Кобальт

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

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

Кобальт відноситься до числа біологічно активних елементів і завжди міститься в організмі тварин і в рослинах. З недостатнім вмістом його в грунтах пов'язаний недостатній вміст кобальту в рослинах, що сприяє розвитку недокрів'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 слабозабруднених водах його вміст коливається від десятих до тисячних часток міліграма в 1 дм³, середній вміст у морській воді 0.5 мкг/дм³. ГДКв складає 0.1 мг/дм³, ПДКвр  0.01 мг/дм³.

Марганець

У поверхневі води марганець поступає в результаті вилуговування залізомарганцевих руд та інших мінералів, що містять марганець (піролюзит,псіломелан, Браун, Манганіт,чорна охра). Значні кількості марганцю надходять у процесі розкладання водних тварин і рослинних організмів, особливо синьо-зелених, діатомових водоростей і вищих водних рослин. Сполуки марганцю виносяться у водойми зі стічними водами марганцевих збагачувальних фабрик, металургійних заводів, підприємств хімічної промисловості і з шахтними водами.

Зниження концентрації іонів марганцю в природних водах відбувається в результаті окислення Mn (II) до MnO₂ та інших високовалентних оксидів, шо випадають в осад. Основні параметри, що визначають реакцію окислення, --концентрація розчиненого кисню, величина рН і температура.  Концентрація розчинених сполук марганцю знижується внаслідок утилізації їх водоростями.

Головна форма міграції сполук марганцю у поверхневих водах -- суспензії, склад яких визначається у свою чергу складом порід, а також колоїдні гідроксиди важких металів і сорбовані на них сполуки марганцю. Суттєве значення в міграції марганцю в розчиненій та колоїдній формах мають органічні речовини і процеси комплексоутворення марганцю з неорганічними і органічними лігандами. Mn (II) утворює розчинні комплекси з бікарбонатами і сульфатами. Комплекси марганцю з іоном хлору зустрічаються рідко. Комплексні сполуки Mn (II) з органічними речовинами зазвичай менш міцні, ніж з іншими перехідними металами. До них відносяться сполуки з амінами, органічними кислотами, амінокислотами і гумусовими речовинами. Mn (III) в підвищених концентраціях може перебувати в розчиненому стані тільки в присутності сильних комплексоутворювачів, Mn (YII) в природних водах не зустрічається.

У річкових водах вміст марганцю коливається звичайно від 1 до 160мкг/дм³, середній вміст у морських водах складає 2 мкг/дм³, в підземних - n.102 - n.103 мкг/дм³.

Концентрація марганцю у поверхневих водах схильна до сезонних коливань.

Факторами, що визначають зміни концентрацій марганцю, є співвідношення між поверхневим і підземним стоком, інтенсивність споживання його при фотосинтезі, розкладання фітопланктону, мікроорганізмів і вищої водної рослинності, а також процеси осадження його на дно водних об'єктів.

Роль марганцю в житті вищих рослин і водоростей водойм вельми велика. Марганець сприяє утилізації CO₂ рослинами, чим підвищує інтенсивність фотосинтезу, бере участь у процесах відновлення нітратів і асиміляції азоту рослинами. Марганець сприяє переходу активного  Fe (II) в Fe (III), що охороняє клітину від отруєння, прискорює ріст організмів і т.д. Важлива екологічна і фізіологічна роль марганцю викликає необхідність вивчення і розподілу марганцю в природних водах.

Для водойм санітарно-побутового використання встановлена ГДКв (по іону марганцю), що дорівнює 0.1 мг/дм³.  Марганець надходить в атмосферу від викидів підприємств чорної металургії  (60% всіх викидів марганцю), машинобудування і металообробки (23%),кольорової металургії (9%), численних дрібних джерел, наприклад, від зварювальних робіт.  Високі концентрації марганцю призводять до появи нейротоксичнихефектів, прогресуючого ураження центральної нервової системи, пневмонії. Найвищі концентрації марганцю (0,57 - 0,66 мкг/м3 )спостерігаються у великих центрах металургії:

Мідь

Мідь - один з найважливіших мікроелементів. Фізіологічна активність міді пов'язана головним чином із включенням її до складу активних центрів окислювально-відновлювальних ферментів. Недостатній вміст міді в грунтах 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 роблять несприятливий вплив на рослинні і тваринні організми.

