Глава 1. Геохимические барьеры: понятие, функции,

геоэкологическая оценка

1.1. Понятие о геохимических барьерах. Этот термин был предложен А.И. Перельманом в 1961 году для характеристики пространства, на котором происходит резкая смена геохимических условий миграции химических элементов, приводящая к их концентрации. Степень концентрации элементов в геохимических барьерах может достигать величин, представляющих промышленный интерес. Такие ландшафты всегда исключительно своеобразны, они отличаются особыми почвами и растительностью.

А.И. Перельман подразделяет барьеры на три основных класса: физико-химиче­ские, биогеохимические и механические. Однако, к настоящему времени детальная классификация разработана только для физико-химического класса барьеров, а точнее, для случая осаждения химических элементов, мигрирующих в ионной форме в водах с различными окислительно-восстановительными и ще­лочно-кислотными условиями (В.А. Алексеенко, 2000). Среди них в зависимо­сти от причины, приводящей к осаждению из вод элементов, выделяют классы кислородных (A), сероводородных (B), глеевых (C), щелочных (D), кислых (E), испарительных (F), сорбционных (G) и термодинамических (H) барьеров. Кон­центрация элементов на каждом из этих барьеров зависит не только от его класса, но и от состава вод, поступающих к барьеру. Каждый вид барьера обо­значается индексом, включающим символ барьера и класс вод.

Матричный принцип систематики позволяет выделять новые и прогнозировать не установ­ленные виды концентрации химических элементов (Н.С. Касимов, А.И. Перельман, 1992).

При изучении геохимических барьеров главное внимание обращается не на участки устойчивого существования геохимических обстановок, а на места их смены, которые становятся самостоятельными объектами исследования (Н.С. Касимов, А.И. Перельман, 1992). Барьеры миграции позволяют полнее охарактеризовать функции почв и почвенного покрова в ландшафтах.

1.2. Геоэкологическое значение и функции геохимических барьеров

Рис. 10. Почвенно-геохимические барьеры миграции обеспечивают экологическую безопасность природных вод Камчатки, Сахалина, Чукотки, где в реках наблюдается масштабный нерест горбуши и жировка популяции

медведей.

Геохимические барьеры имеют огромное значение для биосферы. Различными авторами приводится множество примеров их влияния на окружающую природную среду. Например, огромный хозяйственный ущерб наносится в результате образования испарительных барьеров на сельскохозяйственных угодьях (так называемые «чистые» пары»), особенно связанные с содовым засолением, которое переходит в ранг мировых проблем; обмеление Аральского моря и засоление близлежащих ландшафтов (В.А. Алексеенко, 2000).

Показано, что химическое загрязнение почв тяжелыми металлами (ТМ) увеличивается при наличии в профилях сорбционных барьеров миграции. Загрязнение уменьшается при развитии сезонного анаэробиозиса почв, их периодическом подкислении, формировании доступных для биоты органно-минеральных соединений и активной нисходящей миграции ВОВ.

Глеевые барьеры дополняют сорбционные, подготавливая и переводя, например, переходные металлы в активное химическое состояние: образуются закисные формы Fe, Mn, Cr и их коллоиды, которые являются весьма эффективными сорбентами. В почвах ЛОД наблюдаются процессы миграционного самоочищения, которые и обусловливают экологическую устойчивость почв. Отмечена фитосанитарная функция древесных насаждений, задерживающих аэральные продукты антропогенеза (И.М. Яшин и др., 2008).

Рис. 11. Леса поддерживают питание горных и равнинных рек.