З.2.1.1.1.З. макро- и микроэлементы в ортштейнах.

Ортштейны на­капливают ряд элементов (максимально железо и марганец) по сравнению с вмещающим мелкоземом. А.В. Македонов (1966) пришел к выводу, что «ко­эффициент концентрации железа в ортштейнах колеблется от 2 до 9.

Рассмотрим коэффициенты накопления этих элементов в ортштейнах на примере почв, образованных на рассмотренных отложениях (табл. 3.3—3.6; [Зайдельман, Никифорова, 2001]). Из таблиц следует, что коэффициенты накопления железа и марганца в ортштейнах зависят от генезиса почвообра­зующих пород, а внутри катен — от степени заболоченности почв. Накопле­ние железа наиболее значительно в ортштейнах дерново-подзолистых глее­вых почв, марганца — в дерново-подзолистых. Наибольшие абсолютные значения коэффициентов накопления для этих элементов характерны для ортштейнов дерново-подзолистых почв на двучленных отложениях. Это свя­зано с тем, что вмещающий ортштейны супесчаный субстрат сам по себе беднее железом и марганцем, чем суглинистый и глинистый мелкозем дер­ново-подзолистых почв на лессовидных суглинках и ленточных глинах.

Следует подчеркнуть, что на карбонатных породах может происходить одновременное накопление и железа, и марганца в конкрециях с нарастанием степени заболоченности почв. Такая тенденция была обнаружена для условий лесостепи Западной Сибири Н.И. Богдановым и 3.И. Воропаевой (1969), C.W. Chailds and D.M. Leslie (1977) для желто-серых почв на лессах Новой Зеландии, А.Д. Старцевым (1989) для дерново-карбонатных почв на пермском красноцветном элювии и др. Это связано с тем, что подвижность железа и марганца зависит не только от окислительно-восстановительных условий, но и от реакции среды [Краускопф, 1963; Goton, Patrick, 1974; Duchaufour, 1982; Орлов, 1985; идр.].

Что касается фосфора, то его накопление выявлено во всех исследуемых образцах ортштейнов за исключением конкреций из глееватой почвы на лен­точных глинах. Здесь наблюдается та же тенденция, что и в накоплении Fe и Мп — чем беднее субстрат тем или иным элементом, тем больше его коэф­фициент накопления в ортштейнах. Некоторое увеличение содержания А1 и Ті в отдельных конкрециях, по-видимому, связано с минералогическим со­ставом ядра, вокруг которого образовалась та или иная конкреция. Во вся­ком случае накопление этих металлов, а также Са и Mg не находится в пря­мой связи с изменением степени оглеения почв.

Ортштейны аккумулируют не только макро-, но и микроэлементы, осо­бенно Со, Pb, Cd (табл. 3.7). Оксиды марганца обычно имеют нулевую точ­ку заряда при низких значениях pH (2,0—4,5) и являются отрицательно

Таблица 3.3

Химический состав конкреций дерново-подзолистых и дерново-подзолистых оглеенных почв на маломощных

двучленных отложениях, % на прокаленную навеску. Почвенно-гидрологический стационар «Веригино», Московская обл.

* Железо, извлекаемое дитионитовой вытяжкой по методу Мера—Джексона. ** То же, оксалатной вытяжкой по методу Тамма.

Таблица 3.4

Коэффициенты накопления* (КН) элементов в конкрециях по сравнению с вмещающим мелкоземом дерново-подзолистых почв на маломощных двучленных отложениях. Почвенно-гидрологический стационар «Веригино», Московская обл.

Таблица 3.5

Химический состав мелкозема и конкреций дерново-подзолистой и дерново-подзолистой глееватой почв на лессовидных кислых легких

глинах (гор. Апах) и накопление в конкрециях, % на прокаленную навеску. Рузский почвенно-гидрологический стационар, Московская обл.

* Накопление в конкрециях по сравнению с вмещающим мелкоземом (коэффи­циенты накопления).

Таблица 3.6

Валовой химический состав мелкозема и конкреций дерново-подзолистой и дерново-подзолистой глееватой почв на тяжелых ленточных глинах

(гор.

Таблица 3.7

Валовое содержание микроэлементов в конкрециях и вмещающем мелкоземе дерново-подзолистой и дерново-подзолистой глееватой почв

на покровных лессовидных кислых легких глинах, гор.

заряженными при значениях pH, свойственных большинству почв. Поэтому они притягивают катионы. По нашим данным, значения pH самих ортштей­нов (водная суспензия) составляют 4,5—5,5. Оксиды железа обычно имеют нулевую точку заряда при pH 6,8—8,0, поэтому в большинстве почв они или положительно заряжены, или нейтральны и притягивают анионы, в частно­сти фосфаты [Vogt, 1906; Behrend, 1924; Чухров, 1955; Добровольский, 1957; McKenzie, 1967, 1972, 1975; идр.].

Видимо, поэтому в ортштейнах дерново-подзолистой почвы, содержащих больше марганца, накопление микроэлементов-металлов значительнее, чем в новообразованиях дерново-подзолистой глееватой почвы. Свинец и кадмий в большей степени накапливаются в мелких конкрециях. Что касается кобальта, то хотя абсолютное его содержание больше в конкрециях дерново-подзолис­той почвы, коэффициенты накопления этого элемента выше в ортштейнах дерново-подзолистой глееватой почвы, мелкозем которой беднее Со.

Из этого следует, что содержание микроэлементов определяется степе­нью заболоченности почв и генезисом конкреционных новообразований.

Исходя из наших и литературных данных можно признать, что в составе самой почвы аккумулятором тяжелых металлов являются марганцево-желези­стые конкреции, особенно в поверхностно заболоченных почвах. Этот про­цесс в известном смысле можно рассматривать как своеобразный механизм защиты и очищения мелкозема почв от тяжелых металлов, в частности от свинца, кадмия и других.

3.2.1.1.1.4.