Геохимия, 2022, T. 67, № 1, стр. 57-68

Роль органических веществ гумусовой природы в формировании равновесных форм элементов в водах озер Кольского полуострова: экспериментальные исследования и расчетные результаты

М. И. Дину a*, Д. Ю. Баранов a

a Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН
119991 Москва, ул. Косыгина, 19, Россия

* E-mail: marinadinu999@gmail.com

Поступила в редакцию 15.04.2020
После доработки 25.05.2020
Принята к публикации 25.05.2020

Аннотация

В статье рассматриваются вопросы изменения миграционной активности элементов из почвообразующих пород под воздействием техногенных и геохимических факторов. Уникальные геологические характеристики и разнообразие минерально-сырьевой базы региона обусловливают достаточную восприимчивость водных объектов Кольского пол-ва к воздействию почвообразующих пород, слагающих водосбор, и к техногенным нагрузкам. Выбранные типичные щелочные и кислые породы региона послужили объектом динамических и статических экспериментов по выщелачиванию элементов. В качестве экстрагентов выбраны бидистиллированная вода, серная кислота и растворы фульвокислот, а также растворы фульвокислот после деградации серной кислотой. Результаты исследования показали различия в выщелачивании микроэлементов из пород под воздействием экстрагентов: для водной вытяжки характерно максимальное извлечение некоторых элементов в экспериментах со щелочными породами (Ni в 4 раза, Cu в 3 раза больше по сравнению с другими опытами), при воздействии серной кислоты на кислые породы выявлено большее содержание U (в 2 раза) и Cu (менее одного порядка). Фульвокислоты характеризуются наибольшим эффектом от воздействия на все исследованные породы. Согласно данным дискриминантного анализа выявлен наибольший вклад (коэффициент около 10) в дискриминацию следующих параметров – рассеянные элементы группы La, ионы тяжелых металлов (Ni, Cu, Pb), а также рН.

Ключевые слова: фульвокислоты, выщелачивание, равновесные формы, миграция элементов

Список литературы

  1. Алексеев В.А. (2002) Кинетика и механизмы реакций полевых шпатов с водными растворами. М.: ГЕОС, 256 с.

  2. Алексеев В.А., Кочнова Л.Н., Бычкова Я.В., Кригман Л.В. (2011) Экспериментальное исследование извлечения нормируемых элементов водой из загрязненных пород. Геохимия. (12), 1317-1342.

  3. Alekseyev V.A., Kochnova L.N., Bychkova Y.V., Krigman L.V. (2011) Extraction of hazardous elements by water from contaminated rocks: an experimental study. Geochem. Int. 49(12), 1239-1262.

  4. Бирюкова О.Н., Орлов Д.С. (2004) Содержание и состав гумуса в основных типах почв России. Почвоведение. (2), 171-188.

  5. Ермолаева В.Н., Михайлова А.В., Когарко Л.Н., Колесов Г.М. (2016) Выщелачивание редкоземельных и радиоактивных элементов из щелочных пород Ловозерского массива (Кольский полуостров). Геохимия. (7), 651-658.

  6. Ermolaeva V.N., Mikhailova A.V., Kogarko L.N., Kolesov G.M. (2016) Leaching rare-earth and radioactive elements from alkaline rocks of the Lovozero massif, Kola Peninsula. Geochem. Int. 54(7), 633-639.

  7. Дину М.И. (2018) Геохимические особенности распределения элементов по формам существования в озерах Европейской территории России и Западной Сибири. Геохимия. (10), 988-997.

  8. Dinu M.I. (2018) Geochemical specifics of the distribution of elements between their forms in lakes in the European part of Russia and Western Siberia. Geochem. Int. 56(10), 1036-1045.

  9. Израэль Ю.А., Назаров И.М., Прессман А.Я. и др. (1983) Кислотные дожди. Л.: Гидрометеоиздат, 206 с.

  10. Колесов Г.М., Ермолаева В.Н., Михайлова А.В., Когарко Л.Н. (2012) Гидрогели как новые концентраторы редкоземельных и радиоактивных элементов после их выщелачивания из пород Ловозёрского массива при ИНАА определении. Геохимия. (10), 333-336.

  11. Kolesov G.M., Ermolaeva V.N., Mikhailova A.V., Kogarko L.N. (2012) Hydrogels as new rare-earth and radioactive elements after their leaching from the rocks of the Lovozero massif during INAA determination. Geochem. Int. 50(3), 304-307.

  12. Моисеенко Т.И., Гашкина Н.А. (2010) Формирование химического состава озер в условиях изменения окружающей среды. М.: Наука, 268 с.

  13. Новикова С.П., Гаськова О.Л. (2013) Влияние природных фульвокислот на растворимость сульфидных руд (экспериментальное изучение). Геология и геофизика. 54(5), 665-675.

  14. Самсонова Н.С. (1973) Минералы группы нефелина. М.: Наука, 155 с.

  15. Chuncai Z., Guijian L., Ting F., Ruoyu S., Dun W. (2014) Leaching characteristic and environmental implication of rejection rocks from Huainan Coalfield, Anhui Province, China. JGE. 143, 54-63.

  16. Duan P., Wang W., Sang S., Tang Y., Liang B., Zhao X. (2019) Leaching behavior and organic affinity of potentially toxic elements V, Cr, Mo, and U in flotation-cleaned coal from the Ganhe Mine, China. JGE. 200, 152-158.

  17. Gaskova O.L., Bessonova E.P., Bortnikova S.B. (2003) Leaching experiments on trace element release from the arsenic-bearing tailings of Khovu–Aksy (Tuva Republic, Russia). Appl. Geochem. 18(9), 1361-1371.

  18. MacKenzie W.S. (1957) The crystalline modifications of NaAlSi3O8. Am. J. Sci. 255, 481-516.

  19. Richet P., Bottinga Y., Deniélou L., Petitet J.P., and Téqui C. (1982) Thermodynamic properties of quartz, cristobalite, and amorphous SiO2: drop calorimetry measurements between 1000 and 1800 K and a review from 0 to 2000 K. Geochim. Cosmochim. Acta. 46, 2639-2658.

  20. Savenko A.V., Savenko V.S., Dubinin A.V. (2017) Leaching of trace elements from the rocks under action of organic acids. Mosc. Univers. Bull. Geol. 4(6), 66-73.

  21. Shan Y., Wang W., Qin Y., Gao L. (2019) Multivariate analysis of trace elements leaching from coal and host rock. Groundwater for Sustainable Development. (8), 402-412.

Дополнительные материалы отсутствуют.