Одним из важных факторов, влияющих на поглощение металлов осадками, является величина рН. Так, в отношении цинка увеличение рН выше 8.0 способствует переходу его растворенных форм в трудно растворимые гидролизованные. При более низких значениях рН, когда образование гидроксокомплексов и гидроксидов металлов выражено слабо (5.0 - 8.0), изменение рН влияет главным образом на поглотительную способность донных отложений. Закисление водной толщи озер вызывает уменьшение концентраций металлов по направлению к поверхности донных отложений (особенно таких мобильных, как Cd, Zn, Ni, Cu, Al) в результате, во-первых, снижения скорости седиментации элементов вследствие уменьшенной адсорбции химических компонентов на осаждающихся частицах и, во-вторых, десорбции (растворения) соединений металлов из уже осажденного материала [12].

По относительному содержанию во взвесях, тяжелые металлы убывают в следующем порядке: Fe > Mn > Pb > Ni > Co > Cu > Zn > Cd. Такая последовательность объясняется высоким сродством ионов Fe2+, Mn2+, Pb2+, Ni2+ к глинистым лигандам. Сорбция на поверхности взвешенных частиц обеспечивается физической адсорбцией, катионным обменом, а также химической адсорбцией, характеризующейся образованием химических ассоциатов между ионами металлов и поверхностью частиц. Наибольшей сорбционной емкостью характеризуются взвешенные вещества с размером частиц от 0.05 мм и менее, которые в условиях высоких скоростей длительное время находятся в русловом потоке и играют определенную роль в межфазовом распределении тяжелых металлов в системе вода - взвешенное вещество. По данным Осадчего Н.И. [13] при анализе воды Дуная практически на всем протяжении донные отложения представлены песчаными отложениями с незначительной концентрацией тяжелых металлов, близкими к фоновому для аналогичных природных образований. Максимальное содержание тяжелых металлов характерно для мелкодисперсных илистых образований, залегающих как правило в глубоководных зонах.

Исследование содержания тяжелых металлов в различных гранулометрических фракциях донных отложений показало, что с уменьшением их размера происходит рост концентрации практически всех металлов. Наибольшую опасность представляют донные отложения с размером фракции < 0.05 мм. При изменении гидрологических условий водной среды они могут вовлекаться в речной поток и трансформироваться на значительные расстояния. По мере перехода от песков к глинистым илам в среднем растет содержание металлов: Мn - в 10 раз, Cd - в 8, Со, Сu, Рb и Zn в 2-5 раз [14].

По данным Мур Дж. [15] можно выделить соединения, в форме которых тяжелые металлы локализуются в донных отложениях.

Кадмий - максимум содержания его отмечен в ассоциации с гидроксидами железа и марганца, не обнаружено связи с органическим веществом и карбонатами.

Кобальт - в целом характеризуется низким содержанием, а иногда и полным отсутствием мобильных форм, может находиться в нерастворимой форме.

Медь - в илах распределяется со следующей закономерностью: от 45% до 65% безвозвратно захоранивается, 25-52% ассоциировано с органическим веществом, 2-15% - с гидроксидами, 3% - мобильные формы.

Свинец - характеризуется низким содержанием мобильных форм (0.6-10.9%). Основные же запасы распределяются между труднодоступными (40- 75%) и совершенно недоступными (26-48%) для гидробионтов формами.

Цинк - содержание мобильных форм составляет 3%. Основные запасы - 50-72% ассоциированы с оксидами железа и марганца.

Резюмируя изложенное выше, можно отметить, что процессы накопления микроэлементов и тяжелых металлов в донных отложениях водоемов обусловлены многочисленными факторами. Их интенсивность зависит от химического и гранулометрического состава отложений, их типа, окислительно-восстановительных условий, рН среды, мощности осадков, а также сезона и метеоусловий. При этом для каждого водоема может быть свойственен свой механизм аккумуляции микроэлементов при сочетании некоторых перечисленных факторов.

Еще статьи по теме

Этапы перераспределения вещества и энергии в биосфере
Создание и существование биомассы неразрывно связаны с поступлением энергии и веществ из окружающей среды. Большинство веществ земной коры проходит через живые организмы и вовлекается в биологический круговорот веществ, создавший биосферу ...

Снижение уровня загрязненности рек г. Новокузнецка
С помощью системного анализа можно исследовать различные социально-экономические процессы и системы для лучшего понимания проблемы и поиска мероприятий по ее разрешению. В данной расчетной работе мы с помощью методов системного анализа рас ...