10.6. Міграційні потоки елементів

Поведінка будь-якого елемента в конкретних екосистемах біосфери та їх грунтах 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 грунтів і грунтового 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, аботехногенний 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 грунтоутворенні з відносним значенням їх щодо геохімічної рухливості (п):

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

- що легко виносяться (Са, Na, К,Mg) –n

- рухливі (SiО₂P,Mn) – 0,1n

- слабко рухливі (Fe,Al, Ті) – 0,01n

- інертні (SiО₂кварцу) – 0n

В.А.Ковда виділив групи речовин за їх педохімічною рухливістю і розробив педогеохімічну класифікацію грунтових вод (табл. 12). Крім водного потоку, важливе значення у міграції речовин у природі має атмосферний перенос речовин вітром і техногенний кругообіг речовин (дерево, вугілля, нафта, зерно).

Таблиця 12. Педогеохімічна рухливість головних продуктів Грунтоутворення (В.А. Ковда, 1973)

Група рухливості	Ступінь рухливості	Хімічні сполуки	Відносна рухливість
1	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
Ш	Помірна	Гідрокарбонати, 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

10.7. 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 грунтові сполуки, їх переміщення, осадження, накопичення в грунтах, грунтових водах. Ареали акумуляції поділяються на:

1) дуже широкі – R₂О₃,SiО₂;

2) помірно широкі – CaMg(СО₃)₂, СаСО₃,MgСО₃;

3) вузькі – Na₂SО₄,MgSО₄,NaCl,Na₂СО₃;

4) дуже вузькі – NaNO₃,KNO₃,CaCl₂,MgCl₂.

Біогеохімічні процеси диференціюють земну поверхню.Водний міграційний потік речовин формує на земній поверхні три головні геохімічні пояси: а) поясвиносу; б) поястранзиту; в) поясакумуляції. 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 геохімічно з'єднані вкаскадні ландшафтно-геохімічні системи. Вони включають конкретні екосистеми і поєднані одним водноміграційним 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 акумулюютьсяSiO,R₂0₃; 2) область транзиту – геохімічні підлеглітранзитні ландшафти, у яких частково акумулюються СаСО₃,Na₂СО₃,CaSО₄,Na₂SО₄,MgSО₄,NaCl,CaCl₂,NaNО₃; 3) пояси акумуляції, в яких

формуються геохімічні підлеглі акумулятивні ландшафти, де накопичуються найбільш розчинні і високодисперсні продукти вивітрювання та грунтоутворення (рис. 30).

Рис. 30. Схема диференціації та ареал акумуляції сполук у грунтах у безстічній (А) та дренованій (Б) частині континенту

Вертикальні внутрішньогрунтові міграційні потоки мають як низхідний, так і висхідний характер упродовж року. Дані потоки формують генетичні горизонти грунтового профілю. Суттєве значення при цьому мають біогенні потоки речовин, які утворюються життєдіяльністю організмів.