Вміст міді в природних прісних водах коливається від 2 до 30мкг/дм³, у морських водах - від 0.5 до 3.5 мкг/дм³. Підвищені концентрації міді (до декількох грамів у літрі) характерні для кислих рудничних вод.

У природних водах найбільше часто зустрічаються сполуки Cu (II). З 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 знаходяться в рівновазі з акваіонамі металу.

Основним джерелом надходження міді в природні води є стічнів оди підприємств хімічної, металургійної промисловості, шахтні води, альдегідні реагенти, використовувані для знищення водоростей. Мідь може з'являтися в результаті корозії мідних трубопроводів та інших споруд, що використовуються в системах водопостачання. У підземних водах вміст міді обумовлено взаємодією води з гірськими породами, що містять її  (Халькопірит, халькозін, ковеллін, борної, малахіт, Аззур, хрізаколла, бротантін).

Гранично допустима концентрація міді у воді водойм санітарно -побутового водокористування становить 0,1 мг/дм³, у воді рибогосподарських водойм - 0.001мг/дм³.

|

Молібден

Сполуки молібдену потрапляють в поверхневі води в результаті вилуговування їх з екзогенних мінералів, що містять молібден. Молібден потрапляє у водойми також зі стічними водами збагачувальних фабрик, підприємств кольорової металургії. Зниження концентрацій сполук молібдену відбувається в результаті випадання в осад важкорозчинних сполук, процесів адсорбції мінеральними суспензіями і споживання рослинними водними організмами.

Молібден в поверхневих водах знаходиться в основному у формі МоО₄^2-.  Досить імовірно існування його у вигляді органо-комплексів.  Можливість деякого накопичення в колоїдному стані випливає з того факту, що продукти окислення молібденіта представляють пухкі тонкодисперсні речовини.

У річкових водах молібден виявлено в концентраціях від 2.1 до 10.6мкг/дм³. У морській воді міститься в середньому 10 мкг/дм³ молібдену.

У малих кількостях молібден необхідний для нормального розвитку рослинних і тваринних організмів. Молібден входить до складу ферменту ксантиноксидази. При дефіциті молібдену фермент утворюється в недостатнійкількості, що викликає негативні реакції організму. У підвищених концентраціях молібден шкідливий. При надлишку молібдену порушується обмін речовин.

Гранично допустима концентрація молібдену у водоймах санітарно -побутового використання складає 0.25 мг/дм³.

Миш'як

У природні води миш'як надходить з мінеральних джерел, районів арсеновмісних руд, а також із зон окислення порід поліметалевого, мідно-кобальтового і вольфрамового типів. Деяка кількість миш'яку надходить з грунтів, а також в результаті розкладання рослинних і тваринних організмів.  Споживання миш'яку водними організмами є однією з причин зниження концентрації його у воді, 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 зваженому стані, співвідношення між якими визначається хімічним складом води і значеннями рН. У розчиненій формі миш'як зустрічається в трьох-і пятівалентной 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, у морських водах в середньому міститься 3мкг/дм³, в підземних Сполуки миш'яку в підвищених концентраціях є токсичними дляорганізму тварин і людини: вони гальмують окислювальні процеси, пригнічують постачання киснем органів і тканин.

ГДКв миш'яку складає 0.05 мг/дм³ і ПДКвр - 0.05 мг/дм³.

Нікель

Присутність нікелю в природних водах обумовлено складом порід, через які проходить вода: він виявляється в місцях родовищ сульфідних мідно-нікелевих руд і залізо-нікелевих руд. У воду потрапляє з грунтів і з рослинних і тварин організмів при їх розпаді. Підвищений порівняно з іншими типами водоростей вміст нікелю виявлено в синьо-зелених водоростях. Сполуки нікелю у водні об'єкти надходять також із стічними водами цехів нікелювання, заводів синтетичного каучуку, нікелевих збагачувальних фабрик. Величезні викиди нікелю супроводжують спалювання викопного палива.

Концентрація його може знижуватися в результаті випадання в осад таких сполук, як ціаніди, сульфіди, карбонати або гідроксиди (при підвищенні значень рН), за рахунок споживання його водними організмами і процесів адсорбції.

