CC BY
67
УДК 631.417
МАКРО- И МИКРОЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ ТОРФОВ ЮЖНО-ТАЕЖНОЙ ПОДЗОНЫ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
© Е.Э. Езупенок
ГНУ Сибирский научно-исследовательский институт торфа СО РАСХН, ул. Гагарина, 3, а/я 1668, Томск, 634050 (Россия) e-mail: peat@mail.tomsknet.ru
Томский государственный педагогический университет
В работе представлены результаты исследования торфов верхового и низинного типов южно-таежной подзоны Западной Сибири, полученные нейтронным активационным анализом. Посчитаны их средние и экстремальные значения для исследуемой территории. Автором предложен подход к определению фоновых величин в торфах.
Введение
Изучение геохимии макро- и микрокомпонентного состава в торфах свидетельствует о значительной неравномерности их природной концентрации как по глубине, так и по площади их распространения. Это обстоятельство создает трудности для обоснования средних содержаний химических элементов в торфе, т.е. получения кларков, которые уже давно установлены для таких сред как природные воды, горные породы, воздух, почвы. Кроме того, подобные исследования выполняются разными аналитическими методами. Известны, например, работы, проведенные с целью получения кларковых значений элементов для торфов [1, 2]. Но вместе с тем эти значения не могут в полной мере претендовать на кларковые, так как метод, который используется при определении микроэлементного состава, часто является спектральный полуколичественный. В настоящее время все больше исследователей для определения концентрации макро- и микроэлементов в торфах применяют более современные инструментальные методы анализа, среди которых широко используются нейтронно-активационный, атомно-абсорбционный, атомно-эмиссионный, вольтамперометрический, что также задается и определяемыми элементами.
В связи с отсутствием кларков для торфов стало принятым оценивать уровень накопления элементов в торфах сравнивая их с кларками в почвах. Так как торф - это особое природное образование, сформировавшееся в результате отмирания и неполного разложения болотной растительности и поэтому содержащее органическое вещество до 98%, то кларковое значение элементов, надо полагать, будет индивидуальным. Если торф рассматривать как геологическое образование, логичнее сравнивать с кларком литосферы среднее содержание элементов в торфах, что является распространенным в научной литературе. Но поскольку торф имеет органогенное происхождение, то такой подход является не совсем корректным.
В связи с тем, что болота в ходе длительного саморазвития активно распространяются в таежных ландшафтах Западной Сибири, исследование вещественного состава торфов становится все более актуальным для этой территории.
Исследования макро- и микроэлементов в торфах Западной Сибири изложены в ряде публикаций [312]. Вместе с тем следует отметить, что эти данные имеют разрозненный характер. Так, например, в работах В.С. Архипова и др. [5-7] проведены исследования содержания валовых и подвижных форм макро- и микроэлементов в торфах отдельных месторождений Обь-Иртышского междуречья, расположенных в средней и южной тайге.
Аналогичные исследования были проведены Л.И. Инишевой и др. [9-11]. В последней работе этих же авторов [12] приводятся средние значения для торфов исследуемой территории с использованием медианных величин для отдельных видов торфов.
Проведенных исследований макро- и микроэлементного состава торфов на территории Западной Сибири явно недостаточно для оценки геохимического состояния торфяных болот. Таким образом, предлагаемая работа содержит дополнительные сведения по содержанию макро-и микроэлементов в торфах Западной Сибири, что позволит в дальнейшем провести геохимическую оценку исследуемой территории.
Экспериментальная часть
Территория исследования по схеме районирования болотных систем О.Л. Лисс и др. [13] относится к Западно-Сибирской таежной бореально-атлантических выпуклых олиготрофных и моховых болот активного заболачивания и интенсивного торфонакопления. Пробы торфа отобраны на 14 представительных для Томской области торфяных месторождениях, расположенных в двух торфоболотных округах. Наибольшее количество образцов (71%) было отобрано в Бакчарском округе, который представлен верховыми грядово-мочажинными и сосново-кустарничково-сфагновыми болотами в сочетании с низинными и смешанными гипновыми (или сфагновыми) болотными комплексами. Остальные образцы (29%) отобраны на территории Обь-Чулымского округа, особенностью которого является наличие южно-таежных верховых грядово-мочажинных и сосново-березово-осоково-сфагновых болот.
