Кислотно- щелочные барьеры

Геохимические барьеры – участки миграционных потоков, в которых на коротком расстоянии происходит резкое уменьшение интенсивности миграции хим.элементов и их концентрация. Кислотно-щелочные бальеры возникают в местах с резким изменением величины рН.

В местах, где на коротком расстоянии кислая среда сменяется щелочной, возникает щелочной барьер, для которого характерна концентрация Fe, Ca, Mg, Mn, Ba, Cu, Ni. Особенно контрастные барьеры возникают на контактах силикатных и карбонатных пород. Кислые растворы, фильтрующиеся из подзолистых почв, попадая в известняк, встречают на своем пути щелочной барьер, на котором осаждаются железо и марганец. Очень характерны щелочные барьеры для зоны окисления сульфидных руд в известняках. Здесь сернокислые растворы, образующиеся при окислении пирита, нейтрализуются известняками. В результате на щелочном барьере наблюдается ожелезнение, осаждение малахита , карбонатов меди, свинца и тд.

Кислые барьеры возникают при резком уменьшении величины рН. На кислом барьере осаждаются анионогенные элементы: Si, Se, Mo, Ge и тд. На многих кислых барьерах химические элементы осаждаются из потока содовых вод. Такие воды чаще всего образуются за счет обменных реакций и выветривания натриевых силикатов. Кислые микробарьеры могут возникнуть в местах гниения деревьев, где вода подкисляется и осаждается SiO2.

 

36.Окислительно-восстановительный барьер.
С изменением окислительно-восстановительных условий связано формирование барьеров.
На участках резкой смены восстановительной среды на окислительную возникает окислительный барьер, который как правило является кислородным.Кислородные барьеры широко распределены в биосфере из-за того, что они образуются там, где миграционные потоки бескислородных вод попадают в зону со свободным кислородом, а этой зоной является практически вся атмосфера. На таких барьеров осаждаются из металлов Fe и Mn и реже Co.
Там, где кислородные или глеевые воды контактируют с сероводородной средой, возникает восстановительный сероводородный барьер. На нем осаждаются многие металлы, поступающие с кислородными и глеевыми водами. Сл-но образование труднорастворимых сульфидов.

Также может возникнуть восстановительный глеевый барьерпри условии попадания на участок с восстановительной бессероводородной обстановкой потока кислородных вод. Глеевые условия обычно возникают на участках разложения органических веществ без доступа кислорода или при его недостаточном поступлении.

 

37. Краткая характеристика «приоритетных загрязняющих веществ».

Это вещества, которые производят в крупных масштабах (более 1000 кг\год) и которые представляют особую опасность для различных экосистем.
Среди них выделяют тяжелые металлы (ТМ), пестициды, полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), хлорорганические соединения (ХОС), нефтепродукты, фенолы, детергенты, нитраты. Наиболее опасными являются ТМ, ПАУ и ХОС.
К тяжелым металлам относят группу химических элементов с плотностью более 5г\см^3. Но правильнее руководствоваться атомной массой и мы относим к тяжелым металлам вещества с а.е.м. более 40. Эти вещества очень засоряют водные объекты. Наибольшее внимание уделяют «большой четверке» - Pb, Hg, Cd, и As.
Пестициды – общепринятое название всех химических средств защиты растений. Среди этих соединений большое значение имеет ДДТ.

38.
Геохимический круговорот веществ на Земле.
Геохимический круговорот вещества на Земле в целом включает повторяющиеся процессы превращения и перемещения. Они имеют цикличный и в то же время поступательный и необратимый характер. В процессе круговорота более легкие молекулы, атомы и ионы проходят меньший путь и затрачивают меньше времени на свое передвижение, чем более тяжелые вещества. Максимально подвижны легкие вещества – газовые компоненты атмосферы, вода. Минимально подвижные – вещество горных пород и минералов. Геохимическая история любого элемента может быть представлена как участие его в общем круговороте вещества в пределах верхних оболочек Земли. Наиболее распространенные элементы определяют химизм земной коры в целом и участвуют в большом круговороте: магматическая порода – осадочная порода – метаморфическая порода –ультраметаморфизм и образование магматического очага. Все процессы подразделяются на экзогенные и эндогенные. Круговорот является не замкнутым, поэтому его лучше назвать циклом. Наиболее распростр ХЭ, определяющие химизм ЗК учавствуют в большем круговороте: кристаллизация, выветривание, осаждение (диагенез), метаморфизация, переплавление. Остальные – только в тех его частях, которые происходят в верхниз оболочках Земли. Энергия – солнечная и радиоактивного распада. Из АС газы попадают в ГС, ЛС и космос

