Мышьяк в природных водах: формы нахождения, особенности миграции, токсичность (обзор)

Abstract

Обобщены и рассмотрены результаты многочисленных исследований мышьяка в природных водах различного типа. Показано, что в незагрязненных поверхностных водных объектах его содержание колеблется в пределах нескольких микрограммов в 1 дм3. Высокая концентрация мышьяка в поверхностных и грунтовых водах характерна для регионов, где находятся горнорудные предприятия и производства по добыче цветных металлов. Особую опасность представляет загрязнение этим химическим элементом грунтовых и колодезных вод как источников питьевого водоснабжения. Значительное внимание уделено вопросам исследования его сосуществующих форм, определяющих токсичность для живых организмов, в том числе и для человеческого. Рассмотрены основные факторы и процессы, оказывающие влияние на состояние мышьяка в природных водах. Показано, что наряду с химическими факторами (окислительно-восстановительный потенциал, pH среды, содержание кислорода и органических веществ, наличие окислителей и восстановителей) важное влияние на трансформацию его соединений оказывает биологическая составляющая водных экосистем, в частности фитопланктон, высшие водные растения и бактерии. Дана сравнительная оценка токсичности неорганических форм мышьяка и продуктов его метилирования и отмечена важность их определения с экологических позиций.

Узагальнено та розглянуто результати багаточисельних досліджень арсену уприродних водах різного типу. Показано, що в незабруднених поверхневих водних об’єктах його вміст коливається у межах декількох мікрограмівв1дм3. Високі концентрації арсену у поверхневих і ґрунтових водах характерні для регіонів, де знаходяться гірничорудні підприємства та виробництва з добування кольорових металів. Особливу небезпеку становить забруднення цим хімічним елементом ґрунтових і колодязних вод як джерел питного водопостачання населення у зв’язку з використанням та переробленням некондиційних руд з високим вмістом домішок, до складу яких входить арсен. Значну увагу приділено питанням дослідження його співіснуючих форм, оскільки вони визначають токсичність арсену для живих організмів, включаючи людину. Розглянуто основні чинники і процеси, що впливають на стан арсену водах. Показано, що поряд з хімічними чинниками (окисно-відновний потенціал, pH середовища, концентрація кисню і органічних речовин, наявність у системі окиснювачів і відновників) на трансформацію сполук арсену значною мірою впливає біологічна компонента водних екосистем, зокрема фітопланктон, вищі водні рослини та мікробіота. Дано порівнювальну оцінку токсичності неорганічних форм арсену і продуктів його метилування та відзначено важливість їхнього визначення з екологічних позицій.

The results of numerous studies of arsenic in natural waters of different types are summarized and reviewed. It is shown that its concentration in unpolluted surface water bodies is about some micrograms in 1 dm3, which is typical for the river and lake waters. High concentrations of arsenic in surface and groundwater are characteristic for the regions of mining activities and production of non-ferrous metals. The contamination of groundwater and well waters as sources of drinking water supply by this chemical element due to using and processing of sub-standard ores with high content of impurities, which include arsenic, is especially dangerous. Considerable attention is paid to the study of arsenic coexisting forms, since they determine its toxicity to living organisms, including the human organism. The main factors and processes that affect on the arsenic state in natural waters are considered. It is shown that along with the chemical factors (redox potential, pH of the medium, concentration of oxygen and organic substances, presence of oxidizing and reducing agents) biological components of aquatic ecosystems (phytoplankton, aquatic plants and microbiota) have an important influence on the transformation of arsenic compounds. A comparative assessment of the toxicity of inorganic forms of arsenic and products of its methylation is given. The importance of determination of arsenic different forms along with consideration of environmental positions is noted.