Геохимические условия территории исследования в значительной степени определяются миграцией и распределением природных вод в верхней части зоны гипергенеза. По ландшафтно-геохимическому районированию [14] территория исследования относится к болотно-таежной области мало- и среднепродуктивной, с заторможенным и малой емкости биологическим круговоротом кальциево-азотного типа с кремниево-азотным, кислым и кислым глеевым классами водной миграции. Минерализации речных вод - менее 200 мг/л, характеризуются как гидрокарбонатные, кальциевой группы с йодными, йодно-бромными и бромными подземными минеральными водами.
С учетом особенностей геоморфологических факторов торфяно-болотные массивы территории исследования относятся к водораздельному типу болот, развитие которых контролируется не только распределением различных типов подстилающих пород, но и наличием в них конкреций карбонатов и сульфатов [15].
Отобранные образцы торфа соответствуют 5 группам и 8 видам торфа согласно [16]. Среди верховых отобраны торфа моховой (комплексный, фускум, сфагново-мочажинный) и травяно-моховой (пушицево-сфагновый) групп. Низинные торфа отбирались только нормальнозольные древесной (древесный вид), древесно-травяной (древесно-осоковый вид), травяной (осоковый) и травяно-моховой (осоково-гипновый) групп.
Образцы отбирались в генетических центрах торфяной залежи из середины горизонта, однородного по ботаническому составу, буром ТБГ - 1. С целью исключения влияния антропогенеза все отобранные образцы торфа для исследования взяты глубже 50 см.
Определение содержания макро- и микроэлементов в торфах проводилось инструментальным нейтронно-активационным анализом в институте ядерной физики (НИИЯФ) при Томском политехническом университете. Нейтронно-активационный анализ осуществлялся на ядерном реакторе ИРТ - 2000 с использованием гамма-спектрометра ТА - 512. Пробы сухого измельченного торфа облучались в реакторе потоком нейтронов при его плотности 5х1012 нейтр/см2-с в течение 48 ч. Наведенный у-спектр регистрировался дважды: среднеживущие элементы (Са, Ьа, Аи, Вг, 8ш) определялись через 7-10 суток, долгоживущие (Бе, Со, ТЪ, N1, 8е, Сг, 8п, ЯЪ, Сб, Ва, 8г, Ag, 8Ъ, 8е, Се, Еи, И1) - через 20-30. В качестве стандарта применяли эталон СГД-1А. Чувствительность определения отдельных элементов различна: Аи, Еи - 10-3 мг/кг; 8Ъ, 8ш, И, ТЪ - 10-2 мг/кг; Сб, Со, Сг, Ag, 8е, 8с, Ьа, Се - 10-1 мг/кг; ЯЪ, Ва, Вг - 1 мг/кг, N1, 8п - 10 мг/кг; 8г - 100 мг/кг. Точность определения элементов также различна. С точностью 10-20 % определяются элементы: Бе, Са, Вг, Со, 8с, ве, Ьа, 8ш, 8г; менее надежно (с точностью 50-80 %) Ва, Сб, Еи, ТЪ, И. С точностью более 80 % ЯЪ, N1, Ag, Аи, 8п, Сг, И& 8е.
В таблицах приведены полученные результаты, исключены элементы, содержание которых в исследуемых пробах торфа оказалось за пределами чувствительности метода (8п, 8Ь, N1, И§, ве). Результаты анализов по всем определяемым элементам рассчитаны с определением в каждой выборке экстремумов, среднего статистического значения, коэффициентов вариации. Расчеты приведены с дисперсией ±2,5.
Для оценки концентрации химических элементов в торфах использовали кларки А.П. Виноградова в почвах [17]. За фоновое значение принималось среднее значение в ранжированном ряду, т.е. медиана. Такой принцип расчета обоснован тем, что использование среднего арифметического в качестве оценки математического ожидания недостаточно, т. к. на него сильно влияют отдельные экстремальные значения признака. Среднее значение также трудно вычислить, когда часть результатов выборки признака оказывается за порогом чувствительности метода анализа. Мода лучше характеризует геохимический фон. Вместе с тем, выборочная мода может сильно отличаться от моды генеральной совокупности, вследствие влияния ошибок анализа, произвольного задания ширины интервала группирования. Этих недостатков лишена медиана, значения которой и были приняты за фоновые.
