4.6. Міграційні потоки елементів

Поведінка будь-якого елемента в конкретних екосистемах біосфери та їх ґрунтах визначається комплексом міграційних параметрів:

• хімічними властивостями елемента і його сполук;

• роллю у технобіогеохімічних процесах (біофільністю, технофільністю, геохімічною активністю, міграційною здатністю у розчинах);

• співвідношенням між його біологічним, геологічним і техногенними циклами.

У цілому баланс елемента в екосистемі може бути як позитив­ним, так і негативним. Утворюються зони концентрації тих чи інших елементів і зони збіднення, що відображається на хімізмі ґрунтів і ґрунтового покриву загалом.

Під міграцією речовин на земній поверхні розуміють усі форми їх переміщення, розподілу і накопичення. Міграція речовин відбувається в міграційних потоках. Потоки проходять під впливом: сили тяжіння - гравітаційний потік; руху повітряних мас - еоловий потік; руху води - водний потік; потреб в елементах живлення організма­ми і повернення їх в середовище - біологічний циклічний потік; пере­міщення організмів по території - біогенний потік; переміщення ве­ликих мас речовин людиною в їх господарській діяльності - антро­погенний, або техногенний потік.

У природі перевагу має водний потік. Залежить він від ступеня дисперсності речовин, розчинності. Б.Б.Полинов встановив 5 груп міграції речовин при елювіальному вивітрюванні і ґрунтоутворенні з відносним значенням їх щодо геохімічної рухливості (n):

• що енергійно виносяться (Сl, Вr, І, S) – 10n

• що легко виносяться (Са, Nа, К, Мg) - n

• рухливі (SiO₂, Р, Мn) – 0.1n

• слабко рухливі (Fе, А1, Ті) - 0,01n

• інертні (SіО₂ кварцу) - 0 n

В.А.Ковда виділив групи речовин за їх педохімічною рухливі­стю і розробив педогеохімічну класифікацію ґрунтових вод (табл. ). Крім водного потоку, важливе значення у міграції речовин у природі має атмосферний перенос речовин вітром і техногенний кругообіг речовин (дерево, вугілля, нафта, зерно).

Таблиця 1

Педогеохімічна рухливість головних продуктів ґрунтоутворення (в.А. Ковда, 1973)

Група рухли­вості	Ступінь рухливості	Хімічні сполуки	Відносна рухливість
І	Дуже висока	Нітрати, хлориди, йодиди, броміди, сульфати, карбонати, силікати, борати, фосфати лугів і частково лужноземель­них металів	100
II	Висока	Гіпс, карбонати кальцію та магнію, гумати й алюмінати лугів, залізні і алюмінієві галуни	10-50
III	Помірна	Гідрокарбонат, фульвати та фосфати марганцю і заліза, гідрозолі кремнезему та заліза	0,5-0,1
IV	Низька	Гідрооксиди алюмінію, заліза, марганцю, гумати важких металів	0,1-0,01
V	Дуже мала	Кварц, глинисті мінерали, сульфіди	< 0,001

4.7. Геохімічні бар'єри та ареали акумуляції

Швидкість руху речовин в глобальних, регіональних і локаль­них технобіогеохімічних потоках залежить від: 1) фізико-хімічних характеристик речовин (активність, розчинність); 2) характеру се­редовищ, через яке переміщується цей потік.

У зв'язку з тим, що на шляху руху потоку речовини середови­ще мінливе, виникають ділянки, де умови міграції інші, що призво­дить до зменшення рухливості деяких речовин, їх накопичення, тоб­то до виникнення геохімічних бар'єрів. Бар'єрами можуть бути: окиснення, випаровування, відновлення, кислотність, лужність, адсорб­ція. За формою бар'єри можуть бути лінійними і площинними.

Ареал акумуляції визначається територією, яка містить декіль­ка ландшафтів і природних областей, де утворюються однотипові вто­ринні ґрунтові сполуки, їх переміщення, осадження, накопичення в ґрун­тах, ґрунтових водах. Ареали акумуляції поділяються на:

1. дуже широкі - R₂О₃, SіО₂;

2. помірно широкі - СаМg(СО₃)₂, СаСО₃, МgСО₃;

3. вузькі - Nа₂SО₄, МgSО₄, NаСІ, Nа₂СО₃;

4. дуже вузькі - NаNО₃, КNО₃, СаС1₂, МgС1₂.

Біогеохімічні процеси диференціюють земну поверхню. Водний міграційний потік речовин формує на земній поверхні три головні геохімічні пояси: а) пояс виносу, б) пояс транзиту; в) пояс акуму­ляції. Це проявляється як в масштабі окремо взятого підвищення, при­леглого до нього схилу, підніжжя аж до річкового басейну; так і в зв'язці гірської системи і низини чи в зв'язці суші і океану в цілому. Ці три типи земної поверхні геохімічне з'єднані в каскадні ландшафтно-геохімічні системи. Вони включають конкретні екосистеми і поєднані одним водно міграційним потоком речовин від вищого рівня до нижчого. Міграція речовин у каскадних ландшафтно-геохімічних сис­темах регулюється характером потоку і геохімічними бар'єрами, в результаті чого відбувається диференціація суші. При цьому фор­муються такі місця: 1) виносу - автономні (елювіальні) геохімічні не­залежні ландшафти, де розчинні сполуки виносяться, а акумулюють­ся SiO₂, R₂О₃; 2) область транзиту - геохімічні підлеглі транзитні лан­дшафти, у яких частково акумулюються СаСО₃, Nа₂СО₃, СаSО₄, Nа₂SО₄, МgSО₄, NаСІ, СаС1₂, NаNО₃; 3) пояси акумуляції, в яких формуються геохімічні підлеглі акумулятивні ландшафти, де нако­пичуються найбільш розчинні і високодисперсні продукти вивітрю­вання та ґрунтоутворення.