Загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами

Введение

Среди загрязнителей биосферы, представляющих наибольший интерес  для различных служб контроля ее качества, тяжелые металлы относятся к числу важнейших. В значительной мере это связано с биологической активностью многих из них. На организм человека и животных физиологическое действие металлов различно и зависит от природы металла, типа соединения, в котором он существует в природной среде, а также его концентрации. Многие тяжелые металлы проявляют выраженные комплексообразующие свойства. Так, в водных средах ионы этих металлов гидратированы и способны образовывать различные гидроксокомплексы, состав которых зависит от кислотности раствора. Если в растворе присутствуют какие-либо анионы или молекулы органических соединений, то ионы этих металлов образуют разнообразные комплексы различного строения и устойчивости. В ряду тяжелых металлов одни крайне необходимы для жизнеобеспечения человека и других живых организмов и относятся к так называемым биогенным элементам. Другие вызывают противоположный эффект и, попадая в живой организм, приводят к его отравлению или гибели. Эти металлы относят к классу ксенобиотиков, то есть чуждых живому. Специалистами по охране окружающей среды среди металлов-токсикантов выделена приоритетная группа. В нее входят кадмий, медь, мышьяк, никель, ртуть, свинец, цинк и хром как наиболее опасные для здоровья человека и животных. Из них ртуть, свинец и кадмий наиболее токсичны.

К возможным источникам загрязнения  биосферы тяжелыми металлами относят  предприятия черной и цветной  металлургии (аэрозольные выбросы, загрязняющие атмосферу, промышленные стоки, загрязняющие поверхностные  воды), машиностроения (гальванические ванны меднения, никелирования, хромирования, кадмирования), заводы по переработке аккумуляторных батарей, автомобильный транспорт.

Хотя, как было упомянуто  выше, попадание металла-токсиканта может происходить и путем аэрозольного переноса, в основном они проникают в живой организм через воду. Попав в организм, металлы-токсиканты чаще всего не подвергаются каким-либо существенным превращениям, как это происходит с органическимитоксикантами, и, включившись в биохимический цикл, они крайне медленно покидают его.

К сложной и многогранной проблеме, которую представляют собой химическое загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами и которая охватывает различные дисциплины и уже превратилась в самостоятельную междисциплинарную область знаний, профессиональный интерес проявляют не только химики-аналитики, биологи и экологи (их деятельность традиционно связана с этой проблемой), но и медики. В потоке научной и научно-популярной информации, а также в средствах массовой информации все чаще появляются материалы о влиянии тяжелых металлов на состояние здоровья человека. Таким образом обсуждение некоторых химических и эколого-химических аспектов проблемы распространения тяжелых металлов в окружающей среде является актуальной.

Цель данной курсовой работы: оценить влияние тяжелых металлов на гидросферу и живые организмы.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1)рассмотреть классификацию тяжелых металлов;

2)выявить источники поступления тяжелых металлов в гидросферу;

3)описать формы существования тяжелых металлов в поверхностных водах;

4)рассмотреть методы обнаружения и методы очистки от тяжелых металлов

5) рассмотреть влияние тяжелых металлов как токсикантов в природных водах;                                                    

6) рассмотреть вредное воздействие на живые организмы.

7)рассмотреть правовые основы охраны и рационального использования водных ресурсов.

8)провести оценку эколого-экономической опасности сточных вод, содержащих тяжелые металлы.

При рассмотрении данной темы можно выделить следующие аспекты.

Социально-политический аспект.

При рассмотрение такой экологическойпроблемы,как :загрязнение водных объектов тяжелыми металлами связано с решением проблем окружающей среды в масштабах всего человечества при наличии разных социальных систем. В связи с неделимостью биосферы загрязнение природной среды невозможно удержать в территориальных границах страны, в которой это происходит. Для разработки и внедрения новых, максимально эффективных и экономически выгодных методов очистки от тяжелых металлов требуются экономические и научно- технические возможности всех стран.

