предыдущая главасодержаниеследующая глава

Результаты анализа морской воды

Точность и погрешность измерений

Таблица 4. Концентрации рассеянных элементов в водах пролива Лонг-Айленд (в мкг/л)
Пробы отбирались 18 сентября 1962 года
№ станции глубина, м Ag Co Ni Sb Se
1 5 5,3 0,031 3,1 0,33 0,11
2 5 1,3
3,4
0,69
0,50
3,0
3,8
0,37
0,48
0,10
0,12
3a 5 1,2
2,0
0,070
0,050
0,68
1,9
0,42
0,64
0,13
0,10
3b 20 0,38
0,31
0,048
0,033
1,9
1,5
* *
5a 5 1,6 0,62
0,36
1,6
1,3
* *
5b 25 9,8 0,42
0,40
1,4
0,57
* *
6 5 16,0
23,2
0,050 * * 0,12
7 5 19,5 0,051 * * 0,10
Среднее * 0,048 2,0 0,43 0,11

В табл. 4 и 5 приведено более 750 определений рассеянных элементов в водах пролива Лонг-Айленд, Атлантического, Тихого и Индийского океанов, взятых на 112 станциях с различных глубин. Сводные результаты анализов помещены в табл. 10. Помимо первоначальных экспериментов, выполнявшихся для проверки способов хранения (табл. 1) и аналитических методов (табл. 3), проводился также ряд опытов с самой морской водой для определения точности и погрешности результатов.