39.
Термодинамическая направленность геохимических процессов.
Любое перемещение какой-либо массы вещества происходят за счет затраченной энергии. Выделяют следующие источники энергии:
1)Энергия гравитационных сил проявляется в расслоении Земли на оболочки, когда преимущественно легкие атомы слагают верхние оболочки, а тяжелые – внутренний объем Земли и ядро. С не так же связано в большинстве случаев механическое перемещение на поверхности планеты.
2)Космическая энергия очень важна для биосферы. Она определяет тепловые режимы Мирового океана и атмосферы, а следовательно перемещение огромных водных и воздушных масс.
3) Энергия радиоактивного распада связана с большинством тектонических движений.
4)Энергия остаточных глубин земного шара обуславливает очень многие процессы, приводящие к геохимической миграции.
Многие геохимические процессы верхних оболочек Земли имеют определенную направленность, которая заключается в том, что любая природная система стремится перейти в состояние максимальной устойчивости с минимальными затратами энергии. Один планетарный процесс в предела биосферы Земли протекает в противоположную сторону с накоплением свободной энергии – фотосинтез.

Любой ГХ процесс на Земле происходит с выделением или поглощением Е, связанным с термодинамия св-вами минеральных ассоциаций и т\д условиями среды.

Природные систмемы находятся в равновесии, поэтому если оно нарушается внешним воздействием то по принципу Ле-Шателье она будет пытаться ослабить это воздействие. Возрастание Т ведет к увеличению растворимости солей, которая сопровождается поглощением тепла. Возрастание давления ведет к обрразованию вещества с уменьшением объема и наоборот. Повышение концентрации к/л компонента он стремится перейти в другую фазу сл-но ХР направлены на уменьшение его избыточного содерж.

40.
Геохимические особенности техногенных систем
1)Техногенный почвы
Примерами являются осушенные торфяники и поливные почвы оазисов, которых не было в биосфере. Чаще природный тип почв сохраняется и производится только окультуривание с помощью различных агротехнических и агрохимических приемов. Для улучшения свойств почв в них добавляют горные породы, торф, пемзы итд. Но в результате неумелого окультуривания происходит ухудшение почв – эрозия, засоление, заболачивание итд.
По степени изменения выделяют 4 группы: природные, техногенно-природные, природно-техногенные почвы и техноземы. Примеры техноземов – искусственные почво-грунты, грунто-смеси на территории промышленных предприятий , карьеров, шахт итп, нередко содержащие высокие концентрации токсичных элементов.
2)Техногенные илы
Полностью техногенные илы формируются в городах, в прудах и отстойниках на территории металлургических и химических комбинатов, шахт и рудников, куда поступают промышленные стоки. Твердая часть таких илов в 100 и 1000 раз обогащена относительно фона Bi, Sb. W,Sn, Mo, Zn, органическими и другими соединениями. Во многих техногенных илах повышено содержание битумов, появляются синтетические продукты, неизвестные в биосфере. Техногенные потоки загрязняющих веществ поступают также в донные отложения рек, озер и водохранилищ, где их концентрация намного превышает фоновые значения.
3)Техногенные коры выветривания.
Наиболее изучены они на рудниках, вскрывающих сульфидные месторождения, где проникающий к ним кислород значительно ускоряет их окисление. В результате pH вод снижется до 2-3, формируется искусственная зона окисления – техногенная серно-кислая кора выветривания

 

41.
Принципы оценки техногенного загрязнения ландшафтов.
Техногенное загрязнение сказывается в первую очередь на функционировании экосистем и определяется способностью химических элементов включаться в природные циклы миграции. Прогноз возможных экологических последствий антропогенного воздействия нельзя вести без знаний закономерностей миграции элементов через экосистемы. Первым принципиальным положением оценки техногенного загрязнения является установление форм миграции токсичных элементов и элементов, необходимых для обеспечения нормальной жизнедеятельности организмов. Для этого необходимо знать пути миграции элементов по трофической цепи. Вторым принципиальным положением является выбор оцениваемых элементов и достоверное определение их фоновых содержаний в различных средах.