ВОДОПРОЯВЛЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД КАК ГЕОХИМИЧЕСКИЕ СИСТЕМООБРАЗУЮЩИЕ ОБЪЕКТЫ (ИНТЕРПРЕТАЦИЯ НА ОСНОВЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПАУ)

Уникальные подземные водопроявления на Керченском полуострове Крыма - интереснейший объект для геохимических исследований. На примерах (грязевой метановый вулкан, сероводородный субтермальный источник, оз. Чокрак и восходящий пресный холодный родник) показана специфика формирования геохимических барьеров в аквальных системах. Применен оригинальный подход с использованием данных о полициклических ароматических углеводородах (ПАУ) в различных средах, а также расчеты коэффициентов их миграции и значений молекулярных энтропий на геохимических барьерах. Прослежены изменения энтропии по всему пути миграции ПАУ в аквальных системах. Оценены интенсивность взаимодействия структурных элементов в системе, их функции и разнообразие. Специфика химических типов подземных вод отчетливо сказалась на цепочках интенсивности взаимодействия в системе “вода - сопредельные среды”. Впервые источники подземных вод рассмотрены как уникальные биогенераторы формирования (самоорганизации) своеобразных аквасистем. Обосновано выделение специфического типа природных диссипативных структур, которые развиваются с участием живого вещества от простого (водные растворы) к сложному (например, гидрофиты) с производством энтропии. Подтверждена избирательность аккумулирования ПАУ различными частями растений. Показана принципиальная возможность адсорбции корневой системой и дальнейшей миграции не только низкомолекулярных ПАУ, но и активного движения из почв в растения высокомолекулярных полиаренов. Это позволило выделить корневую систему растений как приоритетный для экологического мониторинга объект. Обоснован вывод о том, что геохимическая система не может существовать без геохимических барьеров (ГХБ), и даже более того - барьеры могут быть первичны по отношению к формированию целостных систем.

GROUNDWATER SOURCES AS GEOCHEMICAL SYSTEM-CREATING OBJECTS (INTERPRETATION BASED ON PAH DISTRIBUTION)

The unique underground water manifestations at the Kerch peninsula of Crimea are an interesting object for geochemical research. By the examples of a mud methane volcano, a hydrogen sulfide subthermal source, the Lake Chokrak, and the uprising fresh cold spring, the specifics of the formation of geochemical barriers in the aquatic systems is shown. The research was aimed at the assessment of the migration processes in the selected aquatic systems from the point of view of entropy of the systems and at the assessment of the role of geochemical barriers in the development of the studied systems. An original approach was used based on the data on polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in various media, as well as on the calculation of their migration coefficients and the values of molecular entropies on geochemical barriers (GCB). The changes in entropy along the entire path of PAHs migration in the aquatic systems are traced. This allowed us to estimate the intensity of the interaction of structural elements in the system, their functions and diversity. The specificity of the chemical types of groundwater has clearly affected the chains of interaction intensity in the system "water - contiguous media". For the first time the sources of groundwater are considered as unique biogenerators of the formation (self-organization) of peculiar aquatic systems. This allowed us to substantiate a specific type of natural dissipative structures that develop with the participation of living matter from simple (aqueous solutions) to complex (for example, hydrophytes) with the production of entropy. The selectivity of PAH accumulation by different plant parts was confirmed. The principal possibility of adsorption by the root system and further migration of not only low-molecular PAHs but also active movement from soils to plants of high-molecular polyarenes is shown. This allowed us to evaluate the root system of plants as a priority object for environmental monitoring. The analysis of the entropy change dynamics in the aquatic system made it possible to justify the conclusion that a geochemical system cannot exist without geochemical barriers, and even more, barriers can be primary in relation to the formation of the holistic systems.