WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 29 | 30 || 32 | 33 |   ...   | 39 |

«СОЕДИНЕНИЯ ЖЕЛЕЗА И ИХ РОЛЬ В ОХРАНЕ ПОЧВ Москва 2010 0 РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК ПОЧВЕННЫЙ ИНСТИТУТ имени В.В. ДОКУЧАЕВА Ю. Н. ВОДЯНИЦКИЙ СОЕДИНЕНИЯ ...»

-- [ Страница 31 ] --

Приуроченность техногенных тяжелых металлов к аллювиальным почвам легкого гранулометрического состава. Известно, что в осадочных породах, где микроэлементы сорбируются глинистыми коллоидами, их содержание в глинах гораздо выше, чем в песках. Так, в земной коре кларк цинка достигает в глинах 95 мг/кг, тогда как в песчаниках всего – 16 мг/кг (Добровольский, 2003). Такого рода различия установлены для многих других металлов. Поэтому ОДК для них приняты гораздо более высокими в суглинистых и глинистых почвах, чем в песчаных и супесчаных (Большаков и др., 1999). Так же различаются концентрации тяжелых металлов и в фоновых почвах разного гранулометрического состава. В наилке тяжелые металлы и металлоиды также сорбируются на глинистых минералах, обеспечивая положительную корреляционную связь ряда элементов с содержанием илистых частиц в наилке (Осовецкий, Меньшикова, 2006).

Все это позволяло рассчитывать на зависимость концентрации микроэлементов от содержания илистой фракции в аллювиальных почвах.

Подсчет коэффициентов корреляции показал, однако, другую картину. Только для свинца коэффициент корреляции с количеством ила положительный, хотя и очень слабый 0.10. Для стронция, цинка, никеля, меди и хрома корреляция была отрицательной: –0.42; –0.47; –0.53; – 0.55 и –0.56 соответственно. Следовательно, Sr, Zn, Ni, Cu и Cr при загрязнении аллювиальных почв концентрируются в почвах более легкого гранулометрического состава. В чем причина этого явления?

Вероятно, решающее значение имеет фильтрационная способность более легких почв, что позволяет ионам Sr, Zn, Ni, Cu, Cr мигрировать на большое расстояние. Но в тяжелых почвах гидрогенные поллютанты задерживаются прямо в ложе реки, не проникая далеко от русла. Таким образом, высокая загрязненность более легких почв, свидетельствует, что основным фактором загрязнения аллювиальных почв является гидрогенный, за счет грязных промышленных стоков, а не твердофазный за счет наилка.

Превышение значений ПДК и ОДК тяжелыми металлами. Возвратимся к табл. 27. Видно, что максимальное содержание тяжелых металлов в мелкоземе почв загрязненных рек. В почве поймы р. Данилиха содержание Ni достигает 480, а цинка – 400 мг/кг.

Минералогический анализ русловых наилков р. Данилиха показал отсутствие в них минералов-носителей Ni и Zn (Осовецкий, Меньшикова, 2006). Следовательно, Ni и Zn накапливаются в почве из сточных вод.

В почве бассейна р. Егошиха количество Ni достигает 340, а Zn – 460 мг/кг. Долина р. Ива относительно чиста: в ее почвах содержание никеля не превышает 90, а цинка – 120 мг/кг.

Подсчитаем превышение ПДК для тяжелых металлов Ni, Cu, Zn, Pb и ОДК для As в мелкоземе аллювиальных почв (табл. 28).

Использование ОДК для мышьяка связано с тем, что принятое значение ПДК (2 мг/кг) для мышьяка слишком низкое: оно ниже среднего содержания мышьяка в почвах мира (5 мг/кг) (Добровольский, 2003), что абсурдно.

Мелкозем почвы бассейна р. Данилиха оказался весьма грязным: превышение ПДК для Ni составляет 1,8–5,6; для Cu – 1,2–4,5, для Zn – 1,7– 4,0. То же относится к мелкозему почвы бассейна р. Егошиха, где превышение ПДК для Ni составляет 3,3–4,0; для Cu – 1,6–2,2; для Zn – 3,2– 4,6.

