Соединения тяжелых металлов

Решением Европейской эко­логической комиссии ООН в группу наиболее опасных тяжелых металлов выделены ртуть, свинец, кад­мий, хром, марганец, никель, кобальт, ванадий, медь, железо, цинк, сурьма, а также типичные металлоиды мышьяк и селен.

В природных водах атомы тяжелых металлов присутствуют в различных ионных и молекулярных формах. Железо, хром и мар­ганец могут быть представлены также разными валентными со­стояниями. Выделяют три формы, в которых атомы тяжелых ме­таллов мигрируют в водных средах: истинно растворенная, взвешенная и коллоидная. Валентное состояние атомов этих элементов и формы их соединений в природных водах определяются сово­купностью различных факторов и процессов (химических и био­тических, гидрологических и гидродинамических).

Наиболее важными химическими процессами являются окис­ление, восстановление, гидролиз и комплексообразование. В окисле­нии и восстановлении лидирующую роль в водных экосистемах обычно играют энзиматические реакции в клетках микроорганиз­мов различных таксономических групп.

Гидролитические процессы приводят к образованию моно- и полиядерных гидроксокомплексов. Интенсивность гидролиза за­висит от общей концентрации атомов металлов в воде, рН среды и конкурирующих процессов. Многие двухвалентные металлы об­разуют устойчивые при рН 5—11 гидроксокомплексы типа [Ме(ОН)]^-, [Ме(ОН)₂], [Ме₂(ОН)]⁺³ [Ме₂(ОН)₆]². Лигандами в ком­плексах могут быть не только анионы гидроксила, но и молекулы воды [Ме(Н₂О)₆]²⁺ или другие доступные в данной среде анионы: [Ме(НСО₃)] [Ме(СОз)], [Ме(Н₂О)₅С1]⁺.

Важную роль в миграции атомов тяжелых металлов играют ра­створенные в воде органические соединения — гуминовые и фульвокислоты, аминокислоты и белковоподобные вещества и (отчасти) углеводы. В природных поверхностных водах высокой цвет­ности в качестве основных миграционных форм выступают комп­лексы с гумусовыми компонентами. В составе этих нерегулярных полимеров выявлены многочисленные группировки, которые уча­ствуют в связывании ионов металлов