ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.09.2020
Просмотров: 5799
Скачиваний: 9
Доклады Всероссийской научной конференции
365
Zn
оказывается максимальным в колодце д. Панюки, повышенным в других колодцах и минимальным в
родниках.
Таблица 2
Среднее содержание (мкг/л) характерных для грунтовых вод бассейна озера Селигер металлов в
разных объектах (1-3) на водосборе Селижаровского плеса (
n
= 10 и > по каждому из объектов)
Элемент 1. Родники 2. Колодцы 3. Колодец в д.Панюки
Fe
498
356
106
Sr
218
99
71
Ti
102
44
13
Cr
12,3
5,2
1,4
Ba
32
24
2,5
U
0,4
0,1
0,03
Zn
2,6
18
74
Отсюда следует вывод, что в отличие от вод родников, не испытывающих заметного влияния процессов
выщелачивания металлов и фосфора из почв и содержащих, соответственно, минимальные концентрации как
фосфора, так и цинка, воды колодцев в сельских ландшафтах лесной зоны обогащаются как фосфором, так
и цинком, выщелачивающихся из почв. Цинк попадает в почвы (и закрепляется в гумусовом горизонте) из
атмосферных осадков, содержащих его, как было отмечено нами, в больших концентрациях [1].
Следовательно, повышенные концентрации фосфора и цинка в грунтовых водах могут служить
индикаторами современной биогеохимической активности в системе почва-грунтовая вода, обусловленной
в значительной степени действием антропогенного фактора. Но не исключается при этом и влияние на эти
процессы в последние годы климатического фактора – изменения температурного режима почв.
Литература
1. Кудерина Т.М., Шилькрот Г.С. Мониторинг состояния озера Селигер в новых условиях
природопользования //Теория и практика восстановления внутренних водоемов. (Сб. Трудов
международной научно-практической конф., СПб, 15-18 октября 2007). СПб. Изд-во Лема. 2007. С.
224-230.
2. Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР. М. Высшая школа. 1988.
324 с.
3. Шилькрот Г.С. Изменения химизма природных вод культурных ландшафтов //Изв. АН СССР, сер.
географ., 1973, № 3. С. 42-50.
4. Ахметьева Н.П., Лапина Е.Е., Кудряшова В.В. Родники на водосборе Иваньковского водохранилища
//Природа. 2007. № 2. С. 66 –
5. Шилькрот Г.С. Биогеохимические процессы и потоки веществ и энергии в нарушенных водных
экосистемах //Изв. РАН, сер. географ., 2008, № 3. С. 35-44.
6. Ильинский В.В., Шадрина Н.А., Комарова Т.И. Гетеротрофные бактерии городских родников:
московский заповедник «Крылатские холмы» //Водные ресурсы, 2010, т. 37, № 4, С.494-501.
УДК550.4:543.63:627.157
ОСОБЕННОСТИ ГРУППОВОГО СОСТАВА ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА РУСЛОВЫХ
ОТЛОЖЕНИЙ РЕКИ ПАХРЫ
Е.П. Янин
ГЕОХИ РАН, Москва, e-mail: yanin@geokhi.ru
Задача настоящего исследования заключалась в установлении группового состава органического
вещества (ОВ) русловых отложений р. Пахры и особенностей его трансформации в зоне влияния г. Подольска
– крупного промышленного центра Московской области. В природных условиях режим и водность Пахры,
которая относится к восточно-европейскому типу рек с преимущественно снеговым питанием, типичны и
нормальны для малых рек Центральной России. В последние десятилетия в водном питании Пахры важную
роль играют отводимые в нее промышленно-бытовые сточные воды, являющиеся источником поставки в
реку специфического осадочного материала, что обусловило формирование в ее русле нового типа русловых
отложений – техногенных илов [1]. Основной сброс в Пахру сточных вод, образующихся в пределах Подольска,
происходит с городских очистных сооружений по руч. Черному.
Отбор проб русловых отложений (слой 0–20 см) осуществлялся на следующих опорных участках р.
Пахры:
I
– при входе в г. Подольск,
II
– центр города,
III
–VII – соответственно 2 км, 2,2 км, 2,4 км, 9 км и
15 км ниже устья руч. Черного, VIII – верховья реки (местный фон). В пределах фонового участка русло
р. Пахры сложено преимущественно неплохо отсортированными песками [1]. В зоне влияния г. Подольска,
где в аллювиальном седиментогенезе участвуют значительные массы техногенного осадочного материала,
поступающего со сточными водами и поверхностным стоком с освоенных территорий, в русле Пахры развиты
плохо отсортированные песчанистые, мелкоалевритовые и крупноалевритовые техногенные илы. Илы
отличаются от фонового аллювия своеобразным петрохимическим составом и высокими концентрациями
Геохимия ландшафтов и география почв (к 100-летию М.А. Глазовской)
366
тяжелых металлов и других химических элементов.
