Научная статья на тему 'Коэффициенты водной миграции микроэлементов: меди, цинка, марганца, кобальта, бора и молибдена в Алтайском крае'

Коэффициенты водной миграции микроэлементов: меди, цинка, марганца, кобальта, бора и молибдена в Алтайском крае Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
566
82
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Спицына Светлана Федоровна, Ткаченко Татьяна Николаевна, Бахарев Вадим Геннадьевич

Представлен материал, касающийся коэффициентов водной миграции Кх микроэлементов меди, молибдена, марганца, цинка, кобальта и бора на различных территориях Алтайского края, рассчитанных по методике А.И. Перельмана (1966). Установлено, что наиболее низкими Кх обладают кобальт и марганец, наиболее высокими в аридных условиях молибден и бор, а в гумидных цинк.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Спицына Светлана Федоровна, Ткаченко Татьяна Николаевна, Бахарев Вадим Геннадьевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

TRACE ELEMENTS WATER MIGRATION COEFFICIENTS: COPPER, ZINC, MANGANESE, COBALT, BORON, AND MOLYBDENUM IN THE ALTAI REGION

Data on water migration coefficients of trace elements as copper, molybdenum, manganese, zinc, cobalt and boron figured by A.I. Perelman's method (1966) in various areas of the Altai Region is presented. It is revealed that cobalt and manganese have the lowest coefficients, molybdenum and boron have the highest coefficients in arid conditions, zinc has the highest coefficient in hymid conditions.

Текст научной работы на тему «Коэффициенты водной миграции микроэлементов: меди, цинка, марганца, кобальта, бора и молибдена в Алтайском крае»

АГРОЭКОЛОГИЯ

УДК 631.4:630.43 И.Т. Трофимов,

И.Ю. Бахарева

ОСОБЕННОСТИ ПОСЛЕПИРОГЕННОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ ЮГО-ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ ЛЕНТОЧНЫХ БОРОВ АЛТАЙСКОГО КРАЯ

Лесной пожар — сложный комплекс физических и химических факторов, действующих в широком пространственном диапазоне на все уровни экосистемы.

Учитывая, что пожары существовали всегда в различные геологические эпохи, можно сказать, что это естественный процесс, который, в свою очередь, зависит от климатических, физико-географических и биотических факторов.

В.В. Фуряев [1] относит лесные пожары к непериодическим экологическим факторам, которые в нормальных условиях в природных комплексах не существуют, а появляются внезапно. Однако в последнее время за пожарами сохраняется высокая значимость как экологического фактора, влияющего на формирование и динамику экосистем.

В настоящее время в России ежегодно возникают десятки тысяч лесных пожаров. Средняя площадь лесов, пройденных пожарами, составляет 900 тыс. га. Прогнозируемое глобальное изменение климата может привести к увеличению частоты лесных пожаров, расширению ареала их распространения и долгосрочной деградации лесных биоценозов. А это может пагубно сказаться на экологической и ресурсообразующей функциях лесов, так как именно сосновые леса имеют воздействие на глобальный бюджет углерода и химию атмосферы, являясь неотъемлемой частью круговорота веществ и энергии на Земле.

Ленточные боры Алтайского края занимают 16% общей площади лесов края и 15% приходится на долю общего запаса древесины, которые отнесены к одной категории защитности — «особо ценные лесные массивы» [2].

Лесные пожары в крае повторяются ежегодно, а в экстремальные погодные условия принимают характер крупных и катастрофических. За последние годы в ленточных борах лесных пожары привели к образованию громадных площадей послепирогенных пустошей — горельни-ков. Так, пожары 1997 г. были наиболее сильными и разрушительными для ленточных боров Алтайского края. Если среднегодовое количество пожаров за 50 лет равно 440, то в 1997 г. их было 1647. Наиболее крупными пожарами тогда была охвачена юго-западная часть боров на участке сростка Касмалинской и Барнаульской лент, где в 1997 г. было уничтожено огнем более 70 тыс. га леса.

Постоянно повторяющиеся пожары — мощный фактор почвообразования лесных почв. Действие высоких температур влияет не только на непосредственное изменение гранулометрического состава, физико-химические и биологические свойства почвы, но и на сменяющиеся во времени подзолистые и дерновые процессы, регулируя тем самым их роль в почвообразовании.

