Токсичные металлы

К токсичным металлам загрязняющим окружающую среду(гидросферу, атмосферу, литосферу) обычно относят такие, как Pb, Cu, Zn, Cd, Co, Sb, Sn Bi, Hg. В связи с относительно большой атомной массой их еще называют тяжелыми. Важная особенность этих металлов состоит в том, что они имеют высокую токсичность при низкой концентрации, а также способность к биоаккумуляции (накопление в живых тканях). Следует отметить, что почти все перечисленные металлы (за исключением Pb, Hg, Bi, Cd) активно участвуют в некоторых естественных биологических процессах, а также входят в состав многих ферментов.

Ионы металлов являются непременными компонентами природных водоемов. В зависимости от условий среды (величины PH, окислительно-восстановительного потенциала, наличия лигандов) они существуют в разных степенях окисления и входят в состав множества разнообразных неорганических и металлоорганических соединений. Последние могут быть истинно растворенными, коллоидно-дисперсными или входить в состав минеральных и органических взвесей.

Истинно растворимые формы металлов, в свою очередь, весьма разнообразны по механизму воздействия на живые организмы, что связано с процессами гидролиза, гидролитической полимеризации (образованием полиядерных гидроксокомплексов) и комплексобразования с различными лигандами.

Многие металлы образуют довольно прочные комплексы с органическими соединениями. Такие комплексы являются одной из важнейших форм миграции элементов в природных водах. Переход металлов в водной среде в комплексную форму имеет три важных следствия:

а) может происходить увеличение суммарной концентрации ионов металлов за сыет перехода его в раствор из донных отложений,

б) мембранная проницаемость комплексных ионов может существенно отличаться от проницаемости гидратированных ионов,

в) токсичность металла в результате коплексообразования может сильно измениться (например, комплексные формы Cu, Cd, Hg, менее токсичны, чем их свободные ионы).

Особо опасными источниками загрязнения вод токсичными металлами являются сточные воды гальванических цехов, предприятий горнодобывающей, черной и цветной металлургии, машиностроительных заводов. Токсичные металлы в виде примесей входят в состав некоторых удобрений и пестицидов и могут попадать в водоемы вместе с естественными стоками с сельскохозяйственных угодий.

Повышение концентрации токсичных металлов в природных водах часто связано с другими видами загрязнения, например с закислением среды. Выпадение кислотных осадков в всегда способствует снижению значения PH и переходу металлов из сорбированного на минеральных и органических веществах состояние в свободно-солевое. При этом растворимость металла улучшается, а токсичность , чаще всего, увеличивается. Ниже, в табл.8, приведены некоторые биогеохимические свойства металлов:

Таблица 8.

Биогеохимические свойства тяжелых металлов

Свойство	Cd	Co	Cu	Hg	Pb	Zn
Биохимическая активность	B	B	B	B	B	B
Токсичность	У	У	У	В	В	У
Концерогенность	-	В	-	-	-	-
Обогащение аэрозолей	В	Н	В	В	В	В
Минеральная форма распространения	В	В	Н	В	В	Н
Органическая форма распространения	В	В	В	В	В	В
Подвижность	В	Н	У	В	В	В
Биоаккумуляция	В	В	У	В	В	У
Эффективность накопления	В	У	В	В	В	В
Комплексообразующая способность	У	Н	В	У	Н	В
Склонность к гидролизу	В	Н	В	У	У	В
Растворимость соединений	В	Н	В	В	В	В
Время жизни	В	В	В	Н	Н	В

В – высокая, У – умеренная, Н – низкая.

Загрязненность тяжелыми металлами в разных регионах России неодинакова. Обычно наиболее урбанизированные территории и являются наиболее загрязненными (см. табл.9)

Таблица 9.