Для последовательного извлечения из отложений основных групп ОВ использовалась следующая схема
фазового анализа: 1) спиртобензольная смесь (1:1 по объему C
2
H
5
OH и C
6
H
6
, экстракция в аппарате Сокслета
в течение 20 час. при комнатной температуре). Считается, что данная вытяжка извлекает из отложений
главным образом липиды (жиры, воски, смолы) [2]; 2) раствор пирофосфата натрия (0.1 М Na
2
P
2
O
7
x 10
H
2
O
с добавлением 0.1
n
NaOH, экстракция в течение 12 час., рН ~ 13; обработка навески проводилась 3–6 раз
до полного осветления раствора). Данная вытяжка извлекает из отложений в основном гумусовые кислоты,
связанные с кальцием и с несиликатными формами железа и алюминия [3]. Разделение гуминовых (ГК) и
фульвокислот (ФК) проводилось по методике [4]. Определение органического углерода (С
орг
) осуществлялось
методом И.В. Тюрина. Количество органического углерода в нерастворимом остатке (С
оов
, характеризует
остаточное ОВ, включающее глиногумусный гумин, лигнин и, в условиях загрязнения, техногенную органику)
рассчитывалось вычитанием суммы органического углерода в спиртобензольной (С
лип
) и в пирофосфатной
(С
гк
+ С
фк
) вытяжках из общего содержания органического углерода (С
орг
) в пробе.
Фоновый аллювий характеризуется невысоким содержанием ОВ (С
орг
= 0,65 %), в составе которого
преобладают гумусовые кислоты (81,8 % от С
орг
); доля остаточного ОВ невелика (15,4 %), а липидов –
ничтожна (1.5 %). Характерным является повышенное (по сравнению с подвижными ФК) содержание ГК,
что указывает на очень высокую степень гумификации ОВ фоновых отложений (табл. 1). Техногенные илы
отличаются от фонового аллювия существенно более высоким (в 2–4 раза) содержанием общего количества
ОВ и принципиально иным соотношением (балансом) его основных групп. Наиболее резко в илах возрастают
удельные концентрации остаточного ОВ (в 3–11 раз) и особенно липидов (в 6–59 раз) (табл. 2). В свою
очередь, относительная доля липидов возрастает в техногенных илах до 10–20 % (против 1,5 % в фоновом
аллювии), остаточного ОВ – до 27,3–48.6 % (против 15,4 %). Одновременно в техногенных илах наблюдается
уменьшение относительной доли (при незначительном росте удельного содержания) гумусовых кислот (с 81,8
% в аллювии до 29,6–57,1 % в илах).
Таблица 1
Групповой состав ОВ русловых отложений р. Пахры
Участок
С
орг
, в % от отложений
В % от С
орг
липиды гумусовые кислоты остаточное ОВ
сумма ФК
ГК
I
1,38
4,4
43,5
22,5 21,0
52,1
II
1,52
6,6
50,0
34,2 15,8
43,4
III
1,71
9,9
32,2
21,1 11,1
57,9
IV
2,46
13,4
36,2
16,3 19,9
50,4
V
2,60
22,6
29,6
13,1 16,5
47,7
VI
1,65
20,0
46,7
26,7 20,0
33,3
VII
1,26
15,9
57,1
33,3 23,8
27,0
Среднее (
II
–VII)
1,87
14,7
41,9
24,1 17,9
43,3
VIII (фон)
0,65
1,5
81,8
39,4 42,4
16,7
Таблица 2
Интенсивность концентрирования ОВ в техногенных илах (в коэффициентах концентрации
относительно содержания в фоновом аллювии)
Участок
С
орг
Липиды (С
лип
)
Гумусовые кислоты
Остаточное ОВ (С
оов
)
сумма (С
гв
) ФК (С
фк
) ГК (С
гк
)
I
2,1
6
1,1
1,2
1
6,5
II
2,3
10
1,4
2
0,9
6,0
III
2,6
17
1,0
1,4
0,7
9,0
IV
3,7
33
1,6
1,5
1,8
11,3
V
3,9
59
1,4
1,3
1,5
11,3
VI
2,5
33
1,4
1,7
1,2
5,0
VII
1,9
20
1,3
1,6
1,1
3,1
Среднее (
II
–VII) 2,8
28
1,4
1,6
1,2
7,6
По мере удаления от г. Подольска в техногенных илах отмечается уменьшение общего содержания
ОВ (в результате снижения главным образом труднорастворимой органики и ГК) и увеличение удельного
содержания и относительной доли ФК. Это определяет изменение типа гумуса и степени гумификации ОВ
отложений. Так, если фоновый аллювий, как отмечалось выше, характеризуется очень высокой степенью
гумификации ОВ (как следствие его окислительного преобразования), что типично для рек и водоемов
гумидной зоны, то техногенные илы отличаются менее выраженной степенью гумификации ОВ, что
указывает на преобладание в условиях техногенеза восстановительных процессов (табл. 3). В свою очередь,
если аллювий характеризуется фульватно-гуматным типом гумуса, то техногенные илы в ближней к
источнику загрязнения зоне характеризуются фульватным типом гумуса (участки
II
–
III
), ниже по течению –
гуматным (IV–V) и затем гуматно-фульватным (VI–VII) типом гумуса, что, очевидно, является отражением
Доклады Всероссийской научной конференции
367
существующей в русле пространственной дифференциации условий и процессов осадконакопления. В
частности, не исключено, что в р. Пахре в пределах ближней зоны воздействия города (участки IV и V), где в
техногенных илах отношение С
ФК
/С
Г
< 1, а в составе поглощенных оснований преобладает кальций, получает
определенное развитие гуматогенез [5], т. е. образование и накопление в илах (как следствие гидравлического
осаждения взвеси сточных вод) устойчивых органоминеральных производных гумусовых веществ – гуматов
кальция. Своеобразие состава ОВ техногенных илов и отличие последних от фонового аллювия наглядно
подчеркиваются значениями геохимических коэффициентом (табл. 4). Показательно, что в техногенных илах
(в отличие от фонового аллювия и других осадочных отложений) концентрации органического углерода (С
орг
)
существенно превышают содержание карбонатного углерода (С
карб
), что свидетельствует о их важной роли в
локальном геохимическом цикле органического углерода.