Таблица 5. Концентрация рассеянных элементов в морской воде (в мкг/л)
№ пробы Дата Местоположение Глубина,
м
Соленость,
Ag Co Ni Sb Различные
элементы
Отфильтрованная
вода
Пробоотборник*
Карибское море
I B 3 февр. 1961 20°31' с. ш.
84°04' з. д.
600 35,332 0,18 * 1,3 0,29 * Нет Э
I F 3 февр. 1961 20°01' с. ш.
84°21' з. д.
11 35,840 0,49 0,093 2,4 * * Нет Э
I C 3 февр. 1961 20°01' с. ш.
84°21' з. д.
3000 35,077 0,44 0,035 1,6 0,31 * Нет Э
I N 10 февр. 1961 18°39' с. ш.
81°58' з. д.
3 35,823 0,56
0,62
0,057
0,050
2,0
2,7
0,29
0,27
* Нет Э
I L 9 февр. 1961 17°49' с. ш.
82°55' з. д.
200 36,769 0,12
0,16
0,16
0,044
0,042
0,56
0,56
0,29 Se: 0,12
0,095
Нет Э
I M 9 февр. 1961 17°49' с. ш.
82°55' з. д.
3000 35,139 0,12
0,080
0,079
0,057
0,67
0,85
0,21 * Нет Э
I K 7 февр. 1961 17°33' с. ш.
84°24' з. д.
400 35,420 0,18
0,27
0,25
0,29
0,098
0,071
0,098
0,091
2,8
2,9
0,28
0,27
Se: 0,10
0,14
Нет Э
I J 7 февр. 1961 17°33' с. ш.
84°24' з. д.
600 35,997 0,10
0,09
0,074
0,096
1,8
1,9
* * Нет Э
I H 7 февр. 1961 17°33' с. ш.
84°24' з. д.
800 35,039 * 0,12 1,9 * * Нет Э
I G 7 февр. 1961 17°33' с. ш.
84°24' з. д.
1000 34,942 0,13 0,17
0,10
6,0 * * Нет Э
I 7 февр. 1961 17°33' с. ш.
84°24' з. д.
1350 34,987 * 0,064
0,074
2,8
3,3
* * Нет Э
HL II * 12°55' с. ш.
65°46' з. д.
600 34,94 0,11 0,052 0,46 0,20 * Нет П
Мексиканский залив
V-18-50 6 нояб. 1962 25°03' с. ш.
87°05' з. д.
10 36,056 0,19
0,16
1,3
1,2
3,1
1,4
0,58
0,58
* Нет Э
V-18-51 6 нояб. 1962 25°03' с. ш.
87°05' з. д.
3000 34,970 0,094
0,19
0,45
0,51
1,3
2,0
0,34
0,34
* Нет Э
Лабрадорское море
IX I 7 сент. 1961 59°27' с. ш.
55°17' з. д.
100 * 0,11
0,25
0,13 3,0 * * Да Э
IX H 7 сент. 1961 59°27' с. ш.
55°17' з. д.
200 * 0,092
0,078
0,10
0,13
8,5 * * Да Э
IX G 7 сент. 1961 59°27' с. ш.
55°17' з. д.
300 - 0,16 0,45 * * * Да Э
IX F 7 сент. 1961 59°27' с. ш.
55°17' з. д.
500 - 0,089
0,12
0,11
0,12
0,14
0,16
3,2
2,0
* * Да Э
IX E 6 сент. 1961 60°42' с. ш.
57°52' з. д.
700 - 0,050
0,064
0,10
0,15
8,4 * * Да Э
IX C 6 сент. 1961 60°42' с. ш.
57°52' з. д.
1300 - 0,30
0,18
0,089
0,062
2,0
1,9
* * Да Э
Западная часть Северной Атлантики
X B 24 сент. 1961 40°25' с. ш.
63°11' з. д.
5 - 0,063
0,073
0,13
0,14
2,8
2,1
* Se: 0,096
0,087
Да Э
X D 25 сент. 1961 39°15' с. ш.
63°09' з. д.
5 - 0,13
0,12
0,10
0,081
4,6
7,2
0,29
0,32
Se: 0,10
0,12
Да Э
X C 25 сент. 1961 39°15' с. ш.
63°09' з. д.
500 - 0,29
0,14
0,13 3,2 0,29
0,29
Se: 0,069
0,13
Да Э
X E 26 сент. 1961 37°07' с. ш.
62°55' з. д.
500 - 0,089
0,13
0,16
0,12
11,0
8,6
0,19
0,17
* Да Э
VIII T 3 авг. 1961 40°39' с. ш.
55°58' з. д.
9 - 0,35 * * * Se: 0,084 Да Э
VIII Q 2 авг. 1961 38°48' с. ш.
52°42' з. д.
200 - 0,38 0,10 1,3 * * Да Э
VIII P 2 авг. 1961 38°48' с. ш.
52°42' з. д.
300 - 0,36
0,37
0,13
0,12
1,2
1,2
* * Да Э
VIII M 1 авг. 1961 37°30' с. ш.
50°05' з. д.
1000 - 0,13 0,11 1,5 0,12 * Да Э
VIII L 1 авг. 1961 37°30' с. ш.
50°05' з. д.
1300 - 0,19
0,23
0,13
0,11
0,11
0,14
1,6
1,4
0,41 Se: 0,093 Да Э
V-18-1 3 дек. 1961 36°56' с. ш.
71°13' з. д.
Поверхн. 35,155 0,20
0,16
0,15
0,16
0,94
0,92
* * Да ПП
V-18-4 9 дек. 1961 29°29' с. ш.
65°14' з. д.
Поверхн. 36,401 0,20 0,11 1,3 * Au: 0,027 Да ПП
V-18-3 9 дек. 1961 29°29' с. ш.
65°14' з. д.
<600 36,221 0,19
0,23
0,23
0,21
7,7
3,7
* Au: 0,011 Да БП
V-18-2 9 дек. 1961 29°29' с. ш.
65°14' з. д.
<700 36,401 0,32
0,29
0,23
0,31
1,9
1,8
0,37
0,48
Au: 0,026 Да БП
V-18-59 17 нояб. 1962 26°29' с. ш.
68°25' з. д.
20 36,593 0,12
0,087
0,13
0,16
3,1
3,6
0,23
0,27
* Нет Э
V-18-6 20 дек. 1961 28°00' с. ш.
68°11' з. д.
1800 34,830 0,21
0,27
0,48
0,57
12,5
18,0
0,19
0,22
* * Э
V-18-5 12 дек. 1961 24°56' с. ш.
71°25' з. д.
4070 34,770 0,14
0,16
1,2
1,3
9,6
8,0
0,11
0,21
* Да БП
V-18-13 7 янв. 1962 9°56' с. ш.
51°03' з. д.
Поверхн. 35,969 0,15
0,19
0,11
0,11
2,0
3,0
* * Да ПП
HL I a * 12°2' с. ш.
53°55' з. д.
2700 34,86 0,055 0,072 0,97 0,17 * Нет П
HL I b * 12°2' с. ш.
53°55' з. д.
4050 34,71 0,088
0,076
0,13
0,093
0,99
1,5
0,18
0,17
* Нет П
HL I c * 12°2' с. ш.
53°55' з. д.
4500 34,88 0,083
0,068
0,099
0,075
0,43 0,16
0,16
* Нет П
V-18-14 16 янв. 1962 00°20' с. ш.
35°08' з. д.
Поверхн. 35,758 0,26 0,18
0,16
0,86
0,84
* * Да ПП
Восточная часть Северной Атлантики
VIII K 26 июля 1961 28°29' с. ш.
35°02' з. д.
700 * 0,15 0,14
0,16
0,69
0,75
* * Да Э
VIII J 26 июля 1961 28°29' с. ш.
35°02' з. д.
1000 * 0,13
0,20
0,13
0,16
3,6
2,7
* Au: 0,0077 Да Э
VIII I 26 июля 1961 28°29' с. ш.
35°02' з. д.
1300 * * 0,19 * * * Да Э
VIII-H 26 июля 1961 28°29' с. ш.
35°02' з. д.
2500 35,029 * 0,16
0,22
5,9
4,8
* * Да Э
VIII G 26 июля 1961 27°58' с. ш.
34°09' з. д.
8 * 0,13
0,13
0,12
0,14
0,12
1,8
3,3
* Au: 0,0038 Да Э
VIII F 26 июля 1961 27°58' с. ш.
34°09' з. д.
100 * 0,081
0,10
0,088
0,090
1,2 * Au: 0,0060 Да Э
VIII E 26 июля 1961 27°58' с. ш.
34°09' з. д.
200 * 0,12
0,19
0,088
0,092
1,3 * Au: 0,0056 Да Э
VIII C 23 июля 1961 23°15' с. ш.
26°44' з. д.
500 * 0,35
0,24
0,15
0,10
1,1
2,8
0,30 Se: 0,093 Да Э
VIII B 22 июля 1961 21°21' с. ш.
24°03' з. д.
8 * 0,32
0,28
0,11
0,11
1,5
1,8
0,30 Se: 0,076 Да Э
VIII A 22 июля 1961 21°21' с. ш.
24°03' з. д.
600 * 0,45
0,60
0,73
0,11
0,18
4,5 0,14
0,24
Se: 0,088 Да Э
VII O 17 июля 1961 12°24' с. ш.
18°36' з. д.
10 * 0,24 0,098 5,0 * * Да Э
VII N 17 июля 1961 12°24' с. ш.
18°36' з. д.
200 * 0,46
0,30
0,63
0,13
0,13
0,14
4,7
4,5
0,12
0,16
Se: 0,088
Se: 0,11
Да Э
VII M 16 июля 1961 9°20' с. ш.
18°36' з. д.
500 * 0,20
0,17
0,14
0,11
3,7 0,15
0,16
Se: 0,083 Да Э
VII L 16 июля 1961 9°20' с. ш.
18°36' з. д.
800 * 0,19
0,28
0,16
0,13
4,4 0,19 Se: 0,088 Нет Э
Западная часть Южной Атлантики
V-18-15 22 янв. 1962 10°10' ю. ш.
33°47' з. д.
Поверхн. 37,023 0,12
0,15
0,068 1,4 * * Да ПП
V-18-16 4 февр. 1962 18°19' ю. ш.
29°58' з. д.
Поверхн. 37,240 0,18 0,070 0,92 * * Да ПП
V-18-17 4 февр. 1962 18°33' с. ш.
29°57' з. д.
100 36,568 * 0,10
0,10
4,1
5,0
* * Да БП
V-18-18 4 февр. 1962 18°33' с. ш.
29°57' з. д.
300 34,933 0,14
0,12
0,21
0,22
1,2
1,8
* * Да БП
VII I 4 июля 1961 19°57' ю. ш.
34°03' з. д.
330 * 0,18
0,24
0,24
0,11
0,13
1,3
1,4
* * Да Э
VII H 4 июля 1961 19°57' ю. ш.
34°03' з. д.
500 * 0,16
0,23
0,15
0,18
4,3
2,5
* * Да Э
VII G 4 июля 1961 19°57' ю. ш.
34°03' з. д.
2000 * 0,18
0,11
0,18 3,3 * * Да Э
VII F 4 июля 1961 19°57' ю. ш.
34°03' з. д.
4000 * 0,11
0,15
0,42 6,7 1,1 * Да Э
VII E 3 июля 1961 21°49' ю. ш.
35°43' з. д.
10 * 0,35
0,26
0,10
0,12
3,6
3,0
0,30 Se: 0,080 Да Э
VII D 3 июля 1961 21°49' ю. ш.
35°43' з. д.
100 * 0,12
0,14
0,17
0,10
0,13
1,3
1,9
0,19 Se: 0,070 Да Э
VII C 3 июля 1961 21°49' ю. ш.
35°43' з. д.
200 * 0,16 0,12 1,8 * * Да Э
VII B 3 июля 1961 21°49' ю. ш.
35°43' з. д.
800 * 0,25
0,25
0,25
0,26
8,8
8,1
* * Да Э
V-18-19 5 февр. 1962 30°18' ю. ш.
36°11' з. д.
Поверхн. 36,181 0,13
0,20
0,16
0,14
2,06
2,95
* * Да ПП
VII A 28 июня 1961 33°09' ю. ш.
49°52' з. д.
950 34,249 0,28
0,31
0,46
0,50
0,59
18,7
10,9
* * Да Э
V-18-20 5 февр. 1962 36°35' ю. ш.
50°42' з. д.
4150 34,539 0,16 0,77 16,6 * Au: 0,0036 Да БП
Восточная часть Южной Атлантики
VII K 12 июля 1961 1°34' ю. ш.
19°11' в. д.
100 * 0,14
0,12
0,15 5,2 * * Да Э
VII J 12 июля 1961 1°34' ю. ш.
19°11' в. д.
200 * 0,17
0,15
* * * * Да Э
V-18-23 28 мая 1962 32°27' ю. ш.
11°27' в. д.
Поверхн. 35,678 0,42
0,42
0,26
0,17
7,7
13,8
* * Да ПП
V-18-22 28 мая 1962 32°27' ю. ш.
11°27' в. д.
300 34,701 0,95
1,3
0,26
0,26
22,8
11,2
* * Да БП
V-18-21 28 мая 1962 32°27' ю. ш.
11°27' в. д.
1000 34,551 1,85
0,87
0,37 43,8 * * Да БП
Индийский океан
V-18-24 22 июля 1962 24°57' ю. ш.
79°33' в. д.
Поверхн. 35,464 0,47
0,60
0,17
0,20
4,7
4,8
0,30
0,32
* Да ПП
V-18-25 14 июля 1962 25°68' ю. ш.
81°31' в. д.
3030 35,032 1,6
1,3
0,39
0,33
10,3
8,5
* * Да БП
V-18-27 19 июля 1962 25°29' ю. ш.
85°09' в. д.
200 35,677 0,20
0,20
0,55
0,53
4,7
3,8
* Au: 0,0045
Au: 0,0040
Да БП
V-18-26 19 июля 1962 25°29' ю. ш.
85°09' в. д.
4350 35,827 0,52
0,44
0,12
0,15
2,4
2,2
* Au: 0,012 Да БП
V-18-28 22 июля 1962 25°48' ю. ш.
89°27' в. д.
910 34,466 0,62
0,96
>1,7 >1,6 * * Да БП
V-18-29 22 июля 1962 25°41' ю. ш.
101°56' в. д.
Поверхн. 35,885 0,96 4,1 5,0 * Au: 0,013 Да ПП
V-18-31 22 июля 1962 25°41' ю. ш.
101°56' в. д.
1200 34,637 0,88
0,58
2,9
2,2
9,2
11,8
0,29
0,54
* Да БП
V-18-30 22 июля 1962 25°41' ю. ш.
101°56' в. д.
4600 35,015 0,33 0,26 4,7 * Au: 0,011 Да БП
Центральная часть Тихого океана
V-18-32 10 окт. 1962 16°09' ю. ш.
151°31' з. д.
Поверхн. 36,384 0,19
0,22
0,25
0,22
30,5
26,9
0,18 * Да ПП
V-18-34 10 окт. 1962 8°00' ю. ш.
133°50' з. д.
250 35,292 0,25
0,41
1,5
2,6
14,9
18,7
0,43
0,62
* Да БП
V-18-33 10 окт. 1962 8°00' ю. ш.
133°50' з. д.
1000 35,475 0,24 0,50 34,4 0,21 * Да БП
V-18-35 10 окт. 1962 8°00' ю. ш.
133°50' з. д.
4350 34,657 0,46
0,56
0,35 9,2 0,50
0,38
* Да БП
V-18-36 16 окт. 1962 7°20' ю. ш.
151°03' з. д.
2530 34,628 0,47
0,39
0,57
0,57
10,0
13,8
0,93
1,5
* Да БП
Восточная часть Тихого океана
II E 22 февр. 1961 3°32' ю. ш.
81°11' з. д.
14 33,529 0,15
0,25
0,082
0,050
10,5 0,27 Se: 0,080 Да Э
II D 22 февр. 1961 3°32' ю. ш.
81°11' з. д.
200 * 0,15
0,12
0,12
0,13
0,066
0,079
3,2
4,8
0,28 Se: 0,065 Да Э
II C 22 февр. 1961 3°32' ю. ш.
81°11' з. д.
400 34,846 0,19
0,36
0,11
0,16
1,8
4,5
0,38 Se: 0,12 Да Э
II B 22 февр. 1961 3°32' ю. ш.
81°11' з. д.
600 34,670 0,17
0,16
0,070
0,081
0,077
5,1
6,8
* * Да Э
II A 22 февр. 1961 3°32' ю. ш.
81°11' з. д.
800 34,648 0,13
0,23
0,25
0,15
0,12
0,14
6,4
5,6
* * Да Э
II F 2 марта 1961 16°01' ю. ш.
82°35' з. д.
<100 35,506 0,64
0,38
0,46
0,64
0,70
0,83
1,0
0,96
13,0
22,0
1,75 Se: 0,11 Да Э
II H 2 марта 1961 16°01' ю. ш.
82°35' з. д.
1000 34,595 0,18
0,21
0,16
0,12
0,13
0,12
2,4 0,16 Se: 0,084 Да Э
II G 2 февр. 1961 16°01' ю. ш.
82°35' з. д.
1300 * 0,18
0,17
0,06
0,11
2,9 0,21 Se: 0,061 Да Э
II J 6 марта 1961 28°41' ю. ш.
75°45' з. д.
14 34,622 0,14
0,22
0,14
0,18
0,18
2,1
1,0
* * Да Э
II I 6 марта 1961 28°41' ю. ш.
75°45' з. д.
400 34,598 0,25
0,25
0,14 1,6 * * Да Э
Антарктида
III A 22 марта 1961 40°32' ю. ш.
75°08' з. д.
14 * 0,94 0,11 5,9 0,26 Se: 0,052 Да Э
III H 27 марта 1961 49°25' ю. ш.
78°46' з. д.
14 * 0,12 0,044 1,6 0,25 * Да Э
III F 27 марта 1961 49°19' ю. ш.
78°44' з. д.
400 34,285 0,18 0,055 8,3 0,26 * Да Э
III E 27 марта 1961 49°19' ю. ш.
78°44' з. д.
600 * 0,28
0,40
0,097
0,13
3,9
3,7
0,23
0,23
* Да Э
III C 26 марта 1961 49°25' ю. ш.
78°45' з. д.
1000 * 0,36 * * 0,18 * Да Э
III B 25 марта 1961 49°25' ю. ш.
78°46' з. д.
1300 * 0,57
0,63
0,12
0,11
1,4 0,19
0,28
* Да Э