Таблица 28. Превышение ПДК тяжелыми металлами микроэлементов в мелкоземе аллювиальных почв КПДК = Сiобразец : СiПДК/ОДК * Превышение ОДК.

Мелкозем почв бассейна рек Ласьва и Мулянка более чистый. В почве бассейна р. Ласьва превышения ПДК нет: для никеля КПДК = 0,5–0,7; меди КПДК = 0.4–0.8, Zn – 0.6–1.4. В мелкоземе почвы в пойме р. Мулянка превышение ПДК незначительное: для Cu КПДК = 1,0–1,3, Zn КПДК = 1,0–1,4.

Содержание Fe-роренштейнов и количество в них тяжелых металлов. Содержание роренштейнов и их состав показаны в табл. 29.

Больше всего роренштейнов (свыше 2% от массы мелкозема) образовалось в светлогумусовой глееватой легкоглинистой почве в пойме р. Ласьва.

Минимально обогащена ими светлогумусовая глеевая типичная среднесуглинистая почва в пойме р. Ива: всего 0.04 % от массы мелкозема.

Таблица 29. Содержание, размер роренштейнов и количество в них тяжелых металлов и металлоидов Го- Глу- Роренштей Тяжелые металлы металлоидов, мг/кг зонт см % от d/l, мм Ni Cu Zn Ga As Pb Rb Sr Y Zr Nb Cr АJg 0–15 0,04 0,5/3 31 25 76 – 9 23 35 453 32 188 G~~ 15–30 0,8 1,5/10 441 114 314 – – 65 48 199 18 185 АJg 0–22 0,3 1,5/15 264 156 343 – 9 100 42 307 22 182 АJg 0–10 0,2 3/5 146 235 13 13 11 57 45 247 16 169 C1g~~ 10–20 0,3 3/5 95 108 260 – 14 25 49 339 21 183 G~~ 30–70 0,05 4/5 215 177 60 16 – 107 51 193 14 122 АJ 10–30 2,6 2/10 101 121 888 33 11 1530 87 278 28 220 C2g,h 30–50 2,5 1,5/7 58 42 262 21 27 41 63 221 32 218 C3g~~ 50–80 1,3 1,5/5 73 74 677 6 42 59 63 222 34 248 C4g~~ 80– 0,5 1,5/5 67 56 116 15 13 27 67 210 33 225 Примечание. d – диаметр, l – длина.

По своим размерам Fe-роренштейны относятся к мелким новообразованиям. Если представить себе роренштейны в виде цилиндров, то их размеры можно выразить через диаметр и высоту. Максимальный объем (60 мм3) у роренштейнов из светлогумусовой глеевой типичной среднесуглинистой почвы поймы р. Мулянка. Роренштейны из светлогумусовой глееватой почвы поймы р. Ласьва достигают 30 мм3. У других роренштейнов объем еще меньше.

Переходя к анализу состава новообразований, начнем с основных различий в генезисе ортштейнов и роренштейнов. Македонов (1966) различает генезис Fe-роренштейнов и Mn-Fe ортштейнов. Отметим, что сведений об ортштейнах публикуется гораздо больше, чем о роренштейнах.



В аллювиальных почвах г. Пермь образуются мелкие Fe-роренштейны с отверстиями, но не округлые ортштейны. Трубчатые конкреции характерны для супераквальных условий и формируются непосредственно над уровнем грунтовых вод под влиянием органических лигандов (оксалатов, цитратов и др.) в зоне корневых выделений.

Что касается округлых Fe-Mn ортштейнов, то они образуются другим путем – в основном за счет переменного редокс режима при участии микроорганизмов. В период уменьшения ЕН образуются подвижные формы Fe(II) и Mn(II), а в период увеличения ЕН эти элементы окисляются и формируют округлые Fe-Mn ортштейны.

