5.4. Появление новых геохимических барьеров

8.4.1. Общие положения

Как видно из данных, приведенных в гл. 6, техногенные гео­химические барьеры всех четырех классов (физико-химические, биогеохимические, механические и социальные) появились в би­осфере еще до формирования ноосферы. Некоторые из них (в пер­вую очередь испарительный) оказывали не только локальное, но и региональное влияние на течение в зоне гипергенеза многих ге­охимических процессов. Существуют предположения, что отдель­ные древние очаги цивилизации погибли вследствие засоления, связанного с орошением земель сельскохозяйственных ландшаф­тов (испарительный барьер). Учитывая большое влияние геохими­ческих барьеров на развитие процессов миграции элементов в би­осфере, кратко рассмотрим появление в ее пределах техногенных барьеров в начальный период формирования ноосферы.

8.4.2. Физико-химические барьеры

Сероводородные барьеры, как правило, образуются в устьях рек при условии расположения в приустьевой части населенных пунк­тов, являющихся источниками органических веществ (см. 6.2.1) и Металлов. Такими барьерами во многом контролируется поступ­ление в моря целого ряда металлов (Сr, Мо, U, Sе и др.), мигри­рующих в растворенном состоянии в моря с континентов. Другим примером образования техногенных сероводородных барьеров может служить восстановление в соляных озерах (лагунах) уже ис­пользованных «лечебных грязей».

Среди кислородных техногенных барьеров на одном из первых мест по площади развития стоят барьеры, образующиеся при осу­шении болот. В этот период глеевая обстановка, характерная для болот, сменяется кислородной. И хотя продолжительность суще­ствования таких барьеров мала (даже в истории развития челове­чества), эколого-геохимические последствия перехода на больших территориях от глеевой к кислородной обстановке чрезвычайно ве­лики. Не все из них еще изучены, однако изменение интенсив­ности водной миграции Fе, Мn, Со на больших площадях осуша­емых болот фиксируется довольно четко.

491

Еще один техногенный кислородный барьер (хотя и с ло­кальной зоной воздействия, но развитый во многих горнорудньк районах) формируется в зоне отлива глеевых шахтных (рудничных) вод. В этих случаях идет (пока в миниатюре) процесс, аналогич­ный формированию природных «железных шляп» (см. 6.2.2). Рас­сматриваемый кислородный барьер постепенно становится ком­плексным, так как происходит наложение сорбционного (в основ­ном коллоидами Fе[ОН]з), а часто и щелочного барьера. Таким об­разом, на относительно небольшом участке концентрируется це­лый ряд металлов, выносимых с шахтными водами.

Техногенные щелочные геохимические барьеры, как было ска­зано выше, формируются в районе слива кислых шахтных вод. На этом барьере происходит концентрация растворенных в сливае­мых водах Мg, Са, Sr, Ва, Rа, Мn, Fе, Со, Ni, Сu, Zn, Рb, Аs, Нg и т.д. (см. барьер Д-6, табл. 2.8). Весьма интересный щелочной ба­рьер был создан в Молдавии для защиты сельскохозяйственных и природных ландшафтов от воздействия чрезмерно высоких кон­центраций меди, используемой для обработки виноградников (см. 6.2.4).

Вероятно, наибольшее площадное развитие среди техногенных физико-химических барьеров получили испарительные. Они обра­зуются практически везде, где в больших объемах проводится орошение земель и отмечается поднятие уровня грунтовых вод. По ориентировочным подсчетам, на площади около 100 млн га под влиянием засоления уже наступило резкое понижение урожайно­сти выращиваемых сельскохозяйственных культур. Порядка 20—25 млн га плодороднейших ранее земель полностью потеряно для сельского хозяйства из-за развития на техногенных испарительных ба­рьерах процессов засоления почв.

В пределах рассматриваемых барьеров, в верхних горизонтах почв идет накопление не только макрокомпонентов (ионы Са, Мg, СОз, SO₄, С1), но и целого ряда таких металлов, как Мо, Zn, Sr, Сu, Рb, Ва. Часто отложение химических элементов на испарительных барьерах происходит одновременно с формированием вертикаль­ной зональности (см. 6.2.6). Создавая (вольно или невольно) в ре­зультате орошения испарительные барьеры, следует особо учиты­вать вероятность влияния на засоление почвоподстилающих (или вообще имеющих контакт с грунтовыми водами) горных пород. Как указывалось, в Краснодарском крае орошение на участках разви­тия майкопских глин (в их составе отмечается сода) привело к раз­витию особо неблагоприятного содового засоления почв.

492

На юге европейской части России засоление сельскохозяйст­венных ландшафтов привело к накоплению в верхнем 30-санти­метровом их горизонте таких элементов, как Zn, Тi, Сr, V, Мn, Сu, Ni Рb. Абсолютное накопление этих металлов (при прочих рав­ных условиях) колеблется от 4,2 до 43,2 т/км².

Техногенные испарительные барьеры, вызвавшие своеобраз­ный процесс засоления на рисовых оросительных системах, опи­саны профессором В.Ф. Вальковым. Вторичное засоление почв объ­ясняется восходящим движением минерализованных вод под воз­действием разности напора вод в каналах высоких и низких ри­совых чеков.

Особо неблагоприятная эколого-геохимическая ситуация воз­никает в районах испарительных барьеров (и ниже их по течению), формирующихся около промышленных отстойников, созданных в поймах рек (см. 6.2.6). Тяжелые металлы, осаждающиеся из их хорошо растворимых соединений в верхних горизонтах почв та­ких барьеров, при промывании, техногенном или природном (в се­зоны дождей и таяния снегов), мигрируют дальше с водами рек. В Ростове-на-Дону в такие сезоны В.Н. Сериковым было отме­чено существенное повышение содержания 2п в образующейся в чайниках накипи. В число основных источников металла в этом случае входили и техногенные испарительные геохимические ба­рьеры у промышленных отстойников в пойме реки Северский До­нец, описанные в гл. 6.

Получили дальнейшее, хотя и незначительное, развитие тех­ногенные барьеры, связанные с непосредственным испарением рас­творов, находящихся на поверхности. Как и в древнейшие време­на, такие барьеры используются для извлечения солей из морской воды.

Побочным результатом развития техногенеза является образо­вание сорбционных барьеров в атмосферном воздухе над промыш­ленными селитебными ландшафтами. Обилие выбрасываемых в ат­мосферу коллоидных частиц является основой формирования та­ких техногенных геохимических барьеров (см. 6.2.7).