* (Э - батометр с эпоксидным покрытием; БП - батометр без специального покрытия; ПП - помпа, отбирающая воду с поверхности; П - неопреновый контейнер с поливинилхлоридной арматурой.)

Для проверки правильности использования стронция в качестве внутреннего регистратора потока были выполнены дублированные определения: 12 - серебра и 11 - кобальта, причем в каждом случае определение проводилось как с внешним, так и с внутренним регистраторами. Результаты этих определений сведены для сравнения в табл. 6, в которой нельзя усмотреть сколь-либо значительных различий между средними значениями или вариацией в параллельных определениях элементов.

Таблица 6. Сопоставление методов с внешним и внутренним регистраторами потока для определения серебра и кобальта
№ пробы Серебро, мкг/л Кобальт, мкг/л
внешний внутренний внешний внутренний
II B * * 0,070 0,079
II D 0,130 0,133 0,066 0,079
II F 0,640 0,550 1,02 0,825
II G 0,178 0,168 0,060 0,107
II H 0,180 0,185 0,130 0,121
VII A 0,280 0,305 0,460 0,545
VII L 0,190 0,280 0,164 0,125
VII M 0,200 0,165 0,135 0,113
VII N 0,300 0,630 0,135 0,131
VIII A 0,450 0,670 0,110 0,176
VIII F 0,100 0,080 * *
VIII G 0,130 0,125 * *
VIII L 0,230 0,158 0,110 0,110
Средняя разность, % -4,47 -4,3
Стандартная ошибка среднего, % 8,6 9,5
Коэффициент вариации, %:
на основе параллельных определений
18,75 (φ=12) 20,4 (φ=11)
при использовании обоих методов
на основе параллельных определений
при использовании лишь интегрального
регистратора φ = степени свободы
21,1 (φ=54) 18,2 (φ=74)

Для проверки соответствия подготовительных методов сплавления и растворения применительно к морской воде обоими методами были выполнены параллельные определения: 10 - серебра и 10 - кобальта. Для сравнения результаты приведены в табл. 7; из этой таблицы следует, что между средними величинами концентрации и коэффициентами вариации при определении двух данных элементов нет значительной разницы.