Слабое образование Fe-Mn ортштейнов в аллювиальных почвах объясняется многими причинами. Одна из них – слабое развитие оксидогенеза, а Fe(II) не участвует в редукционных процессах, ответственных за образование конкреций. Действительно, мессбауэровская спектроскопия выявила различные Fe(II)-минералы в наилке малых рек. В наилке почвы в пойме р. Ласьва присутствуют магнетит и Fe(II)глауконит; но их мало, и коэффициент окисления железа высокий: Ко = Fe3+ : (Fe3+ + Fe2+) = 0.91. В наилке почвы поймы р. Егошиха присутствуют магнетит и Fe(II)-хлорит, этих минералов значительно больше, и коэффициент окисления железа Ко уменьшается до 0.77. Это достаточно низкое значение. Подчеркнем, что в почвах подзолистого ряда Русской равнины коэффициент окисления железа выше и в среднем составляет 0.94–0.98.

Оказалось, что в роренштейнах концентрация некоторых химических элементов гораздо выше, чем в мелкоземе аллювиальных почв. В роренштейнах почвы бассейна р. Ласьва количество Pb достигает 1530, Zn – даже 888 мг/кг. Именно благодаря концентрации Pb и Zn в роренштейнах, мелкозем этой почвы остается относительно чистым. В роренштейнах почвы бассейна р. Данилиха содержание Cu достигает 340, а Cr – 600 мг/кг (табл. 29), но масштабы стяжения этих металлов в конкрециях не велики – конкреций слишком мало (0.3%).

Был выполнен расчет средних значений содержания тяжелых металлов и их вариации в роренштейнах (табл. 30). В роренштейнах среднее содержание ряда элементов значительно выше кларкового. Особенно это касается цинка, никеля, меди, свинца, хрома, что говорит о техногенности этих элементов. С этим согласуются данные о высоком варьировании содер жания ряда элементов. Содержание Ni превышает почвенный кларк в 7,5 раз, Cu и Pb – в 5–6 раз, Zn и Cr – в 3–3,5 раз.

Чем обосновано накопление свинца и меди в реренштейнах? Оно объясняется особыми химическими свойствами этих элементов. Есть мнение, что в характерных для биосферы условиях свинец окисляется до оксида PbO и диоксида PbO2 (Орлов, и др., 2002). Но Горбатов и Зырин (1988) в опытах с Pb2+ установили значительную его сорбцию черноземом и предположили сильное специфическое поглощение Pb органическим веществом. В дальнейшем это было убедительно доказано с использованием синхротронной рентгеновской техники. Свинец имеет сильное сродство к органическим лигандам и предпочтительно хелатируется функциональными группами ароматических колец, формируя прочные бидентарТаблица 30. Среднее содержание тяжелых металлов в роренштейнах и его варьирование ные комплексы (Heinrichs, Mayer, 1977; Manceau et al., 1996). Теперь, что касается сродства меди к фазам-носителям. Ранее считалось, что Cu в почвах входит преимущественно в состав силикатов (Зырин и др., 1974). Но позже геохимиками было доказано, что подавляющая часть меди находится в виде комплексов с органическим веществом (Линник, Набиванец, 1986), за счет прочных связей Cu2+ с гумусовыми кислотами.

Органические комплексы Cu2+ в почвах идентифицированы методами синхротронной рентгеновской техники (Manceau et al., 2002).

Накопление металлов-органофилов (Cu и Pb) подтверждает роль органических лигандов в формировании роренштейнов.

Хром и никель относятся к сидерофилам, они могут прочно закрепляться гидроксидами железа в составе Fe- роренштейнов. Что касается Zn, то он способен закреплятся разными фазами.

Концентрация тяжелых металлов в Fe-роренштейнах относительно мелкозема. Накопление тяжелых металлов в новообразованиях Кк = Сновообр : Смелк. При этом мы столкнулись с одним затруднением. В связи с низким содержанием некоторых элементов (As и Nb) коэффициент Кк для ряда роренштейнов обращается в бесконечность. Чтобы избежать этого, для тех образцов мелкозема, где содержание элементов ниже предела обнаружения, приняли содержание Аs равным 3 мг/кг (предел обнаружения мышьяка рентгено-флуоресцентным методом 4 мг/кг), а Nb 5 мг/кг при пределе обнаружения в 6 мг/кг. Это допущение обеспечивает минимальные значения коэффициента концентрации. Результаты подсчета приведены в табл. 31, а в табл. 32 представлены статистические показатели распределения коэффициента Кк в рорештейнах.

