Важную роль в поведении и распределении микроэлементов играет смешение пресных и соленых вод рек и Азовского моря, где, благодаря возникновению геохимического барьера, акватория превращается в своеобразный фильтр взвешенного и растворенного вещества, поступающего с суши в океан, названный А. П. Лисицыным маргинальным фильтром, имеющим глобальное значение для океанской седиментации (Лисицын 1982, 1994, 1998). Особые условия в зоне смешения вызывают здесь трансформацию химических свойств, форм нахождения и миграции (Демина и др., 1978; Гордеев, 2012; Bewers, Jeats, 1978; Riedel et al., 1997). По причине замедления течения речных вод теряется их несущая сила и происходит осаждение крупных фракций взвешенного материала, также осуществляется коагуляция тонких глинистых частиц, разбавление речной воды, насыщение ее солями морской воды, физико-химическое взаимодействие веществ, не сводящееся к простому разбавлению (флоккуляция органических веществ и металлов, сорбция-десорбция), «вспышки жизни» (Биогеохимия океана, 1983; Лисицын, 1982б; Федоров, Беляев, 2004; Хрусталев, 1982). Вследствие этого, на барьере «река–море» осаждается подавляющая часть речных взвесей (70–95 %), здесь образуются огромные осадочные тела, захватывающие подавляющую часть взвешенных в речных водах загрязняющих веществ, принесенных рекой, в числе которых тяжелые металлы (ТМ). В результате этого речные взвеси в море практически не попадают и накапливаются в этой барьерной (солоноватоводной зоне). Существенно, что конфигурация и линейная протяженность барьерных зон во многом зависят от активности приливо-отливных процессов, а также сгонно-нагонных явлений.

Характерно, что кроме барьерной зоны «река–море» накладываются, усиливая друг на друга, и другие геохимические барьеры. Здесь в значительной степени изменяется валовый сток микроэлементов и соотношение форм их соединений. Однако именно на геохимическом барьере река–море происходит кардинальный перелом в составе осадочного материала – от господства взвешенных форм микроэлементов к подавляющему господству растворенных форм (Демина и др., 1978; Лисицын, 1978). Трансформация форм нахождения и миграции элементов в этой зоне определяет геохимические процессы, которые происходят дальше в открытом море. В частности, это перевод растворенных форм элементов в аутогенные взвеси и их осаждение на дно при осуществлении процессов сорбции, соосаждения и других процессов, связанных с деятельностью живых организмов.

Роль гидробионтов в осаждении микроэлементов неоспоримо важна и разнообразна, связана как с непосредственной переработкой взвешенных и растворенных форм элементов при осуществлении многочисленных физиологических процессов, так и при высвобождении из состава разлагающихся тканей отмерших организмов (Свистунова, 1999; Доценко, 2006; Доценко, Федоров, Михайленко, 2012). Подобные процессы в Азовском море характеризуются значительными качественными и количественными показателями, поскольку здесь условия среды обитания весьма благоприятны для развития гидробионтов, и они формируют большие скопления.

Живые организмы в устьевых областях настолько многочисленны, что здесь проявляется так называемый биологический контур или «фильтр», который и вносит коррективы в функционирование барьерной экосистемы. По этой причине барьер следует обозначать как биогеохимический. Важное влияние растворенного органического вещества на формы миграции элементов в исследуемых зонах отмечали многие ученые (Глаголева, 1959; Варшал и др., 1999; Доценко, 2010; Доценко, Федоров, 2007). Было установлено, что металлы могут переноситься с речным стоком в составе комплексов с органическими и неорганическими лигандами. Большая часть лигандов в природных водах – неорганическая. Однако растворенное органическое вещество также образует комплексы с микроэлементами, и именно они играют важную роль в биологическом потреблении некоторых металлов из морской воды. Вместе с тем нельзя недооценивать вклад взвешенного органического вещества в транспорт и осаждение микроэлементов. Исследование миграции взвешенного органического вещества и микроэлементов в зоне смешения донских речных и морских азовских вод (Артемьев и др., 1981) выявили сходство их распределения, что служит в определенной степени доказательством их взаимосвязи. При взаимодействии растворенного и взвешенного материала во время активного перемешивания вод в системе река–море осуществляются также сложные процессы, приводящие к взаимному переходу форм миграции элементов.