкових незабруднених і слабко забруднених водах його вміст коливається від десятих до тисячних часток міліграма в 1 дм3, середній вміст у морській воді 0,5 мкг/дм3.

ГДК складає 0,1 мг/дм3, ГДК у воді водойми, яка використовується в рибогосподарських цілях, - 0,01 мг/дм3.

Мідь

Мідь - один з найважливіших мікроелементів. Фізіологічна активність міді пов'язана головним чином із включенням її до складу активних центрів окислювально-відновних ферментів. Недостатній вміст міді в ґрунтах негативно впливає на синтез білків, жирів і вітамінів і сприяє безплідності рослинних організмів. Мідь бере участь у процесі фотосинтезу і впливає на засвоєння азоту рослинами. Разом з тим, надлишкові концентрації міді надають несприятливий вплив на рослинні та тваринні організми.

Вміст міді в природних прісних водах коливається від 2 до 30 мкг/дм3, в морських водах - від 0,5 до 3,5 мкг/дм3. Підвищені концентрації міді (до декількох грамів у літрі) характерні для кислих гірничих вод.

У природних водах найчастіше зустрічаються сполуки Cu (II). Зі сполук Cu (I) найпоширеніші важкорозчинні у воді Cu2O, Cu2S, CuCl. При наявності у водному середовищі лігандів поряд з рівновагою дисоціації гідроксиду необхідно враховувати утворення різних комплексних форм, що перебувають у рівновазі з акваіонами металу.

Основним джерелом надходження міді в природні води є стічні води підприємств хімічної, металургійної промисловості, шахтні води, альдегідні реагенти, що використовуються для знищення водоростей. Мідь може з'являтися в результаті корозії мідних трубопроводів та інших споруд, які використовуються в системах водопостачання. У підземних водах вміст міді обумовлений взаємодією води з гірськими породами, що її містять (халькопірит, халькозин, ковелін, борніт, малахіт, азурит, хризокол, бротантин).

Гранично допустима концентрація міді у воді водойм санітарно-побутового водокористування становить 0,1 мг/дм3 (лімітуюча ознака шкідливості - загальносанітарна), у воді рибогосподарських водойм – 0,001 мг/дм3.

Ванадій

 Ванадій знаходиться переважно в розсіяному стані і виявляється в залізних рудах, нафтах, асфальтах, бітумах, горючих сланцях, вугіллі та ін. Одним з головних джерел забруднення природних вод ванадієм є нафта і продукти її переробки.

У природних водах зустрічається в дуже малій концентрації: у воді річок 0,2 – 4,5 мкг/дм3, в морській воді - в середньому 2 мкг/дм3.

У воді утворює стійкі аніонні комплекси (V4O12)4- і (V10O26)6-. У міграції ванадію істотну роль відіграє розчинення його комплексних сполук з органічними речовинами, особливо з гумусовими кислотами.

Підвищені концентрації ванадію шкідливі для здоров'я людини. ГДК ванадію складає 0,1 мг/дм3(лімітуючий показник шкідливості - санітарно-токсикологічний), ГДК у воді водойми, яка використовується в рибогосподарських цілях, - 0,001 мг/дм3.

Перехід металів у водному середовищі...

Перехід металів у водному середовищі в металокомплексну форму має три наслідки:

1. може відбуватися збільшення сумарної концентрації іонів металу за рахунок переходу його в розчин з донних відкладень;
2. мембранна проникність комплексних іонів може істотно відрізнятися від проникності гідратованих іонів;
3. токсичність металу в результаті комплексоутворення може сильно змінитися.

Так, хелатні форми Cu, Cd, Hg менш токсичні, ніж вільні іони.

Джерелами забруднення вод важкими металами служать стічні води гальванічних цехів, підприємств гірничодобувної, чорної і кольорової металургії, машинобудівних заводів. Важкі метали входять до складу добрив і пестицидів і можуть потрапляти у водойми разом зі стоками з сільськогосподарських угідь.

Підвищення концентрації важких металів у природних водах часто пов'язане з іншими видами забруднення, наприклад, з закисленням. Випадання кислотних опадів сприяє зниженню значення рН і переходу металів із сорбованого на мінеральних і органічних речовинах стану у вільний.

Важкі метали

Важкі метали відносяться до пріоритетних забруднюючих речовин, спостереження за якими обов'язкове у всіх середовищах.

Термін важкі метали, що характеризує широку групу забруднюючих речовин, набув останнім часом значного поширення. У різних наукових і прикладних роботах автори по-різному трактують значення цього поняття. У зв'язку з цим кількість елементів, що відносяться до групи важких металів, змінюється в широких межах. В якості критеріїв приналежності використовуються численні характеристики: атомна маса, густина, токсичність, поширеність у природному середовищі, ступінь залученості в природні та техногенні цикли. У деяких випадках під визначення важких металів потрапляють елементи, які відносяться до крихких (наприклад, вісмут) чи металоїдів (наприклад, миш'як).

У роботах, присвячених проблемам забруднення навколишнього природного середовища та екологічного моніторингу, на сьогоднішній день до важких металів відносять більше 40 металів періодичної системи з атомною масою понад 50 атомних одиниць: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi та ін. При цьому важливу роль у категоріюванню важких металів відіграють такі умови : їх висока токсичність для живих організмів у відносно низьких концентраціях, а також здатність до біоакумуляції і біомагніфікації. Практично всі метали, які потрапляють під це визначення (за винятком свинцю, ртуті, кадмію та вісмуту, біологічна роль яких на даний момент невідома), активно беруть участь у біологічних процесах, входять до складу багатьох ферментів. За класифікацією Н. Реймерса, важкими слід вважати метали з густиною більше 8 г/см3. Таким чином, до важких металів відносяться Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg.

Формально визначенню важкі метали відповідає велика кількість елементів. Однак, на думку дослідників, зайнятих практичною діяльністю, пов'язаною з організацією спостережень за станом і забрудненням навколишнього середовища, сполуки цих елементів далеко не рівнозначні як забруднюючі речовини.