Классы водной миграции природных вод

Характер миграции элементов в природных водах определяется несколькими немногочисленными элементами или ионами. Этокислород, CO2, H2S, Ca, Na, Mg, Fe, Cl, SO4-идр. Один и тот же элемент или соединение может быть активным в одних условиях и неактивным в других.

Принцип подвижности компонентов заключается в следующем. Роль элемента в миграции в природных водах определяется их содержанием и интенсивностью их миграции. Элементы с высоким содержанием и активностью называются типоморфными (определяющими классы природных вод и условия в них).

Fe подвижен в восстановительной обстановке (глеевой) и малоподвижен в окислительной. Для тундр, таёжной зоны Fe – элемент типоморфный.

Классы водной миграции:

· Кислый класс – воды слабоокислительные, окислительные, типоморфныйH+;

· Кислый глеевый класс – возникает в водах обогащённых органикой, типорфныеH+ и Fe3+.

· Кальциевый и кальциево-натриевый класс - в нейтральных и слабощелочных Fe малоподвижен, Ca подвижен, а при дефиците влажности – Na.

· Гипсовый класс и содовый – в сильнощелочных водах подвижными становятся сульфаты и Na.

 

 


 

12.. Источники геохимического загрязнения, распространение загрязнений в окружающей среде и техногенные геохимические аномалии.

Понятие «загрязнение»в геохимии отличается от экологического понимания данного термина и других наук об окружающей среде. В геохимии под загрязнением понимается изменение химических свойств природной среды, не связанное с естественными процессами.

Физическое загрязнение геохимия не изучает, это дело геофизики; биологическое – тоже, этим занимается медицинская география, санитария и гигиена.

Неестественное изменение химических свойств природной среды – и есть загрязнение. Изменение – это привнесение в окружающую среду или возникновение в ней физических, химических, биологических, информационных агентов или их превышение, приводящее к негативному влиянию на природу.

В геохимии – всё, что неестественно. Даже внесение мелиоранов – пестицидов, или известкование почв являются загрязнением. Наряду с понятием загрязнение есть понятие «источник загрязнения».

В экологии существует 4 трактовки и 4 аспекта:

· Технологический процесс, приводящий к загрязнению (сжигание угля в котельной, выплавка металла из руды);

· Точка выброса;

· Территория, где протекают технологические процессы и располагаются точки выброса;

· Материальный носитель загрязнения (взвешенная частица…) – общая трактовка и для экологии, и для геохимии.

В геохимии источником принято считать только материальный носитель. С точки зрения геохимии все источники подразделяются на две группы.

Источники загрязнения
Отходы – не утилизированная в данный момент и возвращённая в окружающую среду часть использованных и переработанных человеком материалов
Средства химизации – вещества, намеренно вносимые в окружающую среду с целью получения экономического или санитарно-гигиенического эффекта.
Выбросы– часть отходов, рассеиваемая в атмосфере, преимущественно газообразная
Стоки – жидкая часть отходов, рассеиваемая в гидросфере
Складируемые отходы, преимущественно твёрдые
Удобрения
Мелиоранты
Пестициды



Распространение загрязняющих веществ происходит в результате миграции.

Миграция загрязняющих веществ – это комплекс процессов, который включает 4 процесса – стадии, составляющие цикл миграции.

1. Перевод вещества в форму нахождения, обеспечивающую подвижность в данных условиях – это измельчение, диспергирование при высыхании, растворение, испарение.

2. Транспортировка, происходящая с водными и воздушными потоками. Фаза транспортировки является центральной фазой процесса миграции.

3. Осаждение– выведение из водного или воздушного потока загрязняющих веществ. Может быть механическим – за счёт силы тяжести при снижении скорости потока; химическим – то есть связывание, сорбция, коагуляция. Осаждение происходит на барьере естественном или искусственном. Плохо пахнущие очистные сооружения являются искусственными барьерами J

4. Перевод в неподвижную форму, связывание. Может быть механическим – адсорбция, абсорбция; химическим и биологическим.

За осаждением может начинаться новый цикл переноса. Транспортировка в водных и воздушных потоках происходит в двух формах, то есть в составе основной фазы и в форме взвешенных частиц.

Основная фаза – газообразная для воздушной среды и жидкая для водной среды.

Прекращение переноса происходит за счёт химических превращений естественного (в рамках самоочищения), искусственного (на очистных сооружениях), биологического или химического типа.

У большинства загрязняющих веществ – ограниченный срок пребывания в среде и по его окончанию меняется их химическая природа (химическое преобразование). Он может исчисляться часами, днями, неделями. Для кислотообразующих оксидов серы и азота он составляет 6 часов.

· Загрязнители глобальныес ограниченным сроком пребывания – хлор, фтор, углеводороды и фреоны. Основные вещества в выбросах – диоксид серы, углекислый газ, формальдегид имеют ограниченный срок пребывания.

