Основи біогеохімії

Природна розчинність Плюмбуму контролюється PbCO3, і в м'яких кислих водах вміст Плюмбуму може бути набагато вищим, ніж в твердих.

Кадмій

Кадмій гостро токсичний,  і симптоми отруєння пов'язані  з   блювотою,  важким  диханням  і втратою  свідомості  при високих дозах. При хронічному впливі металу спостерігається анемія, анесмія (втрата чуттєвості до запаху), порушення серцево-судинної  і  нервової  систем,  які  приводять  до  підвищення  кров'яного  тиску.  Існують  також  відомості,  що збільшення  споживання  Кадмію  блокує  засвоєння  життєво  важливих  мікроелементів  Купруму  і Цинку,  викликаючи  їх дефіцит в організмі людини. Відома і канцерогенна дія Кадмію.

Споживання Сd відбувається в основному з їжею і через повітря. Питні води містять низькі концентрації цього металу,

однак, в природних геохімічних провінціях і забруднених зонах вміст кадмію різко зростає.

ВОЗ встановила ГДК для Cd в питній воді у розмірі 5 мкг/л, однак при спільному впливі з Hg можливе отруєння і при більш низьких концентраціях.

Залізо і манган

При відновних умовах концентрації Феруму і мангану можуть досягати декількох мг/л, хоча при цьому більша частина цих металів може бути представлена колоїдами. Орієнтовні (тимчасові) величини ГДК для питних вод встановлені ВОЗ в межах 0,3 і 0,5 мг/л для Феруму і Мангану. При більш високих концентраціях вода неприємна на смак і запах, залишає характерні  наліти  на  сантехнічному  обладнанні  і при  контакті  приводить  до  втрати  кольору  продуктів.  Ці  неприємні естетичні і гігієнічні проблеми можуть бути ще більш виражені в присутності залізобактерій (наприклад, Thiobacillus ferro- oxidance, Gallionells, ets), які отримують енергію шляхом окиснення Fe (ІІ) і відповідають за практично повне біоотруєння водойм в деяких збагачених Ферумом геохімічних зонах, в особливості в північних підзолистих і тропічних ферумвмісних грунтах.

Миш'як

Миш'як відомий як отрута  і канцероген.  Гіперпігментація,  депігментація,  кератозиси  (посилення  коричневих  тонів шкіри), виразки шкіри і розлад периферичних судин є найбільш  часто встановленими  симптомами  отруєння миш'яком, хоча результатами отруєння можуть бути рак шкіри і інші форми ракових захворювань. Токсичність в більшості випадків залежить  від  геохімічної   специфікації  поглинутого  миш'яку,  особливо  від  стану  його  окисності  і  органічної   або мінеральної форми. Відомо, що відновлені  сполуки  Арсену більш токсичні,  і порядок  токсичності  зменшується в ряді: арсин       органоарсини       арсоній       арсеніти  і  окисли       арсенати       арсоній.  Поглинання  Арсену  в  значній  мірі відбувається  із продуктів харчування (наприклад,  морської їжі), ніж з питної води, однак, Арсен присутній в рибах в органічній формі з низькою токсичністю. Існує відносно слабо виражена здатність в Арсені у деяких тварин і риб, хоча для людини експериментально це ще не доведено.

Питні  води в ряді регіонів представляють  найбільшу  загрозу,  і широко розповсюджені  випадки  гострих  і хронічних отруєнь відмічені в Західній Індії і особливо в Бангладеш, де хронічному отруєнню піддані більше 50 млн. людей. У зв'язку з цим, ВОЗ зменшило ГДК для As питної воді з 0,05 до 0,01 мг/л, хоча в Бангладеш до цих пір стандарт дорівнює 0,1 мг/л.

Кларк Арсену в земній корі дорівнює 2 мг/кг. Арсен зустрічається як слідовий елемент в багатьох породах і мінералах, але в особливості концентрується в сульфідних мінералах, таких як аурипигмент (As2S3), арсенопірит (FeAsS), реальгар (AsS) і енаргит (Сu3AsS4). Вугілля, і особливо бурі різновиди (лігніти), можуть містити до 2000 мг/кг As. Фосфорити також збагачені цим елементом.

Селен

Слідове споживання Селену з їжею і водою життєво важливе для здоров'я людини, і дефіцит цього елементу приводить до серйозних захворювань серцевої системи. Інші хвороби пов'язані з проявом таких симптомів як дегенерація м'язевих тканин,  затримка  росту,  порушення  процесів  дітонародження  у жінок,  анемія  і хвороби  легень.  В  той  же  час,  при споживанні Селену в розмірі 10 мг/день і більше (при його високому вмісті в ланцюгах травлення) можуть виникати інші проблеми, наприклад, кишково-шлункові ускладнення, втрата кольору шкіри і руйнування емалі зубів. Ендемічні регіони з високим вмістом Селену виявлені в Ферганській долині Середньої Азії, в Каліфорнії і Китаї. Рекомендована ВОЗ гранична концентрація  Селену в питній воді складає 10 мкг/л, хоча в більшості  водождерел (за виключенням  відмічених вище регіонів з високим вмістом Se) вміст цього елементу різко перевищує 1 мкг/л.

Геохімія Селену подібна в основних рисах  з геохімією Сульфуру.  Цей елемент в природних умовах присутній в 4-х ступенях окиснення: -2, 0, +4 і +6. В ступені -2 Se знаходиться в Н2Se, високотоксичному і реакційноздатному газі, який легко окиснюється в присутності кисню. В елементарній формі (Se0), Se нерозчинний і, відповідно, нетоксичний. В неорганічних селенітах з +4 формою окисненості (SeO32-) Селен високо токсичний, однак селеніти легко відновлюються при відновних і кислотних умовах до елементарного Селену з втратою токсичності. Окиснені і лужні умови сприяють стабільності +6 форми, селенатів (SeO42-) з високою водорозчинністю. Мобільність Селену, відповідно, зростає в окисненій геохімічній  атмосфері  як  водних,  так  і наземних