Почвенно-геохимическая оценка засоления территории, прилегающей к Кучукскому месторождению солей (Алтайский край)
DOI:
https://doi.org/10.21638/spbu07.2024.110Аннотация
Почвенно-геохимический анализ проводился для оценки влияния разработки месторождения солей оз. Кучук на засоление почв прилегающих территорий. Основными промышленными источниками поступления солей (пыли сульфата натрия) являются садочный бассейн и открытый солеотвал, расположенные в чаше бывшей озерной котловины. Проблема выявления вклада засоления в результате промышленной разработки сопряжена с широким распространением природного засоления почв Кулундинской степи и высоким уровнем естественного солевого фона. По результатам анализа почв, расположенных в границах горного отвода месторождения, выяснилось, что область наиболее интенсивного засоления сосредоточена в восточной и юго-восточной части котловины и обусловлена преобладающим направлением ветра. Содержание солей в почвах импактной зоны составило 1% и более, что существенно превышало значения, характерные для почв фоновых территорий – от 0.3 до 0.6%. Однако с повышением гипсометрического уровня поверхностей, по мере удаления от открытых объектов пылеуноса, а также с подветренной стороны происходило резкое (в 2–3 раза) снижение содержания солей. Почвы, подвергающиеся техногенному засолению, отличались от фоновых почв не только более высоким содержанием солей, но и химизмом засоления. В составе водной вытяжки почв импактной зоны доминировали сульфаты и натрий. В химизме почв фоновой территории становилось заметней участие соды, что является природной галогеохимической особенностью Кулунды. В составе минералов солевых корок и выцветов солей в импактной зоне преобладал тенардит – продукт дегидратации мирабилита, тогда как в поверхностных корочках на фоновых участках разнообразие минералов шире. Среди них присутствовали типичные минералы эвапоритовой ассоциации и их более редкие виды. Таким образом, по ряду свойств, характеризующих засоление почв, удалось выявить область наиболее интенсивного засоления при разработке месторождения мирабилита и определить различия между почвами техногенного и природного засоления.
Ключевые слова:
Кулунда, мирабилит, солонцы, Западная Сибирь, засоленные почвы
Скачивания
Библиографические ссылки
Базилевич, Н.И. (1965). Геохимия почв содового засоления. Москва: Наука.
Базилевич, Н.И., Панкова, Е.И. (1972). Опыт классификации почв по содержанию токсичных солей и ионов. Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева, 5, 36–40.
Булатов, В.И., Ротанова, И.Н., Черных, Д.В. (2005). Ландшафтно-экологический и картографический анализ озерно-бассейновых систем юга Западной Сибири (озера Чаны и Кулундинское). Сибирский экологический журнал, 2, 175–182.
Валяшко, М.Г. (1962). Геохимические закономерности формирования месторождений калийных солей. Москва: Изд-во Моск. ун-та.
Воробьева, Л. А. (1998). Химический анализ почв. Москва: Изд. Моск. Ун-та.
Герасимов, И.П., Иванова, Е.Н. (1934). Процессы континентального соленакопления в почвах, породах, подземных водах и озерах Кулундинской степи. Труды Почвенного института им. В.В. Докучаева, 9, 103–136.
Засоленные почвы России. (2006). Москва: ИКЦ «Академкнига».
Казанцев, В.А. (1998). Проблемы педогалогенеза: на примере Барабинской равнины. Новосибирск: Наука.
Классификация и диагностика почв России. (2004). Смоленск: Ойкумена.
Ковалев, Р.В., Панин, П.С., Панфилов, В.П., Селяков, С.Н. (1967). Почвы Кулундинской степи. Новосибирск: Наука.
Ковда, В.А. (1937). Солончаки и солонцы. Москва-Ленинград: АН СССР.
Ковда, В.А. (1946). Происхождение и режим засоленных почв. Т. 1. М.–Л.: Изд-во АН СССР.
Ковда, И.В., Хохлова, О.С. (2015). Карбонатный профиль почв. В: И.В., Иванов, В.Н., Кудеяров, под ред., Эволюция почв и почвенного покрова. Теория, разнообразие природной эволюции и антропогенных трансформаций почв. Москва: ГЕОС, 140–158.
