گونهسازی و کمپلکسسازی آبی
گونهسازی و کمپلکسسازی، اشکال شیمیایی فلزات و لیگاندها را در آبهای طبیعی تعیین میکنند که به نوبه خود حلالیت، انتقال، فراهمی زیستی و سمیت آنها را کنترل میکند.
Definition
تعیین و پیشبینی اشکال شیمیایی که عناصر در آبهای طبیعی به خود میگیرند، شامل یونهای آزاد، کمپلکسهای معدنی و گونههای آلی پیوند یافته.
Scope
این موضوع به توزیع یک عنصر در میان اشکال محلول آن، تشکیل کمپلکسهای فلزی معدنی و آلی، نقش مواد آلی طبیعی و کلاتکنندهها، و چگونگی کنترل واکنشپذیری و جذب زیستی توسط گونهسازی میپردازد.
Core questions
- یک فلز محلول در آب طبیعی واقعاً چه اشکالی به خود میگیرد؟
- لیگاندهای آلی طبیعی و کلاتکنندهها چگونه دسترسی فلزات را کنترل میکنند؟
- چرا گونهسازی، به جای غلظت کل، سمیت را کنترل میکند؟
- ثابتهای پایداری چگونه توزیع کمپلکس را پیشبینی میکنند؟
Key theories
- کنترل فراهمی زیستی توسط یون آزاد و کمپلکسسازی
- واکنشپذیری، تحرک و سمیت یک فلز به گونهسازی آن، به ویژه فعالیت یون آزاد، بستگی دارد، در حالی که کمپلکسسازی توسط لیگاندهای معدنی و آلی، بخش فراهمی زیستی را کاهش میدهد.
Mechanisms
فلزات بر اساس غلظت لیگاندها و ثابتهای پایداری، بین یونهای آزاد آبی و کمپلکسها توزیع میشوند. مواد آلی طبیعی، به ویژه مواد هوموسی، مکانهای اتصال فراوانی را فراهم میکنند؛ رقابت بین لیگاندها و پروتونها، همراه با pH و پتانسیل ردوکس، گونهسازی تعادلی را تعیین میکند که مشخص میکند آیا یک فلز رسوب میکند، جذب میشود یا توسط موجودات زنده جذب میگردد.
Clinical relevance
گونهسازی توضیح میدهد که چرا دو آب با غلظت کل فلز یکسان میتوانند در سمیت تفاوت زیادی داشته باشند، و مبنای رویکردهای لیگاند-زیستی برای معیارهای کیفیت آب است.
History
مدلسازی گونهسازی تعادلی از شیمی کوئوردیناسیون نشأت گرفت و در اواخر قرن بیستم به طور سیستماتیک در آبهای طبیعی به کار گرفته شد و چارچوبهای یون آزاد و لیگاند-زیستی را ممکن ساخت.
Key figures
- Werner Stumm
- Francois M. M. Morel
Related topics
Seminal works
- stumm1996
- vanLoon2017
Frequently asked questions
- چرا باید گونهسازی فلز را به جای فقط فلز کل اندازهگیری کرد؟
- بخش سمی و واکنشپذیر معمولاً شکل آزاد یا با پیوند ضعیف است، بنابراین غلظت کل میتواند تأثیر زیستمحیطی را به شدت بیش از حد یا کمتر از حد واقعی نشان دهد.