Ртуть в почвах ненарушенных лесных ландшафтов

• Автор: Гладкова, Наталья Сергеевна
• Шифр специальности: 03.00.27
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 138 с.

Содержание.
Введение.
Глава 1. Формы ртути в почве и их роль в круговороте этого элемента. Литературный обзор.
I. Формы соединений ртути в почве.
1. Органическая ртуть.
2. Неорганическая ртуть.
II. Закономерности миграции и трансформации соединений ртути в окружающей среде.
1. Механизмы водной мобилизации ртути.
2. Механизмы воздушной мобилизации ртути.
III. Современный круговорот ртути.
Глава 2. Объекты и методы исследования.
I. Объекты исследования.
II. Методы исследования.
Глава 3. Результаты и их обсуждение.
I. Содержание и запасы ртути в почвах ЦЛГБЗ и Кандалакшского заповедника.
II. Водорастворимые соединения ртути в почвах ЦЛГБЗ и Кандалакшского заповедника.
III. Природное варьирование содержания ртути и ее водорастворимых соединений в подзолистых почвах ЦЛГБЗ.
IV. Исследование распределения ртути в профиле подзолистых почв ЦЛГБЗ на основе концепции «Ртуть/Биомасса».
V. Изучение форм ртути в подзолистых почвах ЦЛГБЗ с помощью пиролиза.
Выводы.
Литература.
Приложение.

Введение.
Проблемы, связанные с загрязнением окружающей среды ртутью, возникли впервые в 1950-70 годах, когда произошли массовые отравления людей в результате потребления рыбы из зараженных ртутью водоемов. Это стимулировало широкомасштабные исследования проблемы во многих странах и появление в середине 1970-г.г. представления о двух типах круговорота ртути в окружающей среде: глобальном, связанном в основном с циркуляцией в атмосфере паров ртути Нд°, и локальном, в котором преобладает ртуть, связанная с антропогенной деятельностью (Jensen and Jernelov, 1972).
До последнего времени считалось, что глобальный
естественный круговорот ртути мало влияет на организмы и не может привести к загрязнению отдельных составляющих экосистемы (Одум, 1986). Вместе с тем, в начале 1990-х годов было обнаружено, что в тысячах лесных озер, расположенных в малонаселенных районах, удаленных от источников эмиссии ртути, концентрация ртути в рыбе в 2-6 раз превышает допустимые нормы для потребления. Сравнительные исследования, проводимые на территориях Швеции (Lindqvist, 1991; Meili et al., 1991),
Финляндии (Verta, 1990), Канады (Moore et al., 1995) и северной
части США (Lathrop et al., 1991) показали, что такой тип загрязнения характерен для большей части озер в зоне бореальных лесов северного полушария. Выдвинуто предположение, что развитие аналогичной ситуации типично и для других областей бореального пояса, например, для северных районов России (Meili, 1991) и обусловлено, главным образом, значительным потенциалом лесных экосистем как фиксации, так и высвобождения ртути. При этом
ведущая роль отводится почвенному покрову и особенностям условий почвообразования и трансформации ртути в почвах лесной зоны.
Несмотря на остроту проблемы, количественные данные, характеризующие процессы фиксации и переноса ртути в естественных природных системах, ограничены. Данное
обстоятельство обуславливает важность и актуальность изучения поведения ртути в почвах ненарушенных лесных экосистем.

Сложность изучения этой проблемы связана, прежде всего, с особенностями физико-химических свойств ртути и ее способностью образовывать большое количество соединений, обладающих разной
миграционной способностью, токсичностью и устойчивостью к трансформации и действию микроорганизмов. При этом используемые в настоящее время подходы к выявлению форм соединений металлов в почвах, а именно, различные виды экстракций химическими
реагентами, малоинформативны применительно к анализу форм ртути в почвенных системах, так как приводят к существенным изменениям свойств изучаемого объекта.
Указанные проблемы определили постановку целей и задач настоящей работы.
Цель работы. Целью работы было изучение закономерностей связывания и трансформации ртути в почвах ненарушенных лесных ландшафтов и оценка миграционной способности ртути в этих
почвах.
Задачи работы. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
установить уровни содержания и запасы ртути в почвах
Кандалакшского и Центрально-лесного биосферных заповедников, включая оценку распределения ртути по почвенному профилю и катене;
оценить подвижность ртути в лесных почвах и изучить
закономерности перехода ртути из твердой фазы почвы в раствор;
исследовать пространственное варьирование валового содержания ртути и ее водорастворимых соединений в лесных почвах и оценить природные факторы, вызывающее это варьирование;
исследовать применимость концепции Ртуть/Биомасса к процессам трансформации соединений ртути в лесных почвах.
Научная новизна. В работе показана возможность анализа
ртути и форм ее соединений в почвах с естественным фоновым содержанием элемента без применения или с применением наиболее мягких химических реактивов. Предложен способ описания перехода ртути из твердой фазы почвы в раствор, позволяющий оценить
относительное сродство ртути (II) к связывающим центрам почвы и растворимым органическим веществам. По результатам оценки

строение, чем в разрезе 1: кроме подгоризонтов Ь и Б, в ней
выделяется также подгоризонт гумификации Н, для которого характерна высокая степень разложенности и гумифицированности растительных остатков. В профиле отчетливо проявляется элювиально-иллювиальная дифференциация.
В нижней части катены, в аккумулятивном ландшафте, грунтовые воды сочатся уже на глубине 20 см. В составе древесных пород здесь встречается ель, береза, осина и рябина, в напочвенном покрове преобладают хвощ, костяника и папоротник, в небольших количествах встречаются зеленые мхи и осока. Здесь формируется слабоподзолистая слабогумусированная профильно-глеевая почва (разрез 3) . Лесная подстилка в аккумулятивном ландшафте имеет максимальную мощность, в ее составе отчетливо выражены подгоризонты Ь, И и Н. В почвенном профиле менее выраженная элювиально-иллювиальная дифференциация, присутствуют признаки оглеения.
11.1. Кандалакшский биосферный заповедник.
Почвенно-климатические условия о. Великий Кандалакшского
заповедника изучались в рамках программы комплексного мониторинга Европейской экономической комиссии ООН, выполняемой на территории России в связи с конвенцией по трансграничному переносу загрязненных воздушных масс на дальние расстояния (Малинина, 1994)
Остров Великий—самый крупный остров в Кандалакшском заливе Белого моря: его площадь 6280 га, длина 22 км, наибольшая
ширина—8 км.
Рельеф острова расчлененный со следами четвертичного
оледенения в виде холмисто-моренных гряд. Гряды сложены
коренными метаморфическими породами (гнейсами, гранито-гнейсами, амфиболитами) большей частью кислого состава и перекрыты чехлом моренных отложений супесчаного состава.
Почвообразующие породы: Моренные отложения на склонах
северной экспозиции представлены элювием и делювием щебнистых отложений, состоящих из обломков гранитов с примесью мелких обломков микроклина и малого количества темноцветных пород