Экономический аспект. Загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами приводит к деградации  водоемов, причем все возрастающая степень загрязнения может оказаться необратимой. Применение гигиенических нормативов снижает степень загрязнения водных объектов и открывает возможность использования экономичных новых технологий использования природных ресурсов.

Экологический аспект. При осуществлении любого вида человеческой деятельности неизбежно привнесение в окружающую среду различных загрязняющих веществ. Нормирование содержания токсичных тяжелых металлов в объектах окружающей среды позволяет целенаправленно совершенствовать технологию производства и снижать их негативное воздействие на здоровье человека.

Концепция устойчивого  развития.Выполнение постоянно совершенствующихся нормативов содержания тяжелых металлов вводных объектах, сохранение чистоты воздушной и водной среды, обеспечивают России устойчивое развитие, научно-технический прогресс и здоровье нации на протяжении всей жизни, как настоящего, так и будущих поколений.

1 Проблемы воздействия   тяжелых металлов на гидросферу

Тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий, цинк, медь, мышьяк,) относятся к числу распространенных и весьма токсичных загрязняющих веществ. Тяжелые металлы применяются в различных промышленных производствах, поэтому, несмотря на очистные мероприятия, содержание соединения тяжелых металлов в промышленных сточных водах довольно высокое. Большие массы этих соединений поступают в океан через атмосферу. Для морских биоценозов наиболее опасны ртуть, свинец и кадмий. Ртуть переносится в океан с материковым стоком и через атмосферу. При выветривании осадочных и изверженных пород ежегодно выделяется 13,5 тыс.т. ртути. В составе атмосферной пыли содержится около 112 тыс.т. ртути, причем значительная часть антропогенногопроихождения. Около половины годового промышленного производства этого металла (910 тыс.т./год) различными путями попадает в океан. В районах, загрязняемых промышленными водами, концентрация ртути в растворе и взвесях сильно повышается. При этом некоторые бактерии переводят хлориды в высокотоксичнуюметилртуть. Заражение морепродуктов неоднократно приводило к ртутному отравлению прибрежного населения. К 1977 году насчитывалось 2800 жертв болезни Миномата, причиной которой послу жили отходы предприятий по производству хлорвинила и ацетальдегида, на которых в качестве катализатора использовалась хлористая ртуть. Недостаточно очищенные сточные воды предриятий поступали в залив Минамата. Свиней типичный рассеянный элемент, содержащийся во всех компонентах окружающей среды: в горных породах, почвах, природных водах, атмосфере, живых организмах. Наконец, свиней активно рассеивается в окружающую среду в процессе хозяйственной деятельности человека. Это выбросы с промышленными и бытовыми стоками, с дымом и пылью промышленных предприятий, с выхлопными газами двигателей внутреннего сгорания. Миграционный поток свинца с континента в океан идет не только с речными стоками, но и через атмосферу.[8].

1.1 Классификация тяжелых металлов сбрасываемых в водные объекты

Тяжелые металлы относятся  к приоритетным загрязняющим веществам, наблюдения за которыми обязательны во всех средах[6].

Термин тяжелые металлы, характеризующий широкую группу загрязняющих веществ, получил в последнее время значительное распространение. В различных научных и прикладных работах авторы по-разному трактуют значение этого понятия.

В связи с этим количество элементов, относимых к группе тяжелых  металлов, изменяется в широких пределах. В качестве критериев принадлежности используются многочисленные характеристики: атомная масса, плотность, токсичность, распространенность в природной среде, степень вовлеченности в природные итехногенные циклы. В некоторых случаях под определение тяжелых металлов попадают элементы, относящиеся к хрупким (например, висмут) или металлоидам(например, мышьяк)[4].

