Bottom sediments of surface watercourses of the Malmyzhsky mountain range

Abstract

X-ray fluorescence, electron microscopic, sedimentation analyses and laser diffractometry methods were used to study the composition of bottom sediments of surface watercourses of the Malmyzhskaya Ridge section allocated for the construction of a mining and processing plant (Khabarovsk region, Russia). It is established that the bottom sediments of the coastal zone of the watercourses of the studied area are characterized by a similar gross composition and physical and chemical properties (pH, solid phase density, total carbon content, wetting edge angle CAW). They are mainly represented by fine earth with a high proportion of suspended sediments, in which the fraction of coarse silt prevails (particle size <2,0 mm, <0,1 mm and 0,01–0,05 mm, respectively). It is shown that deforestation in the sources of watercourses accompanied by soil erosion leads to a significant increase in the dispersion of sediments (an increase in the proportion of suspended sediments up to 90%) in the upstream. Downstream, with the distance from the felling sites, the influence of deforestation on the dispersion of deposits fades. The content of suspended sediment is reduced to values characteristic of watercourses in the catchment area of which deforestation has not been carried out. Significant microaggregation of suspended sediments of watercourses was revealed, the participation of microbiota (testate amoebas of xenosome taxa, diatoms and Fe-reducing bacteria) in the formation of microaggregates was diagnosed. The latter are involved in the formation of vivianite on the surface of ferruginous-clay microaggregates with an increased content of phosphates after fires. The mechanism of formation of toroidal microforms of vaterite in bottom sediments with the participation of cyanobacteria of the Spirulinaceae family is proposed.

References

1.Алисов Б.П. Климат СССР. М., 1969. 2.Базарова В.Б., Климин М.А., Копотева Т.А. Голоценовая динамика восточноазиатского муссона в Нижнем Приамурье // География и природные ресурсы. 2018. № 3. https://doi.org/: 10.21782/GIPR0206-1619-2018-3(124-133) 3.Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв и грунтов. М., 1973. 4.Драгоценная медь Малмыжа // Наш регион — Дальний Восток. 2022. № 02–03 (173). https://nedradv.ru/nedradv/ru/page_industry?obj=0a8b7ef8e482110b22e0685d6c1e5da5 (дата обращения: 11 марта 2022) 5.Дымов А.А. Влияние сплошных рубок в бореальных лесах России на почвы (обзор) // Почвоведение. 2017. № 7. https://doi.org/: 10.7868/S0032180X17070024 6.Дымов А.А., Старцев В.В., Горбач Н.М. и др. Изменения почв и растительности при разном числе проездов колесной лесозаготовительной техники (средняя тайга, Республика Коми) // Почвоведение. 2022. № 11. https://doi.org/: 10.31857/S0032180X22110028 7.Максимов А. Расточительство закончилось: как обеспечить медью потребности «зеленой» экономики // Эксперт. 2021. № 50(1233) 8.Наставления гидрометеорологическим станциям и постам. Вып. 2. Ч. II. Л., 1975. 9.Петров Е.С., Новороцкий П.В., Леншин В.Т. Климат Хабаровского края и Еврейской автономной области. Владивосток–Хабаровск, 2000. 10.Практикум по физике твердой фазы почв / Е.В. Шеин и др. М., 2017. 11.Руководство по гидрологической практике. ВМО (Всемирная Метеорологическая Организация). 2012. № 168. 12.Сиротский С.Е., Харитонова Г.В., Ким В.И. и др. Гранулометрический и микроэлементный состав донных отложений реки Амур в среднем и нижнем течении // Тихоокеан. геол. 2014. № 3. 13.Харитонова Г.В., Остроухов А.В., Тюгай З. и др. Гранулометрический состав донных отложений р. Симми (заповедник «Болоньский») // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2019. № 4. 14.Харитонова Г.В., Остроухов А.В., Тюгай З. и др. Лабильные компоненты донных отложений р. Симми (заповедник «Болоньский») // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2020. № 4. 15.Чижикова Н.П., Сиротский С.Е., Харитонова Г.В. и др. Минералогический и химический состав тонкодисперсной части донных отложений р. Амур // Почвоведение. 2011. № 7. 16.Brandon M.T., Pinter N. How erosion builds mountains // Scientific American (Special Editions). 2005. Vol. 15. 2s. http://doi.org/: 10.1038/scientificamerican0705-74sp 17.du Châtelet E.A., Bernard N., Delainea B. et al. The mineral composition of the tests of ‘testate amoebae’ (Amoebozoa, Arcellinida): The relative importance of grain availability and grain selection // Revue de Micropaléontologie. 2015. Т. 58, № 3. https://doi.org/: 10.1016/j.revmic.2015.05.001 18.Friedman G.M., Schultz D.J. Precipitation of vaterite (µ-CaCO3) during oilfield drilling // Mineral. Mag. 1994. T. 58, № 392. https://doi.org/: 10.1180/minmag.1994.058.392.05 19.Golosov V., Walling D.E. Erosion and sediment problems: global hotspots. Paris, 2019. http://www.unesco.org/open-access/terms-use-cebusa-en 20.Horton A.J., Constantine J.A., Hales T.C. et al. Modification of river meandering by tropical deforestation // Geology. 2017. Vol. 45, №. 6. http:/doi.org/: 10.1130/G38740.1 21.Jiang W., Pacella M., Athanasiadou D. et al. Chiral acidic amino acids induce chiral hierarchical structure in calcium carbonate // Nat. Commun. 2017. T. 8, 15066. https://doi.org/: 10.1038/ncomms15066 22.Konhauser K., Riding R. Bacterial biomineralization // Fundamentals of Geobiology / Eds. A.H. Knoll, D.E. Canfield, and K.O. Konhauser. UK, 2012. https://doi.org/: 10.1002/9781118280874.ch8 23.Metal Pollution in the Aquatic Environment / U. Förstner, G.T.W. Wittmann. Berlin, 1983. 24.Owens P.N. Soil erosion and sediment dynamics in the Anthropocene: a review of human impacts during a period of rapid global environmental change // Journal of Soils and Sediments. 2020. Vol. 20. https://doi.org/: 10.1007/s11368-020-02815-9 25.Qin Y., Payne R., Gu Y. et al. Short-term response of testate amoebae to wildfire // Applied Soil Ecology. 2017. T. 116. https://doi.org/: 10.1016/j.apsoil.2017.03.018 26.Rawl A. Basic principles of particle size analysis. Malvern Instruments Technical Paper MRK034. 27.Tyugai Z., Milanovskiy E. The contact angle of wetting of the solid phase of soil before and after chemical modification // Euras. Journal Soil Sci. 2015. T. 4, № 3. http://ejss.fess.org/: 10.18393/ejss.2015.3.191-197