8.6. Техногенные геохимические аномалии

Как и природные, техногенные геохимические аномалии об­разуются на участках с резко изменяющимися ландшафтно-геохимическими условиями и интенсивностью миграции химических элементов (их соединений), т.е. на различных геохимических ба­рьерах. Но в отличие от природных, техногенные аномалии мо­гут образовываться не только на природных, но и на техногенных геохимических барьерах. На природных барьерах техногенные аномалии образуются за счет поступления веществ, вызванного ан­тропогенной деятельностью. На техногенных барьерах они обра­зуются в результате накопления любых веществ (природного и техногенного происхождения), резко изменяющих интенсивность миграции в пределах барьеров.

498

Как было показано выше, в период формирования ноосферы яиболее резкое изменение интенсивности миграции элементов, рпемещаюшихся в форме газовых смесей, аэрозолей, коллоидов минералов в водной среде, происходит вблизи ландшафтов населенных пунктов и промышленных предприятий. Именно здесь формируется большинство крупных техногенных геохимических

аномалий.

Размеры аномалий (даже только тех, которые нами относят­ся к крупным) могут колебаться в довольно больших пределах - от нескольких километров до 100 км. В зависимости от особен­ностей формирования они могут быть в плане изометричными, иметь форму вытянутого эллипса, неправильную форму или же форму вытянутых лент. В целом их морфология определяется различны­ми положениями в пространстве потоков, в которых мигрируют элементы, концентрирующиеся на барьерах, и самих барьеров.

Крупные техногенные геохимические аномалии могут образо­вываться в почвах (литохимические аномалии), растительных и жи­вотных организмах (биогеохимические аномалии), атмосфере (биогеохимические аномалии газов и аэрозолей), подземных (гидроге­охимические аномалии) и поверхностных (гидрохимические ано­малии) водах. Рассматриваемые аномалии образуются как в по­стоянных, так и во временных водных потоках. Их часто называют техногенными геохимическими потоками.

В начальный период формирования ноосферы крупные техно­генные аномалии образуются значительным (как правило, боль­ше десяти) числом химических элементов. При этом контуры аномалий, образуемых отдельными элементами, часто не совпа­дают. Контрастности аномалий каждого элемента могут быть рез­ко различными.

Элементный состав крупных техногенных геохимических ано­малий на первый взгляд может показаться весьма различным. Час­то это связано с тем, что многими исследователями рассматрива­ются только приоритетные загрязнители или в пробах определяется очень узкий круг элементов. Так как и с чисто геохимической и особенно с экологической точки зрения проблема элементного состава крупных техногенных геохимических аномалий чрезвычаино важна, рассмотрим эту проблему несколько подробнее.

Проведенные автором исследования и данные ряда специалис­те, аналогичные рассмотренным в разд. 8.3, позволяют сделать предположение, что в результате резкого изменения интенсивности миграции на различных крупных геохимических барьерах

499

происходит в настоящее время концентрация практически одни и тех же элементов. Получается, что крупные техногенные геохи мические аномалии, образующиеся в начальный период форми­рования ноосферы, имеют почти одинаковый состав. При этом со­ставляющие их химические элементы могут находиться в раз­личных формах. Для проверки этого предположения сначала бы­ли проведены специальные исследования на юге европейской части страны. Так, в районе Каменска-Шахтинского (Ростовская область) при работах в масштабе 1:500 000 были выявлены геохи­мические аномалии в почвах, поверхностных и подземных водах растениях и донных отложениях рек. Особенности этих аномалии детально изучались более 10 лет. Их образование связано с дея­тельностью химического комбината и ТЭЦ.

Элементный состав всех аномалий схож: Рb,Zn , Сu, Мо, Со Сr, Ва, Ni, V, Gа, Тi. Аномальные содержания первых двух эле­ментов в почвах и донных отложениях часто в десятки и сотни раз выше фонового в Ростовской области, а остальных в 1,3—4 раза. В определенных растениях комплекс элементов, образующих ано­малии, несколько меньше, но в сумме для них характерны те же элементы, что и для почв (Рb, Zn, Мо, Ni, V, Сr, Сu, Li).

Многолетние исследования проводились и на крупных анома­лиях в районе Волгодонска. Их образование в основном связано с деятельностью завода атомного машиностроения, ТЭЦ и хим­завода (профиль его отличен от завода в Каменске-Шахтинском). Аномалии в почвах образуют Рb, Zn, Сu, Мо, Ni, V, Ва, Мn, Тi, Сr, Gе. В растениях этой аномалии резко повышенное содержа­ние определенных элементов контролируется видовым составом, но в целом биохимические аномалии образуют все те же элемен­ты: Рb, Zn, Мо, Сu, Мn, Ni, Gа, Тi, V.

