онное число (4) и высокую поляризацию координированных с бериллием лигандов.

85

Содержание бериллия в поверхностных водах варьирует от 0,03 до 10 мкг/л, а в подземных водах может достигать 500 мкг/л. В нейтральных водах он присутствует в форме гидроксоком-плексов [Ве(ОН)]+, при рН от 3 до 5 - в составе полиядерных комплексов [Ве2(ОН)2]2+ и [Вез(ОН)з]34. Часть бериллия входит в состав взвесей, образуемых тонкодисперсными глинами и гидроксидами железа и марганца. В нейтральных водах он образует комплексы с органическими кислотами.

Бериллий - высокотоксичный элемент с широким спектром биологического действия. Вызываемые им нарушения обменных процессов в значительной мере обусловлены его способностью вытеснять магний, марганец и другие эссенциальные металлы из молекул ферментов. На этом основано снижение активности фосфоглюкомутазы, лактатдегидрогеназы, щелочной фосфатазы легких, печени и мышечных тканей. Проникнове ние бериллия в ядра клеток приводит к снижению активности ферментов синтеза ДНК и ошибкам при делении и репликации дезоксирибонуклеиновых кислот. В опытах на животных установлены и канцерогенные свойства бериллия: он вызывает развитие аденокарциномы, плоскоклеточный и другие формы рака. У сухопутных животных бериллий депонируется в основном в легких и скелете.

Сейчас имеются лишь очень ограниченные сведения о передаче бериллия с одного трофического уровня на другой. Известно, однако, что некоторые водные организмы склонны к биоконцентрированию этого элемента. Так, высокое его содержание обнаружено в клетках крови асцидий. Все расширяющееся использование бериллия требует более тщательного изучения его влияния на природные экосистемы, прежде всего способности к биоконцентрированию и экологической магни-фикации.

Алюминий относится к числу наиболее распространенных элементов литосферы и широко используемых человеком металлов. Общеизвестно его применение в качестве конструкционного материала в машиностроении и строительстве. Многие соединения алюминия используются в различных отраслях промышленности. Например, сульфат алюминия служит катализатором, применяется в целлюлозно-бумажной, деревообрабатывающей и кожевенной промышленности, в качестве коагулянта при очистке сточных вод и для осветления питьевой воды.

Промышленные предприятия сбрасывают значительные количества растворимых форм этого металла. Так, в стоках алюминиевых комбинатов его концентрации достигают 1000 мг/л,

86 а в сточных водах предприятий по производству спиртов и фенолов - 800-1000 мг/л.

В почвах алюминий присутствует главным образом в составе четырех групп минералов: гиббсит А1(ОН)з (микрокристаллический и аморфный), минералы с отношением Si : Al = 1 : 2 (Al2Si05), такие как имоголит и андалузит, минералы группы каолинита (Al2Si205) с отношением Si : Al = 1 : 1 и, наконец, минералы с отношением Si : Al = 2:1 и брутто-формулой Al2Si4O10(OH)2. Это - иллит, мусковит, монтмориллонит, пирофиллит и др.

87

Естественный цикл алюминия в почвах включает его переход из минералов в растворенные мономерные частицы. При достижении концентрации А13+ на уровне 10~5 моль/л и рН почвенного раствора в интервале 5,4-6 происходит полимеризация с образованием водорастворимой полиядерной формы Al1304(OH)24(H20)JJ- Дальнейшая нейтрализация почвенного раствора (рН > 6) ведет к депротонизации AI13 и осаждению с образованием алюмосиликатных и других минералов (схема 10). В этот цикл включается лишь очень небольшая часть содержащегося в почвах алюминия. Однако ситуация коренным образом

изменяется при регулярном закислении почв, приводящем к ускоренному растворению алюминийсодержащих минералов, обогащению алюминием почвенных растворов, переходу его из верхних горизонтов почвенного профиля в нижние и в поверхностные воды.

Одной из главных причин перехода алюминия из почв в дренирующие их воды является выпадение "кислотных дождей". Закисление сельскохозяйственных почв происходит также вследствие регулярного внесения аммонийных удобрений, поскольку ионы NHJ быстро окисляются в процессах микробиологической и химической нитрификации:

NH+ + 202 —+~ NO3 + Н20 + 2Н+.

При норме внесения в обрабатываемые почвы 50-200 кг N/ra вклад нитрификации в их закисление в 4-16 раз больше, чем вследствие осаждения из атмосферы H2SO4 и HNO3. При этом поступление ионов водорода сильно зависит от типа удобрений. Например, при внесении 70 кг/га азота в форме (NH4)2S04 в почве образуется примерно 7700 г-ион Н+, тогда как при нитрификации эквивалентных количеств NH4NO3 или мочевины CO(NH2)2 образуется примерно 2500 г-ион Н+.

A1F2+ ^ АЩ ^ AIF3 =5^ A1F7

Al3+ + F-А1з+ + 2F"

Al3+ + 3F-AJ3+ + 4F-

2A13+ + 20H-+

7+

Алюминий, имеющий большой заряд иона и малый ионный радиус, очень реакционноспособен. В кислых почвах с рН < 5,0 происходит растворение как первичных, так и вторичных минералов с переходом алюминия в почвенные растворы. Его концентрации в таких растворах зависят от рН, количества и типа минералов, интенсивности обменных реакций с другими неоргани