Введение к работе
Актуальность работы. Изучение форм нахождения цинка и кадия в зоне гипергенеза (по А.Е.Ферсману, Н.Б.Вассоевичу, Я.К.Ш-— ;арчия, К.И.Лукашеву, включающей зону выветризания и зону замед-іенного водообмена, т.е. зону проникновения поверхностных ВОД и їх смешения с глубинными волами) представляет большой интерес, ?ак как эта проблема до настоящего времени оставалась нерешен-юй в Белоруссии. Быстрые темпы роста промышленного производства, зысокая степень урбанизации приводит к поступлению в окружающую іреду этих сопутствушкх друг другу в природных пршзэзсах тяже-ІНХ металлов. Цинк - элемент высокого бйОЛОГЯЧЄСКСГС~ГиССЇ1ЛЄКйЯ. по"сдліісіії'ь к вчсокр.я г":грацлсцца.н способность кадмия -создает їссбу» угрозу загрязнения. Основные процессы, при которых изучение элементы попадают в водную экосистему, включают естественное шщелачивание из пород и почв, а такзе бытовые и промышленные :точные воды. Поэтому ваяно знать формы нахождения и миграции этих элементов в зоне гипергенеза в естественных условиях, а так-іе техногенных под влиянием хозяйственной деятельности человека.
Имеются некоторые данные о содержании подвиги;— fee;,; цинка з почвах Белоруссии, опуоднкованные з работах В.С.Акоико, И.С.Лу-шнозича, Г.П.Дубкковскегс, В.Н.Креитаповой и др., сведения для ;садочных пород региона практически отсутствуют, целенаправлен-ше исследования по геохимии кадмия в Белоруссии зоооще ке проводились. Все это обусловило актуальность выполненной работы.
ііель и задачи исследований. Цель работы - установить основ-
ше закономерности распределения цинка и кадмия и форм их нахок-
;ения и миграции в зоне гипергенеза от ладеогеп-неогеновых пород
\о голоценовых отлонений современных ландшафтов Белоруссии, а
*аше оценить -возможность применения полученных данных для палео
географических реконструкции, геохимических поисков, агрохимии,,
юниторинга окрукащей среды. ;
Для достижения указанной цели /в диссертации поставлены еле-сущие задачи: I)- выяснить особенности распределения и формы каждения цпнка и кадияя в разновозрастных осадочных породах (на тримере опорных разрезов)^ 2) изучить повеление и формы нахождения стих элементов в компонентах ландшафтов (почвы, озерные отложения) различных геохимических.пррвинцщ республики и прилегаю-іих территорий; 3) провести методические исследования по выбору )ациональной схемы изучения форм элементов, применимой для оса-
_ 4 w
дочных пород,"'почв к донных осадков, и выделить наиболее геохи дачески информативные формы, характеризущие подвижность элеме тов.
Объекты и методы исследований. В основу диссертации полок ны материалы, полученные и обработанные автором в ходе внполне ния научно-тематических исследований лаборатории геохимии типе генеза Института геохиыии и геофизики Ж БССР-с 1975 г, В каче зе объектов изучения были выбраны разновозрастные осадочные пс ды различного лнтологического состава (на примере опорных разі зов - дворец, Страдубка, Дорошевичи, Бринев, Руба :: др.), почі в районе рудоцроявлений на Еитковичском горсте, Белорусском kj таллпческом массиве и в остонии, почвы техногенных ландшафтов я фонового участка (Березинокий биосферный заповедник), а таш озерные осадки территории Белоруссии. Всего проанализировано, около 500 проб. Во всех пробах проводилось выделение четырех с элементов по схеме последовательных вытяжек и определение соде :::ания в них цинка к кадмия на атошо-абсорбционном спектрофок метре (всего 4000 элементо-оцределений). Полученные даннке об] ботаны методами математической статистики с использованием ЭВ1
Основные защищаемые положения.
-
Геохимические закономерности распределения и форм нахі дения цинка и кадмия в осадочных породах Белоруссии, заключающиеся в том, что уменьшение их миграционной способности (т.е. личество подвижных форм) от палеогеновых к антропогеновим отді нениям отражает сюшение активности геохимической среды в свя: с изменением климатических условий и зависит от литологпческо: состава, степени гипергенного преобразования пород, фациадьно: обстановки .осадконакопления. Это может быть использовано при : леогеографичесних реконструкциях. Количество подвиккых форм о: деляется для пинка - содержанием, в первую очередь, гидроксид .-елеза и марганца, глинистых минералов и величиной рН- среды, кадмия - содержанием, прежде всего, органического вещества и : нистых минералов.
-
Установление в почвах Белоруссии зависимости количес подлинных форм цинка и кадмия от форм их нахождения, унаследо них от материнских пород, минералогического состава почв, их . акцнонной способности, содержания органического вещества, гид садов железа и педогеохимкческой обстановки. В почвенном покр близ рудоцроявлений выявлена способность цинка и кадмия мигри зать через толшу осадочных отложений в несколько десятков мет в легкоподвикяш: формах", ;то может быть использовано при геох
ческих поисках.
