Молекулярные массы комплексных соединений микроэлементов

Следует заметить, что определение концентраций отдельных форм ионов металлов в природных водах имеет важное эколого-токсикологическое значение. На многих примерах установлено, что токсичность незакомплексованных ионов и гидроксокомплексов тяжелых металлов для гидробионтов значительно выше, нежели токсичность их комплексных соединений с другими лигандами, особенно с высокомолекулярными органическими соединениями природного происхождения (гумусовыми веществами).

В то же время токсичность металлоорганических соединений, например триметилхлорида олова, диэтилхлорида свинца и т.д., значительно выше, за токсичность незакомплексованных ионов этих металлов. В связи с этим возникает серьёзная проблема, относительно взаимосвязи между ПДК ионов металлов, установленными путём действия неорганических солей металлов на биологические тест - объекты, и общим содержанием этих металлов в природных водах. Очевидно, что нормы ПДК для тяжёлых металлов являются в полной мере условными, потому, что в реальной природной воде концентрация токсичных форм и интенсивность их действия на гидробионты может быть не адекватной параметрам, установленным в исследованиях с простыми солями металлов.

Органические вещества. Кроме неорганических веществ, растворены и суспендированы органические соединения природного и антропогенного происхождения и являются неотъемлемыми компонентами природных вод и играют важную роль в формировании их химического состава. Как показано выше, природные органические вещества являются одним из основных источников нахождения в природных водах неорганических форм азота и фосфора, без которых существование и развитие водных организмов невозможно. С другой стороны, сами органические соединения также употребляются гидробионтами и выделяются в воду в процессе их жизнедеятельности и отмирания. Много органических соединений природных вод способны образовывать и ионами металлов стойкие комплексы и этим сами способствуют их переходу в растворимые формы, которые доступны для употребления гидробионтами. Особенную роль в этих процессах играют гуминовые и фульвокислоты, которые хорошо вымываются водой с донных грунтов.

Много органических соединений различных классов поступают в природные воды со сточными водами предприятий органического синтеза, а также с коммунально-бытовыми и с/х стоками. Такие соединения, особенно отходы химических производств, часто являются очень токсичными и их содержание в природных водах необходимо тщательно контролировать.

Несмотря на особое значение органических соединений для формирования качества природных вод, методы их контроля разработаны значительно хуже, нежели для главных ионов. Поэтому характеристика состава природных вод по содержанию органических соединений в целом является менее содержательной, чем по содержанию других ингредиентов.

Содержание органических соединений в поверхностных водах суши можно охарактеризовать тремя группами показателей.

Первая группа показателей адекватна сумме всех органических соединений природных вод или сумме отдельных классов таких соединений. Это интегральные показатели. При этом содержание органического вещества выражают в форме Сорг., т.е. связанного органического углерода в мг/л. В очевидном большинстве органических соединений природных вод С составляет ~ 50 % их массы, поэтому величину Сорг. умножают на 2 и находят содержание органического вещества (мг/л). В поверхностных водах суши содержание С орг. в зависимости от типа водного объекта (речка, водохранилище, озеро и т.д.) и времени года составляет от 1 – 2 до 30 – 50 мг/л. Органическое вещество природных вод характеризуют также другими показателями – содержанием органического азота (Nорг.) и органического фосфора (Рорг.). Наиболее распространённые значения этих показателей приведены в табл. 2:

Nорг. = 0,2 – 2 мг/л.

Рорг. = 0,01 – 0,2 мг/л.

К другой группе показателей, которые характеризуют органическое вещество природных вод, входят наиболее распространённые органические соединения природного происхождения. Среди них необходимо назвать гуминовые и фульвокислоты, белковоподобные соединения, свободные и связанные аминокислоты, амины, карбоновые и оксикарбоновые кислоты, карбонильные соединения, сложные эфиры, и углеводные. Наиболее характерные концентрации этих соединений в поверхностных водах суши приведены в таблице 7. Для удобства сравнение концентраций белковоподобных веществ, аминокислот и аминов (мкг N/л), а также органических кислот и сложных эфиров, которые выражают в микромолях экв/л., пересчитано и дано в табл. 7 в мг С/л. Такой расчёт даёт приблизительные результаты, поскольку различные органические соединения имеют различную молекулярную массу, а процентное содержание N₂ и С в них также не одинаково. Например, для белков и аминокислот белкового происхождения мг С/л = 1,7 мг N/л, а для аминов мг С/л = 3,4 мг N/л. Для алифатичных карбоновых кислот С₂ – С₇, которые наиболее распространены из этого класса соединений в поверхностных водах суши, средняя молекулярная масса составляет М = 95, а среднее содержание углерода составляет 55 %, поэтому мг С/л = С моль/л × 95 × 1000 × 55 / 100 = = С моль/л × 5,2 × 10⁴.

Таблица 7