Clarkovo číslo

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 23. října 2018; kontroly vyžadují 3 úpravy .

Clarke číslo (nebo clarks of elements , ještě častěji se říká jednoduše clarke of element) - čísla vyjadřující průměrný obsah chemických prvků v zemské kůře , hydrosféře , Zemi , kosmických tělesech, geochemických nebo kosmochemických systémech atd., ve vztahu na celkovou hmotnost tohoto systému.

Druhy clarks

Rozlišujte hmotnostní (měřeno v %, g/t, g/kg nebo g/g) a atomové (v % počtu atomů) clarks. Zobecnění údajů o chemickém složení různých hornin , které tvoří zemskou kůru , s přihlédnutím k jejich distribuci do hloubek 16 km, poprvé provedl americký vědec F. W. Clark (1889). Jím získaná čísla pro procentuální zastoupení chemických prvků ve složení zemské kůry, následně poněkud zpřesněná A. E. Fersmanem , na návrh druhého jmenovaného se nazývala Clarkova čísla nebo clarks [1] .

Průměrný obsah prvků v zemské kůře, v moderním pojetí jako horní vrstva planety nad hranicí Mohoroviče , vypočítal A. P. Vinogradov (1962) [2] , americký vědec S. R. Taylor (1964) [3 ] , Němec - K. G. Wedepol [4] (1967) [1] . Převládají prvky malých sériových čísel: 15 nejběžnějších prvků, jejichž clarks jsou nad 100 g/t, mají sériová čísla do 26 (Fe). Prvky se sudými pořadovými čísly tvoří 87 % hmotnosti zemské kůry a s lichými pouze 13 % [1] ; toto je důsledek větší vazebné energie a následně větší stability a většího výtěžku během nukleosyntézy u jader se sudým počtem nukleonů .

Průměrné chemické složení Země jako celku bylo vypočítáno z údajů o množství prvků v meteoritech (viz Geochemie ). Protože klarky prvků slouží jako standard pro porovnávání nízkých nebo vysokých koncentrací chemických prvků v ložiskách nerostů , horninách nebo celých oblastech, je jejich znalost důležitá při vyhledávání a průmyslovém hodnocení ložisek nerostů; umožňují také posoudit narušení obvyklých vztahů mezi podobnými prvky ( chlor - brom , niob - tantal ) a tím indikovat různé fyzikálně-chemické faktory, které tyto rovnovážné vztahy narušovaly [1] .

V procesech migrace prvků jsou clarky prvků kvantitativním ukazatelem jejich koncentrace [1] .

Clarks prvků v zemské kůře podle různých autorů

Všechny níže uvedené hodnoty jsou v mg/kg (ekvivalent g/t, ppm , ppm )