3, Выявленные в озерных осадках,'по сравнению с почвами, бо
лее высокая степень коицентрацкп цикка и его подвижных форм, а так
же особенности распределения егсг по' генетическим типам сапропелей
связаны с их различным вещественным составом, а именно: с количест
вом гуминовых веществ,. тонкспелитового материала, аморфных гядрок- '
сидо-в гяле-за, келезо-гумусовых соединений. Содержание кадмия к его
подвнзшых форм определяется здесь преимущественно концентрацией
карбонатов, а также органического вещества и находится в количест
вах, значительно ниже допустимых норм и безопасных для растений,'
что .дает возіяжноеть использовать сапропеля .в сельскохозяйствен
ных целях.
4.' Устачозтеннкс особенности распределения и форм нахоядения цинка и кадмия в почвенном покрове городской среды, заключающееся в более высоких концентрациях, по сравнению с естественными.почвами, и преобладании их легкоподвияных форм, потеїщиально опасных для растительных и животных организмов, необходимо учитывать при мониторинге окружающей среды.
5. Рациональная схема'изучения форм нахоядения цинка и кадмия з осадочных породах, псчтггх и озерных осадках, разработанная автором и отличавшаяся простотой, большой производительностью, достаточно высокой точностью, доступностью-для эксперссного анализа.
Научная новизна. I. Выполненная работа представляет собой первое геохимическое обобщение по содержанию и формам нахождения кадмия и цинка в зоне гипергенеза Белоруссии; 2. Установлены геохимические закономерности поведения цинка и кадмия в палеоген-неогеновых и антропогенових отложениях, которые не освещались в регионе и вносят новые знания в региональную геохимию элементов; 3, Выявлены фоновые концентрации и исследовано влияние промышленного техно-гензза на распределение форм цинка и кадмия з почвенном покрове городской среды; 4.-Показана возможность использования форм нахождения элементов в покровных отложениях как поискового критерия глу-бокозалегаших рудопроявлений, а также для целей мониторинга и агрохимии; 5. Разработана рациональная схема изучения форм цинка и кадмия в горных породах, осадках, почвах.
Практическая значимость. По результатам работы даны практические рекомендации, касающиеся рационального использования озерных осадков и методических разработок иззгчения в них форм нахоядения элементов. Результаты исследований содержания цинка и кадмия в салропелях использованы Институтом торфа АН БССР при составлении
— о -
кадастров сапропелевых отложений озер Белоруссии и при разработке технических условий на сапропелевые удобрения и кормовые добавки. Методические разработки внедрены в практику ряда научно-исследовательских к производственных организаций Белоруссии нза ее предела;,;п при исследовании химического загрязнения городов, геохимических поисках по вторичным ореолам рассеяния, при оценке содержания и подвижных форм сопутствующих тяжелых і.'.еталлов в утл Получено 5 актов внедрения. Подано и внедрено 2 рационализаторских предложения.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на республиканских и городских семгшарах по применению спек рального анализа з промышленности и научных исследованиях (Минск 1985-1938; Гомель, 1986), Прибалтийско-Белорусской секции Междуведомственного совета All СССР и Мпнгео СССР по проблеме "Научные основы геохимических методов поисков месторождений полезных пско паешх" и "Минеральные и геохимические индикаторы процессов лито генеза в осадочной толще Прибалтики и Белоруссии (Таллинн, 1975-1984), I Международном конгрессе по биосферным заповедникам (Минск, 1983)', всесоюзных совещаниях "Геохимия ландшафтов при по исках месторождений полезных ископаемых и охране окружаиаей сред (Новороссийск, IS85), "Геология и генезис глинистых .минералов" С восибирск, 1988), "Экогеохпмкя городов" (Москва, 1989).
Публикации. Результаты исследований по теме диссертации изл жены в 21 опубликованной работе, в тем числе 3 монографиях, докладной записке'и в четырех научных отчетах. Выполненное исследо ние - составная часть научно-исследовательских работ Института геохимии и геофизики АН БССР по темам:
Геохимическое изучение кайнозойских отложений Белоруссии прилегающих районов, І97І-І976 г.г.;
Изучение форм нахождения химических элементов в сапропеля различных генетических типов и пх значение при использовании, 1975-1980 г.г.;
- Геохимические особенности гилергегашх процессов в различ-
' ных гидрошациальных обстановках гумидной зоны (на примере Белору
сии ц Прибалтики), 1982-1985 г.г.;
- "Недра". 01.06. Разработать и совериенствовать методики
исследования форм нахождения металлов в зоне гипергенеза с по-
' моиью вытяжек и сорбентов (1986-1990 г.г.).
Объем к структура рабгты.. Диссертация состоит кз введения, 5 глав и заключения; содержит 130 страниц машинописного текста
- ? -
46 тоілпи л Ь5 р:п«у:п?оь. Оігзсок література г^клкчает 2S7 га:»»;?--нованнй. .
Работа выполнена з. лаборатории геохимии гипергекеза Института геохимии- и геофизики Ж'БССТ под руководством доктора геол.-глинер. наук, член-корр. АН БССР В.К.Лукашева. Автор искренне благо. дарен руководителю и доктору геол.-минер, наук, член-корр. АН БССР В.А.Кузнецову за консультации и полезные советы, кандидатам геол.-минер, наук А.Л.Жуховицкой, А.Д.Народецкай'за критические замечания-, коллега?,-! Я.И.Акошко, Г.Н.Лазаревич, Е.И.Лосевой и Г.3.Новикову за помощь в оформлении диссертации, а также всем лицам, содействовавшим выполнению настоящего исследования.