Такие многообразные послепожар-ные изменения почв А.П. Сапожников [3] объединил в две большие группы:

пирогенная трансформация отдельных свойств почв (поверхностные изменения свойств почв) и пирогенная трансформация процессов почвообразования (органодеструктивные изменения почв).

Таким образом, можно сказать, что в процессе восстановления естественных экосистем именно почва определяет и тип растительности, и динамику растительных сообществ, следовательно, влияние лесных пожаров на свойства почв является одной из важных задач в области лесного почвоведения.

Методика исследований

Объектами нашего исследования на протяжении нескольких лет являлись дерново-подзолистые почвы горельни-ков и не затронутых пожаром югозападной части ленточных боров Алтайского края (Тополинский лесхоз).

Исследования проводили на мониторинговых площадках, расположенных на различных элементах рельефа. Изучали морфологию почв в разрезах до почвообразующих горных пород. Гранулометрический состав почв, содержание гумуса, физико-химические свойства исследовали по общепринятым методикам, принятым в почвоведении.

Результаты и их обсуждение

Исследование морфологии почв показало, что будучи консервативным признаком, морфология почв мало изменяется под действием пирогенного факто-

ра. Почвы в течение нескольких лет в Угловском лесничестве как на горельни-ке, так и на контрольном варианте определяются как дерново-мелкоподзолистые слабодерновые. В то же время морфология почв на различных формах рельефа имеет свои существенные отличия. Если на выровненной поверхности песчаной гривы мощность гумусового горизонта составляет 6 см, то на этих же почвах в межгривном понижении мощность его достигает уже 12 см. Это связано с более развитой травянистой растительностью вследствие лучших условий увлажнения.

Помимо этого при изучении морфологии почв в других районах исследования ленточных боров (Волчихинское и Власихинское лесничества) в понижениях рельефа (на второй и на седьмой год) отмечены хорошо выраженные признаки оглеения.

Исследования гранулометрического состава дерново-подзолистых почв на второй год после пожара в Угловском лесничестве показали, что лесной пожар слабо изменяет гранулометрический состав этих почв, содержание илистой фракции < 0,001 мм как наиболее подвижной практически не изменилось. Однако, по сравнению с контрольной площадкой, количество ее ниже на 1%. Почвы здесь являются песчаными, в их составе преобладает фракция крупного песка (1-0,25 мм).

Таблица 1

Гранулометрический состав дерново-подзолистых почв юго-западной части ленточных боров Алтайского края

Глубина отбора образца, см Угловское лесничество (1998) Угловское лесничество (2004)

Содержание фракций, % от абс. сухой почвы, мм

1-0,25 0,25- 0,05 < 0,01 < 0,001 1-0,25 0,25- 0,05 < 0,01 < 0,001

конт роль конт роль

2-10 75,13 18,95 4,48 3,32 75,16 11,32 8,36 4,24

10-20 73,27 16,68 6,68 2,72 73,32 16,88 6,88 5,24

20-30 73,84 15,24 5,80 2,20 76,32 15,76 7,40 3,48

30-40 81,94 13,98 3,76 3,28 76,81 16,07 6,20 4,36

40-50 82,35 12,05 76,74 15,86 6,56 4,64

50-60 83,52 12,50 3,28 0,92 73,01 20,39 5,52 4,00

гарь га рь

2-10 91,03 24,50 5,40 2,40 58,25 34,91 5,44 3,24

10-20 82,33 10,27 6,68 0,88 60,96 32,60 4,52 4,04

20-30 69,46 25,22 5,12 2,64 65,60 29,16 4,48 4,24

30-40 65,06 28,86 4,72 2,19 66,95 27,97 4,48 4,08

40-50 71,57 21,95 3,76 2,00 66,14 29,10 4,44 3,40

50-60 82,38 13,46 3,92 3,04 66,16 29,72 3,80 2,92

При изучении физико-химических и некоторых химических свойств почв уже на второй год после пожара можно отметить, что ведущую роль в процессах почвообразования начинает играть смена растительности. Поэтому важной задачей исследования является изучение содержания и состава гумуса.

