Кларки концентрации некоторых химических элементов в донных отложениях региона Каракалпакии

При эколого-агрогеохимической оценке состояния экосистемы наиболее информативными являются донные отложения, поскольку при контактировании с водой в течение длительного периода ими могут сорбировать всевозможные загрязнители. В процессе биогенной седиментации и депонирования загрязнителей донными отложениями происходит самоочищение экосистемы [1].

Формирование химического состава речных, коллекторных, канальных, озерных вод, представленные водотоками разного рода и их сброс в русло рек составляют единую ландшафтно-геохимическую сеть зоны Приаралья, потому что все звенья этой цепи связаны с потоками веществ, приносимыми рр. Амударьей и Сырдарьей. В работах [3,4] отмечено, что это единство химического состава поверхностных вод, донных отложений рек и озер непосредственно определяется составом самих вод, дождевых осадков, которые взаимодействуют с объектами внешней среды, вымывая химические элементы с огромных территорий и создавая стоки, которые попадают в русло рек и загрязняют их. Геохимия данных процессов изучена недостаточно.

Мы изучали состав донных отложений, отобранных из русла реки Амударьи, канала Кызкеткен и дна акватории Аральского моря.

Сравнительный анализ кларков концентрации отдельных химических элементов в донных отложениях для изученных объектов приводится в табл. 1. и на рис. 1.

Отсюда видно, что изменения значений кларков концентрации для глинистых илов р. Амударьи и канала Кызкетен свидетельствуют о том, что формирование состава донных отложений имеет много общего в характере накоплений элементов. Как следует из табл. 1 и рис. 2, величина КК для отдельных элементов достигает значительных величин. Так, например, для того и другого случаев кларки концентрации для Cl очень высоки (соответственно 76,5 и 94,1) и далее по нисходящему в ряду: KK >1:Cl-Sb-Zn-Na-Sr-Hf-Eu, KK=1:Sb, KK<1:Ba-Sc-Au-U-Sm-Cs-Co-K-Cu-Th-Fe-La-Cr-Mn-Ce.

Данный ряд показывает, что обогащение состава донных отложений для группы элементов от Cl до Eu (КК>1), по-видимому, определяется составом речных и канальных вод. В пользу такого предположения говорит тот факт, что увеличение минерализованности речных и канальных вод до 1,87 г/л привело к резкому увеличению содержания хлора и натрия, которые под воздействием биогенной седиментации и сорбирования органоминеральных веществ глиной обогащали их состав тяжелыми металлами, натрием и хлором.

Таблица 1.

Значения кларков концентрации некоторых химических элементов в донных отложениях р. Амударьи, канала Кызкеткен и Аральского моря

Рисунок 1. Сравнительная характеристика кларка концентраций некоторых химических элементов в донных отложениях региона Каракалпакии

Аналогичные результаты получены и при анализе донных отложений, отобранных из акватории Аральского моря и дельты р. Амударьи. Из всей совокупности отобранных проб относительно “чистыми” можно назвать песчаники, отобранные недалеко от острова Лазарева. Для песчаников имеем следующий нисходящий ряд: Cl-As-Sb-Sr-Cu-Ba-Na-U-Hf-Zn-Fe-Cr-Lu-Rb-Th-La-Sc-Mn-Cs-Sm-Ce-Tb-Co. Обнаруживается обогащение песчаника только Cl, As, Sb (KK>1). Значение КК для отдельных элементов значительно ниже их кларков в земной коре. Разброс значений среднего содержания элементов в песчанике сопоставим с кларками литосферы в случае песчаников [5].

В закономерности распределения химических элементов в донных отложениях Аральского моря и глинистых илах р. Амударьи и канала Кызкеткен имеется много общего. Так, биогеохимический ряд в случае глины меняется по принципу (KK>1):Cl-As-Sb-Zn-Hf-Cs-Ba-Ta-U-Au-Cu-Rb-Sr-Na-K-Eu; (KK<1): Cr -La-Th-Ce-Fe-Co-Lu.

В этом случае мы видим обогащение состава глины практически всеми элементами, поскольку глина является сорбентом многих химических элементов. Формирование состава глины в данном случае, по-видимому, происходило в течение длительного периода, а в случае Cl резкое увеличение значений КК мы склонны связывать с резким увеличением минерализованности вод, которое происходило в последнее десятилетие.

Накопления различных элементов в составе смешанного грунта и темно-серых илах происходит теми же путями.

Смешанный грунт (КК>1): Cl-As-Sb-Zn-Hf-Ta-La-Sr-Ba-Na-Cs-Eu-U; (KK<1): Fe-Cu-Sc-Rb-Cr-Co-K-Mn-Th-Sm-Ce-Au-Tb.

Темно-серый ил (KK>1): Cl-As-Sb-Au-La-Hf-La-U-Cu-Cr-Sr-Br-Na-Zn-Rb; (KK<1): Eu-K-Sc-Co-Mn.

Приведенные данные элементного состава донных отложений свидетельствуют о том, что по содержанию Na, Cl и тяжелых металлов донные отложения, в большинстве случаев, обогащены ими, по сравнению с другими регионами и по сравнению с прежними годами [4-6] и сведения об их элементном составе, особенно по Na, Cl и другим щелочно-земельных элементам могут быть использованы в дальнейшем для оценки экологического агрогеохимического состояния региона Приаралья.