ГЕОХИМИЯ, 2011, № 10, с. 1111-1114
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
СРЕДНЕЕ СОДЕРЖАНИЕ ОЛОВА В РАСТЕНИЯХ ЮГА ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА РОССИИ
© 2011 г. П. В. Ивашов
Институт водных и экологических проблем ДВО РАН 680000Хабаровск, ул. Ким Ю Чена 65 e-mail: ivep@ivep.as.khb.ru Поступила в редакцию 23.10.2009 г., после доработки 22.03.2010 г.
Ключевые слова: олово, биогеохимия, содержание олова в растениях, месторождения олова.
Проведенные биогеохимические исследования на участках с оловорудной минерализацией различного генетического типа и оловосодержащих пород в ландшафтно-климатических условиях юга Дальнего Востока России, на территории Приамурья и Приморья позволили установить особенности накопления олова в растениях. Оловорудная минерализация на полигонах опытно-методических биогеохимических работ была представлена месторождениями и рудопроявлениями олова различных генетических типов [1], среди которых были: 1) кварц-касситеритовый, 2) сульфидно-кассите-ритовый 3) судьфидно-станнино-касситеритовый, 4) олово-полиметаллический, 5) касситерит-скарно-вый, 6) касситерит-пегматитовый, 7) касситерит-турмалиновый, 8) касситерит-вольфрамит-турмалиновый, 9) касситерит-грейзеновый, 10) касситерито-вая россыпь. Массивы оловосодержащих пород, на которых были проведены биогеохимические исследования, — это базальты с акцессорным самородным оловом [2], граниты с акцессорными тонкодиспер-ными минералами олова и с изоморфными примесями этого металла в породообразующих минералах — в кварце, полевых шпатах и в слюдах (мусковит и биотит) [3].
Все полигоны биогеохимических исследований находились в зоне хвойно-широколиственных лесов [4], что позволяет сравнить особенности поглощения растениями олова на участках, находящихся в одинаковых ландшафтно-климатических условиях юга Дальнего Востока России. Отбор проб растений на объектах биогеохимического опробования проводился по общепринятой методике [5], в частности, по сетке профилей от 10 х 20 до 20 х 40 м в зависимости от мощности рудных жил и залежей. На каждом пункте опробования (условный квадрат 5 х х 5 м) в отдельные пробы отбирали по возможности органы и части всех растений. Деревья: листья (хвоя), ветви, древесина, кора; кустарники: листья, ветви, ствол, корни; травы и мхи — надземная часть. Пробы высушивали до воздушно-сухого состояния, затем озоляли до белой золы в лабораторных условиях в
муфельной печи при температуре 450°С. Содержание олова в золе проб определялось атомно-абсорб-ционным и эмиссионным спектральным анализами с чувствительностью на олово 0.0001 мас. % с ошибкой 5.0%.
Полученные аналитические результаты (рисунок) показали, что повышенные содержания олова в золе растений характерны для участков с олово-рудной минерализацией и на уровне фоновых концентраций (0.001 мас. %) — за пределами рудных тел, но на флангах оруденения, причем в одних и тех же видах растений. На контрольных участках, при полном отсутствии оруденения, т.е. вне оловоруд-ных районов, содержание олова в золе растений находится на уровне мирового среднего содержания этого металла в растениях — 0.0005 мас. % [6]. При этом на контрольных участках в ряде проб растений олово не обнаружено, т.е. его количество ниже чувствительности анализа.
В целом отмечено большое видовое разнообразие растений, в которых обнаружено олово. В общей сложности, в Дальневосточном регионе олово установлено в органах и частях 131 вида растений, относящихся к 97 родам и 45 семействам. Из числа указанных видов 24 относятся к деревьям, 27 — к кустарникам, 70 — к травам, 10 — к мхам, лишайникам и плаунам. Семейства, в которых наиболее полно представлены виды растений, содержащих олово, следующие; ивовые (Salicaceae), сосновые (Pinace-ae), березовые (Betulaceae) — по 6 видов; осоковые (Сурегасеае) и лилейные (Liliaceae) — по 7 видов, бобовые (Fabaceae) — 8; сложноцветные (Asteraceae) — 9; розоцветные (Rosaceae) — 12.
Повышенными содержаниями олова в золе растений характеризуются следующие семейства (мас. %, до): сосновые 0.03—0.1, ивовые 0.005—0.03, камнеломковые (Saxifragaceae) 0.004—0.01 (чубушник тонколистный), вересковые (Ericaceae) 0.002— 0.05 (брусника), ослинниковые (Onagraceae) 0.02 (кипрей узколистый), валериановые (Valerianace-ae) 0.01 (валериана заенисейская), многоножко-
1112
ИВАШОВ
^ 0.3
о' св
0.2
с т
0.1 0.09 0.08 0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01
0.009 0.008 0.007 0.006 0.005
0.004
0.003
0.002
0.001
0.0005
0.0001 0
Диаграмма содержания олова в золе растений на оловорудных полях Дальнего Востока. Деревья: 1 — хвоя (листья), 2 — ветви, 3 — древесина, 4 — кора; кустарники: 5 — листья, 6 — ветви, 7 — ствол, 8 — корни; 9 — травы, 10 — мхи. Выборка 447 анализов. п — количество анализов в органах и частях растений.
