реферат найти Миграция химических элементов

Некоторые особенности миграции химических элементов в геохимических системах биосферы

2.2.1. Виды и типы миграции

Так как основное внимание в книге уделяется почвам населенных пунктов, кратко рассмотрим сначала природные особенности миграции элементов, под воздействием которых формировались почвы и на которых впоследствии возникли города. Отметим, что эти особенности сохраняются и при миграции химических элементов в уже возникших селитебных ландшафтах (ландшафтах населенных пунктов).

Также напомним, что А.И. Перельманом были выделены четыре основных вида миграции химических элементов: 1) механический; 2) физико-химический; 3) биогенный; 4) техногенный, связанный с социальными процессами. Позднее, связывая перемещение химических элементов с формами их нахождения, В.А. Алексеенко выделил три основных типа миграции химических элементов [10].

Первый тип миграции представляет собой изменение формы нахождения элементов без их значительного перемещения, например переход элемента из минеральной формы в водные растворы. Для характеристики этого типа миграции можно использовать коэффициенты перехода элементов из одной формы в другую. Впервые такой коэффициент был приведен Б.Б. Полыновым для биогенной формы:

КБП = Р/П,

где КБП — коэффициент биологического поглощения; Р — содержание элемента в золе растения; П — содержание этого же элемента в почвах (породах), на которых произрастает растение.

Рассматриваемый процесс (несмотря на практическое отсутствие перемещения) часто играет весьма значительную роль в природной и техногенной миграциях элементов. В случае, если КБП > 1, идет выборочное «перекачивание» элементов из почв. При последующем отмирании растений минеральная часть опада в подстилке лесов может в определенном временном промежутке характеризоваться более высокой концентрацией этих элементов, чем нижележащие почвенные горизонты. Даже только в отдельных регионах эта разница может измеряться в миллионах тонн металлов.

После Чернобыльской катастрофы значительная часть радионуклидов перешла в биогенную форму (в растениях) непосредственно в районе аварии, тем самым уменьшилась дальность их миграции.

На начальном этапе это чрезвычайно благоприятно сказалось на локализации последствий катастрофы. Однако не была учтена возможность еще одного скорого изменения форм нахождения радионуклидов, которые в результате начавшихся пожаров перешли в коллоидную форму (аэрозоли). При этом дальность и скорость миграции радионуклидов резко возросли, а сама миграция перешла в следующий тип.

Второй тип миграции представляет собой перемещение элемента без изменения формы его нахождения. Примерами такого типа миграции может служить указанное перемещение аэрозолей в атмосфере или обломков минералов в поверхностных водах, или элементов, находящихся в растворе, при движении поверхностных и подземных вод.

Третий тип миграции объединяет два предыдущих и состоит в перемещении элементов с изменением форм их нахождения, например перемещение элементов в подземных водах, растворяющих минералы на месторождениях, переход из минеральной формы в биогенную при мощном чехле рыхлых отложений и т.д. Этот тип миграции химических элементов является преобладающим в биосфере. Его значение становится особо важным, когда хотят проследить достаточно долгий путь миграции химических элементов (их соединений). Такие построения справедливы и для прослеживания миграционных путей токсичных и радиоактивных веществ.

2.2.2. Природная миграция

Влияние живого вещества. Основной особенностью миграции химических элементов в биосфере можно считать влияние на этот процесс живого вещества. Оно определяет биологический круговорот элементов, процессы фотосинтеза и обуславливаемое ими накопление свободного кислорода в атмосфере (включая почвенную) и гидросфере (с ее значительной подземной частью). В результате создается окислительная кислородная обстановка. Разложение организмов (вторая составная часть БИК), наоборот, приводит к поглощению свободного кислорода и формированию в пределах биосферы восстановительных обстановок (глеевой и сероводородной).

Указанные процессы и постоянная смена отмерших организмов новыми растущими влияют на ход миграции химических элементов в биосфере. В результате, в соответствии с законом В.И. Вернадского:

Любое перемещение химических элементов происходит либо при непосредственном участии живого вещества, либо в среде, геохимические особенности которой обусловлены этим живым веществом.

