Формування геохімічних аномалій і їх негативний вплив на довкілля і живі організми.

Геохімічна аномалія – ділянка земної кори (або поверхні Землі), яка суттєво відрізняється концентраціями яких-небудь хім. елементів або їх сполук.

Внаслідок первинного і вторинного розподілу забруднюючих речовин формуються техногенні геохімічні аномалії. Наявність техногенних аномалій, величина техногенного впливу на навколишнє природне середовище встановлюється передусім за даними вмісту техногенних хімічних речовин в поверхневому шарі грунтів та в донних відкладах у порівнянні з їх фоновими концентраціями.

Їх показниками є кларк концентрації, відношення актуальної концентрації до ГДК, комплексний показник забрудненості. Не менш інформативним показником може бути коефіцієнт перетворення гумусового шару, який визначається за співвідношенням актуальної концентрації певного хімічного елемента в гумусному горизонті до його вмісту в грунтоутворюючій породі. Водночас, появу техногенних геохімічних аномалій можна розглядати як результуючу між техногенних впливом і геохімічною стійкістю геосистем до техногенезу.

Біогеохімічні аномалії та ендемічні захворювання

Нині дедалі більше накопичується даних про роль окремих мікроелементів у живих організмах. Біохіміки і токсикологи України продовжують сьогодні працювати над проблемою порівняльного вивчення елементарного складу живої речовини на основі геохімічних процесів. Доведено: мінеральні елементи, що входять до складу живих організмів, черпаються з грунту, кожний грам якого містить усі елементи періодичної системи Менделєєва. Зі 105 елементів цієї системи 82 входять до складу живих організмів. За кількісною ознакою хімічний елементарний склад живої матерії поділяється на три групи — макроелементи, мікроелементи та ультрамікроелементи. До макроелементів належить 11 елементів, до мікроелементів — 39, до ультрамікроелементів — 32. Концентрація перших в організмі становить від десятих часток відсотка до десятків відсотків, мікроелементів — від тисячних до стотисячних часток відсотка та ультрамікроелементів — мільйонні частки і менше. Серед мікроелементів біологічно цінними є хром, марганець, залізо, кобальт, нікель, мідь, цинк, молібден, кадмій, а серед ультрамікроелементів — ртуть, талій, вісмут. Більшість із названих елементів є металами, до того ж важкими, що мають високу біологічну активність. Поділ металів на важкі та легкі базується на показниках їхньої густини, що виражається в г/см³: густини легких металів до 5 г/см³, важких — понад 5 г/см³.

У ряді публікацій на сторінках періодичних видань, присвячених впливу шкідливих хімічних речовин на людину і середовище її проживання, тільки мимохідь торкалися проблеми так званих біогеохімічних провінцій (місця, де маються родовища нафти, газу, русла річок, тектонічні розломи тощо). Водночас багаторічні спостереження токсикологів і гігієністів показують, що екологічна ситуація в зазначених і суміжних із ними територіях сьогодні різко погіршується через забруднення біосфери техногенними хімічними речовинами. У своїй сукупності геохімічні аномалії та техногенні впливи чинників хімічної природи на середовище проживання людини та її здоров’я зумовлюють у цих регіонах високу захворюваність населення.

Найнебезпечнішими є техногенні хімічні впливи на контингенти населення, які належать до так званих груп підвищеного ризику. Це насамперед діти, вагітні та жінки, які годують немовлят, люди похилого віку, а також ті, хто страждає на хронічні захворювання.

Подібно до того, як препарати, призначені для лікування людини, у разі їхнього неправильного застосування можуть стати отрутою, так і хімічні сполуки, застосування яких значною мірою визначає сучасний науково-технічний прогрес, можуть також виявитися отрутою внаслідок порушення вимог під час їхнього використання. Отже, немає отруйних речовин, а є отрутні їхні кількості. Низька культура проведення робіт із застосуванням хімічних речовин, недотримання гранично допустимих їх концентрацій в об’єктах зовнішнього середовища, ігнорування встановлених норм і правил, неправильне зберігання і транспортування, дефіцит індивідуальних засобів захисту — все це на практиці може призвести до згубних наслідків. Зіштовхуючись із новими хімічними сполуками, які впроваджуються у виробництво, техніку, повсякденний побут, слід, як на аналітичних вагах, строго зважувати й зіставляти можливі користь і шкоду, звичайно, завжди віддаючи перевагу саме користі.