Гумусонакопление во всех вариантах дерново-подзолистых почв в разные годы характеризуется разным уровнем, более высоким — на пониженных элементах рельефа в межгривных впадинах и менее — на вершинах и склонах увалов. Содержание гумуса в гумусовоэлювиальных горизонтах исследуемых почв как на второй, так и на седьмой год после пожара несколько уменьшается (табл. 2). Этот, вероятно, связано с процессами минерализации и дефляции на вершинах увалов без растительности. В то же время в понижениях рельефа наблюдается увеличение содержания гумуса, что связано с процессами его аккумуляции под более развитой растительностью в результате благоприятных условий увлажнения.

Процесс гумусообразования в почвах на горельниках по сравнению с контрольным вариантом протекает на фоне слабо кислой реакции почвенного раствора, более высокими значениями емкости поглощения и при более низких значениях гидролитической кислотности (табл. 2). Помимо этого на седьмой год после пожара отмечено незначительное увеличение в почвах горельника нитратов.

Следует отметить, что кислотность почв этой территории определяется в основном ионами водорода, тогда как в более увлажненных условиях (Волчихин-ский лесхоз и Власихинское лесничество) кислотность почв обусловлена еще и ионами алюминия [4].

Исследования состава гумуса показали, что ведущим компонентом среди основных групп гумусовых веществ в почвах горельников на 7 год после пожара являются гуминовые кислоты, что характеризует более благоприятные условия для гумификации по сравнению с контрольным вариантом (табл. 3).

Таблица 2

Влияние лесных пожаров на физико-химические и химические свойства дерново-подзолистых почв Угловского лесничества

Глубина отбора образца, см Гумус, % рНсол н пгид/ мг-экв/100 г Емкость поглощения, мг-экв N-N03, мг/кг

Разрез № 5/1998 (контроль)

0-10 1,60 4,1 - 2,60 не опред.

10-20 1,70 4,2 1,23 1,98 -

20-30 1,60 3,9 3,96 2,45 -

30-40 0,40 5,0 0,66 1,85 -

40-50 0,40 5,3 - 1,70 -

Разрез № 1 /1998 (гарь)

0-10 0,8 4,9 1,13 2,80 -

10-20 0,8 5,1 0,73 2,40 -

20-30 0,4 4,9 0,56 2,10 -

30-40 0,4 4,9 0,53 2,10 -

40-50 0,4 5,2 0,51 2,40 -

Разрез № 4/2004 (контроль)

0-10 2,5 4,5 1,67 38,46 0,35

10-20 1,8 4,9 0,80 47,61 0,35

20-30 1,2 4,9 0,66 50,66 0,38

30-40 0,9 5,6 0,49 52,94 0,39

40-50 0,4 5,5 0,41 52,94 0,37

Разрез № 3/2004 (гарь)

0-10 0,3 5,5 0,76 40,00 0,39

10-20 0,3 5,2 0,66 40,00 0,35

20-30 0,7 4,8 0,63 33,33 0,39

30-40 0,3 4,7 0,56 47,61 0,35

40-50 0,2 4,9 0,45 47,61 0,39

Таблица 3

Состав гумуса дерново-подзолистой почвы на 7-й год после пожара (Угловское лесничество, 2004 г.)

Глубина, см о% С Гуминовые кислоты Фульвокислоты Гуми- ны СГК:СФК

1 2 3 1 а 1 2 3

Разрез № 1 /2004 (контроль)

3-11 0,32 21,2 4,3 6,2 31,7 6,2 13,1 1,9 15,9 37,1 31,2 0,85

11-20 0,12 17,5 2,4 15,0 34,9 8,3 18,4 8,5 17,5 52,7 12,4 0,66

20-30 0,13 7,7 6,1 7,7 21,5 6,2 3,0 10,0 19,2 38,4 40,1 0,56

30-40 0,09 5,4 4,6 0,0 10,0 10,9 2,4 15,4 6,7 35,4 54,6 0,28

40-50 0,05 0,0 0,0 0,0 0,0 16,0 14,0 15,0 10,0 55,5 45,0 0,00

Разрез № 3/2004 (гарь 1997)

2-10 0,26 25,9 7,4 14,8 48,1 5,2 9,6 2,5 3,7 21,0 30,9 2,29

10-20 0,08 12,5 8,7 12,5 33,7 10,0 8,8 9,6 16,2 46,6 21,7 0,76

20-30 0,07 10,0 10,0 4,3 34,3 15,7 7,2 10,0 18,6 51,5 14,2 0,67

30-40 0,05 5,1 4,9 0,0 10,0 16,0 6,0 10,0 19,6 51,6 38,4 0,19

40-50 0,05 0,0 0,0 0,0 0,0 17,6 5,4 14,6 19,6 57,2 42,8 0,00

Тип гумуса в горизонте А, уже определяется как гуматный, поскольку отношение углерода гуминовых кислот к углероду фульвокислот больше 1. Однако в нижележащих горизонтах тип гумуса еще определяется как гумато-фульватный.