Živel	Symbol	Clarke & Washington 1924 [5]	Fersman (1933-1939) [6]	Goldschmidt (1937) [7]	Vinogradov (1949) [8]	Vinogradov (1962) [2]	Taylor (1964) [3]
Actinium	AC	-	-	-	0,0000000001x 10 -10	-	-
stříbrný	Ag	0,010,0x	0,1	0,02	0,1	0,07	0,07
Hliník	Al	75100	74500	81300	88 000	80500	82300
Argon	Ar	-	čtyři	-	-	-	-
Arsen	Tak jako	jedenX	5	5	5	1.7	1.8
Zlato	Au	0,0010,00x	0,005	0,001	0,005	0,0043	0,004
Bor	B	deset	padesáti	deset	3	12	deset
Baryum	Ba	470	500	430	500	650	425
Beryllium	Být	deset	čtyři	6	6	3.8	2.8
Vizmut	Bi	0,010,0x	0,1	0,2	0,2	0,009	0,17
Bróm	Br	jedenX	deset	2.5	1.6	2.1	2.5
Uhlík	C	870	3500	320	1000	230	200
Vápník	Ca	33900	32 500	36300	36 000	29600	41500
Kadmium	CD	0,10.x	5	0,18	5	0,13	0,2
Cerium	Ce	-	29	41.6	45	70	60
Chlór	Cl	1900	2000	480	450	170	130
Kobalt	co	100	dvacet	40	třicet	osmnáct	25
Chrom	Cr	330	300	200	200	83	100
Cesium	Čs	0,0010,00x	deset	3.2	7	3.7	3
Měď	Cu	100	100	70	100	47	55
Dysprosium	Dy	-	7.5	4.47	4.5	5	3
Erbium	Er	-	6.5	2.47	čtyři	3.3	2.8
europium	Eu	-	0,2	1.06	1.2	1.3	1.2
Fluor	F	270	800	800	270	660	625
Žehlička	Fe	47 000	42 000	50 000	51 000	46500	56300
Gallium	Ga	0,00001x 10 -5	jeden	patnáct	patnáct	19	patnáct
Gadolinium	Gd	-	7.5	6.36	deset	osm	5.4
Germanium	Ge	0,00001x 10 -5	čtyři	7	7	1.4	1.5
Vodík	H	8800	10 000	-	1500	-	-
Hélium	On	-	0,01	-	-	-	-
Hafnium	hf	třicet	čtyři	4.5	3.2	jeden	3
Rtuť	hg	0,10.x	0,05	0,5	0,07	0,083	0,08
Holmium	Ho	-	jeden	1.15	1.3	1.7	1.2
jód	já	0,10.x	deset	0,3	0,5	0,4	0,5
Indium	v	0,00001x 10 -5	0,1	0,1	0,1	0,25	0,1
Iridium	Ir	0,0001x 10 -4	0,01	0,001	0,001	-	-
Draslík	K	24 000	23 500	25900	26 000	25 000	20900
Krypton	kr	-	0,00022 10 −4	-	-	-	-
Lanthanum	Los Angeles	-	6.5	18.3	osmnáct	29	třicet
Lithium	Li	40	padesáti	65	65	32	dvacet
lutecium	Lu	-	1.7	0,75	jeden	0,8	0,5
Hořčík	mg	19400	23 500	20900	21 000	18700	23300
Mangan	Mn	800	1000	1000	900	1000	950
Molybden	Mo	jedenX	deset	2.3	3	1.1	1.5
Dusík	N	300	400	-	100	19	dvacet
Sodík	Na	26400	24 000	28300	26400	25 000	23600
niob	Nb	-	0,32	dvacet	deset	dvacet	dvacet
neodym	Nd	-	17	23.9	25	37	28
Neon	Ne	-	0,005	-	-	-	-
Nikl	Ni	180	200	100	80	58	75
Kyslík	Ó	495200	491300	466 000	470 000	470 000	464 000
Osmium	Os	0,0001x 10 -4	0,05	-	0,05	-	-
Fosfor	P	1200	1200	1200	800	930	1050
Protaktinium	Pa	-	0,00000077 10 −7	-	0,00000110 −6	-	-
Vést	Pb	dvacet	16	16	16	16	12.5
palladium	Pd	0,00001x 10 -5	0,05	0,01	0,01	0,013	-
Polonium	Po	-	0,05	-	0,00000000022 10 −10	-	-
Praseodym	Pr	-	4.5	5.53	7	9	8.2
Platina	Pt	0,0010,00x	0,2	0,005	0,005	-	-
Rádium	Ra	0,000001x 10 -6	0,0000022 10 −6	-	0,00000110 −6	-	-
Rubidium	Rb	jedenX	80	280	300	150	90
Rhenium	Re	-	0,001	0,001	0,001	0,00077 10 −4	-
Rhodium	Rh	0,00001x 10 -5	0,01	0,001	0,001	-	-
Radon	Rn	-	?	-	0,000000000077 10 −12	-	-
Ruthenium	Ru	0,00001x 10 -5	0,05	-	0,005	-	-
Síra	S	480	1000	520	500	470	260
Antimon	Sb	0,10.x	0,5	jeden(jeden)	0,4	0,5	0,2
Scandium	sc	0,10.x	6	5	6	deset	22
Selen	Se	0,010,0x	0,8	0,09	0,6	0,05	0,05
Křemík	Si	257 500	260 000	277200	276 000	295 000	281500
Samarium	sm	-	7	6.47	7	osm	6
Cín	sn	jedenX	80	40	40	2.5	2
Stroncium	Sr	170	350	150	400	340	375
Tantal	Ta	-	0,24	2.1	2	2.5	2
Terbium	Tb	-	jeden	0,91	1.5	4.3	0,9
Technecium	Tc	-	0,001	-	-	-	-
Tellur	Te	0,0010,00x	0,01	0,0018(0,0018?)	0,01	0,001	-
Thorium	Th	dvacet	deset	11.5	osm	13	9.6
Titan	Ti	5800	6100	4400	6000	4500	5700
Thallium	Tl	0,0001x 10 -4	0,1	0,3	3	jeden	0,45
Thulium	Tm	-	jeden	0,2	0,8	0,27	0,48
Uran	U	80	čtyři	čtyři	3	2.5	2.7
Vanadium	PROTI	160	200	150	150	90	135
Wolfram	W	padesáti	70	jeden	jeden	1.3	1.5
Xenon	Xe	-	0,000033 10 −5	-	-	-	-
Yttrium	Y	-	padesáti	28.1	28	29	33
Ytterbium	Yb	-	osm	2.66	3	0,33	3
Zinek	Zn	40	200	80	padesáti	83	70
Zirkonium	Zr	230	250	220	200	170	165

