Радиоактивные (TH, U) и редкоземельные элементы в природных водах центрального Сихотэ-Алиня (Приморский край)

Abstract

Актуальность. Сложная картина баланса Th и U, взаимосвязь их с редкоземельными элементами в природных водах различного состава и важность этих элементов как индикаторов для гидрогеохимических построений и выводов определяет актуальность их изучения в разных регионах с использованием современных аналитических методов. Цель: рассмотреть баланс тория и урана и взаимосвязи радиоактивных и редкоземельных элементов в природных водах центрального Сихотэ-Алиня (Приморский край). Объекты: содержание и баланс урана и тория в природных водах трех районов центрального Сихотэ-Алиня в Приморском крае: «Шандуй», «Ванчин», «Бикин». Методы. 55 элементов определены методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS) (спектрометр Agilent 7700х, Agilent Techn., США). Вторая пробирка использовалась для определения пяти макрокатионов атомноэмиссионной спектрометрией (спектрометр iCAP 7600 Duo), а также шести анионов ионной хроматографией (ионножидкостный хроматограф LC-20, Shimadzu, Япония). Результаты. Приводятся новые данные по содержанию радиоактивных элементов (тория и урана), величине Th/U, содержанию РЗЭ в природных водах, приуроченных к расположению кудуров (специфических мест проявления литофагии) в трех районах, находящихся территориально в центральном Сихотэ-Алине Приморского края: «Шандуй», «Ванчин», «Бикин». Установлены средние содержания радиоактивных (Th, U) и редкоземельных (La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu) элементов в природных водах. Исследуемые природные воды относятся к ультрапресным и пресным, со средней минерализацией 52,4 мг/л. Содержание U в водах колеблется от 0,005 до 1,067 мкг/л. Концентрация Th в воде колеблется от 0,003 до 2,299 мкг/л. Соотношение торий-уран в водах колеблется от 0,01 до 5,3. Отмечается положительная зависимость между содержанием тория в водах и количеством редкоземельных элементов в пресных водах. Спектр распределения редкоземельных элементов в природных водах, вероятно, наследуется из дренируемых цеолитизированных и оглиненных кислых пород.

Relevance. The complex picture of Th and U balance, their relationship with rare earth elements in natural waters of various compositions and the importance of these elements as indicators for hydrogeochemical constructions and conclusions determines the relevance of their study in different regions using modern analytical methods. Objects: content and balance of uranium and thorium in natural waters of three regions of the central Sikhote-Alin in the Primorsky Krai: «Shanduy», «Vanchin», «Bikin». Methods. 55 elements were detected by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) (spectrometer Agilent 7700х, Agilent Techn., USA). The second tube was used to determine five macrocations by atomic emission spectrometry (iCAP 7600 Duo spectrometer), as well as six anions by ion chromatography (ion liquid chromatograph LC-20, Shimadzu, Japan). Results. New data are presented on the content of radioactive elements (thorium and uranium), the value of Th/U, the content of rare earth elements in natural waters confined to the location of the kudurs (specific places of manifestation of lithophagy) in three regions geographically located in the central Sikhote-Alin of the Primorsky Krai: «Shanduy», «Vanchin», «Bikin». The average contents of radioactive (Th, U) and rare earth (La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu) elements in natural waters were established. The studied natural waters are ultrafresh and fresh with an average mineralization of 52,4 mg/l. U content in waters ranges from 0,005 to 1,067 μg/l. Th concentration in water varies from 0,003 to 2,299 μg/l. The thorium-uranium ratio in waters varies from 0,01 to 5,3. A positive relationship was found between the content of thorium in the waters and the amount of rare earth elements.