Распространенность редкоземельных элементов в природных водах г. Ханты-Мансийска

Abstract

Актуальность. Новые данные по содержанию лантаноидов в системе «вода-порода» имеют значение для понимания поведения редкоземельных элементов в окружающей среде, открывают возможность использования их в качестве индикаторов геохимических процессов и антропогенного воздействия с учетом особенностей их миграции и фракционирования. Цель. Оценка количественного содержания и распределения редкоземельных элементов (La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu) в поверхностных и подземных водах г. ХантыМансийска для выявления основных закономерностей их поведения. Объекты. Поверхностные и подземные воды природного парка Самаровский Чугас, а также донные отложения и продукты вторичного минералообразования. Методы. Общий анализ воды выполнен стандартным набором спектральных и электрохимических методов. Содержание редкоземельных элементов определялось масс-спектрометрией с индуктивно связанной плазмой. Химический состав донных отложений и продуктов вторичного минералообразования - нейтронно-активационным анализом. Результаты. Показано поведение редкоземельных элементов в водной среде, донных отложениях и продуктах вторичного минералообразования. Разные подходы к нормированию редкоземельных элементов в водах и твердых осадках показали сопоставимость спектров распределения лантаноидов между собой и позволили выявить некоторые особенности характера распределения редкоземельных элементов в разных средах. В водах установлены положительные аномалии европия и гадолиния и отрицательная аномалия цезия. В донных осадках выявлены аномалии гадолиния, а в продуктах вторичного минералообразования - европия. Установлена высокая миграционная активность всего рассматриваемого ряда редкоземельных элементов в растворе, поступающих из вмещающих отложений. В ходе последующих геохимических процессов из раствора выпадают преимущественно средние лантаноиды (Sm, Eu, Gd, и Tb) в виде продуктов вторичного минералообразования.

Relevance. New data on the content of lanthanides in the water-rock system are important for understanding the behavior of rare-earth elements in the environment, open up the possibility of using them as indicators of geochemical processes and anthropogenic factor, taking into account the specialities of their migration and fractionation. Aim. Assessment of the quantitative content and distribution of rare-earth elements (La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu) in the surface and underground waters of Khanty-Mansiysk to identify the main patterns of their behavior. Objects. Surface and underground waters of the natural reserve Samarovsky Chugas, as well as ground deposits and products of secondary mineral formation. Methods. The bulk analysis of water is performed by a standard set of spectral and electrochemical methods. The rare-earth content was determined by inductively coupled plasma mass spectrometry. Chemical composition of ground deposits and secondary mineral formation products - by neutron activation analysis. Results. The paper demonstrates rareearth elements behavior in aqueous medium, ground deposits and products of secondary mineral formation. Different approaches to rare-earth elements rationing in waters and solid sediments showed comparability of lanthanide distribution spectra to each other and made it possible to identify some features of the rare-earth elements distribution pattern in different environments. In the waters, there are positive anomalies of europium and gadolinium and negative anomaly of cesium. Gadolinium anomalies were detected in ground deposits, and europium in secondary mineral formation products. The high migration activity of the entire considered series of rare-earth elements in the solution coming from the holding deposits was established. During following geochemical processes, mainly middle lanthanides (Sm, Eu, Gd, and Tb) fall out of the solution in the form of secondary mineral formation products