В работах, посвященных проблемам  загрязнения окружающей природной  среды иэкологического мониторинга, на сегодняшний день к тяжелым металлам относят более 40 металлов периодической системы Д.И. Менделеева с атомной массой свыше 50 атомных единиц: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi и др. При этом немаловажную роль в категорировании тяжелых металлов играют следующие условия: их высокая токсичность для живых организмов в относительно низких концентрациях, а также способность к биоаккумуляции ибиомагнификации. Практически все металлы, попадающие под это определение (за исключением свинца, ртути, кадмия и висмута, биологическая роль которых на настоящий момент не ясна), активно участвуют в биологических процессах, входят в состав многих ферментов. По классификации Н.Реймерса, тяжелыми следует считать металлы с плотностью более 800 г/м³. Таким образом, к тяжелым металлам относятся Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg[23].

Формально определению тяжелые  металлы соответствует большое  количество элементов. Однако, по мнению исследователей, занятых практической деятельностью, связанной с организацией наблюдений за состоянием и загрязнением окружающей среды, соединения этих элементов далеко не равнозначны как загрязняющие вещества. Поэтому во многих работах происходит сужение рамок группы тяжелых металлов, в соответствии с критериями приоритетности, обусловленными направлением и спецификой работ. Согласно исследованиям Ю.А. Израэля в перечне химических веществ, подлежащих определению в природных средах на фоновых станциях в биосферных заповедниках, в разделе тяжелые металлы поименованы Pb, Hg, Cd, As. С другой стороны, согласно решению Целевой группы по выбросам тяжелых металлов, работающей под эгидой Европейской Экономической Комиссии ООН и занимающейся сбором и анализом информации о выбросах загрязняющих веществ в европейских

странах, только Zn, As, Se и Sb были отнесены к тяжелым металлам. По определению Н. Реймерса отдельно от тяжелых металлов стоят благородные иредкие металлы, соответственно, остаются только Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb,Sn, Bi, Hg. В прикладных работах к числу тяжелых металлов чаще всего

добавляют Pt, Ag, W, Fe, Au, Mn.

Рисунок 1 – Потенциальный запас водных ресурсов России

Зaпaсы и качество природных вод крайне неравномерно распределены по территории России. Рисунок 1 отрaжaет уровень обеспечения территории проточной водой из поверхностных источников[1].

Наиболее обеспечены водными  ресурсами низовья Оби, Обско-Енисейское междуречье, Низовья Енисея, Лены и  Амурa. Повышенный уровень водообеспеченности хaрaктерен для Европейского Севера, Средней Сибири, Дальнего Востока и зaпaдного Приурaлья. Из Субъектов Федерации наибольшие покaзaтели имеют Красноярский край и Кaмчaтскaя область (без автономных округов), Сaхaлинскaя область, Еврейская aвтономнaя область. В центре и на юге Европейской части страны, где сосредоточено основное население России, зона удовлетворительной водообеспеченности ограничивaется долиной Волги и горными рaйонaми Кaвкaзa. Из aдминистрaтивных обрaзовaний наибольший дефицит водных ресурсов отмечается в Калмыкии и Ростовской области. Немногим лучше ситуация в Стaвропольском крaе, южных облaстях Центрaльного, в Черноземном рaйоне и южном Зaурaлье.

Рисунок 2 – Интенсивность использования водных ресурсов России

Рисунок 2 хaрaктеризует объемы воды, забираемой из природных водных объектов для хозяйственно-питьевых, производственных и прочих (полив, зaкaчкa в скважины и др.) нужд[22].

Объемы забора воды на одного экономически активного жителя имеют  высокое значение в группе регионов центральной Сибири (Иркутская область, Красноярский край с Таймырским округом, Хaкaссия, Тува, Кемеровская область).

1.2 Загрязнение водного объекта

Загрязнение — это процесс  отрицательного видоизменения окружающей среды — воздуха, воды, почвы —  путём её интоксикации веществами, которые угрожают жизни живых организмов.

Рисунок 3– Виды загрязнения окружающей среды

Загрязнение воды - это понижение  ее качества в результате попадания  в реки, ручьи, озера, моря и океаны различных физических, химических или  биологических веществ. Загрязнение  воды имеет много причин.