По мнению В.И. Вернадского, только с наличием живых организмов, воды земли стали настолько геохимически активными, что выщелачивание, перенос и отложение веществ, составлявших первичные, магматические породы, привели к образованию таких осадочных пород, как глины, карбонаты и др. Пока результаты космических исследований, проведенных на Луне, согласуются с этими положениями. Их дальнейшее подтверждение должно быть получено после исследований поверхности Марса. Однако уже сейчас ясно, что наличие живого вещества, по крайней мере, играло важнейшую роль в процессе формирования геохимического облика всего осадочного чехла нашей планеты.

Накопление органических веществ. Значительная часть органических веществ, содержащихся в осадочных горных породах, первично накапливается в почвах — в основном в виде гумуса. На его долю приходится 85—90% общего запаса органических веществ почв. В состав гумуса входят гуминовые кислоты, фульвовые кислоты и гуматы. При этом 10—15% органических веществ почв составляют белки, аминокислоты, углеводы, органические кислоты, жиры, смолы, лигнин, пигменты. От количества органических веществ во многом зависит плодородие почв. Кроме того, с ними образуют довольно устойчивые соединения и совместно мигрируют многие тяжелые металлы. По данным радиоуглеродного датирования среднее время пребывания гуминовых кислот в почвах колеблется от сотен до тысяч лет. Больше всего гумуса содержится в черноземах.

Механическая миграция. В большинстве случаев она относится ко второму типу миграции, т.е. вещества перемещаются без изменения их формы нахождения. Иногда на определенных участках миграции форма нахождения мигрирующих веществ может измениться. В таких случаях механическую миграцию относят к третьему типу.

Процессы механической миграции практически не зависят от химических свойств переносимых веществ. Но при их переходе из второго в третий тип миграции эти свойства могут стать определяющими. Основными агентами миграции являются сила тяжести, перемещающиеся воды, ветер, лед. Вся механическая миграция подчиняется законам механики. В соответствии с перечисленными агентами можно выделить механический перенос (веществ в биосфере) с водами, ветром (эоловый), перенос со льдом и смещение по склонам, связанное с геоморфологическими особенностями отдельных территорий.

К важной особенности механической миграции, происходящей в биосфере, следует отнести дифференциацию переносимых, а затем отлагающихся веществ, особенно в геохимически активной водной среде. Во многом это связано с различным минералогическим составом отлагающихся веществ. Так, повышенные содержания Fe, Al, Mg и К характеризуют состав глинистых минералов; Si, а часто и Ti, Ti, Zr, Hf, Sn, Pt, W, входят в состав песков (образующих их минералов — рутила, циркона и др.). Число подобных примеров можно продолжить.

Под воздействием вод, активных в биокосной системе, в растворы при выветривании переходят очень многие химические элементы, в том числе металлы. Часть их сорбируется переносимыми в водных потоках минералами глин, карбонатов, органическими соединениями. Раздельная механическая дифференциация минералов, мигрирующих в водной среде, приводит к весьма существенной геохимической специализации отложений за счет указанных процессов сорбции.

Рефераты:  Реферат: по теме: “Глобальная информационная сеть Internet” -

Следует также отметить, что основная часть металлов в водных потоках биосферы переносится в виде механической взвеси. Так, даже в случаях максимальной концентрации металлов в виде растворов (например, РЬ в 10 000 раз выше среднего содержания в океане) на расстоянии 7 км концентрация в речной воде (без увеличения расхода воды и при тяжелых значениях pH) уменьшается в 1000 раз [13]. Это вполне согласуется с выводами Н.М. Страхова (см. рис. 2.1).

Таким образом, механическая миграция в биосфере, связанная с водными потоками, может привести к геохимической дифференциации материала, отмечаемого из этих потоков. Мигрирующие воды переносят многие элементы (в частности, металлы) в основном в виде механической взвеси, а не в виде истинных растворов. Эти особенности могут быть объединены условиями среды миграции, сформировавшимися в биокосной системе под влиянием живого вещества нашей планеты.

