1. 24 и 25 вопросы. Формы, в которых мигрируют ЗВ и формы их существования это получается почти одно и то же. Плюс трансформация. Все три пункта мы рассматривали только по тяжелым металлам. В кислотах, щелочах и органических веществах мы не рассматривали эти пункты.

Конечно, вопросы 24 и 25 взаимосвязаны.

24. Основные процессы миграции загрязняющих веществ в природных водах. Особенности процессов миграции для разных классов соединений.

Вкратце.

Основные процессы миграции ЗВ, которые следует перечислить, приведены в скобках для раскрытия сути вопроса. В формулировке билета этого перечня не будет. Для каждого процесса нужно привести 2-3 примера. Одновременно раскрываются особенности миграции разных веществ.

Загрязняющие вещества, попав в водоемы, перемещаются в пространстве (мигрируют) и подвергаются различным физико-химическим превращениям.

Формы миграции загрязнителей в природных водах многообразны. Миграционная подвижность зависит от химических свойств веществ, а также от сложной совокупности реакций взаимодействия органических и неорганических компонентов природных вод, механи­ческого и минералогического составов взвешенных веществ.

Основными процессами миграции загрязняющих веществ являются:

• перенос в виде растворимых соединений,

• сорбция на взвешенном веществе,

• аккумуляция и трансформация на геохимических барьерах,

• седиментация и накопление в донных отложениях.

Различные классы соединений характеризуются разной миграционной способностью в природных водах в зависимости от химической природы загрязняющего вещества, физико-химических условий водоема, аккумулятивных и физиологических свойств биологических объектов.

Так, процессы миграции ТМ в природных водах многообразны: в виде растворимых соединений (свободных ионов – напр., Cd²⁺ или МоО₄^2–, комплексных неорганических – напр., [UO₂(CO₃)₃]^{4 –} и органических – напр., фульваты алюминия), со взвешенным веществом (то есть, образуя химические связи с поверхностью твердых минеральных или органических частиц размером 0,5–100 микрон, напр., О, имеющий две пары спаренных электронов, выступает донором для положительно заряженных соединений ТМ). Наибольшее значение для сорбционных процессов имеют частицы гидроксидов (в том числе в виде коллоидных частиц) и глинистые минералы. Для ряда элементов (напр., урана, ванадия, германия, молибдена) сорбентом является взвешенное органическое вещество (напр., образование соединений ТМ с тиольными, карбоксильными и аминогруппами белковых молекул). Для малорастворимых в воде пестицидов перенос в адсорбированном состоянии является основным способом миграции. ПАУ образуют растворимые в воде соединения и могут мигрировать в ионном и молекулярном виде в зависимости от структуры ПАВ и химического состава воды. Нефтяные углеводороды в отличие от соединений ТМ, галогенуглеводородов, пестицидов образуют при смешивании с водой эмульсии и мигрируют с водяным потоком.

Аккумуляция и изменение формы вещества происходит на геохимических барьерах. Напр., на механических ГХБ, характеризующихся резким изменением скорости движения миграционных потоков, происходит накопление химических веществ, связанное с появлением коллоидных и нерастворимых форм. На физико-химических ГХБ, связанных с резким изменением окислительно-восстановительных и/или щелочно-кислотных условий, растворенные вещества могут выпадать в осадок. Напр., на карбонатном ГХБ теряют подвижность ионы Sr, на испарительном – ионы U, на сульфидном ГХБ концентрируется Cu в виде халькопирита и других сульфидов.

Трансформация таких ЗВ как кислоты и щелочи происходит на кислотных и щелочных ГХБ. Напр., при использовании в качестве фунгицида медного купороса CuSO₄ происходит значительное увеличение концентрации меди. Применение гашеной извести Ca(OH)₂ и песчано-карбонатной смеси, приводит к формированию щелочного барьера, на котором медь из ионного состояния переходит в малоподвижное в этих условиях гидрокарбонатное соединение – Cu₂CO₃(OH)₂. Трансформация органических ЗВ в основном связана с изменениями геохимических условий на кислородном и биологическом ГХБ. В кислородных водах органические вещества окисляются наиболее полно – до Н₂О, СО₂ и солей различных кислот. В анаэробных условиях разложение тоже происходит, но медленнее. Здесь необходимый для окисления кислород микроорганизмы извлекают из различных минеральных соединений (NaNO₃, Fe₂O₃, Na₂SO₄), в результате чего другие элементы этих соединений (N, Fe, S) восстанавливаются. Напр., окисление органических веществ может происходить за счёт восстановления серы: СхНу + Na₂SO₄ → CO₂ + Na₂CO₃ + H₂S + H₂O. Результат – обогащение вод CO₂ и H₂O, создание восстановительной среды. Другие виды микроорганизмов при окислении органических соединений могут продуцировать метан, водород и т.д.

Процессы осаждения и накопления в донных отложениях играют важную роль в миграции ТМ, хлорированных углеводородов, ПАУ (пояснить, привести примеры). Изменение в процессе старения состава нефтепродуктов приводит к седиментации ЗВ на дно водоемов (то есть со временем возникает новый миграционный поток в отличие от других ЗВ).