Гуминовые кислоты в основном представлены большей частью фракциями бурых (ГК-1) и прочно связанных с минеральной частью почвы (ГК-3). Доля фракции гуминовых кислот, представленной гуматами кальция гораздо меньше, чем других фракций. Однако эти значения выше, чем содержание гуматов кальция на контрольном варианте.

В группе фульвокислот по сравнению с контрольным вариантом наблюдается резкое снижение значений всех фракций. А повышенная и миграционная способность этого компонента гумуса обуславливается увеличением его количества в нижележащих горизонтах.

Выводы

1. Под влиянием лесных пожаров морфология дерново-подзолистых почв не изменяется.

2. Значительное влияние лесных пожаров на физико-химические свойства

почв заключается в повышении величины рН, уменьшении гидролитической кислотности.

3. Смена растительности после пожаров способствует развитию дернового процесса и накоплению гумуса в гумусово-элювиальном горизонте А.

Библиографический список

1. Фуряев В.В. Роль пожаров в процессе лесообразования / В.В. Фуряев. Новосибирск: Наука, 1996. 352 с.

2. Парамонов Е.Г. Социальная зна-

чимость ленточных боров / Е.Г. Парамонов, Я.Н. Ишутин // Проблемы лесоводства и лесовосстановления на Алтае. Барнаул: Изд-во АлтГУ, 2001.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

С. 58-60.

3. Сапожников А.П. Роль огня в

формировании лесных почв / А.П. Сапожников // Экология, 1976. № 1.

С. 43-46.

4. Трофимов И.Т. Влияние лесных

пожаров на дерново-подзолистые почвы ленточных боров Алтайского края / И.Т. Трофимов, В.И. Заблоцкий, И.Ю. Бахарева // Вузовская наука — сельскому хозяйству: сб. ст. Междунар. науч.-практ. конф. Барнаул: Изд-во

АГАУ, 2005. С. 325-330.

+ + +

УДК 556.114.6 (571.15) С.Ф. Спицына,

Т.Н. Ткаченко, В.Г. Бахарев

КОЭФФИЦИЕНТЫ ВОДНОЙ МИГРАЦИИ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ: МЕДИ, ЦИНКА, МАРГАНЦА, КОБАЛЬТА, БОРА И МОЛИБДЕНА

В АЛТАЙСКОМ КРАЕ

Вода представляет собой сложную динамичную систему, находящуюся в тесной связи с окружающей средой. В природных водах содержатся почти все элементы периодической системы Менделеева.

Источниками поступления химических элементов в поверхностные воды являются горные породы, почвы и почвенные воды. Концентрация каждого элемента в воде определяется его химическими свойствами, растворимостью его соединений, способностью образовывать комплексные соединения и коллоидные растворы [1].

Химический состав воды учитывают при всех видах ее использования, таких, как водоснабжение, гидротехническое строительство, орошение, рыбный промысел, рыборазведение.

Содержание химических элементов в природных водах и интенсивность их миграции зависят от физико-географических условий на водосборных площадях. К ним можно отнести: температурный режим территории, количество осадков, характер их распределения, геологические условия, литологический состав почвообразующих пород, водопроницаемость почвогрунтов, почвеннорастительные условия и состав почв.

С интенсивностью миграции химического элемента связано его участие в почвообразовательном процессе. Лучшими миграционными характеристиками, как правило, обладают анионогенные элементы. Они в природе находятся в виде анионов и хорошо растворимых солей. Это, например, молибден и бор. Катионогенные элементы (цинк, медь, марганец и кобальт) мигрируют в виде катионов в составе хорошо растворимых солей, золей, комплексных соединений и солей фульвокислот [2].