Эоловый перенос, по данным А.П. Лисицына, можно разделить на три вида: 1) стратосферный (частицы на высотах более 15 км могут огибать всю Землю); 2) тропосферный (на высотах до 15 км миграция частиц возможна до тысяч километров); 3) локальный (миграция на десятки и сотни километров). В целом аэрозольный перенос относится к числу важнейших биосферных процессов миграции. По предварительным подсчетам В.В. Добровольского [56], в воздухе (без техногенной составляющей) находятся тысячи тонн таких металлов, как Zn, Си, Мп, Cr, Pb, V, Ni, а также особо токсичного As, и сотни тонн Se, Hg, Sb. Практически все они связаны с аэрозолями. Как уже указывалось, основной источник природных аэрозолей — континенты, а точнее — почвы.

Формы переноса в реках основных компонентов осадков (по Н.М. Страхову)реферат найти Миграция химических элементов

Рис. 2.1. Формы переноса в реках основных компонентов осадков (по Н.М. Страхову): 1 — минералы глин, 2 — минералы песков, 3 — прочие компоненты, а, а, – для горных рек и в условиях засушливого климата

Основная часть аэрозолей находится на высоте до 2 км над поверхностью Земли. Считается, что пыль в среднем держится в атмосфере 4—7 суток, а вообще продолжительность нахождения большинства аэрозолей колеблется, по данным ряда исследователей, от 1 до 40 суток.

Небольшое количество аэрозолей, поднявшихся на высоты более 7 км, попадает в струйные воздушные потоки, которые переносят частицы на расстояния свыше 5 тыс. км. Коллоиды, попавшие в стратосферу, могут не осаждаться на поверхности Земли до 14 лет. Однако количество таких аэрозолей сравнительно мало. По данным А.П. Лисицына, их осаждающаяся масса в северном полушарии оценивается величиной от 2—32 мг/см2за 100 лет. Основная масса веществ, осаждающихся при их эоловом переносе, связана с его третьим видом — локальным переносом.

Так же, как и в случаях отложения веществ из водных потоков, при отложении материала из воздушных потоков происходит его (отлагающегося материала) геохимическая дифференциация. Она не ограничивается раздельным отложением песков и коллоидов глинистых минералов. Последние, занимая большие территории, обычно отличаются существенно пониженными содержаниями тяжелых металлов. Так, в предгорьях Джунгарского Алатау в почвах на эоловых суглинках содержания РЬ и Zn в 3—5 раз ниже обычного их содержания в почвах. В результате поступление в них материала из выветривающихся даже безрудных известняков и доломитов приводит (рис. 2.2) к образованию аномалий РЬ и Zn [ 10, 13].

Ложная аномалия свинца и цинка в эоловых суглинках на участке Коксу (Южный Казахстан)

Рис. 2.2. Ложная аномалия свинца и цинка в эоловых суглинках на участке Коксу (Южный Казахстан): 1 — суглинки с пониженным содержанием металлов; 2 — известняки и доломиты; 3 — зона обогащения суглинков металлами

Еще большие геохимические изменения происходят в результате отложения эолового материала при развевании солончаков, соляных озер, морей. Например, в 1933 г. в США произошел «соляной шторм», вызвавший перенос громадного количества пыли с высохших соляных озер в Большом Бассейне через Скалистые горы. Соляная пыль осела белым слоем на равнине восточнее гор. В настоящее время подобные явления связаны с развеванием солей от высыхающего Аральского моря (озера).

О значимости аэрозольного переноса можно судить хотя бы по данным Н.М. Страхова, который пишет, что в 1863 г. на Канарские острова выпало 3 944 000 м3пыли, перенесенной из пустыни Сахары. Значительную часть этой пыли составляли коллоиды. Но соизмеримые количества аэрозолей выносились в 70-х годах нашего века далеко не из пустынных регионов (Краснодарский и Ставропольский края, Ростовская область).

Несмотря на общую относительную равномерность глобального природного процесса переноса коллоидных частиц в атмосфере над континентами, выделяются участки преимущественного отло жения эолового материала, представленного пылевидными глинистыми частицами. Именно эти частицы и составляют основу аэрозолей природного генезиса. Протяженность участков отложения таких аэрозолей может достигать сотен километров при мощности эоловых толщ десятки метров. Это позволяет говорить о том, что в отдельных районах роль эолового переноса веществ (соответственно и отложения) становится ведущей в природном процессе миграции элементов.