Кучин, М.И. (1940). Генезис солей Кулундинской степи. В: Труды научной конференции по изучению и освоению производительных сил Сибири. Т. 2: Проблема: минерально-сырьевая база Сибири. Томск: Изд-во «Красное знамя», 516–525.
Леонова, Г.А., Богуш, А.А., Бобров, В.А., Бычинский, В.А., Трофимова, Л.Б., Маликов, Ю.И. (2007). Эколого-геохимическая оценка соляных озер Алтайского края. География и природные ресурсы, 1, 51–59.
Макарычев, С.В. (2019). Солонцы засушливой степи, их свойства и возможность мелиорации. Вестник Алтайского государственного аграрного университета, 5(175), 64–70.
Мартынов, В.А. (1957). Основные черты геоморфологии Кулундинской степи. Вестник Западно-Сибирского геологического управления, 1(1), 73–84.
Растворова, О.Г., Андреев, Д.П., Гагарина, Э.И., Касаткина, Г.А., Федорова, Н.Н. (1995). Химический анализ почв. Санкт-Петербург: Изд-во С.-Петербургского ун-та.
Ульященко, Ф.Н. (1935). Почвы Кулундинской степи (в связи с ее орошением). Труды Томского государственного университета им. В.В. Куйбышева, 88, 156–207.
Урусевская, И.С., Алябина, И.О., Шоба, С.А. (2020). Карта почвенно-экологического районирования Российской Федерации. Масштаб 1:8 000 000. Пояснительный текст и легенда к карте: Учебное пособие. Москва: МАКС Пресс.
Хитров, Н.Б., Воробьева, Л.А. (2013). Оценка засоленности почв. В: А.Л., Иванов, под ред., Научные основы предотвращения деградации почв (земель) сельскохозяйственных угодий России и формирования систем воспроизводства их плодородия в адаптивно-ландшафтном земледелии. Т. 1. Теоретические и методические основы предотвращения деградации почв (земель) сельскохозяйственных угодий. Москва: Почв. ин-т им. В.В. Докучаева, 426–441.
Шульгин, А.М. (1972). Климат почв и его регулирование, 2-е изд. Ленинград: Гидрометеоиздат.
Baddock, M.C., Bullard, J.E., Bryant, R.G. (2009). Dust source identification using MODIS: a comparison of techniques applied to the Lake Eyre Basin, Australia. Remote Sensing of Environment, 113 (7), 1511–1528.
Blanco, M.D.C., Stoops, G. (2007). Genesis of pedons with discontinuous argillic horizons in the Holocene loess mantle of the southern Pampean landscape, Argentina. Journal of South American Earth Sciences, 23(1), 30–45. https://doi.org/10.1016/j.jsames.2006.08.007
Buck, B.J., King, J., Etyemezian, V. (2011). Effects of salt mineralogy on dust emissions, Salton Sea, California. Soil Science Society of America Journal, 75(5), 1971–1985. https://doi.org/10.2136/sssaj2011.0049.
Chappell, A., Strong, C., McTainsh, G., Leys, J. (2007). Detecting induced in situ erodibility of a dust-producing playa in Australia using a bi-directional soil spectral reflectance model. Remote Sensing of Environment, 106(4), 508–524. https://doi.org/10.1016/j.rse.2006.09.009
Chizhikova, N.P., Khitrov, N.B. (2016). Diversity of clay minerals in soils of solonetzic complexes in the southeast of Western Siberia. Eurasian Soil Science, 49, 1419–1431. https://doi.org/10.1134/S106422931612005X
Climate data (2022). Climate data for cities worldwide. [online]. Available at: https://en.climate-data.org/ [Accessed 01.10.2022].
Durand, N., Monger, H.C., Canti, M.G. (2010). Calcium carbonate features. In: G., Stoops, V., Marselino, F., Mees, ed., Interpretation of micromorphological features of soils and regoliths, 2nd ed. Amsterdam: Elsevier, 149–194.
Eugster, H.P., Hardie, L.A. (1978). Saline Lakes. In: A., Lerman, ed., Lakes. New York, NY: Springer.
