Химические элементы в геохимических системах. Кларки почв селитебных ландшафтов

В. А. Алексеенко, А. В. Алексеенко

ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ 

В ГЕОХИМИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ.

КЛАРКИ ПОЧВ СЕЛИТЕБНЫХ 

ЛАНДШАФТОВ

Монография

Ростов-на-Дону

Издательство Южного федерального университета

2013

V. A. Alekseenko, A. V. Alekseenko

CHEMICAL ELEMENTS IN 
GEOCHEMICAL SYSTEMS. 

THE ABUNDANCES IN URBAN SOILS

Monography

Rostov-on-Don 

Publishing of Southern Federal University

2013

УДК 574
ББК 28.080.3
    А47

Рекомендовано к печати Ученым советом Научно-исследовательского 

института биологии и Научно-исследовательского института геохимии 

биосферы Южного Федерального университета 

Рецензенты:

доктор геолого-минералогических наук, профессор Национального 
исследовательского государственного университета В. П. Парначев 

(Россия, г. Томск);

доктора геолого-минералогических наук, профессора Забайкальского 

государственного университета В. С. Салихов, А. И. Трубачев 

(Россия, г. Чита);

доктор геолого-минералогических наук, профессор Г. А. Юргенсон, 

Институт природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН (Россия);

доктор геологических наук, профессор Донецкого национального 

университета В. И. Алехин (Украина, г. Донецк);

кандидат геолого-минералогических наук, доцент Казахского 
национального технического университета им. К. И. Сатпаева 

Н. Т. Кулкашев (Казахстан, г. Алматы)

Reviewers:

V. P. Parnachev (DSc, Professor, National Research Tomsk State University, 
Russia); V. S. Salikhov (DSc, Professor, Transbaikal State University, Chita, 
Russia), A. I. Trubachev (DSc, Professor, Transbaikal State University, Chita, 

Russia); G. A. Yurgenson (DSc, Professor, Institute of Natural Resources, 

Ecology and Cryology SB RAS, Chita, Russia); V. A. Alekhin (DSc, Professor, 
Donetsk National University, Donetsk, Ukraine); N. T. Kulkashev (DSc, Profes
sor, Satbayev Kazakh National Technical University, Almaty, Kazakhstan)

Алексеенко, В. А.

Химические элементы в геохимических системах. Кларки почв 

селитебных ландшафтов : монография / В. А. Алексеенко, 
А. В. Алексеенко. – Ростов н/Д : Издательство Южного федерального 
университета, 2013. – 388 с.

ISBN 978-5-9275-1095-5
Монография предназначена для широкой общественности, ученых и спе
циалистов в области геологии, геохимии, географии, почвоведения, экологии, геоэкологии, биологии и других специалистов в области наук о Земле 
и охраны окружающей среды.

УДК 574
ББК 28.080.3

© Алексеенко В. А., Алексеенко А. В., 2013
© Оформление. Макет. Издательство

Южного федерального университета, 2013

А47

ISBN 978-5-9275-1095-5



В книге приводятся общие сведения о геохимических системах, впервые обособленных А. Е. Ферсманом. Особое внимание 
уделено биокосным системам, выделение и изучение которых 
связано с работами В. В. Докучаева, В. И. Вернадского, А. И. Перельмана и их учеников. Рассматриваются основные требования 
к изучению и характеристике геохимических систем. Приводятся основополагающие данные о геохимических ландшафтах 
и о поведении химических элементов в биосфере. При этом существенное внимание уделено ландшафтам населенных пунктов, 
их классификации, формированию в них геохимических аномалий. Рассматриваются четыре важнейших показателя состояния 
геохимических систем. Разбираются правила, закономерности 
и законы поведения химических элементов в этих системах.

Дается довольно подробная информация о кларках, местных 

фоновых содержаниях и разбросе химических элементов в абиогенных, биогенных и биокосных системах. Показывается, что 
наибольшие геохимические изменения, связанные с техногенезом, происходят в биокосных системах в пределах селитебных 
и сельскохозяйственных ландшафтов.

Значительная часть книги посвящена кларкам почв селитеб
ных ландшафтов. Детально разбираются методика определения 
кларков, общие закономерности их поведения в почвах населенных пунктов. Проводится сравнение их величин с кларками почв 
Земли и земной коры. Рассматриваются геохимические особенности почв различных групп селитебных ландшафтов, выделяемых в зависимости от числа проживающих жителей.