С целью геохимической оценки элементного состава торфов была использована разработанная В.Н. Крештаповой [1] система показателей: В - встречаемость элемента (% количество образцов, в которых элемент обнаружен, от общего количества проанализированных); КК - кларк концентрации средних и максимальных содержаний (отношение содержания элемента в данном образце к кларку); ВК -встречаемость вышекларковых концентраций (% количества образцов вышекларкового содержания от общего количества образцов).
Обсуждение результатов
Анализ средних концентраций элементов в торфах показывает, что в целом низинные торфа содержат в большем количестве практически все исследуемые элементы, чем верховые; в том числе Бе в 8 раз, Са в 6, Со и Вг - в 5, Ьа, 8ш - 3, Сг, ТИ, Щ 8с и 8г - в 2 раза (табл. 1).
Представляет интерес сравнение полученных результатов по низинным торфам, которые выделяются в особую группу пойменных торфов, приведенными в работе [11]. Так, пойменные торфа в большей степени обогащены элементами: Са (в 3,4 раза), Со (в 3), Сг (в 1,9), Ш ( в 1,9), 8г (1,5), Се (1,2), но, например, меньше содержание Бе (в 2 раза). Содержание 8ш, Ей, ТИ и Ьа в тех и других торфах одинаково.
Таким образом, на исследуемой территории отмечается неоднородное распределение элементов, что ранее отмечалось М.А. Глазовской [18], согласно которой распределение микроэлементов в ландшафтах зависит от многих факторов: подстилающих пород, положения торфяного массива в геохимическом ландшафте, его геохимической автономности или подчиненности, кислотно-щелочного и окислительно-восстановительного режимов, степени разложения торфа, а также от содержания элементов в растительном опаде болотных растений.
Распределение элементов по видам торфа характеризуется значительной вариабельностью. Рассмотрим содержание микроэлементов в торфах разных ботанических групп верхового типа (табл. 2). Заметим, что сфагново-мочажинный торф отличается наиболее высокими показателями концентрации для большего числа элементов: Са, Ва, 8г, Ьа, Вг, Щ 8ш. В то время как ТЬ, ТИ, УЪ, Аи, Сб, Ьи, Аб и 8с в торфах не обнаружены, за исключением пушицево-сфагнового торфа. Среди исследованных торфов комплексный вид содержит Бе, ЯЬ, Со в большем количестве, чем другие виды. Наименьшим содержанием практически всех исследуемых элементов отличается фускум-торф, исключением является только УЬ, содержание которого в данном виде самое высокое. Отметим, что для всех исследуемых торфов верхового типа содержание таких элементов как Се, Ьа и и характеризуется одинаковыми величинами.
Среди низинных торфов наиболее высоким содержанием изученных элементов характеризуется древесный торф. Анализ средних содержаний элементов в различных видах торфов, приведенных в таблице 2, показывает, что древесный вид торфа больше чем другие концентрирует Са, Бе, 8г, ЯЬ, Се, Ьа, Со, 8с, Вг, ТИ, ТЬ, УЬ, Еи, Щ Ьи, Сб, И, Аб. При этом отмечается, что элементы ЯЬ, ТЬ, УЬ, Ьи, Сб, и обнаруживаются только в торфе этого вида, в остальных исследуемых видах торфа низинного типа содержание этих элементов не обнаружено. Следует отметить, что среди исследуемых низинных торфов в осоковом торфе большинство изученных элементов имеют низкое их содержание. Осоково-гипновый вид
торфа занимает промежуточное положение. Интересно, что среди низинных торфов не обнаружен элемент Аи, тогда как в верховых торфах исследуемых видов (за исключением сфагново-мочажинного вида) его значение достигает 0,008 мг/кг.
По мнению многих исследователей, болотной растительности принадлежит ведущая роль в формировании химического состава торфов. Биохимические особенности растений-торфообразователей также находят отражение в химическом составе торфа. Но, несмотря на отмечаемую зависимость между ботаническим составом и содержанием макро- и микроэлементов в торфе такая закономерность наблюдается не всегда.
