Page 42 - Technogenic_Ils_Yanin

ственной миграции их комплексных соединения с металлами в растворенных формах. Гуминовые
кислоты (ГК) и соли гуминовых кислот со щелочноземельными металлами – гумиты – имеют низ-
кую растворимость и вероятно в большей степени образуют коллоидные и взвешенные формы. В
случае мономерных не ассоциированных соединений, снижение рН воды приводит к ухудшению
связывания ионов металлов в комплексы из-за подавления диссоциации слабокислотных групп и
протонизации аминогрупп. При повышении pН воды степень связывания металлов в комплексы
увеличивается, однако при этом может проявляться конкурирующее действие процессов гидроли-
за, особенно в случае многозарядных катионов. Поэтому для комплексообразования металлов с
органическими соединениями существует некоторый оптимальный интервал кислотности среды,
который часто совпадает с pН природных вод.
Ведущая роль гумусовых веществ в указанных процессах объясняется совокупностью
свойств, которые они проявляют в водных экосистемах [307]: 1) Высокая комплексообразующая
способность гумусовых веществ (ГВ), зависящая от их химического состава и строения их макро-
молекул. Присутствие в молекулах ГК и ФК большого числа различных функциональных группи-
ровок, в том числе кислотных, обусловливает наличие в их составе так называемых активных цен-
тров координации, связывающих металлы в прочные комплексы хелатного типа. Значительная
устойчивость и высокомолекулярный характер гуматных и фульватных комплексов с тяжелыми
металлами способствует преобладанию этих форм металлов в водах, содержащих достаточные
количества ГВ. 2) Способность ГВ существовать в водной среде в виде частиц различной степени
дисперсности (растворенные, коллоидные, взвешенные). Полидисперсный состав ГВ определяется
интервалом молекулярных масс отдельных фракций и не является постоянным. Изменение компо-
нентного состава вод, величины рН и других факторов может приводить к увеличению или
уменьшению степени ассоциации ГВ в растворе. В соответствии с этим будут наблюдаться изме-
нения в соотношении основных форм миграции ГВ. В результате комплексообразования коорди-
национные соединения металлов приобретают миграционные свойства. 3) ГВ обладают высокой
адсорбционной способностью. Благодаря полифункциональному и полидисперсному характеру
молекул гумусовые вещества могут адсорбироваться на коллоидных частицах полигидроксидов
железа, марганца и алюминия, а также на поверхности глинистых материалов, образуя более
сложные миграционные формы металлов.
Движущийся водный поток постоянно обменивается веществом с донными отложениями.
Химические элементы могут поступать из отложений (особенно илистых) в водную толщу при
взмучивании и ионном обмене с придонной водой, в результате молекулярной диффузии из ило-
вых вод и механического нарушения границы раздела вода/отложения под действием биологиче-
ских и гидродинамических факторов. Кроме того, при развитии значительных скоплений илистых
отложений диагенетические процессы в их толще могут создавать восстановительную (чаще все-
го, глеевую) среду, которая способствует переходу некоторых элементов в другое валентное со-
стояние и их концентрированию в иловых водах, откуда, в силу указанных выше причин, они спо-
собны мигрировать в придонные воды и затем включаться в основной миграционный поток.
Как уже отмечалось, важной характеристикой речных вод является их мутность, отражаю-
щая содержание взвешенных в воде твердых веществ. Речная взвесь определяет многие гидрофи-
зические характеристики воды; она связана с целым рядом других показателей состояния речной
воды или оказывает влияние на них. Взвешенные органические частицы используются микроорга-
низмами для питания и защиты. Цветность воды во многом определяется присутствием коллоид-
ных (особенно гуминовых) веществ. Установлена связь между высокой мутностью воды и ее при-
вкусом и запахом. Оптические свойства воды во многом зависят от количества и состава взвешен-
ных в ней веществ. Например, альбедо мутной воды по сравнению с прозрачной возрастает в 2–3
раза; увеличиваются также поглощение видимых лучей и коэффициент их преломления, снижает-
ся прозрачность воды [90]. Как правило, чем выше мутность, тем сильнее поглощаются ультрафи-
олетовые лучи, что способствует увеличению теплосодержания, но препятствует проникновению
солнечного света, а это, в свою очередь, тормозит процессы фотосинтеза и оказывает существен-
ное влияние на гидрохимический режим и биологическую жизнь водотока [572, 885], вплоть до
прямого токсического эффекта на гидробионтов [884]. Наконец, взвесь играет огромную роль в

42