Таблица 7. Сопоставление методов равновесного сплавления и растворения для определения серебра и кобальта
№ пробы Серебро, мкг/л Кобальт, мкг/л
растворение плавление растворение плавление
I K 0,260 0,215 0,094 0,084
II B 0,157 0,173 0,077 0,081
II D 0,133 0,116 * *
II F 0,550 0,376 0,825 0,395
II J 0,135 0,215 0,157 0,180
III E 0,284 0,396 0,097 0,129
VII D 0,156 0,118 0,100 0,132
VII E 0,259 0,345 0,116 0,104
VII N 0,630 0,455 0,128 0,131
VIII G 0,125 0,118 0,142 0,120
VIII J * * 0,156 0,132
Средняя разность, % +1,9 +3,72
Стандартная ошибка среднего, % 9,3 5,1
Коэффициент вариации, %:
на основе параллельных определений
19,8 (φ=10) 16,0 (φ=10)
при использовании обоих методов
на основе лишь метода растворения
21,1 (φ=60) 16,5 (φ=58)
на основе лишь метода плавления
φ = степени свободы
20,2 (φ=6) 18,9 (φ=6)

Проведенные эксперименты показывают, что полученные результаты, в сущности, не зависят от главных аналитических переменных, поскольку приведенные в табл. 8 общие оценки точности подсчитаны по всем повторным определениям независимо от применявшегося аналитического метода.

Таблица 8. Точность определений, рассчитанная на основе повторных анализов*
Элемент Всего
анализов
Число анализов Коэффициент вариации,
вычисленный на основе
повторных анализов, %
единичных повторных
Ag 103 26 77 23,1
Au 12 9 3 13
Co 107 31 76 17,6
Ni 105 41 64 21,2
Sb 52 26 26 20,4
Se 28 20 8 13,0

* (Результаты для Rb, Cs, Ba приведены в других работах (Bolter, Turekian, Schutz, 1964).)

Труднее оценить погрешность полученных результатов. Так, вопрос об адсорбции при хранении в емкостях из стекла пирекс частично решен для Со, Cs, Ag, Zn, Cr, Sb, Se (табл. 1). Известно, что гафний, тантал и скандий быстро адсорбируются большинством поверхностей. Однако нет никакой уверенности в том, что количества этих элементов, которые могли быть потеряны вследствие адсорбции за разумно определенный период времени, не были потеряны еще раньше in situ в результате их адсорбции из морской воды глинистыми и другими частицами. Если все сказанное справедливо, то нижние пределы, указанные в табл. 9, можно считать реальными. Определения циркония оказались неудачными из-за побочного, мешающего влияния Zr95, который образуется при расщеплении урана вследствие облучения его нейтронами. Высокое содержание ртути, несомненно, обусловлено загрязнением в лаборатории, и поэтому оно не имеет серьезного значения. Величины содержаний хрома, железа и цинка, установленные в глубоководных пробах, оказались столь значительными по сравнению с концентрациями, определенными другими исследователями, что возникают подозрения о загрязнении проб либо во время их отбора, либо в результате алюминиевого излучения контейнера. Высокие содержания урана в настоящее время покрыты тайной (Schutz, 1964, в работе обсуждаются вопросы загрязнения и ряд других проблем, не приведенных здесь).

На погрешность результатов оказывают влияние два фактора, связанные с методикой отбора проб.

Как отмечалось выше (см. табл. 5), часть проб морской воды фильтровалась через микропористые фильтры, часть - не фильтровалась. В среднем число нефильтрованных проб относительно меньше, чем фильтрованных. Сопоставление их показывает, что при фильтровании не происходит значительных потерь рассматриваемых элементов. Или, говоря точнее, потери эти настолько незначительны, что они не превосходят наблюдаемых региональных различий. Можно также допустить возможность загрязнения в процессе фильтрования, однако это маловероятно. Ряд проб из Карибского моря, за небольшим исключением, были полностью отфильтрованы. В таких пробах обычно отмечались низкие концентрации кобальта, никеля и серебра, что указывало на крайне слабое, "холостое" влияние процессов фильтрования.

Ко второму фактору, влияние которого могло сказываться на точности результатов, относится тип применявшегося пробоотборного устройства. Для того чтобы предотвратить загрязнение пробы рассеянными элементами, был создан батометр с эпоксидным покрытием. Подобные предосторожности могут навести на мысль, что применение оцинкованных батометров без специального покрытия, равно как и незащищенных от воздействия морской воды, поможет привести к значительному увеличению содержаний рассеянных элементов в пробах. Однако данные, приведенные в табл. 5, показывают, что пробы, взятые при помощи каждого из этих трех устройств, характеризуются полным набором величин концентраций от низких через промежуточные к высоким. Подобные соотношения свидетельствуют, что если загрязнение и существует, то оно не является простой функцией от типа используемого пробоотборного устройства.

Описание полученных данных и сопоставление их с результатами предыдущих исследований

В основу краткого описания схемы регионального распределения золота, селена, сурьмы, серебра, кобальта и никеля, а также их соотношений с водными массами положено значительное число определений этих элементов. Местонахождения взятых проб показаны на рис. 3, исключение составляют несколько станций в центральной части Тихого и Индийского океанов.

Рис. 3. Схематическая карта расположения точек отбора проб и профилей.
Рис. 3. Схематическая карта расположения точек отбора проб и профилей.

Данные предыдущих исследований, посвященных золоту и серебру, если не считать работ Хабера (Haber, 1927, 1928), являются недостаточными для сопоставления их с региональными вариациями. Однако сравнение общих уровней концентрации, полученных в результате настоящих и предыдущих исследований, заслуживает внимания при оценке надежности всех имеющихся данных о рассеянных элементах.

Таблица 9. Сопоставление полученных результатов с данными предшествующих исследований
Данная работа Местонахождение Предшествующие исследования
местонахождение среднее, мкг/л
(интервал)
концентрация, мкг/л источник
Сурьма
Океан
0,33 (0,18-1,1) Гуллмар-фьорд, мелководье <0,5 15
Пролив Лонг-Айленд 0,43 (0,33-0,53) * * *
Кобальт
Океан
0,27 (0,035-4,1) Тихий океан, близ Сан-Франциско 0,038 20
Пролив Лонг-Айленд 0,048 (0,030-0,060) Гуллмар-фьорд, мелководье 0,1 15
* * Прибрежные воды Великобритании <0,3 1
* * Архипелаг Сан-Жуан и залив
Пьюджет-Саунд
0,23-0,32 18
* * Морская зона пляжа Сирахамы
(Япония)
0,38-0,67 9
* * Тихий океан 0,50 10
* * Континентальный шельф близ
п-ова Новая Шотландия
0,33-60 21
Золото
Океан
0,011 (0,004-0,027) Атлантический океан 0,004 7
* * Гуллмар-фьорд, мелководье 0,008 15
* * Адриатическое море 0,02 17
* * Средиземное море 0,4 17
* * Область Иберийского
побережья Атлантики
2 17
* * Тихий океан, близ Сан-Франциско 0,068 19
* * Залив Пьюджет-Саунд и др. 0,1-0,2 2
* * Прибрежные, прибойные воды
Тихого океана, прибрежные
воды Великобритании
и воды Атлантики
0,010-0,506 8
* * Фрайди-Харбор, Копалис-Бич
и залив Мутиней (Вашингтон)
0-46 16
Никель
Океан
5,4 (0,43-43) Северное море, Гельголанд 0,1-0,25 3
* * Атлантический океан 0,13-0,37 4
Пролив Лонг-Айленд 2,1 (1,3-3,4) Тихий океан, близ Сан-Диего
(Калифорния)
0,29 4
* * Гуллмар-фьорд, мелководье 0,5 15
* * Тихий океан, близ Сирахамы
(Япония)
0,7-0,8 9
* * Архипелаг Сан-Жуан и залив
Пьюджет-Саунд
1,4-2,7 12
* * Тихий океан
(46°16' с.ш., 127°04' з. д.),
0-200 м
2,0-3,2 12
* * Баренцево море,
близ залива Яарниш
3,4 14
* * Черное море, 1700 м 4,5 14
* * Черное море, Карадаг,
биологическая станция
5,1 14
* * Черное море, Севастопольская бухта 7,7 14
* * Прибрежные воды Великобритании 1,5-6 1
Селен
Океан
0,090 (0,052-0,12) Северное море, Гельголанд 3,3-4,4 6
* * Прибрежные воды Японии 4-6 9, 11
Пролив Лонг-Айленд 0,11 (0,10-0,12) * * *
Серебро
Океан
0,29 (0,055-1,5) Атлантический океан 0,3 7
* * Гуллмар-фьорд, мелководье 0,15 15
Пролив Лонг-Айленд (0,35-19,6) Прибрежные воды Великобритании 0,4-2,9 1
* * Тихий океан, близ Сан-Франциско 0,145 13
Скандий <0,004
(ниже определяемого
предела)
* * *
Гафний <0,008
(ниже определяемого
предела)
Ранее не сообщалось * *
Тантал <0,0025
(ниже определяемого
предела)
Ранее не сообщалось * *