Таблица 1. Средние и медианные значения элементного состава торфов, мг/кг
Верховой тип Низинный тип
Элемент экстремальные V, % медианные экстремальные V, % медианные
средние значения средние значения
№ 0-260 79 110 0-710 470 0
140 510
Са* 0,08-1,40 108 0,2 0,4-7,3 76 1,6
0,28 1,6
Бс 0,26-1,30 40 0,60 0,45-2,00 93 0,75
0,60 1,11
Сг 0,2-6,6 101 1,3 0,0-29,0 140 2,6
2,4 6,5
ре* 0,03-2,60 168 0,17 1,00-4,00 30 2,1
0,27 2,21
Со 0,3-4,0 161 0,76 1,8-10,0 42 4,4
1,2 5,0
аб 0,0-10,4 382 0 0-4,4 436 0
9,6 2,0
Вг 3-18 64 5,6 11-81 40 33
7 35
ЯЪ 0-19 171 0 0,0-21,0 445 0
6 14,5
8г 10-200 107 110 70-570 46 260
69 282
сб 0,00-0,55 113 0,14 0,0-1,50 307 0
0,24 0,73
Ва 47-173 67 59 0-480 139 0
76 194
ИГ 0,02-0,24 53 0,11 0,0-0,8 11 0,15
0,13 0,3
Аи 0,00-0,008 117 0,001 - -
0,003
Ьа 0,3-1,30 55 0,44 0-5,6 74 1,2
0,6 1,6
Се 1-7 45 2,9 0-24 117 2,8
3 5
8ш 0,05-0,48 54 0,10 0,0-1,50 76 0,32
0,11 0,97
Еи 0,02-0,21 66 0,08 0,00 -0,58 114 0,09
0,12 0,14
ТЪ 0,00-0,12 381 0 0,00-0,33 452 0
0,12 0,26
УЪ 0,00-0,07 205 0 0,00-0,56 375 0
0,06 0,37
Ьи 0,00-0,017 115 0,004 0,00-0,06 310 0
0,09 0,04
ТЪ 0,0-6,3 49 0,25 0,0-2,1 75 0,40
0,3 0,54
и 0,00-0,40 119 0,05 0,0-7,4 186 0
0,16 2,4
* Содержание в %; «-» - элемент не обнаружен
Таблица 2. Макро- и микроэлементный состав торфов разного ботанического состава (в числителе -экстремальные значения, в знаменателе - средние значения), мг/кг
Верховой тип Низинный тип
Элемент комплекс- фускум сфагново- пушицево- древесный древесно- осоковый осоково-
ный мочажинный сфагновый осоковый гипновый
№ 100-260 80-200 110-220 200-710
158 133 119 256
Са* 0,1-0,6 0,08-1,40 0,1-0,6 0,1-0,3 0,5-7,3 1,3-2,4 0,5-1,2 0,4-5,0
0,3 0,25 0,4 0,2 2,0 1,7 0,8 1,6
Бс 0,4-0,9 0,3-1,0 0,3-0,6 0,5-1,0 0,5-0,6 0,5-1,0 0,5-1,0 0,5-2,0
0,7 0,6 0,4 0,8 1,7 0,7 0,7 0,8
Сг 1-5 2-4 1-7 0,2-6,0 1-13 1-29 1-5 1-11
2 2 1 1,0 9 24 3 4
Бе* 0,12-2,60 0,1-0,28 0,03-0,35 0,09-0,6 1,3-3,8 1,2-3,0 1,8-4,0 1,4-3,7
0,49 0,19 0,15 0,24 2,4 2,0 2,4 2,1
Со 0,6-0,11 0,4-1,0 0,3-1,0 0,5-4,0 3-10 3-7 2-6 3-10
2,0 0,7 0,8 1,0 6 4 3 6
аб 0-10,0 0-8,7 0-17,4
0,20 1,7 3,0
Вг 3-6 3-8 7-18 5-16 11-81
5 4 14 9 32
ЯЬ 3-19 3-10 3-5 10-21
6 5 4 11
8г 10-188 10-115 70-200 12-123 70-570 190-430 70-230 120-390
74 50 97 48 305 287 155 266
сб 0-0,55 0-0,35 0-0,53 0-1,5
0,16 0,16 0,20 0,2
Ва 51-173 47-143 70-170 56-161 0-348 0-480 0-250 0-170
76 73 102 92 146 158 107 28
