ВЛИЯНИЕ ОСНОВНЫХ КАТИОНОВ ПРИРОДНЫХ ВОД НА СОРБЦИЮ ЦИНКА(II), КАДМИЯ(II), СВИНЦА(II) И МЕДИ(II) ОКСИДОМ АЛЮМИНИЯ И КАОЛИНОМ

Р.Л. Левит, В.А. Кудрявцева, Т.Д. Шигаева

Аннотация


Важнейшим процессом, регулирующим распределение тяжелых металлов между компонентами природных вод, является сорбция. Сорбция ионов тяжелых металлов минеральными взвесями – сложный процесс, включающий различные механизмы и зависящий от многих факторов. Влияние ионов магния и кальция на сорбцию ионов цинка, кадмия, свинца и меди оксидом алюминия и каолином изучено инверсионно-вольтамперометрическим методом. Ионы магния и кальция ингибируют сорбцию ионов цинка и кадмия оксидом алюминия, но практически не влияют на сорбцию ионов свинца и меди, что указывает на ионообменный механизм сорбции оксидом алюминия ионов цинка и кадмия с образованием лабильных комплексов и на специфический механизм сорбции ионов свинца и меди с образованием прочных комплексов, однако с каолином ионы меди образуют неустойчивые комплексы по ионообменному механизму. Отсюда следует, что с ростом солености в эстуарных водах ионы кадмия и цинка будут десорбироваться с поверхности взвесей активнее ионов свинца и меди, вызывая увеличение концентраций растворенных форм кадмия и цинка, при этом концентрация растворенных форм свинца будет оставаться практически неизменной, что подтверждается натурными измерениями.

Ключевые слова


тяжелые металлы, минеральные взвеси, сорбция, соленость, природная вода.

Полный текст:

PDF

Как процитировать материал

Литература


Демина Л.Л., Гордеев В.В., Галкин С.В. и др. Биогеохимия металлов в маргинальном фильтре р. Обь // Геология морей и океанов: Материалы XVIII Международной научной конференции (Школы) по морской геологии. Т. IV. – М. : ГЕОС, 2009. – С. 61–65.

Добровольский В.В. Роль органических веществ почв в миграции тяжелых металлов // Природа. – 2004. – № 7. – С. 35–39.

Донченко В.К., Иванова В.В., Питулько В.М. Эколого-химические особенности прибрежных акваторий. – СПб. : Изд-во НИЦЭБ РАН, 2008. – 544 с.

Ермаков С.М., Бродский В.З., Жиглявский А.А. и др. Математическая теория планирования эксперимента. – М. : Наука, 1983. – 391 с.

Исидоров В.А. Введение в химическую экотоксикологию. – СПб. : Химиздат, 1999. – 144 с.

Коростелев П.П. Приготовление растворов для химико-аналитических работ. – М. : Изд-во АН СССР, 1962. – 311 с.

Кудрявцева В.А., Левит Р.Л., Бережковская О.М. Влияние химического состава водной среды на формы тяжёлых металлов // Региональная экология. – 2011. – № 1–2. – С. 88–95.

Ладонин Д.В., Пляскина О.В. Изучение механизмов поглощения Cu(II), Zn(II) и Pb(II) дерново-подзолистой почвой // Почвоведение. – 2004. – № 5. – С. 537–545.

Левит Р.Л., Фаустова Е.И. Влияние хлорид-ионов, рН и гуминовых веществ на комплексообразование кадмия(II) и меди(II) // Журн. прикладной химии. – 2009. – Т. 82. – С. 1916–1918.

Линник П.Н., Набиванец Б.И. Формы миграции металлов в пресных поверхностных водах. – Л. : Гидрометеоиздат, 1986. – 270 с.

Лисицын А.П. Маргинальный фильтр океанов // Океанология. – 1994. – Т. 34. – С. 735– 743.

Макарова Е.Д., Кудрявцева В.А. Адекватность методов исследования природе анализируемых объектов как основная проблема экологической аналитики // Научное приборостроение. – 1996. – Т. 6. – № 1–2. – С. 67–73.

Balls P.W., Laslett R.E., Price N.B. Nutrient and trace metal distributions over a complete semidiurnal tidal cycle in the Forth estuary, Scotland. Neth // J. Sea Res. – 1994. – Vol. 33. – P. 1–17.

Beltra.n R., de la Rosa J.D., Santos J.C. Heavy metal mobility assessment in sediments from the Odiel River (Iberian Pyritic Belt) using sequential extraction // Environ Earth Sci. – 2010. – Vol. 61. – P. 1493–1503.

Betty N.G., Turner A., Tyler A.O. et al. Modelling contaminant geochemistry in estuaries // Water Research. – 1996. – Vol. 30. – Р. 63–74.

Bradl H.B. Adsorption of heavy metal ions on soils and soils constituents // J. Colloid and Interface Sci. – 2004. – Vol. 277. – P. 1–18.

