Участие почв в формировании геохимического потока элементов.

1. Геохимические функции почв.

Свойство различных почв по-разному аккумулировать разнообразные химические элементы и соединения, одни из которых необходимы для живых существ (биофильные элементы и микроэлементы, различные физиологически-активные вещества), а другие являются вредными или токсичными (тяжёлые металлы, галогены, токсины и пр.), проявляется на всех живущих на них растениях и животных, включая и человека. В агрономии, ветеринарии и медицине такая взаимосвязь известна в виде так называемых эндемических болезней, причины которых были раскрыты только после работ почвоведов.

Почва оказывает существенное влияние на состав и свойства поверхностных, подземных вод и всю гидросферу Земли. Фильтруясь через почвенные слои вода извлекает из них особый набор химических элементов, характерный для почв водосборных территорий. А поскольку основные хозяйственные показатели воды (её технологическая и гигиеническая ценность) определяются содержанием и соотношением этих элементов, то нарушение почвенного покрова проявляется также в изменении качества воды.

Геохимические аномалии (в почвах) – повышенное или пониженное относительно почвенно-геохимического фона содержание химических элементов в почвах. Основными предпосылками возникновения Г.а. является существование почвенно-геохимических барьеров и миграционных почвенно-геохимических потоков, пронизывающих их. В зависимости от геохимических свойств миграционных потоков происходит образование зон выщелачивания химических элементов в отдельных горизонтах почв или их накопление на почвенно-геохимических барьерах. Природные Г.а. в почвах возникают в случае развития почвы в условиях влияния миграционных потоков естественного происхождения (например, в маломощных почвах некоторых рудных провинций, в условиях обильного поступления химических соединений на поверхность почвы с эоловым переносом и т.п.).

Достаточно хорошо изучены техногенные Г.а., возникающие в условиях поступления химических элементов в почву в результате производственной деятельности человека. По площади техногенные Г.а. в почвах можно подразделить на региональные (возникающие в результате площадного техногенного воздействия на почвенный покров)и локальные (связанные с определенным эпицентром воздействия). Территорию проявления локальных Г.а. обычно называют техногенным ореолом рассеяния. По А.И.Перельману, техногенные Г.а. в почвах можно разделить на полезные, которые изменяют свойства почв в желаемом для человека направлении (например, участки, где проведена химическая мелиорация почв — промывка от солей, известкование и т.д.); и вредные, изменяющие свойства почв в нежелательную сторону (участки почвенного покрова с повышенным содержанием токсических веществ из-за загрязнения). Исследование Г.а. в почвах проводятся геологами, почвоведами и географами при поисках полезных ископаемых, при определении возможности использования почв в сельском хозяйстве, в рекреационных и др. целях.

Геохимические циклы — совокупность последовательно происходящих явлений и процессов, приводящих к круговороту химических элементов и их соединений в земной коре.

Впервые понятие геохимических циклов обосновал В. И. Вернадский (1922), который связывал историю химических элементов с последовательным преобразованием их соединений (минералов) в зависимости от различных термодинамических условий в разных частях земной коры. Постоянный круговорот химических элементов в земной коре определяется динамическим характером природных равновесий, непрерывным преобразованием вещества земной коры в процессах выветривания, осадкообразования, метаморфизма, магматизма.

Этот круговорот сопровождается разделением элементов, в наибольшей степени проявляющимся в биосфере при взаимодействии вещества литосферы, гидросферы и атмосферы и при определяющем участии живого вещества. Каждый химический элемент в соответствии с его химическими свойствами имеет свой геохимический цикл. Выделяют геохимические циклы различных масштабов, например циклы, связанные с биогеохимическим круговоротом элементов атмосферы, почв, грунтовых вод и живого вещества, или циклы преобразования пород в процессах выветривания-сноса-осадкообразования-выветривания (этот круговорот нередко называют малым геохимическим циклом), или, наконец, преобразование вещества земной коры в процессах выветривания-осадкообразования-метаморфизма-магматизма-выветривания (большой геохимический цикл).

Эти циклы взаимодействуют друг с другом, создавая в целом сложную систему путей миграции химических элементов. Мерой темпа круговорота и обмена веществ между отдельными резервуарами (магматические, метаморфические, осадочные породы, атмосфера, гидросфера, живое вещество) является среднее время пребывания элементов в них, представляющее частное от деления полной массы элемента в данном резервуаре на величину потока его из резервуара (или в резервуар — в стационарном состоянии эти величины равны друг другу), выраженного в единицах массы за единицу времени. Например, среднее время пребывания С в живом веществе 7-8 лет, свободного О₂ в атмосфере 3800 лет, СО₂ в атмосфере 6 лет, СО₂ в океане около 330 лет, С в осадочных породах около 400 млн. лет. Представление о геохимическом цикле позволяет связать отдельные процессы в единую схему, составить схему распределения элементов в земной коре в целом, количественно описать основные пути миграции химических элементов.