Ежегодно в реки и водоемы  России сбрасываются 17 000куб.м неочищенных сточных вод. Вместе с ними, по оценкам Росприроднадзора, в воду попадает более 12 миллионов тонн загрязняющих веществ[27].

50% объема сброса загрязненных  сточных вод обеспечивают 64 наиболее  крупных предприятия, в основном, жилищно-коммунального хозяйства  и целлюлозно-бумажной промышленности, 75% объема сброса загрязненных  сточных вод осуществляются 230 предприятиями в РБ.

В России есть законы, которые  запрещают предприятиям напрямую сбрасывать опасные вещества в водоемы. Тем  не менее их сбрасывают, потому что за этим никто не следит: государственный экологический контроль в России находится в плачевном состоянии[19].

Другая проблема состоит  в том, что многие предприятия  в стране де-юре бессточные. Стоки  у них  сбрасываются в общую  систему городской канализации, и ответственность за них несет  водоканал города. Трудность в  том, что отходы каждого предприятия  содержат весьма специфические загрязняющие вещества. Их легко извлечь по отдельности, но когда сотни их, смешавшись, попадают в общегородские коллекторы, справиться с ними сложнее – так как городская канализация рассчитана на очистку бытовых, а не промышленных отходов. Более 70% грязных стоков в Петербурге попадает в реки через коллекторы водоканала. Похожая ситуация в Москве, Ярославле и других городах.

10 наиболее загрязненных  городов бывшего СССР.             

Металлы приведены в порядке  убывания уровня приоритетности для  данного города.

1. Рудная Пристань (Приморский  край) свинец, цинк, медь, марганец +ванадий, марганец.

2. Белово (Кемеровская область) цинк, свинец, медь, никель.

3. Ревда (Свердловская  область) медь, цинк, свинец.

4. Магнитогорск никель, цинк, свинец.

5. Глубокое (Белоруссия) медь, свинец, цинк.

6. Усть-Каменогорск (Казахстан) цинк, медь, никель.

7. Дальнегорск (Приморский  край) свинец, цинк.

8. Мончегорск (Мурманская  область) никель.

9. Алаверди (Армения) медь, никель, свинец.

10. Константиновка (Украина,  Донецкая обл) свинец, ртуть.

Рисунок 4- Схема использования водных ресурсов системой населенных пунктов

В России нет регулярного  мониторинга опасных веществ. Есть разовые исследования, по которым  не делается никаких выводов и  не принимается никаких мер[26].

Стремительно возрастает потребление воды для нужд промышленного  и сельскохозяйственного производства (рис.4), которое сопровождается отбором значительных масс воды из рек, озер, других поверхностных и подземных водных объектов, что оказывает существенное влияние на состояние водоемов и природной среды в целом[15].

Наибольшее количество воды потребляется в городах (300-600 л/сут на каждого жителя), значительно меньше — в сельской местности (от 20—30 л/сут на человека в развивающихся странах и до 100-120 л/сут — в развитых). На промышленные, сельскохозяйственные и бытовые нужды в мире сейчас потребляется около 3000 км3 пресной воды в год, из них около 1700 км3 — безвозвратно, а 1300 км3 отработанных сточных и дренажных вод сбрасывается в реки, озера и моря.

Загрязнение вод вызывает нарушение функционирования экосистем, снижает их биопродуктивность. В некоторых случаях вырождаются ценные виды флоры и фауны, причиняется прямой ущерб здоровью человека. По данным нашей СЭС, четверть водопроводов коммунального хозяйства и треть ведомственных подают воду без достаточной очистки, в результате чего водопроводная вода не отвечает гигиеническим требованиям ни по химическим, ни по бактериологическим показателям. Это обусловливает высокий уровень инфекционной и неинфекционной заболеваемости людей. Использование населением некоторых районов стран Средней Азии и Казахстана загрязненной воды - главная причина того, что заболеваемость брюшным тифом превышает средние показатели по СНГ в Таджикистане в 15 раз, в Туркменистане - в 10,в Узбекистане - в 3-4 раза. В этих же регионах высока заболеваемость инфекционным гепатитом, связанная с водным фактором[12].