Все величины концентраций в данной работе рассчитывались при допущении концентрации Sr=8,1 мг/л при содержании Сl = 19‰.

Результаты определений Cr, Fe, Hg, U, Zn указывают на загрязненность пробы (Schutz, 1964, приложение В).

Источник Применявшийся метод
1. Black, Mitchell, 1952 Спектрографический
2. Caldwell, 1938 Предварительное концентрирование, пробирный анализ
3. Ernst, Hormann, 1936 Спектрографический
4. Fabricand et al., 1962 Атомная абсорбционная спектроскопия необработанной воды
5. Goldschmidt, 1937 Не указан
6. Goldschmidt, Strock, 1935 Предварительное концентрирование, затем перегонка
7. Haber, 1927, 1928 Предварительное концентрирование, пробирный анализ,
микрографический
8. Hummel, 1957 Нейтронная активация необработанной воды
9. Ishibashi, 1953 Предварительное концентрирование, колориметрический
10. Ishibashi et al., 1951 Предварительное концентрирование, колориметрический
11. Ishibashi et al., 1953 Предварительное концентрирование, колориметрический
12. Laevastu, Thompson, 1956 Предварительное концентрирование, колориметрический
13. Lai, Weiss, 1962 Органическое соосаждение, колориметрический
с контролем радиоактивными изотопами
14. Малюга, 1945, приводится
по Laevastu, Thompson, 1955
*
15. I. Noddack, W. Noddack, 1940 Предварительное концентрирование, спектрографический
16. Putnam, 1953 Электролиз
17. Stark, 1943, приводится
по Laevastu, Thompson, 1955
Пробирный анализ, микрографический
18. Thompson, Laevastu, 1960 Предварительное концентрирование, колориметрический
19. Weiss, Lai, 1963 Органическое соосаждение, колориметрический
с контролем радиоактивными изотопами
20. Weiss, Reed, 1960 Органическое соосаждение, колориметрический
с контролем радиоактивными изотопами
21. Young, Smith, 1959 Эмиссионная спектрография
на 20 г аликвотной части сухого остатка

В табл. 9 сведены средние величины и крайние значения концентраций элементов, определявшихся авторами в пробах морской воды из Атлантического, Тихого и Индийского океанов, а также в прибрежных водах пролива Лонг-Айленд. Для сравнения в таблице приведены также данные других исследователей, в порядке возрастающих величин. Табл. 10 содержит региональные средние из полученных данных.

Таблица 10. Региональные средние концентрации рассеянных элементов (в мкг/л)
Область Ag Co Ni Sb Se Au
Карибское море 0,25 0,078 2,1 0,26 0,11 *
Мексиканский залив 0,16 0,84 2,0 0,46 * *
Лабрадорское море 0,13 0,16 4,9 * * *
Сев.-зап. Атлантика 0,19 0,21
0,15(1)*
3,5 0,24 0,096 0,021
Сев.-вост. Атлантика 0,25 0,13 3,1 0,21 0,088 0,0056
Юго-зап. Атлантика 0,18 0,22
0,16(2)
4,8 0,53
0,25(1)
0,075 0,0036
Юго-вост. Атлантика 0,64 0,25 19,2 * * *
Индийский океан 0,69 1,4 5,4 0,37 * 0,010
Центральная часть Тихого океана 0,34 0,75 20 0,51 3 3
Восточная часть Тихого океана 0,23 0,18
0,11(1)
5,5 0,51
0,26(1)
0,087 *
Антарктический бассейн 0,42 0,088 4,2 0,24 0,052 *

* (Цифра, заключенная в скобках, означает число величин, исключенных при расчете средней. В тех случаях, когда среди относительно более низких значений концентраций встречается одна большая величина, исключение этой аномальной цифры может дать более представительную среднюю.)

Важно подчеркнуть, что приводимые в настоящей работе величины концентраций отражают общее, валовое содержание данного элемента в анализируемой пробе морской воды (вопрос о фильтровании рассматривался выше). Применявшийся нами метод свободен от ошибок, которые могли бы быть вследствие наличия нереакционноспособных или комплексных разностей, которые не экстрагируются комплексообразующими реагентами, использовавшимися в ряде предшествующих методов.

Золото. Среднее из 12 определений золота (0,011 мкг/л) находится в пределах интервала величин, установленных Хабером (Haber, 1927, 1928), однако имеющихся данных недостаточно, чтобы провести намеченные им региональные различия. Хабер (Haber, 1928) показал, что в четырех пробах содержание золота после центрифугирования уменьшилось на 65%. На этом основании он считает, что золото ассоциирует с веществом, присутствующим в морской воде в виде частичек. Подобные представления привели к ошибочным результатам. Однако точность выполненных Хабером определений четырех центрифугированных проб не превосходила точности определения исходной воды. Таким образом, ассоциация золота с веществом частиц не обусловлена аналитическими вариациями применявшегося этим исследователем метода.

Установленная нашими исследованиями средняя концентрация близка к минимальному значению (0,010 мкг/л), определенному Хаммелем (Hummel, 1957), который показал, что концентрации золота характеризуются тенденцией к убыванию в направлении от берега к открытому морю. Этот автор разделяет вывод Хабера о связи золота с веществом, находящимся в виде частиц. Средний коэффициент вариации для повторных анализов нефильтрованной воды, взятой на 12 станциях, согласно Хаммелю, составляет 40%; по Хаберу - этот коэффициент-100%, а из полученных нами данных - 13% (табл. 8).

Вейсс и Лэ (Weiss, Lai, 1963) определяли концентрацию золота в пробах, взятых на одной станции в Тихом океане, в 40 милях к западу от Сан-Франциско, с точностью 4,4%. Полученная ими величина (0,068 мкг/л) превосходит все сделанные нами определения этого элемента.