У поверхневих водах сполуки нікелю перебувають у розчиненому, зваженому і колоїдному стані, кількісне співвідношення між якими залежить від складу води, температури і значень рН. Сорбентами сполук нікелю можуть бути гідроксид заліза, органічні речовини, високодисперсний карбонат кальцію, глини. Розчинені форми представляютьсобою головним чином комплексні іони, найбільше часто з амінокислотами, гуміновими і фульвокислотами, а також у вигляді міцного ціанідного комплексу.  Найбільш поширені в природних водах сполуки нікелю, у яких він знаходиться в ступені окислення +2. Сполуки Ni^{3 +} утворюються зазвичай влужному середовищі.

Сполуки нікелю відіграють важливу роль у кровотворних процесах, будучи каталізаторами. Підвищений його вміст має специфічну дію на серцево-судинну систему. Нікель належить до числа канцерогенни хелементів. Він здатний викликати респіраторні захворювання. Вважається, що вільні іони нікелю (Ni^{2 +)} приблизно в 2 рази більш токсичні, ніж його комплексні сполуки.

У річкових незабруднених і слабозабруднених водах концентрація нікелю коливається зазвичай від 0.8 до 10 мкг/дм3; в забруднених вона становить кілька десятків мікрограмів в 1 дм³. Середня концентрація нікелю в морській воді 2 мкг/дм³ .У підземнихводах, що омивають нікелевмісні гірські породи, концентрація нікелю іноді зростає до 20 мг/дм3.

Вміст нікелю в водних об'єктах лімітується: ГДКв складає 0.1мг/дм³, ГДКвр - 0.01мг/дм³ Нікель надходить в атмосферу від підприємств кольорової металургії, на частку яких припадає 97% всіх викидів нікелю. 

Олово

У природні води надходить в результаті процесів вилуговування олововмісних мінералів (Каситерит, станнін), а також зі стічними водами різних виробництв (фарбування тканин, синтез органічних фарб, виробництво сплавів з добавкою олова та ін.)

Токсична дія олова невелика.

У незабруднених поверхневих водах олово міститься в субмікрограмових концентраціях. У підземних водах його концентрація досягає одиниць мікрограмів в 1 дм³. ПДКв становить 2 мг/дм³.

Ртуть

У поверхневі води сполуки ртуті можуть надходити в результаті вилуговування порід в районі ртутних родовищ (кіновар, метаціннабаріт, Лівінгстон), у процесі розкладання водних організмів. Значні кількості надходять у водні об'єкти з стічними водами підприємств, що виготовляють барвники, пестициди, фармацевтичні препарати, деякі вибухові речовини. Теплові електростанції, що працюють на вугіллі, викидають в атмосферу значні кількості сполук ртуті, які в результаті мокрих і сухих випадінь потрапляють у водні об'єкти.

Зниження концентрації розчинених сполук ртуті відбувається ввнаслідок вилучення їх багатьма морськими і прісноводними організмами, які володіють здатністю накопичувати її у концентраціях, у багато разів перевищують вміст її у воді, а також процесів адсорбції зваженими речовинами і донними відкладеннями.

У поверхневих водах сполуки ртуті перебувають у розчиненому і зваженому стані. Співвідношення між ними залежить від хімічного складу води і значень рН. Зважена ртуть являє собою сорбовані сполуки ртуті. Розчиненими формами є недісоційовані молекули, комплексні органічні й мінеральні сполуки. У воді водних об'єктів ртуть може перебувати у вигляді метилртутних сполук.

Вміст ртуті в річкових незабруднених, слабозабруднених водах складає декілька десятих часток мікрограма в 1 дм³, середня концентрація в морській воді 0.03 мкг/дм3, в підземних водах 1-3 мкг/дм3.

Сполуки ртуті високо токсичні, вони вражають нервову систему людини, викликають зміни з боку слизової оболонки, порушення рухової функції й секреції шлунково-кишкового тракту, зміни в крові та ін. Метілртутні сполуки накопичуються у рибі і можуть потрапляти в організм людини.

ПДКв ртуті складає 0.0005 мг/дм³ , ПДКвр 0.0001 мг/дм³.