Педосфера и ее значение
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.
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 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 |
1,0 |
1,00 | ||||||||
Se |
1267 |
0,39 |
< 0,1–4,3 |
0,26 |
0,36 |
0,01 | ||||||||
Hg |
1267 |
0,09 |
< 0,01–4,6 |
0,058 |
0,051 |
0,03 | ||||||||