Комплексообразующая способность ров природных вод

     Как следует из вышеизложенного, комплексообразование в природных водных экосистемах играет важнейшую роль в судьбе, миграции и распределении металлов среди биотических и абиотических компонентов, в их биодоступности и снижении токсичности для гидробионтов. Поэтому весьма актуальной задачей является определение потенциальной комплексообразующей способности (КС) природных вод по отношению к ионам ТМ. Величина КС зависит в значительной степени от химического состава вод и обусловливается суммарным содержанием органических и неорганических лигандов, находящихся в воде и способных образовывать устойчивые комплексы с ионами ТМ [25]. КС – это одна из важнейших характеристик в системе оценки буферной емкости водных экосистем к ТМ. Она необходима, прежде всего, при прогнозировании их устойчивости к возрастающей антропогенной нагрузке ТМ. 

     Величина КС характеризует максимальную суммарную концентрацию лигандов как природного, так и антропогенного происхождения, находящихся в фильтрованной природной воде, или, точнее, их свободных центров координации, способных связывать ионы ТМ в комплексы. Количественным выражением КС служит концентрация того или иного модельного металла (мкг/дм3 или мкмоль/дм3), переходящего в связанное состояние вследствие комплексообразования.       Анализ литературных данных о КС различных типов поверхностных вод свидетельствует о том, что она определяется преимущественно наличием в воде РОВ [1, 3–5, 25, 50, 57, 58]. Причем наибольший вклад в комплексообразование вносят органические лиганды с молекулярной массой 1,0–10,0 кДа и выше [25, 50, 59]. Вероятней всего, последнее обусловлено тем, что наиболее устойчивые комплексы металлов образуются с участием ГВ (ГК и ФК), белков, полипептидов и гидроксамовых кислот [25]. ГВ, занимая доминирующее положение среди РОВ и обладая исключительными комплексообразующими свойствами [2–5, 25, 60, 61], зачастую определяют потенциальную КС РОВ поверхностных вод. В этом убеждают многочисленные литературные данные и результаты собственных исследований, посвященных изучению химической природы комплексов металлов с РОВ поверхностных вод, включая водохранилища р. Днепр [2, 3, 20–22, 25].       Данные о КС РОВ природных вод наряду со сведениями о сорбционно-аккумулирующей способности донных отложений водоемов и биоты позволяют оценить буферную емкость водных экосистем к загрязнению ТМ [62] и прогнозировать их устойчивость к этой группе токсикантов.       Ранее проведенные исследования позволили установить, что связывание ионов металлов в комплексы с РОВ природных вод или с препаратами ГВ происходит достаточно медленно. Иногда комплексообразование длится в течение нескольких суток и даже десятков суток [18, 50]. Оно зависит от влияния ряда факторов, в частности компонентного состава РОВ, конформационных изменений в макромолекулах ГВ, концентрации металлов, добавленных в природную воду, и их способности конкурировать за связывающие центры, рН, ионной силы раствора и некоторых других. Поэтому надежное определение величины КС может быть достигнуто лишь после установления равновесия в системе [50].      Полученные нами данные показали, что водная среда водохранилищ р. Днепр обладает определенным запасом потенциальной способности РОВ к связыванию ионов ТМ в комплексы. При этом величина КС характеризуется широким интервалом значений и заметно отличается для отдельных металлов [63], что связано как с химическими свойствами последних, так и с сезонной изменчивостью компонентного состава РОВ. Среди исследованных нами металлов (Cd, Cu, Cr, Mn, Zn, Pb) в наибольших количествах связываются в комплексы с РОВ ионы Cr3+, а в наименьших – ионы Cd2+ (рис. 12)3. Сезонная изменчивость КС РОВ исследованных вод проявлялась чаще всего уменьшением ее величин в конце весны и первой половине лета. К концу летнего периода и осенью КС РОВ существенно возрастает, достигая, как правило, максимальных значений. В этот период в комплексообразовании участвуют не только ГВ, как наиболее распространенная фракция РОВ, но и органические соединения – продукты метаболизма и отмирания гидробионтов.