Таблица 3
Тип гумуса и степень гумификации ОВ русловых отложений р. Пахры
Участок
Тип гумуса
Степень гумификации
С
фк
/ С
гк
по [14]
(С
гк
/ С
орг
) х 100 %
по [15]
I
0,93
Фульватно-гуматный
43,5
Очень высокая
II
0,46
Фульватный
50,0
Очень высокая
III
0,53
Фульватный
32,2
Высокая
IV
1,22
Гуматный
36,2
Высокая
V
1,26
Гуматный
29,6
Средняя
VI
0,75
Гуматно-фульватный
47,7
Очень высокая
VII
0,71
Гуматно-фульватный
57,1
Очень высокая
VIII (фон)
1,08
Фульватно-гуматный
81,8
Очень высокая
Таблицы 4
Пространственное изменение значений геохимических коэффициентов в русловых
отложениях р. Пахры
Участок
С
карб
/ С
орг
Оксиды Fe / С
орг
Al
2
O
3
/ С
орг
СаО / С
орг
I
0,6
1,7
4,9
3,3
II
1,0
2,2
4,5
4,1
III
0,
9
1,8
4,1
2,8
IV
0,4
1,2
2,8
2,1
V
0,3
1,2
2,4
2,1
VI
0,6
1,8
3,3
3,0
VII
0,
7
1,7
3,9
3,3
Среднее (
II
–VII)
0,7
1,7
3,5
2,9
VIII (фон)
1,3
3,1
6,7
6,3
Таким образом, техногенные илы отличаются от фонового аллювия не только более высоким
удельным содержанием ОВ, но и принципиально иным соотношением его основных групп (увеличение доли
липидов и трудногидролизуемого ОВ, уменьшение доли гумусовых кислот). Высокое содержание ОВ в илах
обусловливает дополнительные расходы кислорода на его окисление, что способствует формированию в
речном русле анаэробных (глеевых) условий, при которых усиливается миграционная подвижность металлов и
их способность к обмену между отложениями и водой. Липиды, в значительных количествах присутствующие
в илах и являющиеся наиболее лабильной частью ОВ, могут способствовать формированию подвижных,
геохимически активных форм металлов, а повышенное содержание трудногидролизуемого ОВ – увеличению
запасов их прочносвязанных форм. Все это обусловливает значимость илов как долговременного вторичного
источника загрязнения водной массы и гидробионтов.
Литература
1. Янин Е.П. Техногенные илы в реках Московской области (геохимические особенности и
экологическая оценка). М.: ИМГРЭ, 2004. 95 с.
2. Кононова М.М. Органическое вещество почвы. М.: Изд-во АН СССР, 1963. 314 с.
3. Кононова М.М., Бельчикова Н.П. Ускоренные методы определения состава гумуса минеральных
почв // Почвоведение. 1961. № 10. С. 75–87.
4. Пономарева В.В., Плотникова Т.А. Методика и некоторые результаты фракционирования гумуса
черноземов // Почвоведение. 1968. № 11. С. 104–117.
5. Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР. М.: Высшая школа, 1988.
328 с.
Научное издание
Коллектив авторов
Доклады Всероссийской научной конференции
«Геохимия ландшафтов и география почв» (к 100-летию М. А. Глазовской)
Компьютерная верстка
И. В. Тимофеев
Формат
Гарнитура Times New Roman. Печать офсетная.
Объем 46 п. л. Тираж 300 экз. Заказ № 0281
Отпечатано в типографии МГУ
119991, ГСП-1, г. Москва,
Ленинские горы, д.1, стр. 15