Имя материала: Основы биогеохимии

Автор: В.В.ДОБРОВОЛЬСКИЙ

5.6. распределение рассеянных элементов в педосфере

 

Как отмечено ранее, химический состав педосферы весьма неоднороден. Относительное содержание большей части химических элементов в почвах разных районов может различаться в сотни и тысячи раз. Эта закономерность, обнаруженная Р.Митчеллом (1955) на первых этапах изучения рассеянных элементов в почвах, имеет фундаментальное значение для биогеохимии педосферы. Наименьшие вариации свойственны лишь некоторым макроэлементам, например кремнию и алюминию, относительное содержание которых в педосфере меняется в п раз.

В связи со столь сильной вариабельностью концентраций большое значение приобретает статистическая обработка аналитических данных. Имеющийся опыт показал, что нормальное (см. разд. 1.3) и логнормальное распределение аналитических данных часто нарушается некоторым количеством проб с относительно высокой концентрацией. Это вызывает завышение среднего арифметического; среднее геометрическое значительно ниже. Объективное представление об уровне концентрации элемента в почве конкретной территории дают модальные (наиболее часто встречающиеся) значения и их среднеквадратические отклонения.

Среди многих факторов, влияющих на значения модальных концентраций рассеянных элементов в почве, главным является содержание высокодисперсных минералов (фракция частиц < 0,001 мм) органического вещества. С увеличением содержания глинистых минералов и органического вещества возрастает концентрация тяжелых металлов. На уровни модальных концентраций рассеянных элементов также влияют провинциальные геохимические особенности покровных отложений, на которых сформирована почва, и минералого-петрографическое разнообразие коренных пород, служащих источником обломочных минералов, слагающих покровные отложения. Важным фактором является гидрологический режим и интенсивность промывания профиля почвы.

Концентрация элементов меняется по профилю почв, причем неодинаково в разных типах почв. Поэтому при характеристике концентрации элементов в почвенном покрове конкретной территории имеется в виду их концентрация в верхнем гумусовом горизонте. Так как основная часть суши покрыта автоморфными (так называемыми зональными) типами почв, сведения о средней концентрации элементов в почвенном покрове крупных регионов или всей суши базируются на данных, относящихся к автоморфным почвам.

Как следует из изложенного, установление средней концентрации элементов в педосфере связано с большими трудностями. Первые попытки были предприняты в начале 50-х гг. XX в. А.П.Виноградовым, Р.Митчеллом и Д.Свайном. Данные ученых базировались преимущественно на результатах исследования рассеянных элементов в почвах умеренного и бореального поясов Северного полушария и не учитывали особенности содержания элементов в почвах тропических территорий, составляющих большую часть педосферы. Более поздние сводки приведены в работах Х.Боуэна (1966), Р.Брукса (1972), А.Розе и др. (1979). Данные А.П.Виноградова долгое время служили эталоном среднего содержания рассеянных элементов в почвах.

Более обосновано определение значения средних концентраций для конкретных минералого-геохимических провинций и крупных регионов. Примером могут служить результаты изучения содержания химических элементов в почвенном покрове США, полученные X. Шаклеттом и Дж. Борнген (табл. 5.8).

В таблице сопоставлены среднеарифметические и среднегеометрические значения концентраций элементов, рассчитанные для большого количества проб, предельные значения, а также определенные нами округленные модальные значения. Сравнивая модальные значения концентрации элементов в почвах США с данными для почв мира, видно, что последние отражают лишь порядок модальных значений. Это неудивительно, учитывая влияние многочисленных факторов и соответственно сильную вариацию концентрации в разных почвах. Из данных табл. 5.8 следует, что концентрации многих элементов в почвенном покрове США варьируют в пределах n×(100— 1000). Наименьшая амплитуда колебаний (около 1n) характерна для элементов, прочно закрепленных в минеральной части почв. Таковы Th, Rb, Li, В, La, Y, Yb.

 

Таблица 5 8

Концентрация рассеянных элементов в почвенном

покрове суши, мкг/г

 

Элемент

 

Почвы США (X Шаклетт и Дж Борнген, 1984)

Почвы мира, среднее арифметическое (А П Виноградов, 1957)

 

 

Число образцов

Среднее арифметическое

Предельные значения

Среднее геомет-шческое

Округленное модальное значение

 

Ti

1317

2900,00

70-200000

2400,0

2800,0

4600,00

 

Ва

1319

580,00

10-5000

440,0

600,0

500,00

 

Мn

1317

550,00

< 2-7000

330,0

500,0

850,00

 

F

1045

430,00

< 10-3700

210,0

400,0

200,00

 

Zr

1319

230,00

< 20-2000

180,0

175,0

300,00

 

Sr

1318

240,00

< 5-3000

120,0

180,0

300,00

 

V

1319

80,00

< 7-500

58,0

70,0

100,00

 

Rb

355

67,00

< 20-210

258,0

70,0

100,00

 

Zn

1248

60,00

< 5-2900

48,0

58,0

50,00

 

Cr

1319

54,00

1-2000

37,0

40,0

200,00

 

La

1293

37,00

< 30-200

30,0

30,0

40,00

 

В

1319

33,00

< 20-300

26,0

30,0

10,00

 

Y

1319

25,00

< 10-200

21,0

26,0

50,00

 

Cu

1311

25,00

< 1-700

17,0

20,0

20,00

 

Li

1258

24,00

< 5-140

20,0

22,0

30,00

 

N1

1318

19,00

< 5-700

13,0

17,0

40,00

 

Pb

1319

19,00

< 10-700

16,0

16,0

10,00

 

Ga

1316

17,00

< 5-70

13,0

15,0

30,00

 

Nb

1269

11,00

< 10-100

9,3

10,0

 

Th

297

9,40

2,2-131

8,6

9,5

6,00

 

Sc

304

8,90

< 5-50

7,5

9,0

7,00

 

Co

1311

9,10

< 3-70

6,7

8,0

8,00

 

As

1257

7,20

< 0,1-97

5,2

6,5

5,00

 

Yb

1250

3,10

< 1-50

2,6

3,0

 

 

U

354

2,70

0,29-11,0

2,30

2,8

1,00

 

Sn

355

1,30

< 0,1-10,0

0,89

1,1

10,00

 

Ge

355

1,20

< 0,1-2,5

1,20

1,4

 

I

399

1,20

< 0,5-9,6

0,75

1,4

5,00

 

Mo

1298

0,97

< 3-15,0

0,59

3,0

2,00

 

Be

1303

0,92

< 1-15,0

0,63

6,00

 

Br

348

0,85

< 0,1-11,0

0,56

0,8

5,00

 

Sb

354

0,66

< 1-8,8

0,48

Страница: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 | 80 | 81 | 82 |