Селен. На основании 23 определений селена в водах восточной части Тихого океана, Атлантики и Карибского моря средняя его концентрация равна 0,090 мкг/л, при небольших отклонениях от одного участка к другому (табл. 10). Эта величина является весьма низкой по сравнению с содержаниями селена в пробе воды из Северного моря - 3,8 мкг/л (Goldschmidt, Stock, 1935) и прибрежных водах Японии -4 - 6 мкг/л (Ishibashi et al., 1953; Ishibashi, 1953). Последняя цифра вызывает подозрения, поскольку поправка на холостой опыт рассчитывалась при условии добавления 200 мг железа и 10 мг мышьяка, тогда как при анализе морской воды использовались 700 мг железа и 25 мг мышьяка. Если лишь половина наименьших определяемых количеств селена (50 мкг, как показано в статье) присутствует в холостом опыте, то определенные в образце 88,0 мкг могут быть отнесены за счет одного лишь холостого реагента. Результаты экспериментов с мечеными атомами, как отмечалось выше, свидетельствуют о том, что полученные в данной работе низкие величины концентраций, по всей вероятности, не являются ошибочными, что можно было бы допустить либо из-за адсорбционных потерь, либо из-за отсутствия равновесия между облученной солью и селеновым носителем.

Концентрации селена в воде пролива Лонг-Айленд (0,11 мкг/л) лишь незначительно превышают содержание этого элемента в Атлантическом океане, обменивающегося водой с этим проливом.

Сурьма. И. Ноддак и В. Ноддак (I. Noddack, W. Noddack, 1940) определили, что содержание сурьмы в водах Гуллмар-фьорда составляет примерно <0,5 мкг/л. Других определений сурьмы в морской воде, по всей очевидности, не производилось. Средняя концентрация сурьмы из всех полученных в настоящем исследовании определений (0,33 мкг/л) мало отличается от различных региональных средних (табл. 10). Исключения из относительно однообразного распределения сурьмы представляют высокие величины концентраций этого элемента в Мексиканском заливе (V-18-50, рис. 11), в юго-западной Атлантике (VII F) и в Индийском океане (V-18-31). В ряде проб из Тихого океана (V-18-34, 35, 36 и II F) отмечены концентрации, значительно превышающие средние. Это указывает на то, что относительно повышенные концентрации сурьмы примечательны для юго-восточной Атлантики, Индийского и центральной части Тихого океанов, подобная картина характерна и для серебра, кобальта и никеля (см. ниже). Если эти положения справедливы, то средняя величина концентрации сурьмы для всего океана может быть выше средней, выведенной из настоящих анализов.

Рис. 13. Содержание рассеянных элементов в Карибском море и Мексиканском заливе. Сурьма.
Рис. 13. Содержание рассеянных элементов в Карибском море и Мексиканском заливе. Сурьма.

Несмотря на то, что между сурьмой и кобальтом не существует ясной линейной корреляции, тем не менее, все пробы с необычайно высокими содержаниями сурьмы отличаются также и повышенными концентрациями кобальта. Исключение составляет лишь один случай, когда чрезвычайно высокой концентрации кобальта (V-18-5) не соответствует высокое содержание сурьмы.

Рис. 4. Содержание рассеянных элементов в западной части Атлантического океана. Серебро.
Рис. 4. Содержание рассеянных элементов в западной части Атлантического океана. Серебро.

Серебро. Средняя из всех приведенных здесь анализов (0,29 мкг/л) близка к величине, определенной Хабером (Haber, 1927) для большого числа проб воды Атлантического океана (0,3 мкг/л), а также укладывается в те пределы колебаний концентраций этого элемента, которые отмечались рядом авторов (Lai, Weiss, 1962; I. Noddack, W. Noddack, 1940; Black, Mitchell, 1952). Следует отметить, что установленная Хабером картина распределения серебра на согласуется с данными настоящей работы (см. рис. 4 и 7). Хабер показывает, что наивысшие значения приурочены к поверхности, где содержания серебра в ряде случаев превышают 1 мкг/л, в то время как в глубоководных пробах они меняются в интервале весьма низких величин. Судя по данным Хабера, не существует закономерной связи ни с водными массами, ни с другими океанографическими факторами. Однако, как видно на рис. 4, в западной части Атлантического океана систематические изменения концентраций серебра весьма незначительны. В восточной же части Атлантики установлены относительно высокие величины серебра в пробах (VII N, О и VIII А-С, рис. 7), отобранных в открытом море близ западного побережья Северной Африки. Еще более высокие концентрации определены в пробах (V-18-21,22, 23, рис. 7), характеризующих воды океана близ западного берега Южной Африки. Оба рассмотренных участка принадлежат к областям выхода на поверхность глубинных вод, характеризующихся высоким содержанием фосфата и высокой органической продуктивностью (Harvey, 1955). Кроме того, корреляция содержаний серебра с этими факторами указывает на связь этого элемента с органическими компонентами.

 Рис. 7. Содержание рассеянных элементов в восточной части Атлантического океана. Серебро.
Рис. 7. Содержание рассеянных элементов в восточной части Атлантического океана. Серебро.

Различия между концентрациями серебра соответственно к западу и востоку от Срединно-Атлантического хребта отчетливо подчеркиваются частотной гистограммой (см. рис. 10). Для обоих регионов наиболее часто встречающиеся концентрации серебра меняются в пределах 0,16-0,25 мкг/л; однако к востоку от этого хребта примерно в одной трети образцов величины содержаний этого элемента превышают 0,40 мкг/л, в то время как к западу от этого хребта ни в одной из проб не обнаружено более высоких значений. Среднее содержание серебра к востоку от хребта примерно вдвое выше концентраций Ag в пробах, отобранных в относительно более западных областях. В среднем эта разница является значительной при 95%-ном уровне достоверности, подсчитанном по методу проверки суммы рангов (Dixon, Massey, 1957, p. 289).

Рис. 10. Распределение частот концентраций серебра в восточной и западной частях Атлантического океана. N - число анализированных проб; Ау - среднее содержание в мкг/л.
Рис. 10. Распределение частот концентраций серебра в восточной и западной частях Атлантического океана. N - число анализированных проб; Ау - среднее содержание в мкг/л.

Весьма велико содержание серебра в водах Индийского океана (см. рис. 14, табл. 10). Самое высокое значение концентрации (1,5 мкг/л в пробе V-18-25) обнаружено на глубине 3000 м. Однако три других высоких значения связаны с водами, поступающими в Индийский океан с юго-востока. Из этих трех проб наивысшая концентрация определена в поверхностной воде (V-18-29), тогда как две другие характеризуют воды, проходящие с северо-запада к западу-северо-западу вдоль поверхности 27,200σt* (Rochford, 1958). Несколько более низкие величины (V-18-24, 27) установлены к северо-западу от зоны тропической конвергенции. Приблизительно подобная картина распределения наблюдается и для кобальта; однако ни один из рассматриваемых элементов не охарактеризован достаточным числом анализов, на основании которых можно было бы выяснить причину наблюдаемых вариаций.

* (σt - условная плотность морской воды при температуре t. - Прим. перев.)

Рис. 14. Содержание рассеянных элементов в Индийском океане. Серебро.
Рис. 14. Содержание рассеянных элементов в Индийском океане. Серебро.

Пять определений, сделанных для вод Тихого океана, указывают на слабое увеличение концентраций серебра с глубиной в центральной части этого бассейна (см. рис. 21). И хотя подобная тенденция не была установлена в самой северной станции восточного Тихоокеанского профиля (см. рис. 16), однако относительно высокие значения содержаний наблюдались в водах антарктического происхождения в самой южной станции, расположенной в открытом море, близ западного побережья Чили. Это район восходящих течений, с высоким содержанием питательных веществ и большой органической продуктивностью. Эти особенности сближают его с двумя другими районами высоких концентраций серебра, которые, как уже отмечалось, находятся близ западного побережья Африки.

Рис. 16. Содержание рассеянных элементов в восточной части Тихого океана. Серебро.
Рис. 16. Содержание рассеянных элементов в восточной части Тихого океана. Серебро.