Отметим, что геохимическая ситуация изменяется не только в районах отложения эолового материала, но и в районах воздушной эрозии. Так, в условиях постоянных ветров (не бурь) происходит выдувание наиболее легких частиц почв, не связанных с тяжелыми металлами. При этом происходит обогащение почв частицами, сорбировавшими металлы и, как следствие, увеличение содержания этих металлов в верхнем почвенном горизонте. Выдуванию легких частиц способствуют ежегодные перепахивания и большие площади, занятые только пашнями.

Рассмотренное обогащение почв во многом определяется рельефом. На юге европейской части России оно, охватывая большие территории (рис. 2.3), резко преобладает в верхних частях поднятий — в элювиальных и трансэлювиальных ландшафтах (табл. 2.2).

реферат найти Миграция химических элементов

жанис свинца менее 0,0017 %;

, более 0,0017 %

М 0 40 км I___________________________________I___________________________________)

Рис. 2.3. Увеличение концентрации свинца в почвах сельскохозяйственных ландшафтов юга Ростовской области, подверженных воздушной эрозии

Таблица 2.2

Обогащение металлами верхнего 30-сантиметрового слоя почв элювиальных и трансэлювиальных ландшафтов пашен, подверженных воздушной эрозии, в сравнении с неподверженными (Ростовская область)

Ландшафт

Число наблюдений

Металл

Изменение фоновой концентрации, п • 10″3%

Увеличение содержания, т/км2

Элювиальный

201

РЬ

От 1,3 до 2,6

7,8

Трансэлювиальный

828

От 1,4 до 2

3,6

Элювиальный

201

Ni

От 3,9 до 4,9

6

Трансэлювиальный

828

От 4,2 до 4,6

2.4

Кроме РЬ и Ni, за счет воздушной эрозии в почвах региона существенно возросла концентрация Си, Zn, Сг, Мп. Если учесть, что в рассматриваемом случае площадь, подверженная воздушной эрозии, составляет около 40 тыс. км2, то получится, что в ее пределах накопилось, т: Си — около 72 тыс., Ni — 84 тыс., Zn — столько же, РЬ — 96 тыс., Сг — 264 тыс., Мп — 872 тыс. Еще большим является вынос основных химических элементов, попадающих с удобрениями. Так, при аэрозольном переносе слоя мощностью всего 1 мм в воздух с 1 га поднимается примерно, кг: N — 76, Р — 24, К — 80.

Рефераты:  Гибкость, средства и методы развития гибкости

В зонах обогащения почв тяжелыми металлами за счет рассматриваемой воздушной эрозии металлы накапливаются лишь в верхнем, пахотном горизонте мощностью до 30 см. Это убедительно доказано многочисленными анализами почв из керна скважин и шурфов (рис. 2.4).

реферат найти Миграция химических элементов

б)

А

В,’

а)

Рис. 2.4. Обогащение верхнего горизонта почв медью

в сельскохозяйственных ландшафтах южных районов Ростовской области: а) подверженных воздушной эрозии, в сравнении с таковыми северных районов; б) не подверженных воздушной эрозии: А, В,, В2, Ср С2 — опробованные горизонты вертикальных почвенных разрезов

Влияние геоморфологических особенностей на распределение химических элементов в почвах сельскохозяйственных ландшафтов имеет большое значение и при аэрозольном выносе, и при его отсутствии. Сначала рассмотрим, как изменяется концентрация ряда металлов в почвах сопряженных ландшафтов (от водораздельных — элювиальных до ландшафтов подножий — трансаккумулятивных) в случае воздушной эрозии (табл. 2.3).

Таблица 2.3

Изменение фонового содержания, п • 10~3% по массе, ряда металлов в почвах сопряженных сельскохозяйственных ландшафтов, подверженных воздушной эрозии

Ландшафт

Число проб

Химический элемент (атомная масса)

РЬ (207)

Zn (65,3)

Си (63,5)

Ni

(58,7)

Мп

(54,9)

Элювиальный

196

2,6

6,0

5,0

4,9

67,9

Трансэлювиальный

241

2,0

5,3

4,8

4,6

61,4

Трансаккумулятивный

77

1,8

4,9

4,5

4,6

56,7

Относительное увеличение концентраций металлов на водоразделе, %

144

122

111

106

109

Как видно из данных таблицы, во-первых, в почвах элювиальных ландшафтов, где в наибольшей мере проявилось выдувание почв, содержание тяжелых металлов наибольшее; во-вторых, наблюдается тенденция к накоплению более тяжелых элементов, т.е. чем выше атомная масса элементов, тем они труднее выдуваются, а следовательно, накапливаются в относительно больших количествах.