Chisholm-Brause С.J., Hayes K.F., Roe A.L. et al. Spectroscopic investigation of Pb(II) complexes at the .-A12O3 / water interface // Geochmi. Cosmochim. Acta. – 1990. – Vol. 54. – P. 1897– 1909.

Du Laing G, Bogaert N., Tack F.M.G. et al. Heavy metal contents (Cd, Cu, Zn) in spiders (Pirata piraticus) living in intertidal sediments of the river Scheldt estuary (Belgium) as affected by substrate characteristics // Sci. Total Environ. – 2002. – Vol. 289. – P. 71–81.

Du Laing G., De Vos R., Vandecasteele B. et al. Effect of salinity on heavy metal mobility and availability in intertidal sediments of the Schel dt estuary // Estuar Coast Shelf Sci. – 2008. – Vol. 77. – P. 589–602.

Du Laing G., Rinklebe J., Vandecasteele B. et al. Trace metal behaviour in estuarine and riverine floodplain soils and sediments: A review // Sci. Total Environment. – 2009. – Vol. 407. – P. 3972– 3985.

Echeverria J.C., Churio E., Garrido J.J. Retention mechanisms of Cd on illite // Clays and Clay Minerals. – 2002. – Vol. 50. – P. 614–623.

Gambrell R.P., Wiesepape J.B., Patrick Jr. W.H., Duff M.C. The effects of pH, redox, and salinity on metal release from a contaminated sediment // Water Air Soil Poll. – 1991. – Vol. 57– 58. – P. 359–367.

Gonzalez J.L., Thouvenin B., Dange C. et al. Modeling of cadmium speciation and dynamics in the Seine estuary (France) // Estuaries. – 2001. – Vol. 24. – Р. 1041–1055.

Gonzalez J.L., Dange C., Thouvenin B. Speciation of metal contaminants in estuarine environment: Interest of modeling and application to cadmium // Hydroecol. Appl. – 2001. – Vol. 13. – Р. 37–55.

Greger M., Kautsky L., Sandberg T. A tentative model of Cd uptake in Potamogeton pectinatus in relation to salinity // Environ. Exp. Bot. – 1995. – Vol. 35. – P. 215–225.

Kot A., Namiesnic J. The role of speciation in analytical chemistry // Trends Anal. Chem. – 2000. – Vol. 19. – P. 69–79.

Lutzenkirchen J. Ionic strength effects on cation sorption to oxides: macroscopic observations and their significance in microscopic interpretation // J. Colloid Interface Sci. – 1997. – Vol. 195. – P. 149–155.

Moharami S., Jalali M. Effects of cations and anions on iron and manganese sorption and desorption capacity in calcareous soils from Iran Environ // Earth Sci. – 2013. – Vol. 68. – P. 847– 858.

Paalman M.A.A., van der Weijden C.H., Loch J.P.G. Sorption of cadmium on suspended matter under estuarine conditions: competition and complexation with major seawater ions // Water Air Soil Poll. – 1994. – Vol. 73. – P. 49–60.

Shaheen S.M., Tsadilas C.D., Rinklebe J. A review of the distribution coefficients of trace elements in soils: Influence of sorption system, element characteristics, and soil colloidal properties // Adv. Colloid and Interface Sci. – 2013. – Vol. 201–202. – P. 43–56.

Tam N.F.Y., Wong Y.S. Mangrove soils in removing pollutants from municipal wastewater of different salinities // J. Environ. Qual. – 1999. – Vol. 28. – P. 556–564.

Thouvenin B., Gonzalez J.L., Boutier B. Modelling of pollutant behaviour in estuaries: Application to cadmium in the Loire Estuary // Marine Chemistry. – 1997. – Vol. 58. – Р. 147–161.

Thouvenin B., Gonzalez J. L., Chiffoleau J. F. et al. Modelling Pb and Cd dynamics in the Seine estuary // Hydrobiologia. – 2007. – Vol. 588. – P. 109–124.

Veeresh H., Tripathy S., Chaudhuri D. et al. Competitive adsorption behavior of selected heavy metals in three types of India amended with fly ash and sewage sludge // Environ. Geol.. – 2003. –Vol. 44. – P. 363–370.

Verslycke T., Vangheluwe M., Heijerick D. et al. The toxicity of metal mixtures to the estuarine mysid Neomysis integer (Crustacea: Mysidacea) under changing salinity // Aquat. Toxicol. – 2003. – Vol. 64. – P. 307–315.

Zanders I.P., Rojas W.E. Salinity effects on cadmium accumulation in various tissues of the tropical fiddler crab Uca rapax // Environ. Pollut. –1996. – Vol. 94. – P. 293–309.




DOI: http://dx.doi.org/10.24855/biosfera.v6i4.183

© ФОНД НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ "XXI ВЕК"