вые (Ро1уроё1асеае) 0.1 (орляк обыкновенный), барбарисовые (БегЪепёасеае) 0.05 (джефферсония сомнительная), плауновые (Ьусороёк) 0.02. Наиболее высокие содержания олова в растениях установ-
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
п = 34 п = 48 п = 49 п = 50 п = 30 п = 23 п = 18 п = 56 п = 101 • п = 38
- • • •
- • •
- ***
- м
••• ** *** м
-•• м • • •
- • И*ми •••мм • •и* • •
- **
-м •
- • • ***
-мм • • • м* ми
- • •• **
«••ми и«** ии*( «иии» •• ми*и м* м* ** ** ми** ** ми*** мим *• м*
-* •мин ИИ« ••а ма мим • ми • ми ми** ми** ми*** м*
мим* • мим •• и*м* • ин*н ми* ми ми*м ми** ЙЦМ ми* ми** ми** ми** ми** м* ми ми* ми*** • м* ми*** ми* ми** ** ми*** МИМ! ми** мим ми ми*** 88»: ми*** МИМ1 ми** м* мим м* ми*** м*
лены в таких семействах, как (мас. %.): розоцветные 0.01—0.06 (рябинолистник рябинолистный, спирея средняя, рубус сахалинский, кровохлебка аптечная), сложноцветные 0.03—0.1 (полыни); моховые
СРЕДНЕЕ СОДЕРЖАНИЕ ОЛОВА В РАСТЕНИЯХ
1113
(ВгуорИуа) 0.03—0,1 (политрихум обыкновенный); осоковые 0.3.
Независимо от видовой принадлежности по степени поглощения олова в сторону увеличения растения составляют ряд: кустарники—деревья—травы—мхи. Эта закономерность имеет место в пределах всей территории юга Дальнего Востока России. Что касается органов растений, то выявлена тенденция накопления олова в корнях кустарников по сравнению с другими органами и частями этих растений. Надо отметить то, что накопление олова в корнях растений установлено и другими исследователями за пределами Дальневосточного региона [7, 8]. Предполагается, что корни растений — это своеобразный резервуар поглощения ионов металлов, которые затем в процессе транспирации перераспределяются в другие части растений [9, 10].
Пределы и среднее содержание олова в золе из органов и частей дальневосточных растений разных жизненных форм оказалось следующим (мас. %, в скобках количество проб). Деревья: хвоя (листья) 0.0005-0.1 и 0.0074 (34), ветви 0.0004-0.01 и 0.0017 (48), кора 0.0005-0.03 и 0.0028 (50), древесина 0.00050.08 и 0.0062 (49). Кустарники: листья 0.0003-0.01 и 0.0014 (30), ветви 0.0004-0.002 и 0.0024 (23), ствол 0.0004-0.003 и 0.0009 (18), корни 0.0002-0.06 и 0.0042 (56); травы (надземная часть) 0.0002-0.3 и 0.0073 (101); мхи (надземная часть) 0.0004-0.1 и 0.0115 (38).
Как видно из приведенных данных, концентрации олова в органах и частях растений подчинены определенным закономерностям. Ряд увеличения содержания олова в органах деревьев следующий: ветви - кора - древесина - листья (хвоя), для кустарников: ствол - листья - ветви - корни. Таким образом, высокочувствительными биообъектами на олово при биогеохимическом опробовании, например, при поисках оловорудных месторождений или биогеохимическом мониторинге окружающей среды, являются мхи и травы, корни и ветви кустарников, листья, хвоя, древесина и кора деревьев.
Максимальные содержания олова в золе растений над оловорудными залежами достигают 0.3%, а фоновые концентрации (за пределами рудных тел) равны 0.001%. Поэтому количества олова в золе растений выше фона в 3 и более раз могут свидетельствовать о наличии природной оловорудной минерализации или техногенных накоплений этого металла в отходах хозяйственной деятельности. Органы и части растений, в золе которых содержится 0.003-0.3% олова, можно отнести к высокоинформативным биообъектам-индикаторам этого металла.
Надо отметить то, что содержание олова в золе одних и тех же растений больше на участках размещения техоловорудных месторождений и рудопро-явлений, оловорудная минерализация которых представлена тонкодисперсными и мелкокристаллическими минералами олова (касситерит и стан-
нин) по сравнению с крупнокристаллической минерализацией олова. Это связано со спецификой химического выветривания (растворения) названных минералов как источников продуцирования ионов олова, доступных для корневых систем растений [11].
Для расчета среднего содержания олова в растениях юга Дальневосточного региона России была взята совокупность данных со значимым содержанием в органах и частях биообъектов (проб), т.е. количеством от 0.0001 мас. % и выше. Число таких анализов составило 447 для органов и частей конкретных растений. Эта общая совокупность данных условно была разделена на три группы но содержанию олова в растениях (мас. %):
1) 0.0001-0.003 (368 анализов или 82.32% от общего числа проб - 447); 2) 0.004-0.01 (50 анализов 11.18%); 3) 0.02-0.3(29 анализов, 6.48%). Такое условное ранжирование было сделано для того, чтобы иметь представление о числе проб с повышенными, обычными и минимальными содержаниями олова в рассматриваемой совокупности.
На основании 447 анализов биогеохимических проб впервые было рассчитано среднее содержание олова в золе растений Дальнего Востока России, который оказался равным 0.0051 ± 0.0001 мас. %. Эта величина на порядок больше мирового среднего содержания олова в растениях по А. П. Виноградову [6] и отражает биогеохимическую специализацию лесных фитоценозов в ландшафтах, сформировавшихся на оловорудных полях (зонах минерализации) и оловосодержащих породах Дальневосточного региона.
Повышенные фоновые содержания олова в растениях рассматриваемого региона обусловлены тем, что Приамурье и Приморье территориально входят в Тихоокеанский рудный
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.