При практическом отсутствии воздушной эрозии наиболее тяжелые частицы постепенно опускаются вниз как по профилю почв (это хорошо видно из рис. 2.4), так и по склону в сопряженных ландшафтах (табл. 2.4). В последнем случае выявляется тенденция к накоплению в значительных концентрациях элементов с большей атомной массой у подножия склонов. Это соответствует рассмотренной схеме миграции металлов в почвах сельскохозяйственных ландшафтов, не подверженных воздушной эрозии.

Несомненное влияние на фоновое содержание в почвах различных ландшафтов оказывает и состав почвообразующих (почвоподстилающих) горных пород. В каждом конкретном случае такое влияние зависит от совокупности еще многих причин, главными из которых можно считать: мощность рыхлых отложений, конкретную хозяйственную деятельность в пределах ландшафта, климат, глу бину водоносного горизонта. Так, на юге европейской части России в 100% случаев над четвертичными лиманными отложениями в почвах сельскохозяйственных ландшафтов содержание РЬ превышает кларковос.

Таблица 2.4

Изменение фонового содержания, п • 10-3% по массе, ряда металлов в почвах сопряженных сельскохозяйственных ландшафтов, не подверженных воздушной эрозии

Ландшафт

Число проб

Химический элемент (атомная масса)

РЬ (207)

Zn

(65,3)

Си (63,5)

Ni (58,7)

Мп (54,9)

Элювиальный

66

1,3

4,9

4,0

3.9

55,9

Трансэлювиальный

396

1.4

4,8

4,2

4.0

55,8

Трансаккумулятивный

77

1,8

4,9

4,5

4,3

56,7

Относительное увеличение концентраций металлов у подножия склонов, %

138

102

112

НО

101

Наибольшие геохимические изменения, связанные с эоловыми процессами, вызывает перемещение мельчайших коллоидных частиц. В соответствии с правилом Перельмана, их накопление в биосфере коллоидов пропорционально интенсивности и длительности протекания в геохимических ландшафтах биологического круговорота химических элементов. В результате в ландшафтах зрелых стадий влажных тропиков почти 100% почв и кор выветривания состоят из коллоидов и метаколлоидных минералов. Однако из ландшафтов влажных тропиков вынос коллоидов в атмосферу минимален. В пустынях же, где вынос аэрозолей мог бы быть очень большим, коллоидов меньше. Таким образом, их природное поступление с разных частей континентов не является слишком контрастным.

Это положение нужно вспомнить рассматривая влияние на геохимический облик почв городов климатических особенностей их расположения.

Мы в этой работе уделили аэрозольному переносу большое внимание в связи с тем, что данный природный процесс вызвал весьма значительное влияние на геохимический облик почв населенных пунктов как в начальный период их формирования (т.е. до создания селитебных ландшафтов), так на протяжении всего развития населенных пунктов, включая современный период. Живое вещество планеты на рассматриваемый процесс оказывает в основном косвенное воздействие: способствует или препятствует воздушной эрозии, а также иногда влияет на размеры участков отложения переносимого материала.

Механическое перемещение веществ, связанное с процессами, протекающими в районах многолетней мерзлоты, влияет на геохимические особенности почв лишь сравнительно небольшой части населенных пунктов. Обычно эти процессы влияют на особенности проведения поисков месторождений полезных ископаемых в арктических и субарктических областях.

Не оказывает значительного влияния на геохимический облик почв населенных пунктов также механическое перемещение материала под действием силы тяжести, особенно при расчлененном рельефе. Однако в пределах крупных городов в предгорных и горных районах перемещение по склонам может существенно изменить геохимическую характеристику почв отдельньгх небольших ландшафтов, составляющих в сумме единый городской ландшафт.