Впервые приводятся установленные для конца XX – начала 

XXI вв. кларки 50 химических элементов почв селитебных ландшафтов. 



The book provides general information about geochemical systems which were first described by A. E. Fersman. The main requirements for the analysis of these systems and their characterization are considered. Special attention is paid to the landscapes of 
settlements, namely to their classification and geochemical anomalies formation. The patterns, laws and mechanisms of chemical elements behavior in geochemical systems are examined. 

Information about abundances of chemical elements, local back
ground concentrations and spread in concentration values in abiogenic, biogenic and organomineral systems is given. It is shown that 
most of the geochemical changes, caused by technogenesis, occur in 
organomineral systems within urban   and agricultural areas.

The main part of the book is dedicated to the abundances of 

chemical elements in urban soils. The general patterns in chemical 
elements behavior in soils of various settlements and methods of 
the abundances determination are discussed in details. The established abundances  are compared with those given for the Earth’s 
crust and global soil cover. The geochemical features of urban soils 
grouped on the basis of the settlement population size and characteristics of technogenic impact are investigated. 

For the first time the abundances of 50 chemical elements 

in urban soils, established for the end of XX – the beginning of 
XXI centuries have been given.

For the general public, scientists and experts in the fields of ge
ology, geochemistry, geography, soil science, ecology, geoecology, 
biology, and  for other specialists in the field of the Earth sciences 
and environment protection.



ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие  ..........................................................................15
Введение  ...............................................................................18

Глава 1. Понятие о геохимических системах и ландшафтах  .......22

 1.1. Геохимические системы  ...............................................22

 1.1.1. Общие сведения о геохимических системах  ............22
 1.1.2. Основные требования к изучению 
 и характеристике геохимических систем  .........................27

 1.2. Элементарные и геохимические ландшафты  ..................31

 1.2.1. Общие сведения  ...................................................31
 1.2.2. Классификация  ...................................................38

 1.3. Поведение химических элементов в биосфере 
 и в составляющих ее отдельных геохимических 
 системах  ...........................................................................43

 1.3.1. Общие сведения  ...................................................43
 1.3.2. Распространенность химических элементов  ............44
 1.3.3. Формы нахождения химических элементов  ............47
 1.3.4. Биогеохимические особенности систем  ...................50
 1.3.5. Разброс химических элементов  ..............................51

Глава 2. Некоторые особенности геохимических процессов 
в селитебных ландшафтах  ......................................................56

 2.1. Общие сведения о селитебных ландшафтах  ....................56
 2.2. Классификация селитебных ландшафтов  .......................56
 2.3. Классификация ландшафтов, составляющих 
 в сумме единый селитебный ландшафт  ................................60
 2.4. Особенности антропогенного загрязнения 
 селитебных ландшафтов  .....................................................67
 2.5. Эколого-геохимические аномалии селитебных 
 ландшафтов  ......................................................................68

Глава 3. Кларки, местные фоновые содержания и разброс 
химических элементов в отдельных геохимических системах 
биосферы  ...............................................................................88

 3.1. Общие сведения  ..........................................................88
 3.2. Химические элементы в абиогенных системах  ...............89

 3.2.1. Распространенность  ..............................................89



 3.2.2. Распределение  .....................................................94
 3.2.3. Основные закономерности распространенности 
 кларков земной коры  ..................................................103
 3.2.4. Основные закономерности распределения 
 химических элементов в верхних частях 
 земной коры  ...............................................................106

 3.3. Химические элементы в биогенных системах  ...............115

 3.3.1. Общие сведения  .................................................115
 3.3.2. Распространенность  ............................................118
 3.3.3. Распределение  ...................................................138

 3.4. Химические элементы в биокосных системах  ...............139

 3.4.1. Общие сведения  .................................................139
 3.4.2. Атмосфера  .........................................................140
 3.4.3. Гидросфера  ........................................................141
 3.4.4. Педосфера  .........................................................142

3.4.4.1. Общие сведения ..............................................142
3.4.4.2. Некоторые геохимические особенности почв .....144

Глава 4. Особенности кларков химических элементов 
почв селитебных ландшафтов  ................................................149

4.1. Общие сведения  .........................................................149
4.2. Методика исследований по установлению 
кларковых содержаний химических элементов 
в почвах населенных пунктов  ............................................154

 4.2.1. Общая информация о работах  .............................154
 4.2.2. Полевые работы ..................................................158
 4.2.3. Подготовка проб к анализам  ...............................160
 4.2.4. Аналитические работы и обработка 
 результатов анализов  ...................................................161

