Химия \ Химия отрасли

Физико-химическое моделирование поведения тяжелых металлов (Cu, Zn, Cd) в природных водах: комплексы в растворе, адсорбция, ионный обмен, баланс потоков, транспортные явления, страница 5

В речной воде значительная часть тяжелых металлов переносится во взвешенной форме. В среднем, речные взвеси содержат 150 ppm цинка, 42 ppm меди и 0.71 ppm кадмия (Gaillardet et al., 1999). При этом в условно растворенной форме содержится, в среднем, 9.2 nM (0.60 ppb) цинка, 24 nM (1.5 ppb) меди и 0.09 nM (0.010 ppb) кадмия (Martin and Windom, 1991). Соответственно, средние коэффициенты распределения K_D (ppm : ppb = мкг/г : мкг/л = л/г) между взвесью и речной водой составляют: 250 для цинка, 71 для кадмия и 28 для меди. Отсюда, при мутности воды 100 мг/л во взвешенной форме переносится 96 % цинка, 88 % кадмия, и 74 % меди, а общее (взвесь + раствор) содержание составляет 240 nM цинка, 90 nM меди и 0.72 nM кадмия. Мутность воды может варьировать в широких пределах, поэтому общее содержание тяжелых металлов в речной воде (в отличие от морской) устойчивой характеристикой не является.

Таблица 3. Равновесия тяжелых металлов в растворе (25^oC, 1 Атм)

Равновесие

lgK^o

Ссылка

Zn²⁺ + OH^- ó ZnOH⁺

Zn²⁺ + 2OH^- ó Zn(OH)₂^o

Zn²⁺ + 3OH^- ó Zn(OH)₃^-

Zn²⁺ + 4OH^- ó Zn(OH)₄^2-

Zn²⁺ + CO₃^2- ó ZnCO₃^o

Zn²⁺ + 2CO₃^2- ó Zn(CO₃)₂^2-

Zn²⁺ + SO₄^2- ó ZnSO₄^o

Zn²⁺ + CO₃^2- ó ZnCO₃ (смитсонит)

Zn²⁺ + 0.4CO₃^2- + 1.2OH^- ó Zn(CO₃)_0.4(OH)_1.2 (гидроцинкит)

Zn²⁺ + 2OH^- ó ZnO (цинкит) + H₂O

5.15

9.94

13.6

14.8

4.77

7.16

2.36

10.79

14.85

16.86

Cu²⁺ + OH^- ó CuOH⁺

Cu²⁺ + 2OH^- ó Cu(OH)₂^o

Cu²⁺ + 3OH^- ó Cu(OH)₃^-

Cu²⁺ + 4OH^- ó Cu(OH)₄^2-

2Cu²⁺ + 2OH^- ó Cu₂(OH)₂²⁺

Cu²⁺ + CO₃^2- ó CuCO₃^o

Cu²⁺ + 2CO₃^2- ó Cu(CO₃)₂^2-

Cu²⁺ + SO₄^2- ó CuSO₄^o

Cu²⁺ + OH^- + 0.5CO₃^2- ó CuOH(CO₃)_0.5 (малахит)

Cu²⁺ + 2OH^- ó CuO (тенорит) + H₂O

6.0

10.7

14.2

16.4

17.64

6.87

10.19

2.36

33.17

20.38

Cd²⁺ + OH^- ó CdOH⁺

Cd²⁺ + 2OH^- ó Cd(OH)₂^o

Cd²⁺ + 3OH^- ó Cd(OH)₃^-

Cd²⁺ + 4OH^- ó Cd(OH)₄^2-

4Cd²⁺ + 4OH^- ó Cd₄OH₄⁴⁺

Cd²⁺ + CO₃^2- ó CdCO₃^o

Cd²⁺ + 2CO₃^2- ó Cd(CO₃)₂^2-

Cd²⁺ + SO₄^2- ó CdSO₄^o

Cd²⁺ + Cl^- ó CdCl⁺

Cd²⁺ + 2Cl^- ó CdCl₂^o

Cd²⁺ + 3Cl^- ó CdCl₃^-

Cd²⁺ + 4Cl^- ó CdCl₄^2-

Cd²⁺ + CO₃^2- ó CdCO₃ (отавит)

Cd²⁺ + 2OH^- ó Cd(OH)₂ (гидроокись)

3.92

7.65

8.7

8.65

23.15

4.37

6.56

2.45

1.97

2.59

2.40

1.47

12.01

14.35

1. Bohnsack (1988)

2. Baes and Messmer (1976)

3. Согласно Bilinski et al. (1976), при I = 0.1 M KNO₃ значения условных констант составляют 10^3.9 (Zn) и 10^3.5 (Cd); поправка на ионную силу введена согласно уравнениям [3-5]

4. Оценка с использованием корреляции lgK(MeA₂) ≈ 1.5lg(MeA), где Me – тяжелый металл, A - анион CO₃^2- или SO₄^2-

5. Turner et al. (1981)

6. Schindler et al. (1969)

7. Согласно Byrne and Miller (1985), при I = 0.022, 0.7, 0.72, и 1 M Na(ClO₄, HCO₃) значения условных констант составляют 10^6.25, 10^5.38, 10^5.38, 10^5.30 (CuCO₃^o), и 10^9.98, 10^8.54, 10^8.61, 10^8.49 (Cu(CO₃)₂^2-); поправка на ионную силу введена по уравнениям Eqs. [3-5], и полученные значения усреднены

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Скачать файл