Clarks prvků v hydrosféře

(Podle A.P. Vinogradova (1967), s dodatky podle V.N. Ivanenka, V.V. Gordeeva a A.P. Lisitsina (1979) a V.V. Gordeeva (1983) [9] Všechny hodnoty jsou uvedeny níže v mg/kg (ekvivalent g/t , ppm , ppm ) Clarkes hlavních prvků mořské vody jsou vypočteny pro průměrnou slanost 34,887 ppm.

Živel	protonové číslo	mořská voda clarks	Clarks říční vody (rozpuštěná forma)
Vodík	jeden	108 000	111900
Hélium	2	0,0000055 10 −6	-
Lithium	3	0,18	0,00252,5 10 −3
Beryllium	čtyři	0,0000055 10 −6	-
Bor	5	4.4	0,02
uhlík (inorg.)	6	28	7.9
Dusík	7	0,5	-
Kyslík	osm	859 000	888 000
Fluor	9	1.3	0,1
Neon	deset	0,000110 −4	-
Sodík	jedenáct	10670	5
Hořčík	12	1280	2.9
Hliník	13	0,00110 −3	0,16
Křemík	čtrnáct	2.1	6
Fosfor	patnáct	0,06	0,04
Síra	16	898	3.8
Chlór	17	19190	5.5
Argon	osmnáct	0,1	-
Draslík	19	396	2
Vápník	dvacet	408	12
Scandium	21	0,000000808 10 −7	0,0000044 10 −6
Titan	22	0,00110 −3	0,0033 10 −3
Vanadium	23	0,0022 10 −3	0,00110 −3
Chrom	24	0,000252,5 10 −4	0,00110 −3
Mangan	25	0,000110 −4	0,01
Žehlička	26	0,0055 10 −3	0,04
Kobalt	27	0,000033 10 −5	0,00033 10 −4
Nikl	28	0,00055 10 −4	0,00252,5 10 −3
Měď	29	0,000252,5 10 −4	0,0077 10 −3
Zinek	třicet	0,00110 −3	0,02
Gallium	31	0,000022 10 −5	0,000110 −4
Germanium	32	0,000055 10 −5	0,000077 10 −5
Arsen	33	0,0022 10 −3	0,0022 10 −3
Selen	34	0,000110 −4	0,00022 10 −4
Bróm	35	67	0,02
Krypton	36	0,000110 −4	-
Rubidium	37	0,12	0,000022 10 −3
Stroncium	38	7.9	0,05
Yttrium	39	0,0000131,3 10 −5	0,00077 10 −4
Zirkonium	40	0,0000262,6 10 −5	0,00262,6 10 −3
niob	41	0,0000055 10 −6	0,00000110 −6
Molybden	42	0,01	0,00110 −3
Technecium	43	-	-
Ruthenium	44	0,000000110 -7	-
Rhodium	45	-	-
palladium	46	-	-
stříbrný	47	0,000110 −4	0,00022 10 −4
Kadmium	48	0,000077 10 −5	0,00022 10 −4
Indium	49	0,00000110 −6	-
Cín	padesáti	0,0000110 −5	0,000044 10 −5
Antimon	51	0,0000033 10 −6	0,00110 −3
Tellur	52	-	-
jód	53	0,05	0,0022 10 −3
Xenon	54	0,000110 −4	-
Cesium	55	0,00033 10 −4	0,000033 10 −5
Baryum	56	0,018	0,03
Lanthanum	57	0,0000033 10 −6	0,000055 10 −5
Cerium	58	0,00000121,2 10 −6	0,000088 10 −5
Praseodym	59	0,000000646,4 10 −7	0,0000077 10 −6
neodym	60	0,00000252,5 10 −6	0,000044 10 −5
Promethium	61	-	-
Samarium	62	0,000000454,5 10 −7	0,0000088 10 −6
europium	63	0,000000121,2 10 −7	0,00000110 −6
Gadolinium	64	0,000000707 10 −7	0,0000088 10 −6
Terbium	65	0,000000141,4 10 −7	0,00000110 −6
Dysprosium	66	0,000000828,2 10 −7	0,0000055 10 −6
Holmium	67	0,000000222,2 10 −7	0,00000110 −6
Erbium	68	0,000000747,4 10 −7	0,0000044 10 −6
Thulium	69	0,000000151,5 10 −7	0,00000110 −6
Ytterbium	70	0,000000828,2 10 −7	0,0000044 10 −6
lutecium	71	0,000000151,5 10 −7	0,00000110 −6
Hafnium	72	-	-
Tantal	73	-	-
Wolfram	74	0,000110 −4	0,000033 10 −5
Rhenium	75	0,0000110 −5	-
Osmium	76	0,00000110 −6	-
Iridium	77	-	-
Platina	78	-	-
Zlato	79	0,0000044 10 −6	0,0000022 10 −6
Rtuť	80	0,000033 10 −5	0,000077 10 −5
Thallium	81	0,0000110 −5	0,00110 −3
Vést	82	0,000033 10 −5	0,00110 −3
Vizmut	83	0,000033 10 −5	-
Polonium	84	-	-
Astatin	85	-	-
Radon	86	0,00000000000000066 10 −16	-
Francie	87	-	-
Rádium	88	0,000000000110 -10	-
Actinium	89	0,000000000000000110 −16	-
Thorium	90	0,000000110 -7	0,000110 −4
Protaktinium	91	0,000000000110 -10	-
Uran	92	0,0033 10 −3	0,00055 10 −4