Водная миграция микроэлементов наблюдается в почвах при сезонных перемещениях почвенной влаги в вертикальном нисходящем и восходящем направлениях, что вызывает соответствующее перераспределение элементов сообразно их геохимической подвижности. При господстве нисходящих токов наиболее подвижные элементы уносятся в более глубокие горизонты почвы и грунтовые воды. Поэтому повышенное содержание некоторых микроэлементов в грунтовых водах часто бывает следствием их вертикальной миграции при промывном режиме.

Такие микроэлементы, как медь, марганец, цинк, кобальт, молибден и бор являются постоянными компонентами природных вод Алтайского края. Их миграционная способность в значительной степени зависит от содержания в почвообразующих породах зон и от климата.

Низкое содержание элементов в почвообразующих хорошо промытых породах гумидных областей, обусловленное постоянной фильтрацией, создает условия для формирования слабоминерализованных поверхностных и грунтовых вод (Бийско-Чумышская возвышенность). Высокие же температуры в аридной зоне края (Кулундинская низменность) способствуют увеличению испарения и капиллярному поднятию к поверхности более минерализованных грунтовых вод, содержащих повышенные количества некоторых микроэлементов. Кроме того, в аридных условиях ускоряется процесс химического выветривания горных пород, сопровождающийся выносом из почвы растворимых солей. Это способствует накоплению некоторых микроэлементов в природных водах.

Геохимия микроэлементов в речных, озерных и грунтовых водах различных зон Алтайского края в настоящее время изучена недостаточно. Не раскрыт вопрос о причинах их концентрации и усиления миграционной способности в природных водах на территориях с различными физико-географическими условиями. Особый интерес представляет собой изучение поведения в системе литосфера — гидросфера наиболее биологически значимых для растений в крае элементов: молибдена и цинка, принимающих активное участие в биогенной миграции.

Содержание биогенных элементов в водах Алтайского края варьирует в широких пределах, г/л: медь — от 0,5-10-5 до 4,0-10-5; цинк — от 0,5-10-5 до 10,0-10-5; марганец — от 1 • 10-5 до 25^ 10-5; молибден

— от 0,06-10-5 до 2-10-5; кобальт — от 0,05^ 10-5 до 1,2 -10-5 (табл. 1). Эти количества согласуются с содержанием микроэлементов в водах России, где они варьируют, г/л: Си — от 0,1 -10-5 до 47-10-5; Zn — от 0,1 -10-5 до 2510-5; Мп — от 0,1 -10-5 до 200Ч0-5; Мо — от 0,05-10-5 до 1,3-10-5; Со — от 0,004^10-5 до 1,210-5 г/л [3].

Большие колебания в содержании микроэлементов в водах края связаны с наличием на его территории нескольких почвенно-климатических зон, для каждой из которых характерны различные климатические условия, гранулометрический и химический состав почв, состав гумуса, находящийся в зависимости от pH почв.

На территориях края с гумидным климатом, где достаточно часто встречаются относительно кислые породы и почвы (Бийско-Чумышская возвышенность) в поверхностных водах, по сравнению с аридной зоной наблюдается увеличение содержания катионогенных элементов меди и цинка. В преобладающих в этой зоне почвах наблюдается также повышенное содержание подвижных форм меди и цинка. На этой территории достаточно широко распространены оподзоленные черноземы и серые лесные почвы, pH которых достигает 5. Почвенные воды этой территории выносят в реки, озера и океан легкорастворимые соли (хлориды, сульфаты, нитраты). В результате почвы и по-

роды обедняются микроэлементами, что в дальнейшем приводит к обеднению ими природных вод.

На аридных территориях (Кулундин-ская низменность), где преобладают каштановые почвы и широко распространены солонцы и солончаки, в природных водах концентрируются анионогенные элементы (бор и молибден), что связано с развитием галогенеза и арид-ностью климата, а также с наличием щелочной обстановки в почве.

Следует заметить, что сами по себе данные о содержании микроэлементов в природных водах Алтайского края мало говорят об их миграционной способности. Для лучшего понимания роли воды в процессах миграции элементов иногда используют коэффициент водной миграции Кх. Сущность этого коэффициента и механизм его расчета описал А.И. Перельман (1975). Кх дает возможность сопоставить состав природных вод и почвообразующих пород данной местности:

Кх=

тх ■ 100

а ■ Пх

где Кх — коэффициент водной миграции;

а — сумма минеральных веществ, растворенных в воде (0,2-1 г/л);

тх — содержание элементов в воде,

г/л;

пх — содержание элементов в почвообразующих породах, %.