· Локальноеили региональное загрязнение.

Для водной среды характерны консервативные и неконсервативные примеси. Консервативные – устойчивые в водной среде, присутствующие неограниченно долго хлориды, сульфаты, растворимые углеводороды. Снижение концентраций происходит за счёт разбавления в больших объёмах.Неконсервативные примеси – это примеси с ограниченным временем присутствия в водной среде. К ним относятся органические соединения. Процессы самоочищения снижают концентрацию.

 

ВАЖНО:Природные среды по отношению к загрязняющим веществам подразделяются на транспонирующие среды, осуществляющие перенос, и депонирующие среды – почвы, снег, донные отложения, растительные ткани, в которых перенос не осуществляется.

Соответственно в транспонирующих происходит сложная пространственно-временная динамика концентраций, зависящая от поступления веществ от источника и от собственной динамики, характера турбулентности и объёма среды. Они сами по себе.

//Существенный перенос осуществляется во взвешенной фазе. Так могут переноситься твёрдые частицы или жидкие в виде взвесей.

Перенос во взвешенном состоянии – перенос значительно менее устойчивый на значительно меньшие расстояния, чем какой-то другойО_о Он обеспечивается за счёт динамичности потока, скорости ветра и скорости движения. При снижении скоростей происходит естественное осаждение. Искусственное осаждение взвешенных частиц процесс более простой. Например, из водной среды эти частицы осаждаются в отстойниках//

Компоненты окружающей среды по отношению к друг к другу тоже могут выполнять роль источников загрязнения.

Чаще всего в роли источников загрязнения выступают транспонирующие среды (загрязнённый воздух, вода) и загрязнение происходит за счёт осаждения из транспонирующих сред. Не бывает наоборот.

Загрязнение –процесс сложный, многостадийный, связанный с взаимодействием транспонирующих и депонирующих сред.

В результате переноса загрязняющих веществ (см.предыдущий вопрос) образуются техногенные геохимические аномалии. Понятие геохимической аномалии заимствовано из поисковой геохимии.

Геохимическая аномалия – территория, в пределах которой хотя бы в одном из слагающих территорию природных тел параметры распределения хотя бы одного химического элемента статистически достоверно отличаются от фоновых.

Для определения это отличия используется понятие о среднеквадратичном отклонении(делали лабораторную подобную, где высчитывали среднее, возводили в квадрат, вычитали, складывали всё, извлекали корень и т.д.)

В геохимии окружающей среды техногенные аномалии основываются на понятиях: геохимические потоки и геохимические ореолы.

Потоки– аномалии в транспонирующих компонентах природной среды (вода, воздух).

Геохимические ореолы – аномалии в депонирующих компонентах природной среды (в почвах, снеге, в донных отложениях, в растительных тканях).

Аномалии геохимические могут различаться в зависимости отмасштабам проявления:

· Глобальные (охватывающие три или больше частей чего-то там);

· Региональные (охватывающие регион, естественно);

· Локальные (точечные, в единственной пробе).

Также есть моноэлементные и полиэлементные аномалии.

По характеру воздействия на живую природу различают вредные аномалии, биологически нейтральны, полезные (например, известкование почв, привнесение добавок).

Наибольшее внимание в геохимии уделяется ореолам в почвах, меньше – в донных отложениях.

Геохимические аномалии в почвах по происхождению подразделяют на:

· Аэрогенные (образуются за счёт осаждения в атмосфере);

· Гидрогенные (выпадение из водных потоков);

· Биогенные;

· Вейстогенные (образуются за счёт загрязнения отходами, от англ. waste – скорее всего отходы J);

· Агрогенные(связанные с ведением с/х).

Общей особенностью всех техногенных геохимических аномалий является высокая неоднородность концентрации.

Но в пределах крупных аномалий выделяется ядро аномалии в центральной части со стабильными концентрациями и периферическаячасть, характеризующаяся неоднородностью и мозаичностью.

При больших масштабах загрязнения техногенные геохимические аномалии захватывают все компоненты природной среды, а не только отдельные. В этих случаях, когда аномалии охватывают все компоненты среды, говорят о техногенных геохимических ландшафтах.

К ним относятся ландшафты предприятий, ландшафты жилых зон, ландшафты дорог и коммуникаций, ландшафты общественных зон, ландшафты рекреационных зон, ландшафты с/х.

 

13.. Эколого-геохимические исследования, гигиеническая оценка техногенных аномалий и мероприятия в очагах геохимического загрязнения.

допустимые концентрации.

Техногенные аномалии отличаются тем, что они полиэлементные. Они определяются по загрязнению почв, само по себе это явление не опасно, но это показатель общего экологического неблагополучия. В районах с загрязнёнными почвами, в большинстве случаев загрязнены и другие Серы.