- •1.3.1. Строение атомов химических элементов
- •I период:
- •II период:
- •III период:
- •2S1, 2s2 6p2, 2s3 6p3 - аргон.
- •IV период:
- •V период:
- •VI период:
- •VII период:
- •1.3.2. Происхождение и распространенность химических элементов в природе
- •Тема 1.4. Геохимические классификации химических элементов
- •Тема 1.5. Химический состав компонентов биосферы: земной коры, гидросферы, атмосферы и органического вещества
- •1.5.1. Земная кора
- •1.5.2. Гидросфера
- •1.5.3. Атмосфера
- •1.5.4. Органическое вещество
- •Лабораторная работа № 3 отображение химического состава компонентов биосферы в виде диаграмм. Определение коэффициентов биофильности химических элементов
- •Контрольные вопросы к модулю 1
- •Тема 2.1. Общие закономерности миграции химических элементов
- •2.1.1. Среда миграции
- •2.1.2. Факторы миграции
- •2.1.3. Миграция элементов в зоне гипергенеза
- •2.1.4. Виды миграции
- •Тема 2.2. Геохимические барьеры
- •Лабораторная работа № 4 оценка подвижности химических элементов в различных обстановках зоны гипергенеза на основе геохимической классификации и классификации геохимических барьеров а.И.Перельмана
- •Тема 2.3. Особенности различных видов миграции
- •Лабораторная работа № 5 оценка предполагаемой обеспеченности почв подвижными формами элементов в зависимостиот их поведения в различных геохимических обстановках
- •Контрольные вопросы к модулю 2
- •Тема 3.1. Геохимическая роль и основные биогеохимические функции живого вещества
- •1. Биологическое поглощение.
- •2. Выделение веществ в окружающую среду в результате жизнедеятельности.
- •3. Разделение изотопов химических элементов.
- •4. Минерализация (разложение) органических веществ.
- •5. Биогенное минералообразование.
- •7. Изменение химического состава поверхностных и грунтовых вод в результате разложения органических веществ.
- •8. Воздействие разложения органических веществ на состав атмосферы.
- •9. Почвообразование.
- •Лабораторная работа № 6 круговорот вещества в биосфере. Передача энергии в биосфере
Лабораторная работа № 5 оценка предполагаемой обеспеченности почв подвижными формами элементов в зависимостиот их поведения в различных геохимических обстановках
Задачи работы. Изучение законов водной миграции (подвижности) элементов в кислородных водах зоны гипергенеза (в том числе, почвенных водах) и определение на этой основе предполагаемой обеспеченности почв подвижными формами элементов в зависимости от их поведения в различных геохимических (кислотно-щелочных) обстановках.
Учебный материал. Таблицы рядов миграции (подвижности) элементов в кислородных водах зоны гипергенеза в различных кислотно-щелочных средах (в том числе, и в почвах) по А.И. Перельману (рис. 2.2.1) и предполагаемой обеспеченности почв различных ландшафтно-геохимических зон. Таблицы элементов-токсикантов различных классов опасности. Конспект лекций (темы 2.2 и 2.3)
Порядок работы. Заранее ознакомившись с теоретическими материалами, студенты, получив индивидуальные задания, рассчитывают коэффициенты водной миграции конкретных химических элементов. Результаты расчетов используются для оценки интенсивности водной миграции данного элемента, с учетом того, что для вод с активной циркуляцией (например, почвенных вод) этот коэффициент характеризует подвижность элемента, а для застойных вод (озер, болот и т.п.) тот же коэффициент отражает интенсивность накопления элементов. В зависимости от коэффициента водной миграции с использованием табличной формы классификации геохимических барьеров А.И. Перельмана выделяются ряды миграции элементов в кислородных водах зоны гипергенеза.
Например:
Таблица 2.1 |
||
Степень подвижности |
Условия среды окислительные |
Ряды элементов |
Высокая (Кх=10n-100n) |
Кислые |
S, Cl, [B], Br, I, F, (Mn) |
|
Нейтральные и щелочные |
B, Br, I, Mo, Re, Se, U, (V), (W),As |
Средняя (Кх=1n-10n) |
Кислые |
Cs, [Mo], Ra, Rb, Se, (Sr), Zn, Ag, Au, Cd, [Co], Cu, Hg, [Ni], [Sb] |
|
Нейтральные и щелочные |
Zn, [Cu], [Ni], Pb, Cd |
Низкая (Кх менее1n) |
Кислые |
(Ba), Be, Bi, Cs, Fe, Ga, Ge, Li. Th, Ti, Y, As, Pb, [Cr], Pt,Ta, Te, Zr |
|
Нейтральные и щелочные |
F, (Ba), Be, Bi, Ge, Ta, Te, Zr, Cb, Co, Ni, Th, Tl, Hg, (Mn), (Sr) |
Пользуясь таблицами элементов-токсикантов различных классов опасности, студенты в получившейся таблице снизу подчеркивают все элементы-токсиканты 1 класса опасности, заключают в квадратные скобки символы элементов-токсикантов 2 класса опасности и в круглые скобки – символы элементов-токсикантов 3 класса опасности.
Используя данные этой таблицы, студенты под руководством преподавателя определяют обеспеченность почва элементами-токсикантами 1 класса опасности для таежно-лесных подзолистых почв и черноземов лесостепей и степей, учитывая, что таежно-лесные почвы характеризуются кислой обстановкой, а черноземы лесостепи и степи – нейтральной и щелочной. Естественно, что элементы высокой подвижности окажутся недостаточными (выщелачиваются), а низкой подвижности – избыточными (накапливаются). Элементы средней подвижности будут создавать нормальную обеспеченность горизонта А почв. После чего, результаты приводятся в табличной форме, например:
Таблица 2.2 |
|||
Классы почв и их геохимическая обстановка |
Предполагаемая обеспеченность горизонта А почв подвижными формами элементов |
||
Недостаточная (дефицитная) |
Нормальная |
Избыточная (опасная) |
|
Таежно-лесные подзолы Кислые, влажные (гумидные) |
F |
Se, Zn, Cd, Hg |
As, Pb |
Лесостепные и степные черноземы Нейтральные и щелочные, семиаридные (полусухие) |
Se, As |
Zn, Pb, Cd |
F, Hg |
Следует обратить внимание студентов на то, что приведенные определения обеспеченности почв химическими элементами являются ориентировочными (предполагаемыми). Достоверные оценки можно получить лишь по данным анализа почвенных растворов и произрастающих на этих почвах растений.
Для закрепления полученных знаний студентам предлагается самостоятельно определить предполагаемую обеспеченность этих же типов почв элементами-токсикантами 2 и 3 классов опасности (по аналогичной схеме).
Оформление работы. Контрольное задание и результат работы в виде таблиц приводится в тетради для лабораторных работ.