Изменения химического состава кислотных вытяжек по глубине торфяной залежи внутриболотных экосистем Васюганского болота (Западная Сибирь)

Abstract

Актуальность работы. Анализ изменений химического и минерального состава органогенных и минеральных грунтов является важным этапом поисков полезных ископаемых, разработки соответствующей методологии, а также методологии экологического мониторинга. Цель работы: выявление закономерностей изменения химического состава кислотных вытяжек по глубине торфяной залежи на примере восточного участка Васюганского болота. Методы исследования: ландшафтно-геохимический и статистические методы, методы определения химического и минерального состава, имитационное математическое моделирование. Результаты и выводы. По данным опробования торфов и минерального грунта в марте 2017 и 2018 гг. в восточной части Васюганского болота (Западная Сибирь, Российская Федерация) выполнен анализ: химического состава кислотных вытяжек из торфов, органо-минеральных отложений и минерального грунта с использованием метода масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой; состава минеральных включений в торфа и минерального состава подстилающего грунта методом сканирующей электронной микроскопии и рентгенодифракционного анализа. По результатам исследования определены концентрации 73 химических элементов, среди которых выделены три группы: 1) с относительно устойчивым увеличением от поверхности к минеральным грунтам и/или ярко выраженным максимумом в минеральных грунтах; 2) с хорошо выраженными максимумами в верхней и нижней частях разреза; 3) с иными типами распределения. Основными факторами пространственных изменений химического состава грунтов являются преимущественно природные биогеохимические условия, интенсивность водообмена, соотношение атмосферного и грунтового водного и минерального питания, определяющие общую доступность воды и питательных веществ для болотной растительности, отвод токсичных для этой растительности веществ.

Relevance. The analysis of changes in chemical and mineral composition of peat and soils is the important stage of searches of minerals, development of corresponding methodology, and methodology of ecological monitoring as well. The aim of the research is to reveal the changes in chemical composition of peat and soil acid extracts in east part of the Vasyugan mi re. Methods: landscape-geochemical and statistical methods, methods of definition of chemical and mineral composition of peat and soils, imitating mathematical modelling. Results and conclusions. According to approbation of peats and mineral soils in March 2017 and 2018 in east part of the Vasyugan mire (Western Siberia, the Ob river basin, the Russian Federation) the authors have analyzed: chemical composition of acid extracts from peats and soils using ICP MS; composition of mineral inclusions in peat and soils using the method of scanning electronic microscopy and XRD-analysis. Сoncentration of 73 chemical elements was determined and three groups of elements were allocated: 1) with rather steady increase from a surface to bottom soils and/or a strongly pronounced maximum in bottom soils; 2) with well expressed maxima in the top and bottom parts of peat deposits; 3) with other types of distribution. The major factors of spatial changes in chemical composition of peat and soils are mainly natural biogeochemical conditions, water exchange intensity, ratio of the atmospheric and ground water and mineral feed which determine the common availability of water and nutrients for bog vegetation, removal of toxic substances for this vegetation.