В почве поймы р. Ласьва Fe-роренштейны обогащены As (табл. 31). Арсенаты, так же как и фосфаты, и хроматы, прочно и в большом количестве закрепляются гидроксидами железа особенно в кислой среде (Водяницкий, 2005; Pedersen et al., 2006). На поверхности гетита FeOOH образуются прочные комплексы с As(III) за счет внутрисферного механизма закрепления. Поверхностный комплекс As(III)-гетит благодаря своей устойчивости играет важную роль в закреплении арсенатов (Pedersen et al., 2006). Таким образом, приуроченность As к Feроренштейнам связана с новообразованием тонких реакционных частиц гидроксидов железа, прочно закрепляющих большое количество As(III).

Посмотрим, каковы средние значения коэффициента концентрации Кк (табл. 32). Все элементы можно разделить на 3 группы: одни концентрируются в роренштейнах, другие – в них не концентрируются, а третьими новообразования обеднены. К первой группе относятся As, Zn, Ni, Cu, Cr и Pb, для которых Кк 1; ко второй – Sr, Nb, Ga и Y, для которых Кк 1; к третьей – Zr и Rb, для них Кк 1.

Таким образом, в новообразованиях накапливаются весьма опасные элементы. При этом они концентрируются в роренштейнах в разной степени. Максимально в роренштейнах концентрируется мышьяк за счет участия гидроксидов железа: в среднем КкAs достигает 3,2. За ним идет цинк, для которого в среднем КкZn равно 3,0.



Pages:     | 1 |   ...   | 29 | 30 || 32 | 33 |   ...   | 39 |
 



Похожие работы:

«Tom Butler Bowdon 50 Success Classics: Winning Wisdom for Life and Work from 50 Landmark Books Издательство: Астрель, ACT 2006 г. 50 книг и великих идей, которые помогут вам изменить свою жизнь — это первое и только краткое введение в классические произведения, посвященные вопросам трансформации жизни. Это уникальное руководство, которое признает право каждого на более успешную и полную смысла жизнь, а, кроме того, показывает, что к цели самосовершенствования можно идти самыми разными путями....»

«Книга издана при содействии специализированного фонда управления целевым капиталом для поддержки деятельности научно исследовательских работ в области биологии и медицины ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЙ Савельев С.В. С12 Дагор: искусство фотографии / С.В. Савельев. — М.: ВЕДИ, 2009. — 100 с.: ил. ISBN 978 5 94624 021 5 В книге описаны история создания и художественные возможности известных фотографических объективов анастигматов Дагор производства фирмы К. Герца. Подробно рассмотрена конструкция объектива и...»

«ПАРИЖ, 18 мая 2011 г. Оригинал: английский/ французский Проекты решений, рекомендованные Комиссией по программе и внешним связям (ПВ) 186 EX/48 1. Комиссия по программе и внешним связям (ПВ) провела с 12 по 14 мая 2011 г. пять заседаний под председательством г-жи Шахназ Вазир Али (Пакистан) и г-на Лувсана Ерденечулууна (временный председатель) с целью рассмотрения нижеследующих пунктов, которые были переданы ей Советом на его пленарном заседании 9 и 10 мая 2011 г. Пункт Название и документы 4...»

«СОДЕРЖАНИЕ 1 1. Вместо предисловия 6 2. Основные понятия, которые необходимо знать скорняку и кожевнику 6 1. Строение и химический состав шкур домашних и диких животных 7 1.1 Структура волосяного покрова 7 1.2 Строение кожного покрова 9 1.3 Химический состав шкуры 10 2. Основные свойства пушно-мехового сырья 11 2.1 Товарные свойства пушно-мехового сырья 11 3. Пороки кожевенного и пушно-мехового сырья 12 3.1 Прижизненные пороки 13 3.2 Посмертные пороки 14 4. Характеристика шкур домашних животных...»

«ПРОБЛЕМЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ В БАССЕЙНЕ ОЗЕРА БАЙКАЛ И РОЛЬ ЗЕЛЕНОЙ ЭКОНОМИКИ В ИХ РЕШЕНИИ Улан-Удэ Издательство Бурятского научного центра СО РАН 2013 1 УДК 332.1, 502:338 ББК 65.05, 20.1 П Ответственный редактор канд.химич.наук С.С.Палицына Рецензенты канд.экон.наук К.П.Дырхеев канд.геогр.наук В.С.Батомункуев Проблемы окружающей среды в бассейне озера Байкал и роль зеленой экономики в их решении.- Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2013. ISBN В работе рассмотрены проблемы охраны и использования...»

«БИБЛИОГРАФИЯ НАУЧНЫХ ТРУДОВ КНЦ РАН ЗА 2012 ГОД КНИГИ Монографии Геологический институт Жамалетдинов А.А. Теория и методика электромагнитных зондирований с мощными контролируемыми источниками (опыт критического анализа). – СПб.: СОЛО, 2012. – 164 с. Кианитовые руды России: монография / В.Н. Огородников, В.А. Коротеев, Ю.Л. Войтеховский, В.В. Щипцов, Ю.А. Поленов, Ю.Н. Нерадовский, Л.С. Скамницкая, Т.П. Бубнова, А.Н. Савичев, Д.В. Коротеев. – Екатеринбург: УрО РАН, 2012. – 334 с. Горный институт...»

«Кафедра Общая и прикладная экология Технология очистки сточных вод Учебно-методический комплекс по дисциплине для студентов специальности 280201 “Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов” всех форм обучения Самостоятельное учебное электронное издание Сыктывкар 2012 УДК 628.31 ББК 38.761.2 Т38 Рекомендован к изданию в электронном виде кафедрой Общая и прикладная экология Сыктывкарского лесного института Утвержден к изданию в электронном виде советом...»

«Том 1. ОТЧЕТ Обследование памятника истории и культуры: Коневский Рождество-Богородичный мужской монастырь Южный корпус по адресу: Ленинградская область, Приозерский район, о. Коневец Книга 1. Научно-технический отчет Книга 2. Обмерные чертежи Шифр ОБ-00161/1 Утверждаю Научный руководитель ПНИПКУ Венчур д.т.н., проф. Н.И.Ватин _2008 г. Ответственный исполнитель А.В.Улыбин Санкт-Петербург 2008 Производственное, научно-исследовательское ® ВЕНЧУР и проектно-конструкторское учреждение Список...»

«ИЗДАТЕЛЬСТВО московского УНИВЕРСИТЕТА 1985 УДК 631. Орлов Д. С. Химия почв: Учебник. — М.: Изд-во Моск. ун-та, 1985. — 376 с. ил. В учебнике последовательно излагаются вопросы истории химии почв, ее ис­ пользования в практике сельского хозяйства, химические свойства и состав глав­ нейших типов почв, ведущие химические процессы и химические равновесия в поч­ вах, фундаментальные законы ионообменной способности почв, формирования кислот­ ности и щелочности, окислительно-восстановительных режимов....»

«Конкурс исследовательских работ ЮНОСТЬ, НАУКА, КУЛЬТУРА Секция: ЭКОЛОГИЯ Состояние березовых ценозов Мичуринского района Шваб Наталья, 9 класс, Жидиловский филиал МБОУ Заворонежской СОШ Мичуринского района Тамбовской области Научный руководитель: Туркинен Надежда Викторовна, учитель химии и биологии Жидиловского филиала МБОУ Заворонежской СОШ г. Обнинск, 2012/2013 учебный год Оглавление Введение... 3 Основная часть... 5 Глава 1. Биологические особенности березы.. 5 Глава2. Видовое многообразие...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.