1.2.1 Источники поступления тяжелых металлов в водные объекты

Тяжелые металлы и их соли — широко распространенные промышленные загрязнители. В водоемы они поступают  из естественных источников (горных пород, поверхностных слоев почвы и  подземных вод), со сточными водами многих промышленных предприятий и  атмосферными осадками, которые загрязняются дымовыми выбросами. Тяжелые металлы  как микроэлементы постоянно  встречаются в естественных водоемах и органах гидробионтов (см.таблица 1). В зависимости от геохимических условий отмечаются широкие колебания их уровня.

Таблица 1-естественные уровни металлов в природных водах

Многие металлы образуют довольно прочные комплексы с  органикой; эти комплексыявляются одной из важнейших форм миграции элементов в природных водах.Большинство органических комплексов образуются по хелатному циклу и являютсяустойчивыми. Комплексы, образуемые почвенными кислотами с солями железа,алюминия, титана, урана, ванадия, меди, молибдена и других тяжелых металлов,относительно хорошо растворимы в условиях нейтральной, слабокислой ислабощелочной сред. Поэтому металлорганические комплексы способны мигрироватьв природных водах на весьма значительные расстояния. Особенно важно это длямаломинерализованных и в первую очередь поверхностных вод, в которыхобразование других комплексов невозможно[3].

Прежде всего представляют интерес те металлы, которые в наибольшей степенизагрязняют атмосферу ввиду использования их в значительных объемах впроизводственной деятельности и в результате накопления во внешней средепредставляют серьезную опасность с точки зрения их биологической активности итоксических свойств. К ним относят свинец, ртуть, кадмий, цинк, висмут,кобальт, никель, медь, олово, сурьму, ванадий, марганец, хром, молибден имышьяк.

1.2.2 ФОРМЫ СУЩЕСТВОВАНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОДАХ

Важнейшим показателем качества среды обитания является степень  чистоты поверхностных вод. Металл-токсикант, попав в водоем или реку, распределяется между компонентами этой водной экосистемы. Однако не всякое количество металла вызывает расстройство данной системы. При оценке способности экосистемы сопротивляться внешнему токсическому воздействию принято говорить о буферной емкости экосистемы. Так, под буферной емкостью пресноводных экосистем по отношению к тяжелым металлам понимают такое количество металла-токсиканта, поступление которого существенно не нарушает естественного характера функционирования всей изучаемой экосистемы. При этом сам металл-токсикант распределяется на следующие составляющие: 1) металл в растворенной форме; 2) сорбированный и аккумулированный фитопланктоном, то есть растительными микроорганизмами; 3) удерживаемый донными отложениями в результате седиментации взвешенных органических и минеральных частиц из водной среды; 4) адсорбированный на поверхности донных отложений непосредственно из водной среды в растворимой форме; 5) находящийся в адсорбированной форме на частицах взвеси[20].

В зависимости от условий  среды (pH, окислительно-восстановительный потенциал,наличие лигандов) они существуют в разных степенях окисления и входят всостав разнообразных неорганических и металлорганических соединений, которыемогут быть истинно растворенными, коллоидно-дисперсными или входить в составминеральных и органических взвесей.

Истинно растворенные формы  металлов, в свою очередь, весьма разнообразны, чтосвязано с процессами гидролиза, гидролитической полимеризации (образованием полиядерных гидроксокомплексов) и комплексообразования с различными лигандами. Соответственно, как каталитические свойства металлов, так идоступность для водных микроорганизмов зависят от форм существования их водной экосистеме.

Многие металлы образуют довольно прочные комплексы с  органикой; эти комплексыявляются одной из важнейших форм миграции элементов в природных водах[14].