Показанная на рис. 18 схема распределения серебра в проливе Лонг-Айленд соответствует общей картине циркуляции, описанной Райли (Riley, 1956). Воды с низкой соленостью, очевидно, заражаются серебром, выносимым реками штата Коннектикут с северного берега залива. При этом происходит образование кругового течения, направленного против часовой стрелки в западном конце пролива. Этим можно объяснить промежуточные величины концентраций близ южного берега. Рассматриваемые воды рассеиваются на поверхности, частично перемешиваются, при этом происходит разбавление концентраций серебра. Затем эти воды выходят из залива на восток, замещаются морскими водами, проходящими ниже 10 м, в которых концентрация серебра близка к водам Северной Атлантики. Имеется лишь одна проба, которую трудно объяснить известной схемой циркуляции (донная вода, взятая на станции 5). Возможно, что высокая величина концентрации в этой пробе указывает на регенерацию при взаимодействии с донными осадками (Райли, личное сообщение). Однако прежде чем придавать этому факту какое-либо значение, необходимо получить повторное подтверждение этой величины концентрации.

Рис. 18. Содержание рассеянных элементов в проливе Лонг-Айленд.
Рис. 18. Содержание рассеянных элементов в проливе Лонг-Айленд.

Кобальт. Определенные в настоящей работе интервалы изменений концентраций кобальта не выходят за пределы ранее установленных различными авторами величин (Ishibashi, 1953; Ishibashi et al., 1951; Weiss, Reed, 1960; Thompson, Laevastu, 1960; Young, Smith, 1959). И хотя общее среднее содержание кобальта составляет 0,27 мкг/л, эта цифра не имеет серьезного значения в связи с значительными региональными изменениями концентраций этого элемента.

Рис. 5. Содержание рассеянных элементов в западной части Атлантического океана. Кобальт.
Рис. 5. Содержание рассеянных элементов в западной части Атлантического океана. Кобальт.

Самые низкие концентрации кобальта обнаружены в Карибском районе (см. рис. 11), где среднее содержание составляет 0,078 мкг/л. Резким контрастом таким низким концентрациям кобальта представляются две пробы воды из Мексиканского залива (V-18-50, 51) с весьма высокими содержаниями этого элемента. В тех же двух пробах определены также высокие значения сурьмы, как уже упоминалось выше, но серебро и никель не отличаются сколь-либо повышенными величинами концентраций.

Рис. 8. Содержание рассеянных элементов в восточной части Атлантического океана. Кобальт.
Рис. 8. Содержание рассеянных элементов в восточной части Атлантического океана. Кобальт.

В западной Атлантике содержания кобальта меняются от 0,10 до 0,15 мкг/л. Однако к северу от экватора было отобрано три пробы (рис. 5, пробы IX G, V-18-5, 6), выходящие по величинам концентраций кобальта за эти пределы. Такие высокие значения пока еще слишком немногочисленны, чтобы, основываясь на них, можно было бы строить какие-либо схемы распределения. Важно лишь подчеркнуть, что повышенные концентрации сопровождаются высокими содержаниями никеля. Сопоставление величин кобальта и никеля в этих пробах с некоторыми определениями вод Северной Атлантики, независимо проводившимися Гудзоновскими лабораториями Колумбийского университета, рассматриваются ниже при описании никеля. К югу от экватора все относительно высокие величины никеля ассоциируют с водами антарктического происхождения (см. рис. 5), к северу наблюдается тенденция к уменьшению концентраций.

Рис. 11. Содержание рассеянных элементов в Карибском море и Мексиканском заливе. Кобальт.
Рис. 11. Содержание рассеянных элементов в Карибском море и Мексиканском заливе. Кобальт.

В восточной Атлантике концентрации кобальта меняются примерно в тех же пределах, что и в западной части океана. Исключение составляют не столь высокие величины, связанные с антарктической промежуточной водой. Кроме того, к северу от экватора также не установлено никаких исключительно высоких концентраций. Для кобальта (как и для никеля; см. рис. 9) намечается общая тенденция увеличения содержаний с глубиной и в южном направлении. Однако для уверенного доказательства подобного характера изменений следует отобрать большее число глубоководных проб.

Рис. 15. Содержание рассеянных элементов в Индийском океане. Кобальт.
Рис. 15. Содержание рассеянных элементов в Индийском океане. Кобальт.

Наиболее высокие концентрации кобальта при настоящих исследованиях были установлены в Индийском океане, о чем упоминалось при рассмотрении поведения серебра. Несколько высоких величин содержания кобальта было также определено в центральной части Тихого океана (табл. 5), однако, если судить по распределению этого элемента, восточная часть Тихого океана в значительной мере схожа с Карибским морем и с Северной Атлантикой (рис. 17). В восточной части Тихого океана распределение кобальта качественно близко к описанным выше изменениям концентраций серебра, однако в общем наблюдаемые изменения выражены не столь отчетливо.

Рис. 17. Содержание рассеянных элементов в восточной части Тихого океана. Кобальт.
Рис. 17. Содержание рассеянных элементов в восточной части Тихого океана. Кобальт.

Концентрации кобальта в проливе Лонг-Айленд (рис. 18) слабо отклоняются от средней величины 0,048 мкг/л, что несколько ниже минимальных значений, наблюдавшихся в открытом море.

Никель. Предыдущие определения никеля в морской воде (табл. 9) подразделяются на две категории. Ряд авторов (Ernst, Hermann, 1936; I. Noddack, W. Noddack, 1940; Fabricand et al., 1962) определил, что концентрация никеля в морской воде составляет величину порядка нескольких десятков микрограммов на литр; авторы настоящей статьи, а также некоторые другие исследователи (Малюга, 1945; Black, Mitchell, 1952; Laevastu, Thompson, 1955) определяют содержание этого элемента величиной порядка нескольких микрограммов на литр. В работе Ливасту и Томпсона (Laevastu, Thompson, 1956) показана несостоятельность величин, полученных Ишибаши (Ishibashi, 1953). Эти авторы обнаружили, что аммиак, вводимый при соосаждении с гидроокислами железа, связывает в промежуточные комплексы значительное количества никеля, что в результате дает заниженные величины. Опубликованные данные о константах устойчивости никель-аммонийных комплексов указывают, что при уровне концентрации порядка микрограммов на литр более 90% никеля присутствует в форме комплексных ионов. Последнее, очевидно, имело место в тех экспериментальных условиях, при которых работал Ишибаши. Если же определительская работа проводилась с более высокими концентрациями никеля, то применение метода соосаждения окислами железа дало бы известные из литературы результаты. Таким образом, этот метод не может быть применим к системе с морской водой. Подобные критические замечания относятся и к заниженным величинам никеля, определенным Эрнстом и Хёрманном (Ernst, Hermann, 1963), поскольку эти авторы применяли сульфид аммония в качестве осадителя.

Рис. 6. Содержание рассеянных элементов в западной части Атлантического океана. Никель.
Рис. 6. Содержание рассеянных элементов в западной части Атлантического океана. Никель.

Данные Фабриканда (Fabricand et al., 1962) примечательны своей однородностью и низкими величинами концентраций. Эти авторы определили, что содержания никеля меняются в интервале 0,13-0,37 мкг/л в одной пробе воды из Тихого океана, нескольких - из Атлантики и Карибского моря, причем в последнем случае пробы отбирались с глубин до 500 м. Нами были получены от доктора Фабриканда из Гудзоновских лабораторий 4 пробы (HL I a, b, с, HL II) для проведения активационного анализа. В табл. 5 приведены результаты определений в них серебра, кобальта, никеля и сурьмы.