Детальное изучение крупных литохимических и биогеохими­ческих аномалий, связанных с деятельностью цементных заводов в Новороссийске, многочисленных предприятий Ростова-на-Дону и Краснодара показало, что комплекс составляющих эти ано­малии элементов остался практически тем же, что в ранее рассмо­тренных примерах.

Для того чтобы проверить, не связано ли это с определенны­ми климатическими условиями юга европейской части России, бы­ли проведены специальные исследования в резко отличающихся климатических условиях и использованы данные многочисленных исследователей, изучавших крупные техногенные геохимические аномалии. Полученные результаты таковы.

500

В почвах южно-таежных ландшафтов под влиянием выбросов в атмосферу крупного приборостроительного комбината образов вались контрастные аномалии Рb, Сu, Ni, Вi, Аg. В условиях ландшафтов болот под воздействием предприятия совершенно дру­гого профиля (комбинат «Азот») аномалию образовали Рb, Сu, Zn, Сr Со, Мn, Ni, Сd. В пустынных ландшафтах Центрального Ка­захстана под воздействием медного комбината и в среднегорных ландшафтах Джунгарского Алатау в районе влияния свинцово-цинковой обогатительной фабрики образовались крупные техно­генные аномалии с аналогичным элементным составом.

Наблюдаемая картина не только подтвердила предположение об аналогичном элементном составе крупных техногенных геохи­мических аномалий, образующихся в начальный период форми­рования ноосферы, но и позволила высказать новое предположе­ние: ассоциации элементов, образующих эти аномалии, опреде­ляются в основном уровнем развития науки и техники в период загрязнения.

Для подтверждения этого положения необходимо было про­вести дополнительные исследования, так как во всех приведен­ных примерах рассматривались результаты современного загряз­нения. Аномалии, образовавшиеся при других уровнях развития науки и техники, крайне редки, а доказательства времени их об­разования часто спорны. Для подтверждения доказываемого по­ложения были выбраны аномалии, связанные с древней отработ­кой месторождений, проводившейся с помощью каменных мо­лотков (подтверждается их находками). В районе месторождения Саяк (Центральный Казахстан) древними людьми отрабатывались кварц-турмалиновые жилы с золотом, которое, скорее всего, на месте и выплавлялось (на отдельных участках сохранились следы древних плавок). Детальное геохимическое опробование не поз­волило выделить около них никаких аномалий, кроме висмуто­вой, связанной с этой формацией. Такое же отсутствие аномалий в почвах в районе древних карьеров отмечено на месторождени­ях Нейдорф и Сарнакой (Южный Казахстан). Каменными молот­ками, вероятно, трудно было загрязнить территории у практически монометалльных месторождений (а именно такие были вы-браны в приводимых примерах).

Для сравнения были рассмотрены районы современной отра­ботки различных рудных (полиметаллических, медно-колчеданныхх, золоторудных и оловорудных, в их числе практически мо-ййметалльных рассыпных), а также нерудных (мергеля, нефти, га-

501

за) месторождений. Везде в почвах наблюдались крупные техногенные геохимические аномалии РЬ, Си, 2п, Мо, Ва, Со, Мп, Ре т.е. ассоциации химических элементов, характерные для всех образованных в наше время техногенных аномалий. Рассмотренные аномалии отличались различными приоритетными загрязняющи­ми веществами и контрастностью содержания в них различных элементов.

Вероятно, следует отдельно говорить (после проведения спе­циальных дополнительных исследований) о загрязнении террито­рии у месторождений редких элементов и вблизи некоторых но­вых предприятий. По предварительным данным ассоциации хи­мических элементов, образующих эти техногенные аномалии, расширены (в основном за счет редких и рассеянных элементов) по сравнению с рассмотренной. Скорее всего, в этих случаях мы подходим к новому уровню развития науки и техники. Ассоциа­ция основных загрязняющих химических элементов следующего века будет отличной от существующей.

Все рассмотренное выше позволило автору сформулировать сле­дующий эколого-геохимический закон*:

ассоциации химических элементов, образующих крупные техно­генные геохимические аномалии, определяются в основном уров­нем развитием науки и техники в период загрязнения.

Из рассмотренного закона можно отметить практические след­ствия.

• При проведении природоохранных мероприятий основные затраты должны быть связаны не с установлением состава загряз­няющих элементов (как это еще делается в большинстве случаев), а с выявлением ландшафтно-геохимических особенностей за­грязняемых территорий.

• Ассоциация химических элементов, образующих современ­ные крупные техногенные аномалии, в ближайшее время не­сколько изменится. К этому нужно готовиться, чтобы избежать ка­тастроф, способных оказать влияние на существование совре­менных живых организмов, включая человека.

*Диплом на открытие № 53. Рег. № 4. Заявка на открытие № А-004, 04.01.93.

502