Большинство органических комплексов образуются по хелатному циклу и  являютсяустойчивыми. Комплексы, образуемые почвенными кислотами с солями железа,алюминия, титана, урана, ванадия, меди, молибдена и других тяжелых металлов,относительно хорошо растворимы в условиях нейтральной, слабокислой ислабощелочной сред. Поэтому металлорганические комплексы способны мигрироватьв природных водах на весьма значительные расстояния. Особенно важно это длямаломинерализованных и в первую очередь поверхностных вод, в которых образование других комплексов невозможно.

Таблица 2- Биогеохимические свойства тяжелых металлов               

В — высокая, У — умеренная, Н — низкая

На формы нахождения металлов в водах оказывают влияние  гидробионты (например, моллюски). Так, при изучении поведения меди в  поверхностных водах наблюдают  сезонные колебания ее концентрации: в зимний период они максимальны, а летом вследствие активного  роста биомассы снижаются. При осаждении  взвешенных органических частиц, которые  обладают способностью адсорбировать  ионы меди, последние переходят в  донные отложения, что и приводит к наблюдаемому эффекту. Следует  также отметить, что интенсивность  этого процесса зависит от скорости седиментации взвесей, то есть косвенно от таких факторов, как размеры  и заряд адсорбирующих ионы меди частиц[11].

Кроме аккумулирования металлов за счет адсорбции и последующей  седиментации в поверхностных водах  происходят другие процессы, отражающие устойчивость экосистем к токсическому воздействию такого рода загрязнителей. Наиболее важный из них состоит в  связывании ионов металлов в водной среде растворенными органическими веществами. При этом общая концентрация токсиканта в воде не меняется. Тем не менее принято считать, что наибольшей токсичностью обладают гидратированные ионы металлов, а связанные в комплексы опасны в меньшей мере либо даже почти безвредны. Специальные исследования показали, что между общей концентрацией металла - токсиканта в природных поверхностных водах и их токсичностью нет однозначной зависимости.

В природных поверхностных  водах содержится множество органических веществ, 80% которых составляют высокоокисленные полимеры типа гумусовых веществ, проникающих в воду из почв. Остальная часть органических веществ, растворимых в воде, представляет собой продукты жизнедеятельности организмов (полипептиды, полисахариды, жирные и аминокислоты) или же подобные по химическим свойствам примеси антропогенного происхождения. Все они, конечно, претерпевают различные превращения в водной среде. Но все они в то же время являются своего рода комплексообразующими реагентами, связывающими ионы металлов в комплексы и уменьшающими тем самым токсичность вод.

Различные поверхностные  воды по-разному связывают ионы металлов - токсикантов, проявляя при этом различную буферную емкость. Воды южных озер, рек, водоемов, имеющих большой набор природных компонентов (гумусовые вещества, гуминовые кислоты и фульвокислоты ) и их высокую концентрацию, способны к более эффективной природной детоксикации по сравнению с водами водоемов Севера и умеренной полосы. Таким образом, при прочих равных условиях токсичность вод, в которых оказались загрязнители, зависит и от климатических условий природной зоны. Следует отметить, что буферная емкость поверхностных вод по отношению к металлам - токсикантам определяется не только наличием растворенного органического вещества и взвесей, но и аккумулирующей способностью гидробионтов, а также кинетикой поглощения ионов металлов всеми компонентами экосистемы, включая комплексообразование с растворенными органическими веществами. Все это говорит о сложности процессов, протекающих в поверхностных водах при попадании в них металлов-загрязнителей[27].

Интересно отметить, что  гуминовые кислоты, эти специфические  природные высокомолекулярные соединения, образующиеся при превращении растительных остатков в почвах под влиянием микроорганизмов, способны, видимо, в наибольшей степени  связывать ионы тяжелых металлов в прочные комплексы. Так, константы  устойчивости соответствующих гуматов (комплексов ионов тяжелых металлов с гуминовыми кислотами) имеют значения в пределах 105-1012 в зависимости от природы металла. Устойчивость гуматов зависит от кислотности водной среды.

Рис 5 – Пути попадания металлов-токсикантов М в водные объекты экосистемы и формы их нахождения [8].

