2009 01 02 1522

<A W wLaoo. $ i l

ISBN 97UU4M5J240. C by W PW ZOirt

13.

Metale i pólmetale w hydrosferze

327

Jest to jedynie przykład poważnego problemu związanego z zanieczyszczeniem wody określonym pierwiastkiem. Na całym świecie obserwowano i opisano wiele tego typu przykładów' związanych zarówno z innymi metalami, jak i półmctalami.

Metale i półmctalc stanowią około 75% wszystkich pierwiastków w układzie okresowym i występują w całej hydrosferze w postaci jonów i związków złożonych. Stężenie związków metali w wodach różnego typu obejmuje szeroki zakres. W oceanach stężenie jonów sodu wynosi w przybliżeniu 0.48 mol • L^-1 (tab. 9.1; 10760 mg - kg^-1), natomiast jony magnezu są obecne w dostatecznie dużych ilościach, że jego ekstrakcja z wody morskiej stanowi istotne źródło tego pierwiastka. Zakresy stężeń innych metali w wodzie morskiej sięgają do poziomu pierwiastków śladowych (Załącznik B.l).

W wodzie słodkiej metale są zazwyczaj obecne w małych stężeniach. W zbiornikach wodnych znajdujących się w regionach, gdzie skały macierzyste zawierają węglany, stężenie jonów wapnia jest rzędu mmoi L '. natomiast większość innych pierwiastków występuje w ilościach znacznie mniejszych. Obserwuje się też jednak sytuacje szczególne. na przykład słone jeziora, takie jak w dolinie Rifl w Afryce Wschodniej, które zawierają znaczne ilości metali alkalicznych i ziem alkalicznych. Stężenie węglanu sodu w jeziorze Magadi w Kenii (poprzednio opisane w rozdz. 11; przy okazji zasadowości) w dużym stopniu przekracza granicę rozpuszczalności i stąd też większość „jeziora” jest w rzeczywistości ciałem stałym, z licznymi rozproszonymi sadzawkami wypełnionymi nasyconą solanką. Jeziora w miejscu wyrobisk kopalnianych porzucone otwarte szyby kopalniane, schodzące poniżej lustra wody — często wykazują zwiększone stężenia jonów metali pochodzących z. rud minerałów. Na przykład w niektórych tego typu jeziorach w górniczym regionie Robinsona w amerykańskim stanie Ncvada stężenia miedzi i cynku wynoszą, odpowiednio. 0.6 i 0.8 mmol L^-1. W glebach podmokłych stężenia pierwiastków łatwo ulegających reakcjom redoks. to jest żelaza i manganu, mogą również osiągnąć w roztworze glebowym poziom mmol • L^-1.

Obecność metali w hydrosferze jest ważna, mają one bowiem znaczenie środowiskowe ze względu na oddziaływanie z materiałami pochodzenia geologicznego w postaci stałej, jak również, ze względu na ich wpływ na przebieg procesów' biologicznych. Metale, takie jak potas i wapń. są ważnymi czynnikami pokarmowymi, niezbędnymi w znacznych ilościach dla roślin, zwierząt i mikroorganizmów. Inne metale, takie jak miedź i cynk. są również substancjami pokarmowymi, lecz ilości wymagane przez organizmy są bardzo małe. Metale te. jeśli obecne są w ilościach nadmiernych, mogą być toksyczne, istnieje więc zakres wartości stężenia, czasami wąski, który jest odpowiedni do przebiegu procesów życiowych. Jeszcze inne metale, takie jak kadm i rtęć, nic są niezbędnymi substancjami pokarmowymi dla większości organizmów i nawet ich bardzo niewielka ilość może być toksyczna dla wielu organizmów. Ogólnie biorąc, opisywanie szlaków i cykli, w których metale występujące w wodzie oddziałują z przylegającą glebą, osadami oraz Horą i fauną stanowi przedmiot biogeochemii metali.

Dyskusja w tym rozdziale będzie skupiona na przedstawieniu ogólnych idei, które umożliwią nam zrozumienie szeregu zachowań różnych metali w rozmaitych sytuacjach środowiskowych.