Рис. 9. Содержание рассеянных элементов в восточной части Атлантического океана. Никель.
Рис. 9. Содержание рассеянных элементов в восточной части Атлантического океана. Никель.

Величины концентраций интересующих нас элементов в этих пробах относятся к числу самых низких значений, полученных для других карибских проб. Следует, однако, оговориться, что такое сопоставление не является непосредственным, поскольку станции отбора проб удалены одна от другой на значительные расстояния (см. рис. 3). Вуст (Wust, 1957, фиг. 2 и 4) показал, что картина циркуляции и океанографические условия, в которых находились станции Гудзоновских лабораторий, существенно отличались от тех условий, в которых отбирались пробы при проводившемся нами исследовании в Северной Атлантике. Наиболее тесное сопоставление может быть проведено для анализов вод, выполненных активационным методом и методом атомной адсорбционной спектроскопии. То есть это относится к пробам V-18-2, 3, 4 настоящего исследования и к определениям никеля с глубин 130 и 300 м, взятым на станциях между меридианами 31°47' и 65°11' з. д. Фабрикандом (Fabricand et al., 1962). Если, согласно этим авторам, концентрации никеля соответственно составляют 0,16 и 0,24 мкг/л, то результаты активационного анализа относительно выше: 1,3 мкг/л для поверхностной пробы и 5,7 и 1,9 мкг/л для проб, взятых с глубин в несколько сотен метров. В настоящее время довольно трудно объяснить имеющиеся различия между этими определениями. Необходимо продолжить работы, чтобы решить, отражают ли эти различия действительное положение, либо они связаны с иным способом отбора проб и хранения, либо это систематическая ошибка анализа.

Рис. 12. Содержание рассеянных элементов в Карибском море и Мексиканском заливе. Никель.
Рис. 12. Содержание рассеянных элементов в Карибском море и Мексиканском заливе. Никель.

В результате проведенных работ установлено, что в Карибском море существуют самые низкие концентрации никеля и кобальта. Однако в отличие от высоких содержаний кобальта в пробах вод Мексиканского залива величины содержания никеля там сравнительно невысокие. В водах западной Атлантики (см. рис. 6) картина распределения никеля довольно точно соответствует распределению кобальта. Несколько повышенными значениями отличаются глубоководные пробы (V-18-2, 3, 5, 6), а низкими концентрациями - пробы, отобранные Гудзоновскими лабораториями. В водах антарктического происхождения вновь наблюдались высокие содержания. И действительно, в одной из проб вод, отчетливо связанных с Антарктическим бассейном (V-15-21), концентрации никеля являются самыми высокими из полученных в этом исследовании. Можно считать, что между кобальтом и никелем существует качественная корреляция, но вариации не являются линейно-пропорциональными. Несмотря на изменчивость величин концентрации никеля в водах Индийского океана, они сравнительно невелики. Однако в центральной части Тихого океана отмечаются весьма высокие содержания никеля, а наблюдаемые вариации, очевидно, не имеют, систематического характера.

Другие элементы. Выше указывалось, что в имеющихся пробах морской воды было успешно проведено радиохимическое разделение, но при этом не были получены достаточные для измерений активности. И несмотря на то что цирконий удавалось обнаружить, активность этого элемента является результатом побочного расщепления урана. Были проведены определения рубидия, цезия, бария, результаты которых рассматриваются в других публикациях (Bolter, Turekian, Schutz, 1964). Выполнены также определения ртути, хрома, цинка, железа и урана, однако полученные слишком высокие величины указывают на возможное загрязнение пробы. Величины концентраций этих элементов и вопросы возможного внесения примесей в пробы рассматриваются в других статьях (Schutz, 1964).

Обобщенные результаты

Были разработаны методы нейтронного активационного анализа для определения содержания 18 малых элементов в морской воде. Однако в результате активационной интерференции, неадекватной чувствительности, которая связана либо с низкими концентрациями, либо с загрязнением пробы посторонними примесями, в морской воде уверенно определялись лишь 9 элементов. В других публикациях рассматриваются результаты определений рубидия, цезия и бария (Bolter, Turekian, Schutz, 1964). В настоящей работе изложены полученные данные для золота, селена, сурьмы, серебра, кобальта и никеля.

Полученные результаты для золота, серебра и кобальта согласуются с предыдущими определениями. Для сурьмы впервые были выполнены количественные определения в морской воде, которые соответствуют ранее установленному верхнему пределу содержаний этого элемента. Полученные концентрации селена значительно меньше величин, определенных предыдущими исследованиями. Опубликованные цифры для никеля подразделяются на две категории, различающиеся порядком величин концентраций. Полученные результаты в общем согласуются с относительно большими из ранее известных величин.

К сожалению, не было получено достаточное число анализов золота, чтобы можно было обсуждать региональные вариации этого элемента, относительным постоянством отличаются сурьма и селен, но возможно, что большее количество определений поможет вскрыть значительные региональные вариации обоих элементов, в частности сурьмы.

Концентрации серебра, кобальта и никеля характеризуются примечательными региональными изменениями. И хотя между этими элементами нет отчетливой линейной корреляции, тем не менее, в отдельных местах между ними существует качественная ассоциация. Для всех рассеянных элементов отмечается общая тенденция, согласно которой в Индийском океане и центральной части Тихого океана, а также в водах антарктического происхождения наблюдаются высокие их концентрации. В водах Южной Атлантики, движущихся в северном направлении, концентрации определявшихся рассеянных элементов значительно выше или нередко равны сравнительно с водами, проходящими в южном направлении.

Характер изменения концентраций рассматриваемых элементов, иногда связанных корреляционно, иногда независимых, указывает, что содержание каждого отдельного элемента является функцией локального процесса поступления и выноса, который может различаться и для элементов и для отдельных местонахождений.

В районах восходящих течений концентрации рассеянных элементов нередко бывают относительно высокими, что указывает на преобразование концентраций вследствие органической деятельности.

Несмотря на то что континентальные воды могут поставлять рассеянные элементы в океан, пример пролива Лонг-Айленд свидетельствует о действии механизмов удаления элементов в прибрежных условиях, вследствие чего их концентрации понижаются ниже уровня величин, характерных для вод открытого океана.

В свете приведенных сведений в следующем разделе работы обсуждаются вопросы, касающиеся механизма привноса и удаления элементов. С учетом океанографических и геохимических данных сделана попытка выделить основные факторы, контролирующие морской баланс рассеянных элементов.

предыдущая главасодержаниеследующая глава






Лабораторные бриллианты становятся популярнее

В Калининграде нашли янтарь весом более 3 кг

Муассанит: ярче бриллианта и крепче сапфира

На кувейтском острове нашли 3,6-тысячелетнюю ювелирную мастерскую

Сияющий опал: 10 удивительных фактов о самом красивом драгоценном минерале

Модный тренд 1950-х: ювелирные украшения, которые приклеивали к телу

Ювелирный этикет ношения колец: правила, которые необходимо соблюдать

Странные гигантские алмазы приоткрывают тайну состава Земли

Что хранится в королевской шкатулке?

Работу хабаровского ювелира приняли в постоянную экспозицию Эрмитажа

В Болгарии найден древний амулет из Китая



Rambler s Top100 Рейтинг@Mail.ru
© Карнаух Лидия Александровна, подборка материалов, оцифровка; Злыгостева Надежда Анатольевна, дизайн;
Злыгостев Алексей Сергеевич, разработка ПО 2008-2017
При копировании материалов проекта обязательно ставить ссылку на страницу источник: 'IzNedr.ru: Из недр Земли'