Благодаря этим коэффициентам, А.И. Перельман (1975) получил миграционные ряды, согласно которым очень подвижными являются мигранты с Кх = п ■ 10 - п ■ 100 , легкоподвижными — с Кх = п - п ■ 10 (п < 2 ); подвижными — с Кх = 0 п - п(5); слабоподвижными — с

Кх = 0.0п и менее [4].

Мы рассчитали пределы колебаний Кх микроэлементов для отдельных зон Алтайского края (табл. 1). Было установлено, что согласно величинам Кх в условиях края молибден всегда очень подвижный, медь, цинк и бор могут быть и легкоподвижными и подвижными, кобальт — подвижным, марганец — слабоподвижным.

Наблюдения показали, что коэффициенты водной миграции Кх в водах Алтайского края изменяются: для меди — от 0,3 до 2,0; марганца — от 0,05 до

0,7; цинка — от 0,3 до 8,0; кобальта — от 0,05 до 0,5; бора — от 0,6 до 28; молибдена - от 2,5 до 6,6. Преобладание максимальных Кх над минимальными достигает у анионогенных элементов 46,7 раз (В), у катионогенных — 26,7 раз £п).

По минимальным Кх элементы расположились в ряд: Мо > В > Си,

Zn > Мп > Со, а по максимальным Кх — В > Zn > Мо > Си > Мп > Со.

В таблице 2 представлены данные о химическом составе природных вод, расположенных в различных физикогеографических условиях зон Алтайского края, и данные о коэффициентах водной миграции.

Исходя из данных таблицы 2 на территории Кулундинской низменности по тср элементы расположились в ряд: В > Мп > Zn > Мо > Си, Со. На территории Приобского плато ряд изменяется в пользу меди:

В > Мп > Zn > Си > Мо > Со, а на территории Бийско-Чумышской возвышенности — в пользу цинка: Zn > В > Мп > Си > Мо, Со. На территории Бийско-Чумышской возвышенности относительно Кулундинской низменности и Приобского плато в природных водах наблюдались увеличение среднего содержания меди и цинка и уменьшение содержания марганца, бора и молибдена.

Этот факт можно объяснить с точки зрения различий рН природных вод и почв в этих зонах. Повышение кислотности почвенных и других природных вод на территории Бийско-Чумышской возвышенности привело к увеличению сод е р жания в них подвижных соединений меди и особенно цинка. Это происходил о на фоне увеличения содержания в почве фульвокислот, которые, соединяя с ь с катионогеннными элементами, делают их более подвижными.

Таблица 1

Пределы колебания содержания микроэлементов в природных водах Алтайского края, г/л-10-5

Показатели Микроэлементы

Cu Mn Zn Co B Mo

m , г/л 0,5-2,0 1-25 0,5-20,0 0,05-0,3 2-70 0,1-2,0

mmax/mmin 4 25 40 6 35 20

К ’'min 0,3 0,05 0,3 0,05 0,6 2,5

к ’'max 2,0 0,7 8,0 0,5 28 6,6

Kmax/Kmin 6,7 14,0 26,7 10 46,7 26,4

Таблица 2

Содержание микроэлементов в природных водах зон Алтайского края (m • 10-5, г/л) и коэффициенты водной миграции (Кх)