Диффузионная миграция. Это перемещение частиц (коллоидов, молекул, атомов и ионов) в земной коре и биосфере в направлении убывания их концентрации. Особый интерес при развитии антропогенных процессов представляет диффузия в твердых телах. Во многом это связано с созданием поверхностных и особенно подземных накопителей различных загрязняющих, в первую очередь жидких, веществ.

Электрохимические процессы. Довольно широкое развитие эти процессы получили в природе, в частности в биосфере. Они происходят в илах, увлажненных почвах, горных породах. Их роль резко возросла в районах захоронения бытовых и промышленных отходов, где без привлечения понятий об электрохимических процессах невозможно объяснить особенности миграции в почвах и перехода в растворы многих металлов.

К настоящему времени природные электрохимические явления наиболее изучены для участков, содержащих сульфиды. На примере таких участков и рассмотрим суть указанных процессов. Один из сульфидов (ряд исследователей считает, что электрохимическое растворение характерно и для минералов, не обладающих электропроводимостью в водной среде) становится катодом, а другой — анодом. За счет разницы потенциалов в системе сульфид I — сульфид II (обязательно в присутствии подземных вод) происходит перенос электронов с анода на катод.

По данным Г.Б. Свешникова, С.Л. Шварцева, Л.К. Яхонтовой и А.П. Грудева, процессы электрохимического растворения могут существенно влиять на содержание микрокомпонентов в водах, протекающих через сульфидсодержащие горные породы, илы.

Рефераты:  Соединение проводов

В городских почвах, с обилием элементов в самородном состоянии, объяснение некоторых процессов миграции невозможно без привлечения электрохимической миграции.

2.2.3. Техногенная миграция

В последнее время перед всем человечеством все чаще возникают вопросы: что мы относим в настоящее время к техногенезу? чем техногенные процессы, с точки зрения геохимии, принципиально отличаются от природных процессов? сколь велики экологогеохимические последствия техногенеза? как они соизмеряются с последствиями процессов, происходящих в природе без вмешательства людей? Научно обоснованные ответы на них во многом должны определять развитие промышленности, сельского хозяйства, да и вообще практически всю деятельность людей. Постараемся кратко и с точки зрения экологической геохимии ответить на эти вопросы.

Классификаций техногенных процессов и их последствий довольно много — все зависит от того, какой признак брать за основу. Можно рассматривать и классифицировать эти явления в зависимости от масштаба проявления. В этом случае техногенез разделится в первую очередь на глобальный (биосферный), региональный и локальный. Конечно, как и при любой классификации, это разделение во многом условно и существуют определенные переходы между отдельными таксономическими единицами. Можно классифицировать процессы, учитывая вид техногенной деятельности, либо в зависимости от интенсивности произошедших изменений, например содержаний (распространенности) элементов, их распределения, форм нахождения и т.д. Процессы техногенеза и их последствий можно классифицировать, а соответственно и оценивать, в зависимости от образования и размеров возникающих техногенных ландшафтов, или геохимических барьеров.

А.И. Перельман [10] разделил процессы техногенеза на две группы. К первой он отнес процессы, унаследованные от природных, биосферных. Это в первую очередь биологический круговорот химических элементов, круговорот воды, рассеяние элементов, связанное в основном с отработкой месторождений полезных ископаемых, и др. При их изучении Перельман рекомендует «использовать понятия и методы, разработанные для анализа природных процессов. Техногенная миграция, обособленная во вторую группу, находится в резком противоречии с природными условиями». Это появление ряда металлов в «самородном», металлическом состоянии, т.е. идет затрата энергии на уменьшение энтропии. Пока ни в одной системе космоса не установлены реакции, идущие столь очевидно в разрезе с законом энтропии. Это было отмечено еще А.Е. Ферсманом. Появилась форма нахождения химических элементов, не имеющая природных аналогов в биосфере, и т.д. Для характеристики процессов второй группы, по А.И. Перельману, «…необходимы новые подходы к исследованию».

В данной работе мы постараемся кратко рассмотреть только основные особенности техногенной миграции и некоторые ее эколого-геохимические последствия. Более подробно они рассмотрены в научной монографии [17]. Эта работа была отмечена золотой медалью им. П.П. Семенова.

