
- •Конспект лекций по курсу «Геохимия окружающей среды»
- •1. Геохимическое поле биосферы Земли
- •1.1. Химический состав объектов биосферы
- •1.1.1.Литосфера
- •1.1.2.Гидросфера
- •1.1.3.Атмосфера
- •1.1.4.Живое вещество
- •1.2. Геохимическая классификация химических элементов
- •1.3. Формы нахождения химических элементов в биосфере
- •1.4.Геохимические аномалии
- •1.5. Факторы миграции химических элементов в биосфере
- •1.6.Геохимические барьеры
- •1.6.1. Концентрирование химических элементов на физико-химических геохимических барьерах
- •1.6.2. Концентрирование химических элементов на механических геохимических барьерах
- •1.6.3. Концентрирование элементов на биогеохимических барьерах
- •1.6.4. Концентрирование элементов на техногенных барьерах
- •2.Геохимия природных ландшафтов
- •2.1. Процессы трансформации солнечной энергии в ландшафте
- •2.2.Круговорот воды в природно-территориальных комплексах
- •2.3. Биогеохимический круговорот атомов в ландшафте
- •2.3.1.Круговорот углерода
- •2.3.2.Круговорот азота
- •2.3.3.Круговорот фосфора
- •2.3.4.Круговорот серы
- •2.4.Процессы выветривания в природных ландшафтах
- •2.5.Геохимические процессы в природных (фоновых) ландшафтах
- •2.5.1. Геохимия гумидных ландшафтов
- •2.5.1.1. Влажные тропические леса.
- •2.5.1.2. Зона лесов умеренного пояса.
- •2.5.1.3. Тундровые ландшафты
- •2.5.2.Геохимия аридных ландшафтов
- •2.5.2.1. Степные ландшафты.
- •2.5.2.2. Пустынные ландшафты.
- •2.6.Закономерности воздушной (атмосферной) миграции химических элементов в ландшафтах
- •Высокая нагрузка, формируемая в результате выпадения больших количеств пыли с фоновым или близким к нему содержанием химических элементов.
- •Высокая нагрузка, связанная с выпадением пыли с высоким содержанием химических элементов.
- •Форма и размеры области сильных геохимических аномалий слабо зависят от "розы ветров", характерной для данного региона.
- •Форма и размеры области слабых геохимических аномалий, окружающих зону наибольших выпадений, хорошо коррелируются с метеорологическими параметрами региона.
- •2.7.Закономерности процессов водной миграции химических элементов в биосфере
- •2.7.1. Геохимическая классификация природных вод
- •2.7.2. Миграция химических элементов в природных водах
- •2.7.3.Особенности геохимических процессов распределения и миграции химических элементов в природных и техногенных водных потоках рассеивания
- •3.Геохимия техногенных ландшафтов
- •3.1.Количественные показатели техногенного геохимического воздействия
- •3.2. Устойчивость природных ландшафтов к техногенным геохимическим нагрузкам
- •3.3. Техногенные геохимические аномалии
- •3.4. Геохимия городских ландшафтов
- •3.4.1. Атмосферные выпадения
- •3.4.2. Техногенные потоки в водах и донных отложениях
- •3.4.3. Биогеохимия городской среды
- •3.4.4. Направления эколого-геохимической оценки городских ландшафтов
- •3.5.Геохимия горно-промышленных ландшафтов
- •3.5.1. Характерные особенности горно-промышленных ландшафтов
- •3.5.2.Атмосферные потоки рассеивания при разработке месторождений
- •3.5.3.Водные потоки рассеивания в горно-промышленных ландшафтах
- •3.5.4. Геохимические процессы в отдельных горно-промышленных ландшафтах
- •3.5.5. Эколого-геохимическая оценка воздействия горного предприятия на окружающую среду
2.Геохимия природных ландшафтов
Ландшафтом называется генетически однородный природно - территориальный комплекс, имеющий одинаковый геологический фундамент, один тип рельефа и одинаковый климат [ 4, 10].
В ландшафтном природно-территориальном комплексе происходит закономерное сочетание природных компонентов - земной коры, воды, воздушных масс, сообществ живых организмов, с образованием целостной материальной системы.
Функционирование ландшафта как единой материальной системы обусловлено протеканием взаимосвязанных процессов обмена и преобразования вещества и энергии:
трансформация солнечной энергии;
влагооборот (круговорот воды);
биогеохимический круговорот атомов;
трансформация энергии силы тяжести.
Все эти процессы протекают одновременно, обуславливают друг друга в зависимости от географических и климатических условий (рельеф, географическая широта, метеорологические условия и т.д.) и создают геохимическую специфику конкретного ландшафта, определяют закономерности миграции химических элементов.
В любом ландшафте как в сложно построенной материальной системе выделяют следующие структурно-функциональные части [ 10 ]:
аэромассы (А)
гидромассы (Н)
литомассы (L)
фитомассы (Р)
зоомассы (Z)
мортомассы (М)
педомассы (S).
К аэромассам относится воздух, не содержащий паров воды и твердого атмосферного аэрозоля.
Гидромассами называются водные массы, находящиеся в ландшафте в жидком, твердом и газообразном виде (поверхностные и грунтовые воды, лед, снег, пары воды, осадки).
К литомассам в природно-территориальном комплексе относятся коренные породы, выходы скальных обнажений, обломочный материал в почве и на ее поверхности (щебень, дресва, галька).
Фитомассами называется органическое вещество растений, накопленное к данному моменту как в надземной, так и в подземной части ландшафта.
Зоомассой называется органическое вещество тел животных, насекомых, простейших микроорганизмов, находящихся в данный момент времени в пределах ландшафта.
Мортомассой называется органическое вещество, заключенное в отмерших органах растений, трупах животных и т.д.
Педомассами называют органоминеральные смеси, почвенный мелкозем вместе с гумусом, т.е. это почва без влаги, фито-и зоомасс, обломочного материала и газовой фазы.
Для каждой структурно-функциональной составляющей ландшафта характерна своя основная функция.
Аэро- и гидромассы осуществляют перенос веществ в пределах ландшафта, связывая его через материальные миграционные потоки в единое целое, а также с другими природно-территориальными комплексами биосферы. Кроме того, аэро- и гидромассы трансформируют солнечную энергию и энергию силы тяжести в механическую энергию ландшафта.
Исключительная роль фитомасс в функционировании ландшафта связана с накоплением в них в виде химической энергии трансформированного растениями солнечного излучения. Фитомассы - основой источник химической энергии в ландшафте, ее количество определяет в целом химический потенциал ландшафта по преобразованию и рассеиванию химических веществ.
Литомассы ландшафта являются его "сырьевой базой", поставляя в природно-территориальный комплекс те или иные химические элементы. Минеральный и химический состав литомасс во многом определяет процессы миграции и аккумуляции элементов в пределах ландшафта.
Педомассы, формируясь при непосредственном участии живого вещества и литомасс ландшафта, являются аккумуляторами той части химической энергии, которая не была рассеяна в процессе разложения (минерализации) мортомасс, и сохранилась в виде внутренней энергии молекул гумусовых веществ и кристаллических решеток алюмосиликатов.