Кожевникова Н.К., Болдескул А.Г., Луценко Т.Н., Шамов В.В., Еловский Е.В., Касуров Д.А.
В журнале Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов
Год: 2022 Том: 333 Номер: 6 Страницы: 190-205
Актуальность: Изучение миграции растворенных химических элементов в составе речных вод в зоне их формирования в горно-лесных ландшафтах. Цель: выявление диапазонов концентраций микроэлементов в водах фоновых рек начальной гидрологической сети, определение вероятных путей их геохимической миграции. Объекты: река Правая Соколовка (система верховьев Уссури) и четыре ее притока. Методы. Концентрации микроэлементов и редкоземельных элементов определялись методом ICP-MS на приборе Agilent 7700 х (Agilent Techn., США). Содержание главных анионов (Cl– , SO42 – , NO3 – ) определялось на жидкостном хроматографе Shimadzu LC 10Avp, главных катионов (Ca2+, Mg2+, K+ , Na+ ) – на атомно-абсорбционном спектрометре Shimadzu AA 6800; растворенного органического углерода (РОУ) – с помощью ТОС-анализатора (Shimadzu TOC-VCPN). При обработке количественных данных использовали статистические методы анализа. Результаты. Комплексные гидрохимические исследования на пяти модельных водосборах, расположенных в среднегорном поясе Южного Сихотэ-Алиня, проведены в теплый период 2012, 2019 и 2020 гг. В пробах речной воды были определены основные компоненты химического состава, содержание "растворенных", а по существу суммы растворенных и коллоидных форм (фракция <0,45 мкм) микроэлементов. Анализ более 80 проб позволил оценить пространственно-временную вариабельность измеренных концентраций микроэлементов и установить вероятные факторы, способствующие их переносу в пределах малых водосборов с различной ландшафтной структурой. Сравнение полученных средних концентраций микроэлементов с соответствующими величинами условно чистых рек Сихотэ-Алинской горной области и мировым стоком показало сходный уровень их содержания. В целях установления совместно мигрирующих элементов и возможных компонентов, контролирующих поступление микроэлементов в речные воды, был проведен сопряженный корреляционный анализ массива данных их макрокомпонентного и микроэлементного состава. Установлено, что концентрации слабоподвижных (Al, Sc, Ga, Y, Zr, Hf, редкоземельных элементов), некоторых катионогенных (Fe, Mn, Co) и анионогенных (Se, V, Ge) микроэлементов в речных водах прямо связаны с содержанием растворенного органического углерода. Это предполагает как одновременную миграцию органического углерода и связанных с ним элементов c водосборной площади во время выпадения интенсивных дождей, так и нахождение некоторой доли элементов в составе комплексов с органическими компонентами. Предварительный анализ особенностей режима увлажнения и ландшафтной структуры водосборов выявил тенденции межгодовой изменчивости растворенных форм Fe и Al в водах рек, дренирующих водосборы с различной структурной организацией лесных экосистем. Показано, что распространение в бассейнах горно-таежных почв, сформированных под темнохвойными лесами, обусловливает наименьшую сезонную и межгодовую изменчивость "растворенных" форм типоморфных элементов, а также их более стабильную связь с органическим углеродом. В случае доминирования в бассейнах хвойно-лиственных экосистем сезонная и межгодовая изменчивость содержания "растворимых" форм Fe и Al, проходящих через фильтр 0,45 мкм, выражена наиболее контрастно. Концентрация Fe и Al во фракции <0,45 мкм обратно пропорциональна кислотности речных вод, вариабельность которой связана с процессами аккумуляции и вымывания органических веществ из почвы