Clarke prvky v městských půdách

Níže jsou uvedeny chemické prvky nalezené v půdách obytné (městské) krajiny na přelomu 20. a 21. století. Všechny obsahy jsou uvedeny v mg/kg (ekvivalent g/t, ppm , ppm ). Prevalenci a distribuci chemických prvků studoval V.A. Alekseenko a A.V. Alekseenko za asistence akademika N.P. Laverov v půdách více než 300 osad. Práce probíhaly po dobu 15 let a umožnily zobecnit jak data z vlastního odběru vzorků půdy, tak značné množství publikovaných studií o znečištění městských půd v mnoha zemích. Podrobné informace o metodice výpočtu zákalu městských půd a použitých datech jsou uvedeny v článcích [10] [11] [12] a dvou monografiích [13] [14] .

Městské půdy vznikají pod neustálým a intenzivním vlivem antropogenních činností. Lze mít za to, že tyto půdy zažily největší technogenní tlak ve srovnání s jinými geochemickými systémy biosféry a Země jako celku. Vznik klariků městských půd je dán nutností aplikovat určitá „východiska“ pro čtení obsahu, jakési „ benchmarky “ pro následné závěry o znečištění půd v sídlech. Použití různých možností pro maximální přípustné koncentrace prvků je poměrně obtížné, protože ( MPC , APC atd.) jsou nastaveny zcela libovolně a v různých zemích jsou velmi odlišné. Poměrně často se pro tyto účely při geochemických studiích životního prostředí používají třídy Clarke. Vzniklé krusty půd sídel jsou jejich geochemickými (environmentálně-geochemickými) charakteristikami, odrážejícími kombinovaný dopad technogenních a přírodních procesů probíhajících v určitém časovém úseku. S rozvojem vědy a techniky se hodnoty redukovatelných clarků mohou postupně měnit. Rychlost takových změn zatím nelze předvídat, ale poprvé mohou být uváděné hodnoty clarke použity jako standardy pro obsah prvků v městských půdách na začátku 21. století.

Živel	Symbol	protonové číslo	Clark městské půdy [13]
stříbrný	Ag	47	0,37
Hliník	Al	13	38200
Arsen	Tak jako	33	15.9
Bor	B	5	45
Baryum	Ba	56	853,12
Beryllium	Být	čtyři	3.3
Vizmut	Bi	83	1.12
Uhlík	C	6	45100
Vápník	Ca	dvacet	53800
Kadmium	CD	48	0,9
Chlór	Cl	17	285
Kobalt	co	27	14.1
Chrom	Cr	24	80
Cesium	Čs	55	5,0
Měď	Cu	29	39
Žehlička	Fe	26	22300
Gallium	Ga	31	16.2
Germanium	Ge	32	1.8
Vodík	H	jeden	15 000
Rtuť	hg	80	0,88
Draslík	K	19	13400
Lanthanum	Los Angeles	57	34
Lithium	Li	3	49,5
Hořčík	mg	12	7900
Mangan	Mn	25	729
Molybden	Mo	42	2.4
Dusík	N	7	10 000
Sodík	Na	jedenáct	5800
niob	Nb	41	15.7
Nikl	Ni	28	33
Kyslík	Ó	osm	490 000
Fosfor	P	patnáct	1200
Vést	Pb	82	54,5
Rubidium	Rb	37	58
Síra	S	16	1200
Antimon	Sb	51	1,0
Scandium	sc	21	9.4
Křemík	Si	čtrnáct	289 000
Cín	sn	padesáti	6.8
Stroncium	Sr	38	458
Tantal	Ta	73	1.5
Titan	Ti	22	4758
Thallium	Tl	81	1.1
Vanadium	PROTI	23	104,9
Wolfram	W	74	2.9
Yttrium	Y	39	23.4
Ytterbium	Yb	70	2.4
Zinek	Zn	třicet	158
Zirkonium	Zr	40	255,6