ИГ 0,02-0,21 0,06-0,24 0,10-0,22 0,06-0,20 0,1-0,8 0,1-0,4 0,1-0,54 0,1-0,4
0,12 0,12 0,17 0,10 0,3 0,2 0,18 0,2
Аи 0-0,002 0-0,007 0,001-
0,001 0,002 0,008
0,004
Ьа 0,3-1,1 0,3-1,2 0,1-1,3 0,3-0,9 0,1-6,0 1,0-2,4 0,9-1,6 0,1-2,2
0,5 0,5 0,8 0,5 2,0 1,5 1,0 1,0
Се 2-4 2-6 1-2 3-7 1-24 1-9 0,5-3,0 0,5-8,0
3 3 1 4 7 5 1,6 2,0
8ш 0,07-0,19 0,1-0,2 0,13-0,32 0,05-0,48 0,19-1,50 0,32-1,20 0,1-0,3 0,05-0,71
0,10 0,1 0,19 0,1 0,55 0,60 0,2 0,28
Еи 0,05-0,12 0,02-0,1 0,05-0,09 0,06-0,21 0,05-0,58 0,05-0,12 0,05-0,11 0,05-0,21
0,09 0,07 0,06 0,12 0,18 0,08 0,09 0,09
ТЬ 0-0,12 0-0,12 0-0,33
0,01 0,024 0,05
УЬ 0-0,06 0-0,07 0-0,56
0,008 0,03 0,10
Ьи 0-0,014 0-0,015 0-0,017 0-0,06
0,004 0,002 0,009 0,02
ТИ 0,12-0,34 0,16-0,5 0,05-0,47 0-0,2 0,05-2,10 0,31-0,54 0,05-0,53 0,24-0,93
0,26 0,27 0,24 0,4 0,78 0,41 0,33 0,45
И 0,1-0,4 0,1-0,4 0,1-0,4 0,4-4,0 0,4-7,4
0,2 0,2 0,2 1,3 2,0
Примечание: «-» - элемент не обнаружен.
Предложим сравнение наших данных с данными других авторов, полученными для аналогичных торфов этой же территории. Более высокое содержание Бе и Со (1,3-4,0% - Бе; 3-6 мг/кг - Со) из всех исследуемых нами торфов отмечается в древесных, осоковых и осоково-гипновых торфах, по сравнению с данными приведенными в [8]. Содержание Са и Сг в древесных и осоково-гипновых торфах колеблется в одинаковых пределах (от 1,35 до 4,71% - Са и от 2,21 до 12,9 мг/кг - Сг).
Представляет также интерес сравнить исследуемые торфа с торфами Среднего Приобья по данным [9] на примере верхового фускум-торфа и низинного - осокового. Исследуемые нами торфа осокового вида характеризуются более низким содержанием Са, Сг, Се, 8ш в 1,8; 2,4; 3 раза соответственно, но по содержанию Бе превышают в 2,8 раз. Лантан и скандий содержатся в близких количествах. Вместе с тем, в осоковом торфе Среднего Приобья содержание Вг достигает 35,9 мг/кг, а в исследуемом нами осоковом
торфе этот элемент не обнаружен. Фускум-торф характеризуется практически одинаковым содержанием Са (0,25 %), Бе (0,19%) и Со (0,7мг/кг) по сравнению с таковым на территории Среднего Приобья (0,27 , 0,15% и 0,6 мг/кг соответственно). Содержание остальных элементов неоднозначно. Так, например, Сг , Вг, Ьа и 8ш имеют более низкое содержание в исследуемом фускум-торфе (в 4; 1,9; 1,8 и 2 раза соответственно), чем в его аналоге Среднего Приобья. Содержание 8с и № содержится в 2 и 1,8 раз больше в исследуемом фускум-торфе, чем в аналогичном Среднего Приобья.