Химико-аналитический аспект проблемы определения форм существования металлов в природных водах хотя и был сформулирован около 20 лет назад, однако лишь с появлением новейших методов анализа эта задача стала доступной для решения. Раньше определяли лишь валовое содержание тяжелого металла в воде и устанавливали распределение между взвешенной и растворенной формами. О качестве вод, загрязненных металлами, судили на основе сопоставления данных по их валовому содержанию с величинами ПДК. Сейчас такая оценка считается неполной и необоснованной, так как биологическое действие металла определяется его состоянием в водах, а это, как правило, комплексы с различными компонентами. Как уже отмечалось выше, в отдельных случаях, например при комплексообразовании с органическими соединениями естественного происхождения, эти комплексы не только малотоксичны, но нередко оказывают стимулирующее действие на развитие гидробионтов, поскольку при этом они становятся биологически доступны организмам[30].

При разработке существующих ПДК процессы комплексообразования не учитывали и оценку влияния неорганических солей тяжелых металлов на живые организмы проводили в чистых водных растворах при отсутствии растворенных органических веществ естественного происхождения. Строго говоря, провести такую оценку сложно, а порой и невозможно.

Итак, токсичность вод  при загрязнении их тяжелыми металлами  в основном определяется концентрацией  либо акваионов металлов, либо простейших комплексов с неорганическими ионами. Присутствие других комплексообразующих веществ, и прежде всего органических, понижает токсичность. Отмеченное выше явление накопления токсикантов в донных отложениях может явиться причиной вторичной токсичности вод. Действительно, даже если источник загрязнения устранен и, как говорят, "вода пошла нормальная", в дальнейшем становится возможна обратная миграция металла из донных отложений в воды. Прогнозирование состояния водных систем должно опираться поэтому на данные анализа всех их составляющих, проводимого через определенные промежутки времени.

Любопытным оказался случай обнаружения залежей киновари (сульфида ртути) в одном из районов Карпат. Для геологов эта находка стала  неожиданностью. Оказалось, что в  средние века в селениях, расположенных  в горах выше по течению реки, систематически применяли препарат ртути для лечения некоторых  заболеваний. Шли годы, река собирала этот металл, переносила его вниз по течению и аккумулировала в одной  из природных ловушек в виде донных отложений. Дальнейшая его трансформация дала в итоге киноварь.

Из перечня приоритетных металлов-загрязнителей рассмотрим ртуть, свинец и кадмий как представляющие наибольшую опасность для здоровья человека и животных[6].

Ртуть. В окружающей среде  соединения ртути с различной  степенью окисления металла, то есть Hg(0), Hg(I), Hg(II), могут реагировать между собой. Наибольшую опасность представляют собой органические, прежде всего алкильные, соединения. Самый емкий аккумулятор соединений ртути (до 97%) - поверхностные воды океанов. Около половины всей ртути в природную среду попадает по техногенным причинам[9].

Кислотность среды и ее окислительный потенциал влияют на нахождение в водной среде той  или иной формы ртути. Так, в хорошо аэрированных водоемах преобладают  соединения Hg(II). Ионы ртути легко связываются в прочные комплексы с различными органическими веществами, находящимися в водах и выступающими в качестве лигандов. Особенно прочные комплексы образуются с серосодержащими соединениями. Ртуть легко адсорбируется на взвешенных частицах вод. При этом так называемый фактор концентрирования достигает порой 105, то есть на этих частицах сконцентрировано ртути в сто тысяч раз больше, чем находится в равновесии в водной среде. Отсюда следует, что судьба металла будет определяться сорбцией взвешенными частицами с последующей седиментацией, то есть по существу будет происходить удаление ртути из водной системы, как это уже было описано на примере образования залежей киновари в регионе Карпат. Следует отметить, что десорбция ртути из донных отложений происходит медленно, поэтому повторное загрязнение поверхностных вод после того, как источник загрязнения установлен и ликвидирован, также имеет заторможенную кинетику.