Các phân tử, nguyên tử hay ion của bất kỳ một chất hay hợp chất nào đều có xu h ớng tồn tại ở trạng thái có mức năng l ợng thấp nhất trạng thái bền. -
Để đạt đ ợc trạng thái đó chúng tiến hành các phản ứng hoá học để tạo ra cấu trúc điện tử phù hợp hơn hay bằng cách nào đó làm giảm đ ợc mức năng l ợng nh tạo cặp ion, tạo các dạng phức chất với các cấu tử khác, thậm chí liên kết với nhau tạo ra một sự liên hợp bền hơn (polyme). Các ion kim loại trong môi
tr ờng n ớc cũng tồn tại không ngoài qui luật đó, nó không thể tồn tại đơn độc để chịu tồn tại ở mức năng l ợng cao, nhất là trong môi tr ờng n ớc chúng phải chịu sự tác động của một yếu tố là hằng số điện môi cao của n ớc, yếu tố rất
mạnh “chia rẽ ” sự liên kết giữa các ion mang điện tích trái dấu. Để tồn tại
trong đó phải cần đến các quá trình hydrat hoá, tạo thành phân tử lớn hơn, tạo phức chất hoặc tạo ra các cặp ion mỏng manh. Bằng mọi cách các ion kim loại
nói riêng hoặc bất cứ cấu tử nào trong n ớc cũng đều có xu h ớng đó[31].
Đối với kim loại kẽm:
Trong vỏ trái đất, kẽm tồn tại chủ yếu trong khoáng vật, hợp chất với l u huỳnh và tồn tại cùng với khoáng vật chì, cadimi và bạc. Hàm l ợng kẽm trong đất dao động từ 10-300 mg/kg, nồng độ trung bình trong n ớc biển và n ớc ngọt
1- 10 àm, trong n ớc ngầm ít khi v ợt quá 50 àm . Kẽm đ ợc sử dụng chủ yếu để làm lớp phủ bảo vệ sắt, thép và chế tạo hợp kim, làm nguyên liệu sản xuất pin, tấm in, chất ăn mòn trong in vải, một số hợp chất hữu cơ của kẽm sử dụng làm chất bảo vệ thực vật. Kẽm từ n ớc thải của quá trình sản xuất thâm nhập vào nguồn n ớc mặt, n ớc thải sinh hoạt chứa 0,1-1 mg/l kẽm. Kẽm ôxít, kẽm
cacbonat hầu nh không tan trong n ớc, trong khi kẽm clorua rất dễ tan (3,67
kg/l tại 20 0C)
Trong n ớc và n ớc thải, kẽm tích tụ ở phần chất sa lắng, chiếm 45-60%, nh ng nếu ở dạng phức chất thì có thể tan trở lại và phân bố đều trong n ớc [22]
Đối với kim loại thuỷ ngân :
Thuỷ ngân là kim loại ở dạng lỏng d ới điều kiện nhiệt độ th ờng, có áp
suất hơi đáng kể. Trong lớp vỏ trái đất, thuỷ ngân chiếm tỷ trọng khoảng 5.10-5%. Do khả năng bay hơi cao, thuỷ ngân phân bố rộng khắp. Trong đất
không ô nhiễm, nồng độ thuỷ ngân vào khoảng 0,02-0,5 mg/kg. Than đá chứa
0,1-1mg/kg, trong dầu mỏ và khí tự nhiên cũng có chứa một l ợng nhỏ thuỷ ngân. Hợp chất thuỷ ngân có độ tan khác nhau : ô xit và sunphua thuỷ ngân hầu nh không tan, HgCl2 tan tốt (66 g/l ở 200C)
Nồng độ thuỷ ngân trong n ớc ngầm, n ớc mặt thấp, th ờng nhỏ hơn
0,5 àg/l. Nó có thể tồn tại ở dạng hoá trị 2, trong n ớc ít ô xy và pH>5 thì tồn
tại ở dạng kim loại.
Thuỷ ngân kìm hãm khả năng tự làm sạch của các nguồn n ớc ngay ở mức nồng độ 18 g/l. Quá trìnhà trao đổi chất của cơ thể vi sinh bị rối loạn do sự kìm hãm hoạt động của enzim khi có mặt thuỷ ngân. Một số vi sinh có khả năng chuyển hoá hợp chất thuỷ ngân vô cơ thành dạng methyl, làm tăng thêm tính độc của nó. Thuỷ ngân có thể bị hấp phụ trên các hạt lơ lửng và sa lắng.
Các ion kim loại theo Ahrland và Schwarzenbach [ ]22 có thể chia theo tính chất “ cứng hay mềm “ theo các tiêu chí sau:
Ion kim loại thuộc nhóm “ cứng “, nhóm A là các ion có cấu trúc điện tử
ở lớp vỏ là trơ (d0), độ phân cực thấp, đối xứng cầu. Cấu trúc điện tử ít biến đổi d ới tác dụng của tr ờng điện t của các ion xung quanh gây ra. Hình dạng của ừ nó ổn định (cứng). Ion kim loại thuộc nhóm A gồm: Li+, Na+, K+, Be2+, Mg2+,
Ca2+, Sr2+, Al3+, Se3+, La3+, Si4+, Ti4+, Zn4+, Th4+..
Ion kim loại thuộc nhóm B nhóm mềm là loại dễ bị biến dạng cấu trúc -
độ âm điện thấp và có 10 12 điện tử ở lớp vỏ ngoài. Các ion kim loại thuộc -
nhóm B gồm : Cu+, Ag+, Au+, Tl+, Ga+, Zn2+, Cd2+, Hg2+, Pb2+, Sn2+, Tl2+, Au3+,
In3+, Bi3+.
Nh vậy ion kẽmkhi ở dạngion Zn4+thì thuộc nhóm A, còn khi tồn tại ở dạng Zn2+ thì thuộc nhóm B. [22]
D ới đây là các xu h ớng tồn tại của các ion kim loại trong môi tr ờng n ớc.