В залежності від загальної ландшафтно-геохімічної ситуації і геохімічної структури ландшафтів хімічні елементи зазнають ряд хімічних перетворень, які посилюють або послаблюють їх рухливість. Частина елементів може накопичуватись на характерних для даного ландшафту геохімічних бар’єрах. В результаті формуються техногенні геохімічні аномалії.

В класифікації техногенних аномалій виділяють техногенні аномалії з підвищеним і пониженим геохімічним фономи (надлишок і брак хімічних елементів).

За розмірами техногенні аномалії поділяють на: глобальні, регіональні, локальні.

Всі техногенні аномалії поділяються на 3 типи:

- корисні (покращення навколишнього середовища);

- шкідливі (погіршують навколишнє середовище);

- нейтральні (не змінюють характеру екологічних властивостей навколишнього середовища).

В залежності від середовища утворення їх поділяють на:

- літохімічні;

- гідрохімічні;

- атмогеохімічні;

- біогеохімічні (фіто-, зоо-, антропогеохімічні).

Формуються за рахунок:

- аварійних разових викидів (ЧАЕС);

- обмеженого в часі, однак інтенсивного техногенного впливу (видобуток корисних копалин);

- впливу стаціонарних джерел забруднення навколишнього середовища (заводи, фабрики, сільгосппідприємства).

Для характеристики локальних техногенних аномалій використовують коефіцієнт концентрації Кк по відношенню до концентрації у фонових ландшафтах.

В межах техногенних аномалій виділяють ряд зон: найбільшого забруднення в радіусі 2-5 км (форма залежить від потужності забруднення і рози вітрів); підвищеної концентрації елементів в радіусі

18-30 км. Концентрація забруднення зменшується від джерела по експоненті.

Техногенні аномалії маю складну структуру, пов’язану з міграційною здатністю ландшафтів.

До основних типів геохімічних бар’єрів в зональних ландшафтах належить: окислювально-відновлювальні, кислотно-лужні, фільтраційно-сорбційні, седиментаційні, біогеохімічні, термодинамічні. Так, при поступленні техногенних речовин з атмосфери у вигляді газів або з опадами в якості площадного бар’єру виступає рослинний покрив, асимілюючий і механічно затримуючий техногенні поступлення. Горизонти ґрунтів виступають в якості геохімічних бар’єрів для речовин які поступають на поверхню ґрунту. Комплексним геохімічним бар’єром є донні відклажи водойм особливо мулові наноси непроточних або слабо проточних басейнів. До термодинамічних і сорбцій них бар’єрів в атмосфері виступають приземні температурні інверсії з якими пов’язано утворення техногенних смогів. Тривалі тумани є прикладом сорбцій них бар’єрів для техногенних газів. Розчинаючись у воді оксиди утворюють агресивні кислоти.

Сезонні зміни геохімічних процесів в ландшафтах ведуть до періодичної дії багатьох геохімічних бар’єрів в ґрунтах водойм (посилюючи або послаблюючи їх).

Потужні техногенні потоки можуть руйнувати ландшафтно-геохімічні бар’єри, особливо біогеохімічні, змінювати всю геохімічну обстановку і визивати корінну перебудову ландшафтно-геохімічної структури, тому виявлення ландшафтно-геохімічних бар’єрів має неабияке теоретичне і прикладне значення. В міграції хімічних елементів в системі атмосфера-рослинність-ґрунти істотна роль належить рослинності, особливе значення має видовий склад, різноманітність і співвідношення видів що складають угруповання в природних біоценозах, коефіцієнти біологічного поглинання мікроелементів у різних видів рослин є різними.

Чим вище технофільність і менша біофільність, тим хімічні елементи на даному етапі розвитку техногенної діяльності небезпечний для живих організмів, тим більш його деструктивна активність.

В якості показника де деструктивної активності елементу техногенезу можна використати відношення маси елементу в річному видобутку + поступлення його в навколишнє середовище при спалюванні горючих копалин до маси цього елементу в біопродукції наземних рослин за рік. Елементи, деструктивна активність яких в глобальному масштабі незначна, представляють небезпеку для регіонів, де їх поступлення набагато перевищує середній глобальний рівень (наприклад сірка).