Для оценки содержания микроэлементов в изученных торфах воспользуемся кларками микроэлементов в почвах по В.А. Виноградову [17]. Анализ результатов показывает, что содержание макро- и микроэлементов в торфах нижекларковое. Их кларки концентрации не превышают 0,6 для большинства элементов как в низинных, так и в верховых торфах. На основе рассмотренных показателей (встречаемости элемента, кларковых концентраций и вышекларковых содержаний) приведена оценка содержания элементов в верховых и низинных торфах (табл. 3).
Максимальные концентрации в верховых торфах представлены тремя элементами: Вг, Аи, ЯЪ, причем среди них наиболее часто встречаемый - Вг (В = 100%). Меньшей встречаемостью характеризуются Аи и ЯЪ (В = 67 и 40% соответственно). Выявлено, что наиболее распространенными элементами в верховых торфах являются те, кларк концентрации которых < 0,1: Ьа, Се, ТИ, Сг, Бе, Еи, 8с. Элементы средней распространенности (В от 50 до 75%) Ьи, И, 8г, Сб характеризуются сильным накоплением в торфе (КК 0,1-0,3). Малораспространенные элементы в верховом торфе представлены только тремя элементами: ЯЪ, ТЪ и УЪ.
Иная закономерность наблюдается в низинном торфе. Здесь в отличие от верхового значительно увеличивается набор элементов энергично накапливаемых: Са, Бе, Вг, 8г, Со, 8с И, УЪ, Ва, ТЪ, ЯЪ (В 90100%). Среди элементов вошедших в эту группу (Са, Бе, Вг, 8г, Со) - 50% являются широко распространенными, а И, УЪ, Ва, ТЪ, ЯЪ относятся к малораспространенным. Вместе с тем, низинный торф в отличие от верхового характеризуется меньшим набором элементов, которые имеют стабильное накопление (КК 0,1-0,3). Так, для низинных торфов эта группа представлена пятью элементами: 8с, Се, ИГ, Еи, Сб, а в верховых она увеличивается до девяти элементов: ИГ, Ва, Со, Ьи, И, 8г, Сб, ТЪ и УЪ.
Теперь обратимся к вопросу фоновых значений, представляемые нами как медианные значения (табл. 1). Следует отметить, что элементы, встречаемость которых очень низкая (№, Ва, ЯЪ, ТЪ, УЪ, Сб, Ьи, И, Аб), имеют медианные значения равные 0. Это может быть связано с недостаточной выборкой исследуемых торфов.
Проведем сравнение фоновых значений элементов в торфах с кларками, рассчитанными для торфов ЕТР [1]. Представляется возможным провести сравнение лишь по нескольким элементам. Так, кларковое содержание 8с, 8г и Ва в верховых торфах Западной Сибири превышает в 2, 3 и 90 раз, а кларк для Сг, Ьа, УЪ ниже 3, 2 и 0,5 раз соответственно кларка этих элементов в аналогичных торфах ЕТР. Только кларк для Со совпадает как для верховых торфов Западной Сибири, так и для аналогичных торфов ЕТР. Фоновые значения, рассчитанные для низинных торфов Западной Сибири, в целом выше для 8с в 3раза, Со в 2,2, 8г в 5 раз, чем для таковых ЕТР. Вместе с тем кларк Со ниже в 3 раза в исследуемых низинных торфах, чем в торфах ЕТР. Следует отметить, что для исследуемой территории фоновое содержание Ва, Ьа, УЪ является нулевым, что связано с редкой встречаемостью этих элементов в низинных торфах исследуемой территории.