 4.3. Особенности средних (кларковых) содержаний 
 химических элементов, установленных для почв 
 населенных пунктов начала XXI в.  ...................................163

 4.3.1. Общие сведения об используемой информации  ......163
 4.3.2. Кларки почв селитебных ландшафтов  ..................166
 4.3.3. Некоторые общие закономерности 
 распространенности кларков ряда химических 
 элементов почв селитебных ландшафтов  ........................210

Глава 5. Некоторые геохимические особенности почв 
различных групп селитебных ландшафтов  .............................222



5.1. Общие положения  ......................................................222
5.2. Геохимические особенности почв городов 
с населением свыше 700 тысяч человек  ..............................225

 5.2.1. Общие сведения  .................................................225
 5.2.2. Сравнение с кларковыми содержаниями 
 почв Земли  .................................................................227
 5.2.3. Сравнение с кларковыми содержаниями 
 земной коры  ...............................................................242
 5.2.4. Сравнение с кларками почв населенных 
 пунктов  .....................................................................249
 5.2.5. Общие закономерности  .......................................251

5.3. Геохимические особенности почв городов 
с населением от 300 до 700 тысяч человек  ..........................252

 5.3.1. Общие сведения  .................................................252
 5.3.2. Сравнение с кларковыми содержаниями 
 почв Земли  .................................................................253
 5.3.3. Сравнение с кларковыми содержаниями 
 земной коры  ...............................................................258
 5.3.4. Сравнение с кларками почв населенных пунктов  ..261
 5.3.5. Общие закономерности  .......................................261

5.4. Геохимические особенности почв городов с населением 
от 100 до 300 тысяч человек ...............................................261

 5.4.1. Общие сведения  .................................................261
 5.4.2. Сравнение с кларковыми содержаниями 
 почв Земли  .................................................................265
 5.4.3. Сравнение с кларковыми содержаниями 
 земной коры  ...............................................................272
 5.4.4. Сравнение с кларковыми содержаниями 
 почв населенных пунктов  ............................................275
 5.4.5. Общие закономерности  .......................................276

 5.5. Геохимические особенности почв городов 
 с населением менее 100 тысяч человек  ..............................278

 5.5.1. Общие сведения  .................................................278
 5.5.2. Сравнение с кларковыми содержаниями 
 почв Земли  .................................................................279
 5.5.3. Сравнение с кларковыми содержаниями 
 земной коры  ...............................................................288
 5.5.4. Сравнение с кларками почв населенных 
 пунктов  .....................................................................291
 5.5.5. Общие закономерности  .......................................292

5.6. Геохимические особенности почв небольших 
поселков, станиц, деревень, хуторов  ...................................293

5.6.1. Общие сведения  .................................................293
 5.6.2. Сравнение с кларковыми содержаниями 
 почв Земли  .................................................................293
 5.6.3. Сравнение с кларковыми содержаниями 
 земной коры  ...............................................................297
 5.6.4. Сравнение с кларками почв населенных 
 пунктов  .....................................................................297
 5.6.5. Общие закономерности  .......................................298

5.7. Геохимические особенности почв 
туристско-рекреационных зон  ............................................299

 5.7.1. Общие сведения  .................................................299
 5.7.2. Сравнение с кларковыми содержаниями 
 почв Земли  .................................................................300
 5.7.3. Сравнение с кларковыми содержаниями 
 земной коры  ...............................................................305
 5.7.4. Сравнение с кларками почв населенных пунктов  ....307
 5.7.5. Общие закономерности  .......................................308

Заключение  .........................................................................309
Краткое содержание по главам  ..............................................315
Литература  ..........................................................................335
Приложения  ........................................................................348

CONTENTS

Preface  ................................................................................. 15
Introduction  .......................................................................... 18

Chapter 1. The notions related to geochemical systems 
and landscapes  ....................................................................... 22

1.1. Geochemical systems  .................................................... 22

1.1.1. General information about the geochemical 
systems  .........................................................................22
1.1.2. Basic requirements for studying 
and characterization of geochemical systems  .......................27

1.2. Elementary and geochemical landscapes .............................31

1.2.1. General information ................................................31
1.2.2. Classification .........................................................38

1.3. The behavior of chemical elements in the biosphere 
and its constituent separate geochemical systems ......................43

1.3.1. General information ................................................43
1.3.2. The abundances of chemical elements .........................44