ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 28.09.2020
Просмотров: 946
Скачиваний: 4
16.Миграционная способность соединений в зависимости от величины Eh. Окислительно-восстановительные условия имеют важное таксономическое значение для геохимической классификации вод и ландшафтов. Это объясняется огромным энергетическим эффектом окислительно-восстановительных реакций, коренным образом меняющим геохимическую обстановку в водах. Данные Еh природных вод позволяют судить о миграционной способности элементов и, наоборот, по условиям миграции хотя бы одного элемента с переменной валентностью можно говорить о величине Еh вод (а следовательно и о миграции в них других элементов). Так, низкая величина Еh в северных болотах определяет миграцию в них железа двухвалентного, кобальта двухвалентного, никеля двухвалентного. Кислородные щелочные почвенные и грунтовые воды степей и пустынь неблагоприятны для миграции железа двухвалентного, который в них находится в форме трехвалентного, образующей труднорастворимые минералы. Такие воды благоприятны для миграции селена, молибдена, урана, входящих в состав комплексных анионов. В ландшафте Еh обычно колеблется от +0,7 до – 0,5 В. Поверхностные и грунтовые воды, содержащие свободный кислород, чаще всего имеют более узкий интервал Еh – от +0,150 до +0,700 В. Трещинно-грунтовые воды изверженных пород даже на глубине 250-300 м имеют Еh более 0. Еh солончаков или соляных озер, болот часто значительно ниже 0, местами до –1,5 В. В этих условиях развиваются процессы восстановления SO42-, Fe3+ и других ионов. А.И.Перельман (1975) выделяет три основных обстановки: 1) окислительную; 2) восстановительная без H2S (глеевая) и 3) восстановительная с H2S и соответственно трех классов природных вод: 1) кислородных; 2) глеевых; 3) сероводородных (сульфидных).1). Окислительная обстановка характеризуется присутствием в водах свободного кислорода, поступающего из воздуха за счет естественной растворимости или за счет фотосинтеза водных растений. Еh выше 0,15 В, часто выше 0,4 В. Железо чаще всего находится в форме трехвалентного железа. 2). Восстановительная глеевая обстановка без H2S (класс глеевых вод) создается в пресных водах, не содержащих или мало содержащих свободного кислорода и богатых органическими остатками. Эти воды особенно характерны для болот тундр, тайги, широколиственных лесов, влажных тропиков и лесостепи (Еh ниже +0,4 В, местами ниже 0) Восстановительная сероводородная обстановка с H2S (класс сероводородных (сульфидных) вод) создается в бескислородных водах, богатых SO42-, где микробиологическое окисление органических веществ осуществляется частично за счет восстановления сульфатов (десульфуризации). Появление в водах H2S (иногда до 2 г/л и более) приводит к осаждению металлов. Оглеение не развивается. В геохимическом отношении данная обстановка противоположна предыдущей. Величины Еh низкие, часто ниже 0, причем Еh может быть таким же, как и во втором классе. Следовательно, только величина Еh не определяет условий миграции элементов: при одном и том же Еh, но при разном содержании сероводорода элемент может и мигрировать, и осаждаться. Сероводородные воды характерны для солончаков и илов соленых озер степей и пустынь, для глубоких подземных вод некоторых районов, для побережий, подпитываемых морскими водами (например, для мангров) и других условий.В различных частях ландшафта окислительно-восстановительные условия природных вод неодинаковы. Выше кислородной поверхности преобладают кислородные воды, обладающие окислительной способностью и величиной Еh 0,15-0,5 В (при рН 6-8).
17.Геохимич. баьеры.Механические барьеры. Механические барьеры представляют собой участки с резким уменьшением интенсивности механического перемещения веществ и соответственно их отложения. В биосфере механические барьеры связаны в основном с миграцией элементов в минеральной или коллоидной форме. Миграция чаще всего происходит в воздушной и в водной средах, а также на границе сред (скатывание обломков по склонам).При переносе в воздушных потоках паров воды своеобразными механическими барьерами являются горные системы. Задержка на них облаков и выпадение осадков могут приводить к нарушению безопасности жизнедеятельности и даже к экологическим катастрофам. Это необходимо учитывать при освоении новых районов, строительстве населенных пунктов и предприятий. Классическим примером такого барьера может служить район города Рио-де-Жанейро (Бразилия), зажатый между горами и Атлантическим океаном. Катастрофические наводнения, связанные с продолжительными ливнями, происходят в этом районе довольно часто. Во время одного из последних ливней (1988) здесь погибло около 300 человек, а общий экологический ущерб оценен в 935 млн долл. США. Подобных барьеров на земном шаре довольно много, однако сведения о существенных нарушениях безопасности жизнедеятельности в этих районах становятся широко известными лишь при высокой плотности населения. (В районе, приведенном в качестве примера, проживает около 10 млн человек.)
Во многих случаях создаются техногенные механические барьеры. Часть из них способствует увеличению безопасности жизнедеятельности. Примером механических барьеров могут служить противоселевые плотины, одна из которых около 20 лет назад спасла от катастрофы Алма-Ату.
18.Геохимические барьеры. Геохимические барьеры – участки, где на коротком расстоянии происходит резкое снижение миграционной способности химических элементов, ведущее к их накоплению. Существует два типа геохимических барьеров — техногенные и природные. Последние в свою очередь подразделяют на механические, связанные с изменением механического переноса, физико-химические, вызванные сменой параметров состояния (температура, давление, pH, Eh и т.д.), и биогеохимические, обязанные накоплению химических элементов организмами. Наиболее изучены и важны физико-химические геохимические барьеры, в пределах которых по фактору, вызывающему осаждение элементов, выделяются окислительные, восстановительные, глеевые, щелочные, кислые, испарительные, сорбционные и прочие виды геохимических барьеров. В общем случае физико-химические барьеры приурочены к узким пограничным зонам, где контактируют (соприкасаются) две обстановки, существенно различающиеся какими-либо химическими или физическими параметрами среды и, как следствие, разными условиями миграции химических элементов. При этом обязательным условием, чтобы барьер реально функционировал, является осуществление миграции через них химических элементов, переносимых тем или иным способом (обычно с потоками поверхностных и подземных вод). Если же существует контакт двух контрастных обстановок, через который перенос вещества не осуществляется, такой контакт называют потенциальным геохимическим барьером (то есть таким, который может возникнуть при появлении этого дополнительного условия). Глеевые барьеры .Эти барьеры в наиболее типичных случаях возникают на участках резкой смены кислородной обстановки глеевой. Реже – слабоглеевой обстановки резкоглеевой, то есть тоже глеевой, но характеризующейся ещё более низкими значениями окислительно-восстановительного потенциала. Щелочные барьеры .Возникают на участках резкого повышения рН среды в нейтральной, кислой и щелочной обстановках. В соответствии с общими законами миграции на них происходит накопление преимущественно катионогенных химических элементов, лучше мигрирующих в кислой среде: Fe, Mn, Ni, Co, Cu. Сорбционные барьеры. Сорбционные барьеры возникают в результате резкого снижения миграционной способности химических элементов при фильтрации ионных водных растворов или газовых смесей через среды, обладающие повышенной сорбционной способностью. Эти барьеры особенно важны для элементов с низкими кларками, так как осаждение в процессе сорбции может происходить при очень низких концентрациях, намного меньших, чем концентрации насыщения. Кислые барьеры .Возникают на путях миграции химических элементов при резком снижении рН среды. В противоположность щелочным барьерам, на них накапливаются не катионогенные, а анионогенные элементы, более активно мигрирующие в условиях щелочной среды. К ним принадлежат Si, Al, Mo, Be.