Таблица 3. Классификация элементов по степени их концентрации в торфах
Встречаемость элементов в верховом торфе Накопление в торфе
Энергичное КК > 0,3 Сильное КК > 0,1-0,3 Слабое КК < 0,1
Широкораспространенные (В 75-100%) Вг ИГ, Ва, Со Ьа, Се, ТИ, Сг,
Бе, 8с
Средней степени распространенности (В 50-75%) Аи Ьи, И, 8г, Сб №
Малораспространенные (В < 50%) ЯЪ ТЪ, УЪ
Встречаемость элементов в низинном торфе Накопление в торфе
Энергичное КК > 0,3 Сильное КК > 0,1-0,3 Слабое КК < 0,1
Широкораспространенные (В 75-100%) Са, Бе, Вг, 8г, Со 8с Ьа, ТИ, Сг
Средней степени распространенности (В 50-75%) Се, ИГ, Еи
Малораспространенные (В < 50%) И, УЪ, Ва, ТЪ, ЯЪ сб Ьи, аб
теперь проведем сопоставление фоновых значений, полученных для исследуемых торфов, с оценкой генеральных средних содержаний элементов в торфах России [19]. Это можно сделать только по трем элементам (Со, Сг и 8г). Отмечается, что фоновое значение 8г превышает его генеральное среднее, рассчитанное для торфов России, причем для низинных в 5, а для верховых в 11 раз. Рассчитанные фоновые содержания для Со и Сг ниже по сравнению с таковыми для торфов России: в верховых в 3 и 11 раз, а в низинных в 3 и 5 раз соответственно.
Выводы
1. Анализ средних содержаний элементов показал, что в целом низинные торфа содержат в большем количестве практически все исследуемые элементы, по сравнению с верховыми: Бе в 8 раз, Са в 6, Со и Вг - в 1,5; Ьа, 8ш - 3; Сг, ТИ, ИГ, 8с, и 8г - в 2 раза.
2.Исследуемые низинные торфа в отличие от низинных пойменных торфов характеризуются более высокой концентрацией Бе. Вместе с тем, содержание Са, Со, Сг, ИГ, 8г, Се в исследуемых низинных торфах ниже, чем в низинных пойменных.
3. Изменение содержания химических элементов в торфах различных ботанических групп показало, что по степени обогащенности среди верховых торфов можно построить ряд: сфагново-мочажинный > пушицево-сфагновый > комплексный > фускум. Среди верховых наиболее высокими показателями содержания для большего числа элементов (Са, Ва, 8г, Ьа, Вг, ИГ, 8ш) отличается сфагново-мочажинный торф. Пушицево-сфагновый торф характеризуется высоким содержанием ТЬ, ТИ, УЬ, Аи, Сб, Ьи, Аб и 8с. Комплексный торф содержит больше, чем другие торфа Бе, ЯЬ, Со. Фускум-торф отличается наименьшим содержание практически всех исследуемых элементов. Среди низинных торфов по степени накопления элементов можно построить следующий ряд: древесный > древесно-осоковый > осоково-гипновый > осоковый. Древесный торф содержит в большем количестве Са, Бе, 8г, ЯЬ, Се, Ьа, Со, 8с, Вг, ТИ, ТЬ, УЬ, Еи, ИГ, Ьи, Сб, И, Аб, чем остальные исследуемые низинные торфа. Древесно-осоковый торф характеризуется высоким содержанием элементов Са, Бе, 8г, Ва, Ьа, Се, 8ш, И. Осоковые и осоково-гипновые торфа относительно хорошо концентрируют Са, Со, Сг, 8г. Осоково-гипновый торф, в отличие от других исследуемых торфов, характеризуется наименьшим содержанием Ва.
4. В целом содержание элементов в торфах имеет нижекларковые концентрации по сравнению с почвами. В верховом торфе элементы, которые имеют высокий процент встречаемости (т. е. обнаружен во всех пробах), характеризуются низким содержанием в торфе и их КК колеблются от тысячных до сотых долей процента. В низинных торфах, напротив, энергично накапливаются и встречаются во всех пробах те элементы, КК которых от 0,5 до 1. Но вместе с тем низинные торфа, в отличие от верховых характеризуются большим набором элементов, встречаемость которых низкая (<50 %).
5. Сравнение фоновых значений, рассчитанных для торфов южно-таежной подзоны Западной Сибири с кларками ЕТР [1] дает неоднозначные результаты. Фоновые, принятые нами как медианные значения для исследуемых верховых торфов Западной Сибири имеют более высокие значения для элементов 8г, 8с, Ва, в отличие от таковых для верховых торфов ЕтР. Вместе с тем меньше фоновое значение Со и Сг как в верховых, так и в низинных торфах исследуемой территории, в отличие от аналогичных ЕтР. Фоновое содержание Сг и Со по сравнению с их генеральными оценками среднего в торфах России [20] ниже как в верховых, так и в низинных. Только фоновое содержание 8г, в торфах южно-таежной подзоны Западной Сибири в несколько раз выше, чем в торфах России.