Poznámky

↑ 1 2 3 4 5 Clarky / Shcherbina V. V. // Kvarner - Kongur. - M .: Sovětská encyklopedie, 1973. - S. 265-266. - ( Velká sovětská encyklopedie : [ve 30 svazcích] / šéfredaktor A. M. Prochorov ; 1969-1978, v. 12).
↑ 1 2 Vinogradov A.P. Průměrný obsah chemických prvků v hlavních typech vyvřelých hornin zemské kůry // Geochemie. - 1962. - Vydání. 7 . - S. 555-571 . (Ruština)
↑ 1 2 Taylor SR Hojnost chemických prvků v kontinentální kůře: nová tabulka // Geochimica et Cosmochimica Acta. - 1964. - srpen ( roč. 28 , č. 8 ). - S. 1273-1285 . - doi : 10.1016/0016-7037(64)90129-2 . - .
↑ Wedepohl KH Geochemie (německy) . - Berlín: Verlag Walter de Gruyter, 1967. - 220 S. - (Sammlung Göschen, Bd 1224-1224a/1224b).
↑ Clarke FW, Washington HS Složení zemské kůry // US Dep. Interiér, Geol. Surv.. - 1924. - T. 770 . - S. 518 .
↑ Fersman A.E. Geochemistry. — Příroda a technika. ONTI, 1933, 1934, 1937 a 1939. - svazek I-IV.
↑ Goldschmidt VM Geochemische Verteilungsgesetze der Elemente, IX. Die Mengenverhältnisse der Elemente und Atomarten (German) // Skrifter utgitt av det Norske Videnskapsakademi i Oslo, I, Matematisk-naturvidenskapelig Klasse. - 1937. - Bd. C1 , H.4 .
↑ Vinogradov A.P. Vzorce rozložení chemických prvků v zemské kůře // Geochemie. - 1956. - Vydání. 1 . - S. 6-52 . (Ruština)
↑ Solovov A.P., Arkhipov A.Ya., Bugrov V.A. et al.: "Příručka o geochemickém vyhledávání nerostů." M.: Nedra, 1990, s.9-10
↑ Vladimir Alekseenko, Alexey Alekseenko. Množství chemických prvků v městských půdách // Journal of Geochemical Exploration. - 2014. - č. 147 (B) . — S. 245–249 .
↑ Alekseenko V.A., Laverov N.P., Alekseenko A.V. Clarke chemických prvků půd v obytné krajině. Metodika výzkumu // Problémy biogeochemie a geochemické ekologie. - 2012. - č. 3 . — S. 120–125 . — ISSN 1991-8801 .
↑ Alekseenko V.A., Laverov N.P., Alekseenko A.V. K problematice obsahu chemických prvků v půdách sídelní krajiny // Škola ekologické geologie a racionálního hospodaření v přírodě. - Petrohrad. , 2011. - S. 39-45 .
↑ 1 2 Alekseenko V.A., Alekseenko A.V. Chemické prvky v geochemických systémech. Clarks půd obytné krajiny. — Rostov n/a. : Nakladatelství Southern Federal University, 2013. - 388 s. - 5000 výtisků. - ISBN 978-5-9275-1095-5 .
↑ Alekseenko V.A., Alekseenko A.V. Chemické prvky v městských půdách. — M. : Logos, 2014. — 312 s. - 1000 výtisků. - ISBN 978-5-98704-670-8 .

Literatura

Alekseenko V. A., Alekseenko A. V. Chemické prvky v geochemických systémech. Clark soils of obytné krajiny Archivováno 2. dubna 2015 na Wayback Machine . - Rostov na Donu: Nakladatelství Jižní federální univerzity, 2013. - 388 s.
Kukharenko A. A., Ilyinsky G. A., Ivanova T. N. a kol. Clarks z masivu Khibiny // Poznámky Mineralogické společnosti All-Union. 1968. kap. 97. č. 2. S. 133-149.
Taylor SR Hojnost chemických prvků v kontinentální kůře: nová tabulka (anglicky) // Geochimica et Cosmochimica Acta. - 1964. - srpen ( roč. 28 , č. 8 ). - S. 1273-1285 . - doi : 10.1016/0016-7037(64)90129-2 . - .