Goldstein, H.L., Breit, G.N., Reynolds, R.L. (2017). Controls on the chemical composition of saline surface crusts and emitted dust from a wet playa in the Mojave Desert (USA). Journal of Arid Environments, 140, 50–66. https://doi.org/10.1016/j.jaridenv.2017.01.010
IUSS Working Group WRB. (2022). World Reference Base for Soil Resources. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. 4th edition. International Union of Soil Sciences (IUSS), Vienna, Austria.
Khitrov, N.B. (2004). The choice of diagnostic criteria to judge the development of the solonetzic process in soils. Eurasian Soil Science, 37(1), 12–23.
Lebedeva, M.P., Lopukhina, O.V., Kalinina, N.V. (2008). Specificity of the chemical and mineralogical composition of salts in solonchak playas and lakes of the Kulunda steppe. Eurasian Soil Science, 41, 416–428. https://doi.org/10.1134/S106422930804008X
Leduc, E.M.S., Peterson, R.C., Wang, R. (2009). The crystal structure and hydrogen bonding of synthetic konyaite, Na2Mg(SO4)2·5H2O. American Mineralogist, 94(7), 1005–1011. https://doi.org/10.2138/am.2009.3132
Manning, D.A.C. (2000). Carbonates and oxalates in sediments and landfill: monitors of death and decay in natural and artificial systems. Journal of the Geological Society, 157(1), 229–238. https://doi.org/10.1144/jgs.157.1.229
Mees, F., Singer, A. (2006). Surface crusts on soils/sediments of the southern Aral Sea basin, Uzbekistan. Geoderma, 136, 152–159. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2006.03.019
Meyer, B.C., Schreiner, V., Smolentseva, E.N., Smolentsev, B.A. (2008). Indicators of desertification in the Kulunda Steppe in the south of Western Siberia. Archives of Agronomy and Soil Science, 54(6), 585–603.
Novoselov, A., Konstantinov, A., Konstantinova, E., Barbashev, A., Dudnikova, T., Lobzenko, I. (2022). Micromorphological and mineralogical features of saline playa surface sediments from two large Trans-Uralian lakes. Eurasian Journal of Soil Science, 11(2), 93–101.
Richards, L. (1954). Diagnosis and improvement of saline and alkali soils. Agricultural handbook, No. 60. Washington, DC, USA: US Department of Agriculture.
Shainberg, I., Letey, J. (1984). Response of soils to sodic and saline conditions. Hilgardia, 52(2), 1–57.
Szabolcs, I. (1989). Salt affected soils. Florida: CRC Press Inc.
Timpson, M.E., Richardson, J.L., Keller, L.P., McCarthy, G.J. (1986). Evaporite mineralogy associated with saline seeps in southwestern North Dakota. Soil Science Society of America Journal, 50(2), 490–493. https://doi.org/10.2136/sssaj1986.03615995005000020048x
Van Doesburg, J.D., Vergouwen, L., Van der Plas, L. (1982). Konyaite, Na2Mg(SO4)2·5H2O, a new mineral from the great Konya Basin, Turkey. American Mineralogist, 67(9–10), 1035–1038.
Verrecchia, E.P., Braissant, O., Cailleau, G. (2006). The oxalate-carbonate pathway in soil carbon storage: the role of fungi and oxalotrophic bacteria. In: G.M., Gadd, ed., Fungi in biogeochemical cycles. New York: Cambridge University Press, 289–310.
Wiggs, G.F.S., O’hara, S.L., Wegerdt, J., Meer, J.V.D., Small, I., Hubbard, R. (2003). The dynamics and characteristics of aeolian dust in dryland Central Asia: possible impacts on human exposure and respiratory health in the Aral Sea basin. Geographical Journal, 169(2), 142–157. https://doi.org/10.1111/1475-4959.04976
Wood, W.W., Sanford, W.E. (1995). Eolian transport, saline lake basins, and groundwater solutes. Water Resources Research, 31, 3121–3129. https://doi.org/10.1029/95WR02572
Загрузки
Дополнительные файлы
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Статьи журнала «Вестник Санкт-Петербургского университета. Науки о Земле» находятся в открытом доступе и распространяются в соответствии с условиями Лицензионного Договора с Санкт-Петербургским государственным университетом, который бесплатно предоставляет авторам неограниченное распространение и самостоятельное архивирование.