Показатели Микроэлементы

Cu Mn Zn Co B Mo

Кулундинская низменность

m -10"5, г/л 0,5-1,0 1-25 0,5-3,0 0,05-0,10 50-70 1-2

mrn -10-5 0,7 14 1,7 0,7 60 1,5

n 0- 3 % 0s- 1,8 70 3,0 1,0 5,0 0,06

Кх 0,6-1,1 0,05-0,070 0,3-2,0 0,1-0,2 20-28 33-66

Приобское плато

m -10"5, г/л 0,5-1,0 3-10 1,0-10,0 0,05-0,30 10-20 0,1-0,5

mrn -10-5 0,7 7 5,0 0,2 15 0,3

n 0- 3 % 0s- 3,7 80 3,3 1,2 7 0,06

Кх 0,3-0,6 0,08-0,30 0,6-6,0 0,1-0,5 3,0-6,0 3,3-14,3

Бийско-Чумышская возвышенность

m -10-5, г/л 0,5-2,0 2-3 1,0-20,0 0,1-0,3 2-10 0,1-0,3

mrn -10-5 1,2 2,5 15 0,2 6 0,2

n 0- 3 % o'* 2,0 85 5 1,2 7,0 0,08

Кх 0,5-2,0 0,05-0,07 0,4-8,0 0,2-0,5 0,6-3,0 2,5-7,5

К *^х min 0,05 0,05 0,3 0,05 0,5 2,2

Отсутствие влияния этого фактора на мобильность марганца и кобальта в данной зоне можно объяснить низкой их биогенностью по сравнению с медью и особенно цинком. В этой зоне элементы по биогенности и коэффициентам биологического поглощения располагаются в ряд: Zn > Мо > Си > Мп, В > Со,

который говорит о том, что увеличение мобильности катионов за счет биогенного фактора, связанного с гумусом и фульвокислотами, может касаться в значительной мере только цинка.

Повышение содержания в водах Бий-ско-Чумышской возвышенности цинка было сопряжено с увеличением его коэффициента водной миграции Кх. Данные о коэффициентах водной миграции Кх на различных территориях Алтайского края представлены в таблице 2. Исходя из максимальных значений Кх на территории Кулундинской низменности элементы выстраиваются в ряд: Мо > В, Си,

Zn > Со, Мп. То есть в этой зоне молибден и бор обладают наибольшей миграционной силой, а кобальт и марганец

— наименьшей. На территории Приобского плато исходя из максимальных значений Кх элементы располагаются в ряд: Мо > В > Zn > Си > Со > Мп. Этот ряд аналогичен ряду элементов на территории Кулундинской низменности. На территории Бийско-Чумышской возвышенности этот ряд изменяется в пользу цинка: Zn > Мо > В > Си > Со > Мп.

То есть цинк выходит на первое место, так как водная миграция его здесь сопряжена с биогенной миграцией. Во всех случаях кобальт и марганец по миграционной силе стоят на последнем месте. Максимальные величины Кх наблюдались по меди и цинку на территории Бийско-Чумышской возвышенности. Это связано с тем, что здесь благодаря гумидности климата больше предпосылок для биогенного накопления их в почве и для увеличения их подвижности в связи с понижением рН. Снижение миграционной способности бора и молибдена в этой зоне можно объяснить их химической природой и способностью адсорбиро-

ваться в виде анионов на положительно заряженных коллоидах почв этой зоны. На территории Кулундинской низменности коэффициенты водной миграции молибдена и бора увеличиваются, что связано с усилением их подвижности в щелочной среде и увеличением степени минерализации воды.

Выводы

Таким образом, на всех территориях Алтайского края катионогенные элементы (марганец и кобальт) обладают наименьшими коэффициентами водной миграции, что сопряжено с низкой подвижностью в почвах их соединений. Наиболее высокими коэффициентами водной миграции из анионогенных элементов обладают бор и молибден, а из катионогенных на территории гумидной зоны (Бийско-Чумышская возвышенность) — цинк.

Из этого следует, что анионогенные элементы (бор и молибден) могут быть факторами загрязнения природных вод на территории Кулундинской низменности, а катионогенный элемент (цинк) — на территории Бийско-Чумышской возвышенности.

Библиографический список

1. Онегина Л.К. Микроэлементы в природных водах и донных отложениях озер Карелии / Л.К. Онегина, М.А. Тойка // Микроэлементы в биосфере Карелии и сопредельных районов: сб. Петрозаводск, 1976. С. 86-155.

2. Черняева Л.Е. Гидрохимия озер / Л.Е. Черняева, А.М. Черняев, М.Н. Еремеева. Л., 1977. 336 с.

3. Спицына С.Ф. Содержание микроэлементов в природных водах Алтайского края / С.Ф. Спицына // Экологические проблемы использования водных и земельных ресурсов на юге Западной Сибири. Барнаул: Изд-во АГАУ, 1997. С. 109-113.

4. Перельман А.И. Геохимия ландшафта / А.И. Перельман. М., 1966.

С. 73-107.

+ + +

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.