Комплексоутворююча здатність (КЗ) РОР природних вод

Методи дослідження стану металів в природних водах

 

Під терміном» стан» розуміють всі різноманітні фізичні і хімічні форми, у вигляді яких іони металів можуть знаходитись в природних водах.

Найбільш простим є розподіл всіх форм на 3 групи:

· Зважені (завислі)

· Колоїдно-дисперсні

· Істинно розчинні

 

Часто між цими групами не можна провести чіткого розділу.

Більш складною задачею є визначення різних істинно-розчинних форм одного і того ж металу. Складність такою задачі зумовлена тим, що абсолютна більшість аналітичних методик дозволяє визначати не окремі форми, а загальний вміст металу в природній воді.

 

В даний час достовірно відомо, що токсичність металу визначається не його загальною концентрацією, а залежить від того, в якому стані він знаходиться мігрує у водному середовищі. Очевидно, що більш токсичною повинна бути та форма металу, для якої характерна більша біологічна і хімічна активність. Для важких металів найбільш реакційно-здатною, а значить і біологічно доступною для організмів формою являються частіше всього вільні (гідратовані) іони.

В природних водах стан металів і їхній розподіл між існуючими формами значною мірою залежать від

1. Хімічних властивостей самих металів;

2. Процесів, які впливають на трансформацію їхніх сполук, а саме:

3. Адсорбції на завислих частинках і донних відкладах;

4. Гідролізу;

5. Комплексоутворення.

Значну роль у зв’язуванні металів в комплекси в поверхневих водах України грають РОР, з якими зв’язано від 65 до 90% металів. Серед комплексних сполук металів домінують комплекси з ФК. В комплексоутворенні беруть участь переважно органічні ліганди, які мають відносно невисоку молекулярну масу (0,25-5,0 кДа). Гумусові речовини завдяки своїм відновним властивостям суттєво впливають на трансформацію співіснуючих форм металів, які можуть існувати в декількох ступенях окиснення. В поверхневих водах за їх участю відбувається відновлення V(V), Cr(VI), і Mo(VI) до V(IV), Cr(III) і Mо(V) з наступним зв’язуванням відновлених форм у комплекси.

Завдяки комплексоутворенню металів з РОР в поверхневих водах України спостерігаються достатньо низькі концентрації вільних іонів металів як найбільш хімічно і біологічно активних. Це слугує причиною зниження їхньої токсичності.

 

Комплексоутворююча здатність (КЗ) РОР природних вод.

Це одна з важливих характеристик оцінки буферної ємності водних екосистем по відношенню до важких металів. Величина КЗ характеризує максимальну сумарну концентрацію лігандів як природного так і антропогенного походження, які знаходяться у фільтрованій природній воді, або точніше, їхніх вільних центрів координації, які здатні зв’язувати іони важких металів в комплекси. Кількісним виразом КЗ слугує концентрація того чи іншого металу (мкг/дм3 або мкмоль/дм3), які переходять у зв’язаний стан внаслідок комплексоутворення.

Аналіз літературних даних про КЗ різних типів поверхневих вод свідчать про те, що вона визначається переважно наявністю у воді РОР. Найбільший вклад у комплексоутворення вносять органічні ліганди з молекулярною масою 1,0-10 кДа і вище.

Дані про КЗ РОР природних вод поряд з даними щодо сорбційно-акумулюючої здатності ДВ водойм і біоти дозволяють оцінити буферну ємність водних екосистем до забруднення важкими металами та прогнозувати їхню стійкість до цієї групи токсикантів.

Водне середовище водосховищ Дніпра має певний запас потенціальної здатності РОР до зв’язування ВМ у комплекси. При цьому КЗ характеризується широким інтервалом значень і суттєво відрізняється для окремих металів. Це зумовлено як хімічними властивостями останніх, так і сезонною зміною компонентного складу РОР. Серед досліджених металів (кадмій, мідь, хром, манган, цинк, свинець) в найбільших кількостях зв’язуються в комплекси з РОР іони хрому (ІІІ), а в найменших – іони кадмію (ІІ).

Значення КЗ змінюється по сезонах: зменшується в кінці весни і в першій половині літа. Наприкінці літнього періоду та восени КЗ РОР суттєво зростає, досягаючи максимальних значень. Це зумовлене тим, що в комплексоутворенні приймають участь не тільки ГР, як найбільш поширена фракція РОР, але й органічні сполуки - продукти метаболізму і відмирання гідробіонтів.