Effect of humic substance complex formation on metal migration forms in the natural waters of the northern taiga and forest-steppe zones in the Tyumen Region

Abstract

The aim of this paper is to assess the effect of metal ion and humic substance complex formation on the metal form distribution in natural waters. To describe metal activity in the environment, the published data on conditional stability constant values of complexes are applied. A number of approaches to the assessment of metal ion complexing ability, metal ion toxicity and migration activity in natural waters are reviewed. The chemical characteristics of the waters in the northern taiga and forest-steppe zones are analyzed, and their effect on the metal form distribution is predicted. The calculations are performed taking into account the competitive reactions due to various cations and anions in the water system of the northern taiga and forest-steppe zones in the Tyumen Region. The obtained results are important for determining the toxicity in the case of metal ion pollution of waters and making adjustments to water quality standards (MAC) considering metal inactivation mediated by humic substances in the waters.

Работа посвящена оценке влияния комплексообразования ионов металлов с гумусовыми веществами природных вод на распределение металлов по формам. Применены литературные данные о величинах условных констант устойчивости комплексов для описания активности металла в природных средах. Рассмотрены различные подходы к оценке комплексообразующих способностей ионов металлов в природных водах, степени их токсичности и миграционной активности. Проанализированы особенности химического состава вод зон лесостепей и северной тайги и спрогнозировано влияние этих особенностей на распределения металлов по формам. Приведены результаты расчетов с учетом протекания конкурентных реакций за счет наличия в системе различных катионов и анионов для вод зоны северной тайги и лесостепей Тюменской области. Показано, что результаты имеют значение для определения степени токсичности вод при загрязнении их ионами металлов, и позволяют внести коррективы в нормативы качества вод (ПДК) с учетом процессов инактивации металлов гумусовыми веществами вод.