Промышленная деятельность связана в основном с механическим перемещением горных пород и почв, работой заводов, фабрик, предприятий по обслуживанию транспорта и добыче полезных ископаемых. Максимум изменений, вызванных этой деятельностью, обычно происходит с формированием новых техногенных ландшафтов и возникновением новых геохимических барьеров. Деятельность одного даже очень крупного предприятия или их пространственно объединенной группы пока не влияет на общие природные процессы миграции-концентрации химических элементов, охватывающие всю биосферу. Однако в отдельных случаях промышленная деятельность, рассматриваемая в целом, уже начинает сказываться на указанных процессах, протекающих во всей биосфере. Прежде всего к такой антропогенной деятельности следует отнести самые различные способы и пути поступления в окружающую нас среду металлов, особенно относимых к тяжелым. Именно эти способы и пути вызвали уже отмечаемую практически всеми исследователями металлизацию биосферы.

Содержание металлов в земной коре колеблется в широких пределах, и если распространенность Al, Fe, Са, К, Na, Mg и Ti изменяется от 8 до 0,5%, то содержание основной части металлов, часто относимых к тяжелым, составляет тысячные-стотысячные доли процента. Примерно такая же картина характеризует распространенность металлов в почвах Земли. На месторождениях, занимающих крайне незначительную площадь суши нашей планеты, содержание большинства тяжелых металлов увеличивается в тысячи раз по сравнению с их кларками. Однако подавляющая часть запасов этих металлов находится на значительных глубинах и в природных условиях практически не влияет на их (металлов) содержание в окружающей нас среде, т.е. в биосфере.

Положение резко изменилось в связи с широким развитием промышленной деятельности. Рассматриваемые металлы стали в значительных количествах поступать в окружающую нас среду — начи ная с разработки месторождений, транспортировки руд, выплавки и транспортировки металлов, изготовления и транспортировки различных содержащих металлы изделий и заканчивая утилизацией отходов и разрушением изделий. Особо отметим, что техногенное поступление металлов происходит в минеральной и изоморфной формах, в виде коллоидов и различных растворов.

Отметим некоторые особенности промышленной металлизации в современный период:

  • 1. В числе металлов, миграция которых вызывает металлизацию крупнейшей биокосной системы, появились ранее относимые к редким. Это те элементы, которые до последних десятилетий практически не использовались людьми.
  • 2. Глобальная металлизация на рубеже XX—XXI вв. не только продолжается, но и возрастает.
  • 3. Последствия процесса металлизации развиваются не равномерно, а мозаично. Их максимум характерен для зон наибольшего развития промышленных предприятий и наибольшей плотности населения, использующих металлы в самых различных видах и соединениях. Такими законами являются селитебные и окружающие их промышленные геохимические ландшафты.
  • 4. Металлизация стала характерной не только для техногенных, но и для биогенных (природных) ландшафтов. Во многом это связано с тем, что техногенная миграция элементов охватывает атмосферу, гидросферу, педосферу и живое вещество. В почвах, являющихся депонирующей средой, концентрация металлов, связанная с рассматриваемым процессом, к настоящему времени стала наибольшей и получила название локальной металлизации (В.А. Алексеенко).

К числу глобальных (общебиосферных) последствий процессов миграции-концентрации элементов, связанных с промышленной деятельностью, можно отнести накопление фреона в верхних частях атмосферы и дуста — в почвах и живых организмах.

В результате этих процессов в почвах не только изменилась концентрация углерода, водорода и хлора, но изменился сам обычный ход миграции-концентрации и перераспределения многих химических элементов.

На второе место по масштабу воздействия на химический состав почв после промышленной деятельности можно поставить сельскохозяйственную. Этот вид деятельности в основном вызвал изменения в распространенности и распределении химических элементов в почвах сельскохозяйственных ландшафтов. При этом произошли изменения в прилегающих к ним биогенных ландшафтах. Изменился состав почв и в ряде небольших населенных пунктов (хуторов, деревень и т.д.), особенно окруженных сельскохозяйственными угодьями.

Сельскохозяйственная и другие виды антропогенной деятельности, не оказывающие существенного влияния на процессы миграции-концентрации химических элементов в почвах населенных пунктов, подробно не рассматриваются.

Оцените статью
Реферат Зона
Добавить комментарий