3.1. Техногенные ландшафты

Разновидностью антропогенных ландшафтов являются гак называемые техногенные ландшафты. Иногда для обозначения этого процесса используется термин «техногенез». Он введен в науку известным российским геологом академиком О.Е. Ферсманом. В 1922г, Который считал, что техногеиеч ЭТО ноосфера Земли, Ноосфере свойственны все процессы биогенной и абиогенной (механической, физико-химической) миграции. Но главное принадлежит техногенной миграции, которая наиболее интенсивно проявляется на территориях антропогенных ландшафтов (нвОЛВПДШафтов), сильно измененных. Первое

существенное отличие ноосферы от биосферы это ускорение всех видов миграционных процессов, вследствие чего геохимическое состояние отдельных ландшафтов способно существенно изменяться за десятилетия. В.И. Вернадский подсчитал, что в античную эпоху человечество использовало 19 элементов, в XVII в. - 28, XIX в. - 50, в начале XX в. - 89 химических элементов. Возможность использовать элемент в ноосфере обуславливает его свойства и технологию получения из горных пород. Большую роль играет способность элементов концентрироваться в земной коре в виде самородных элементов. Например, Hg формирует месторождения с большими запасами. Ртуть редкий металл используется человеком, ещё с древних времён.

Уровень целесообразности добычи химического элемента измеряется в марках, что А.И. Перельман предложил называть техпофильностью элемента (Т). Технофильность элемента связана с интенсивностью его использования в ноосфере и кларком в литосфере:

к '

где М - ежегодная добыча элемента, к - сто кларк. Технофилыгость рассчитывают для каждого i оеударства, региона, это величина динамическая. Самая высокая технофильность у углерода (1,1*10"), самая низкая - Y, Ga, Cs (< 1*10" ). Окружающей среде свойственно накапливать элементы с высокой технофииьностью.

Количественной мерой природного геохимического состояния биоты является биофилыюсть элемента (В) - это отношение среднего содержания химического элемента в живом веществе ландшафта, планеты, региона (С,) к его Кларку (к):

В = С-7к

Для живого вещества увеличение содержания элемента с низкой лиофилыюстью происходит более быстрое, чем с высокой.

Технофильную опасность элемента для ландшафта определяет его деструктивная активность (D):

П = Т/В или I) - М/С₃

Деструктивная активность элементов способна существенно изменяться как в ландшафте, так и от одного элемента к другому:

Техногенное загрязнение и техногенная аномалия. В общем случае загрязнение - это поступление в окружающую среду продуктов техногепезу, которые отрицательно влияют на человека, другие биологические объекты и сооружения. Не существует' единого уровня концентраций техногенных веществ, способных вызвать эффект загрязнения; относительно условными являются нормы предельно допустимых концентраций. Главной пространственно-количественной оценкой загрязнения является техногенная геохимическая аномалия - территория увеличенного содержания химического элемента в почвах или горных породах (литохимическая аномалия), атмосферы (атмогеохимическая аномалия), в поверхностных или подземных водах (гидрогеохимическая аномалии), что связано с известными или вероятными антропогенными источниками поступления элемента в компоненты ландшафта. Методологической основой изучения техногенных аномалий и ореолов естъ геохимия ландшафтов. Научно-методический фундамент этих исследований разработан М.А. Глазовской, Л.И. Перельманом, Ю.Е. Саетом, Н,П. Солнцевой. Размеры техно!енных аномалий изменяются в широких пределах: глобальные (охватывают большую часть земной коры - выделение СО₂ при сгорании топлива), региональные (распространение элементов-загрязнителей от минеральных удобрений и ядохимикатов в пределах государства, климатической зоны), локальные аномалии или техногенные ореолы

рассеивания (связанные с конкретным центром, что является источником техногенного загрязнения - завод, шахта, свалка промышленных отходов).

Техногенные аномалии возникают в условиях:

1.Одновременного аварийного выброса техногенного вещества (нефть в морских акваториях, радионуклиды Чернобыля и др.);

2.Ограниченного во времени, но интенсивного техногенного влияния на компоненты ландшафта (например, разработка месторождений полезных ископаемых - после окончания разработки интенсивное влияние прекращается, но влияние добытых пород продолжается, поддерживает существование техногенного ореола рассеивания);

3.Стационарного влияния техногенного источника на окружающую среду - заводы, фабрики, ТЭЦ, сельскохозяйственные предприятия, автомагистрали и т.д. Аномалии существуют постоянно. Их опасность в том, что при несущественном уровне загрязнения на начальных стадиях влияния на биоту не наблюдается. Со временем кумулятивный эффект влияния обусловливает техногенные биогеохимические эндемии (заболевания, связанные с содержанием в компонентах ландшафта элементов выше предельных концентраций), которые определяются как в нарушении жизненных функций поколения организмов, так и в изменении даже их генетических кодов. Научно обоснованным методом исследования техногенного влияния на окружающую среду при условии формировании техногенных аномалий выступает теория геохимических барьеров. Выделяют полезные, вредные и нейтральные техногенные барьеры. Примером проявления вредных техногенных барьеров в условиях Украины является: вторичное засоление поверхности почв при испарении почвенной влаги в процессе мелиоративного выращивания и формирования испарительного барьера F3; накопление природных элементов на границе одного слоя, где за счет разной плотности почвы формируется сорбционный барьер G3. Полезные геохимические барьеры -в Полеских ландшафтах искусственные сорбщюнпые барьеры G формируют при засыпании на поверхность почв, загрязненных искусственными радионуклидами, слоев глинистых осадочных отложений.

Количественными показателями техногенных аномалий являются: {.Суммарный показатель загрязнения компонента ландшафта (Сает, 1990г.).

СПЗили Z_e-^iC_o(n-l),

где Ка - коэффициент концентрации (>2), п - количество элементов. 2.Коэффициеит экологической опасности химического элемента i:

пдк

где С] - содержание химического элемента \ в компоненте ландшафта ( в масс.%); ПДК -предельно-допустимая концентрация элемента i в компоненте ландшафта.

З.Показатель интенсивности загрязнения природного компонента (В.М. Гуцуляк, 1995 г.);

индекс опасности (токсичности)

где Ка - коэффициент концентрации; Mi химического элемента:

М,=

H-liai.onacH.As_iCd,Hg,Pb,Se,Zn,P,6eH3(a)rmpeH. 3 - 2кл.опасп.В, Со, Ni, Mo,Cr, Sb,Cu. 2 - Ъкл.опаси.Ва, V, Ми, Sr. 1 -остальные. Список литературы[5.8,13]

Вопросы для самоконтроля

1.Какие характеристики химического элемента определяют уровень его техногенного влияния на биоту или ландшафт в целом? 2.Что такое техногенная аномалия?

З.При каких условиях возникают техногенные аномалии?

4.Объясните разницу между суммарным показателем загрязнения и интенсификацию загрязнения компонентов ландшафта? Для каких участков ландшафтов они рассчитывают