6. Проведенные исследования позволяют сравнить содержание макро- и микроэлементов в разных торфах Западной Сибири, имеющей 39% мировых запасов торфа, и таким образом оценить его как перспективное растительное сырье для получения продукции из торфа.
Работа выполнена под руководством д. с-х. н., чл. корр. СО РАСХНЛ.И. Инишевой. Список литературы
1. Крештапова В.Н. Методические рекомендации по оценке содержания микроэлементов в торфяных месторождениях Европейской части РСФСР. М., 1974. 200 с.
2. Добродеев О.П. Особенности биогеохимии тяжелых металлов верховых болот // Почвоведение и агрохимия. 1991. №5. С. 53-61.
3. Архипов В.С., Резчиков В.И., Смольянинов С.И., Мышова Т.С. Микроэлементы в торфе месторождений Обь-Иртышского междуречья // Химия твердого топлива. 1988. №9. С. 25-27.
4. Алтухов В.М. Микроэлементный состав низинных торфов Томской области // Торф в народном хозяйстве: Тезисы докладов / Под ред. С.И. Смольянинова. Томск. 1991. С. 46-47.
5. Архипов В.С. Резчиков В.И., Смольянинов С.И., Царенков А.И. Применение нейтронно-активационного анализа для изучения состава торфа // Химия твердого топлива.1988. №3. С. 30-33.
6. Архипов В.С., Бернатонис В.К., Резчиков В.И. Железо в торфах Центральной Части Западной Сибири // Почвоведение. 1997. №3. С. 345-351.
7. Архипов В.С., Бернатонис В.К., Резчиков В.И. Распределение железа, кобальта и хрома в торфяных залежах Центральной части Западной Сибири // Почвоведение. 2000. № 12. С. 1439-1447.
8. Инишева Л.И., Бернатонис В.К., Цыбукова Т.Н. Содержание микроэлементов в торфах ЗападноСибирского региона // Торфяная промышленность. 1991. №1. С. 19-25.
9. Инишева Л.И., Бернатонис В.К., Цыбукова Т.Н. Элементный состав основных видов торфов Западной Сибири / Сб. Торф и сельское хозяйство. Томск. 1994. С. 32-40.
10. Инишева Л.И., Цыбукова Т.Н. Содержание тяжелых металлов в торфах Западной Сибири // Мелиорация т водное хозяйство. 1996. №2. С. 21-23.
11. Инишева Л.И., Цыбукова Т.Н. Распределение химических элементов в низинных торфах пойменного залегания // Сб.: Торф и сельское хозяйство. Томск. 1997. С. 32-40.
12. Инишева Л.И., Цыбукова Т.Н. Эколого-геохимическая оценка торфов юга-востока Западно-Сибирской равнины // География и природные ресурсы. 1999. №1. С. 45-51.
13. Лисс О.Л, Абрамова Л.И., Аветов Н.А., Березина Н.А. и др. Болотные системы Западной Сибири и их природное значение / Под ред. В.Б. Куваева. Тула. 2001. 584 с.
14. Нечаева Е.Г. Ландшафтно-геохимическое районирование Западно-Сибирской равнины // География и природные ресурсы. 1990. №4. С. 77-84.
15. Рассказов Н.М., Бернатонис В.К., Архипов В.С., Тихомирова Н.О., Здвижков М.А. Районирование Большого Васюганского болота по геохимическим условиям как основа мониторинга региона // Большое Васюганское болото. Современное состояние и процессы развития / Под ред. М.В. Кабанова. Томск. 2002. С. 80-83.
16. Классификация торфов и торфяных залежей Западной Сибири / Р.Г. Матухин, В.Г. Матухина, И.П. Васильев и др. Новосибирск. 2000. 90 с.
17. Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах. М., 1957. 285 с.
18. Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР. М., 1988. 200 с.
19. Иванов В.В. Экологическая геохимия элементов: Справочник. Кн. 1. Б-элементы. М., 1994. 304 с.
Поступило в редакцию 17 августа 2003 г.
После переработки 7 октября 2003 г.
