Міграція та утримування іонів мікроелементів у земній корі

Як уже підкреслювалося, хімічний вплив живої речовини різноманітне: воно виконує концентраціонну функцію (концентрування елементів в організмах), сприяє руйнуванню порід і розсіюванню елементів у земній корі, їх концентрування речовиною сланців, вугілля, нафт. Головною рисою механізму взаємодії елементів з органічною речовиною біогенного походження є процес комплексоутворення. Величезна кількість комплексообразующих речовин надходить в грунти і природні води як продукти метаболізму живих організмів і, головним чином, як результат біохімічної деструкції залишків рослинних і тваринних тканин, плазми мікроорганізмів – процесу гуміфікації. У продуктах перетворення рослинних і тваринних залишків, що надходять у води і грунту, домінують гумі-нові та фульвокислоти. В середньому на кожен квадратний кілометр суші щорічно надходить 33-168 т гумусового речовини (гумінових і фульвокислот) [7]. За хімічною природою ці речовини – високомолекулярні аналоги поліоксіполікарбонових ароматичних кислот. Більш розчинної формою є фульвокислоти, вони легко вимиваються з грунтів атмосферними опадами, потрапляють в річки і з річковим стоком – в океан. Згідно з оцінками В.І.Вернадського [1], щорічно в океан потрапляє 200 млн. Т органічних речовин (близько 10% усієї кількості гумусових речовин, що утворюються на суші).

Зміст фульвокислот в поверхневих водах складає від 1 до 100 мг / л і залежить від кліматичних умов. Так, в напрямку від зони тайги до зони пустелі воно знижується від 7-19 мг / л до 0.8-10 мг / л. Концентрація фульвокислот в річкових водах порівнянна з концентрацією неорганічних макрокомпонентів і на три-п’ять порядків перевищує вміст іонів металів-микрокомпонентов. Оцінюючи геохімічну роль фульвокислот в міграції елементів у земній корі, відзначають [7] такі їх властивості, як термічна, термодинамічна і біохімічна стійкість. У природних умовах фульвокислоти зберігають комплексоутворюючі властивості до 250-280 оС і навіть вище цієї температури. Освіта комплексних сполук іонами металів з фульвокислот різко підвищує міграційну здатність елементів в об’єктах довкілля. Про термодинамічної стійкості комплексів, що утворюються можна судити за величинами їх умовних констант стійкості ? “(табл. 4.1 [7-9]).

Якщо фульвокислоти збільшують рухливість елементів, то гумінові кислоти як менш розчинні речовини, навпаки, поводяться в природних умовах як сорбенти, які утримують іони металів. Вони сприяють концентрування забруднюючих і рудних елементів в грунтах, донних відкладеннях, углеродсодержащих породах. Показано [8], що 1 г гумінових кислот утримує 9 мг ка-дмія (ІІ), 15 мг золота, 18 мг міді (ІІ) та 34 мг свинцю. Таким чином, міграційна здатність елементів в конкретних умовах залежить від складу гумусових кислот ґрунтів і вод і визначається конкуренцією процесів комплексоутворення іонів металів з Фульвіо-і гуміновими кислотами.

Цей висновок знайшов підтвердження при дослідженні міграції радіонуклідів, що утворилися під час катастрофи на Чорнобильській АЕС. Високу радіоактивність спостерігали лише в пробах природних вод високої кольоровості, тобто з великими змістами фуль-вокіслот. Основна частка радіонуклідів залишилася пов’язаної із важко гуміновими речовинами грунту. В умовах України і Білорусії тенденція до утримування радіонуклідів значно сильніше, ніж тенденція до їх розсіюванню.

Посилання на основну публікацію