Результаты анализа морской воды

Точность и погрешность измерений

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.

^* (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.

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.

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.

^* (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.

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.

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).

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.

^* (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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.