Поиск

Миграционные потоки веществ в сопряжённых ЭПА (часть 1)
22.10.2012

Абиогенные водные потоки в почвах гумидных регионов Земли обусловлены, главным образом, нисходящим передвижением гравитационной влаги и находящихся в ней в разных формах и состояниях химических элементов. Поэтому диагностика, в частности, ионов металлов в природных водах (в т. ч. лизиметрических), предопределяет ряд специальных и последовательных (предварительных) аналитических операций, направленных на выделение из природных вод тонкодисперсных суспензий (и взвесей), коллоидов и веществ ионно-молекулярного характера соответствующими методами. Для ландшафтов тундры, тайги, тропиков ., характерна высокая цветность вод, что связано с гумусовыми соединениями. Поэтому перед аналитическим определением ионов металлов необходимо разрушить органические вещества окислителями (например, 20-30% пероксидом водорода, предварительно выпарив аликвоты...).
Абиогенная миграция играет активную и своеобразную роль в развитии почвенного покрова и свойств почв тайги. He так давно именно с этим видом миграции и связывали генезис подзолистых почв. Потоки миграции веществ в ЭПА геохимических ландшафтов заметно дифференцированы: в трансэлювиальных геохимических агроландшафтах преобладают поверхностный и боковой внутрипочвенный сток, а в элювиальных - вертикальный нисходящий. Они продолжаются в почве круглый год, а в зимний период реализуются за счёт диффузии и плёночнокапиллярного восходящего перемещения почвенных растворов из глубины к сильно охлаждённой поверхности почвы. Восходящие потоки частично компенсируют элювиальный вынос веществ. При этом происходит ещё большее усложнение гетерогенного состава продуктов почвообразования по профилю.
Совершенствование метода сорбционных лизиметров (МСЛ) и использование в колонках двух различных типов сорбентов - гидрофобного - активированного угля («карболен») и гидрофильного - оксида алюминия (нейтральная и основная формы), позволили диагностировать в почвах таёжных экосистем более высокие значения масштаба миграции углерода BOB в сравнении с одним типом сорбента (например, Al2O3). Другой причиной более высокого масштаба миграции ВОВ, отмеченного авторами в 80-х годах по сравнению с 50-ми и 60-ми годами XX столетия, является резкое ухудшение экологической обстановки в результате масштабного (планетарного) процесса антропогенеза, Это вызвало в таёжных экосистемах, в частности, сукцессии групп микроорганизмов и активное развитие, например, грибов-кислотообразователей, как их адаптивную реакцию на экотоксиканты.
Выявлено, что абиогенный поток миграции BOB в лесных ландшафтах значительно пополняется за счёт мобилизации компонентов BOB атмосферными осадками из вегетативных органов древесной растительности, мохового и кустарничкового покрова (образующих в лесах европейского Севера нередко сплошной наземный покров), вследствие корневых выделений, а также при трансформации гумусовых веществ, протекающих наиболее активно в периоды поверхностного сезонного переувлажнения почв подзолистого типа.
Наряду с указанными опытами нами была проведена модификация метода сорбционных лизиметров с целью экспериментального обоснования коэффициента мобилизации (Kмоб) BOB по сезонам года из различных органогенных субстратов путём расчёта абсолютных (вероятных) величин масштаба мобилизации BOB. Полученные результаты являются основополагающими при решении ряда задач агроэкологии и генетического почвоведения, в частности, при определении гумусового баланса пахотных почв, диагностике миграции в почве биологически активных форм тяжёлых металлов и т. д,
Накопленный фактический материал по вертикальной нисходящей миграции BOB в почвах подзолистого типа указывает, что этот процесс не является пассивным. Напротив, наблюдается достаточно интенсивное (и пульсирующее в пространстве-времени) сорбционно-десорбционное взаимодействие компонентов ВОВ, находящихся в почвенных растворах и лизиметрических водах в ионно-молекулярном и коллоидном состояниях, с гумусовыми веществами и минеральными соединениями генетических горизонтов почвы. Биогенный (экосистемный) поток включает биогенную трансформацию и миграцию не только биофильных (углерода, азота, фосфора, серы и калия), но и сопутствующих зольных химических элементов (кремния, кальция, железа, марганца и др.). Своеобразие биогенного круговорота заключается в интенсивном переводе растительностью указанных выше элементов из труднодоступного состояния в биохимически активное и мобильное за счёт формирования как разнообразных органических веществ, богатых энергией и содержащих азот, так и водорастворимых внутрикомплексных органо-минеральных соединений. Характерно, что данные группы соединений систематически возвращаются в верхние слои почвы с растительным опадом или другими путями. Они доступны почвенной биоте и способны к почвенно-геохимической миграции.