< Попер   ЗМІСТ   Наст >

Характеристика окремих важких металів у навколишньому середовищі

Ртуть

Фізико-хімічні властивості

Ртуть являє собою специфічний важкий метал, дія якого в навколишньому середовищі пов'язана з такими властивостями, як:

  • • фізичний стан (рідина в нормальних умовах);
  • • леткість металу і його сполук;
  • • легкість участі в реакціях відновлення;
  • • здатність до творення металоорганічних сполук.

Про леткість ртуті свідчить її вміст у повітрі над прошарком металевої ртуті: 14 мг/м3 при Т = 293 К. Звідси головним способом переміщення ртуті в навколишньому середовищі є транспортування через атмосферу. Вважається, що між сушею й атмосферою щорічно переміщується 13÷18•109 г ртуті у формі Hg0. В навколишньому середовищі, здебільшого водному і водно-підземному, при низьких величинах pH і високому окислювально-відновному потенціалі ртуть окислюється до іонів Hg2+, Hg22+.

Форми ртуті в навколишньому середовищі

А. Форми ртуті в ґрунті. Основним мінералом, що містить ртуть, є кіновар HgS. Сульфід ртуті належить до дуже важкорозчинних сполук (ДР = 1 • 10-53). Легко окислюється у присутності кисню:

У ґрунті ртуть утворює сполуки з карбонатами, наприклад, Hg(CO3)2, із гідроксильною групою (Hg(OH)2, а також галогенами на зразок HgCl42-, HgCl3. Оскільки ртуть виявляє схильність до поєднання через сірку з тіоловою групою, то вона легко утворює сполуки з амінокислотами і гуміновими кислотами. Зазнає реакцій окислення і відновлення, особливо у присутності ґрунтових мікроорганізмів. Взаємні хімічні перетворення сполук ртуті в ґрунті проілюстровано на рис. 2.14 у розділі 2.5.

Б. Форми ртуті у воді. Домінуючою формою, особливо в морських водах із значним вмістом хлоридів, є добре розчинні комплексні іони HgCr, HgCl3-, HgCl42-. У прісних водах, залежно від pH, присутні: Hg(OH)2 (pH ≈ 6), Hg(OH)+ (pH ≈ 3), Hg2+ (pH ≈ 2). Останній іон є сильним мігрантом.

У воді, що сильно насичена киснем, з окислювально-відновним потенціалом (Eh) вище 0,4 V, ртуть насамперед виступає у формі іону Hg2+. По мірі зниження потенціалу з'являється іон Hg+ (Eh ≈ 0,2 V) і Hg° або в присутності сульфідів – HgS22- (Eh < -0,2 V). У воді присутні також металоорганічні сполуки із загальною формулою (R)2Hg, RHg+, де R – це алкільний, фенільний радикал.

В. Форми ртуті в мулах. Домінуючою формою неорганічної ртуті є її сполуки із сульфідами, наприклад, HgS, які у присутності кисню окислюються до розчинних сульфатів:

HgS+202 ↔ Hg2+ +SO42-,

що рівнозначно повторному впровадженню ртуті до води.

Присутність у мулі мікроорганізмів спричиняє так зване біометилювання ртуті, тобто процес заміщення неорганічних форм на металоорганічні форми. Мікроорганізми, що містять метилкобаламін – метилпохідну вітаміну В12, у процесі метилювання, переносячи алкільну групу до металу, утворюють сполуки (CH3)2Hg, (CH3)2Hg+. Механізм алкілування є не до кінця з'ясованим, береться до уваги декілька можливих шляхів з участю іонів СН3+, СН3 або радикалу СН3. Реакції метилювання, а загалом алкілування, сприяють умови без кисню, відновлювальні (-0,2 < Eh <0,1 V), що виявляються у мулі, який забруднений органічними сполуками, які гниють.

Алкілртутні сполуки є токсичними, особливо легкорозчинна у воді метилртуть, яка виявляє біокумулятивні властивості. У той час як диметилртуть (CH3)2Hg є важко розчинною, але досить леткою.

Г. Форми ртуті в повітрі. У повітрі ртуть виступає у формі випарувань Hg°. Вважається, що близько половини вмісту ртуті у повітрі складають випарування ртуті. Крім того, в атмосфері присутні сполуки ртуті з галогенами (HgCl2) і алкілртутні сполуки, зокрема летка диметилртуть (CH3)2Hg.

Взаємозв'язок між окремими формами перебування ртуті в різних резервуарах було репрезентовано раніше на рис. 2.14 в розділі 2.5, а також подано на рис. 2.15.

Схема переносу і перетворень ртуті в атмосферному кругообігу (за матеріалами О. Ліндгвіста і Н. Роде [22])

Рис. 2.15. Схема переносу і перетворень ртуті в атмосферному кругообігу (за матеріалами О. Ліндгвіста і Н. Роде [22])

 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >