Техногенные геохимические барьеры По А. И. Перельману, техногенный геохимический барьер – это участок, где происходит резкое уменьшение интенсивности техногенной миграции и, как следствие, концентрирование элементов и соединений. Почвенный покров выступает в качестве аэротехногенного барьера, на котором осаждается основная масса примесей, переносимых воздушными потоками. Верхние горизонты городских почв представляют собой площадной щелочной геохи мический барьер, на котором в виде труднорастворимых карбонатов осаждаются многие металлы, более подвижные в кислой среде (Zn, Pb, Сu, Со, Ni, Cd и др.). Ограничивают миграцию техногенных органических веществ также: органо-сорбционные барьеры, приуроченные к органогенным горизонтам почв (в местах техногенных утечек нефтепродуктов, ПХБ-содержащих веществ и др. углеводородов), минерально-сорбционные барьеры формирующихся на контакте гранулометрический легких и тяжелых субстратов в профиле почв или подстилающих пород, термодинамические криогенные барьеры связаны со слабой подвижностью нефтепродуктов при низкой температуре и отсутствием в мерзлых толщах каналов для радиальной и латеральной миграции (приурочены к средним горизонтам почвенного профиля), глеевые барьеры формируются в заболоченных почвах, где при застое вод уменьшается интенсивность микробиологического разложения и окисления битуминозных веществ и, как следствие, их концентрация.
Аккумуляция свинца на радиальных почвенно-геохимических барьерах: А – техногенном сорбционно-биогенной-механическом, Б – техногенном сорбционно-механическом.
Периодическая система элементов Группа Группа Период Период H1H 2 He He 2 3 Li Li 4 Be Be 5B5B 6C6C 7N7N 8O8O 9F9F 10 Ne Ne 3 11 Na Na 12 Mg Mg 13 Al Al 14 Si Si 15 P P 16 S S 17 Cl Cl 18 Ar Ar 4 19 K K 20 Ca Ca 21 Sc Sc 22 Ti Ti 23 V V 24 Cr Cr 25 Mn Mn 26 Fe Fe 27 Co Co 28 Ni Ni 29 Cu Cu 30 Zn Zn 31 Ga Ga 32 Ge Ge 33 As As 34 Se Se 35 Br Br 36 Kr Kr 5 37 Rb Rb 38 Sr Sr 39 Y Y 40 Zr Zr 41 Nb Nb 42 Mo Mo 43 Tc Tc 44 Ru Ru 45 Rh Rh 46 Pd Pd 47 Ag Ag 48 Cd Cd 49 In In 50 Sn Sn 51 Sb Sb 52 Te Te 53 I I 54 Xe Xe 6 55 Cs Cs 56 Ba Ba * 72 Hf Hf 73 Ta Ta 74 W W 75 Re Re 76 Os Os 77 Ir Ir 78 Pt Pt 79 Au Au 80 Hg Hg 81 Tl Tl 82 Pb Pb 83 Bi Bi 84 Po Po 85 At At 86 Rn Rn 7 87 Fr Fr 88 Ra Ra ** 104 Rf Rf 105 Db Db 106 Sg Sg 107 Bh Bh 108 Hs Hs 109 Mt Mt 110 Ds Ds 111 Rg Rg 112 Cn Cn 113 Uut Uut 114 Uuq Uuq 115 Uup Uup 116 Uuh Uuh 117 Uus Uus 118 Uuo Uuo Uue Uue 120 Ubn Ubn *** Лантаноиды Лантаноиды * 57 La La 58 Ce Ce 59 Pr Pr 60 Nd Nd 61 Pm Pm 62 Sm Sm 63 Eu Eu 64 Gd Gd 65 Tb Tb 66 Dy Dy 67 Ho Ho 68 Er Er 69 Tm Tm 70 Yb Yb 71 Lu Lu Актиноиды Актиноиды ** 89 Ac Ac 90 Th Th 91 Pa Pa 92 U U 93 Np Np 94 Pu Pu 95 Am Am 96 Cm Cm 97 Bk Bk 98 Cf Cf 99 Es Es 100 Fm Fm 101 Md Md 102 No No 103 Lr Lr Суперактиноиды Суперактиноиды *** 121 Ubu Ubu 122 Ubb Ubb 123 Ubt Ubt 124 Ubq Ubq 125 Ubp Ubp 126 Ubh Ubh
Классификация Гольдшмидта Литофилы Si, Fe, Ti, Cl, Br, В, Al, Ca, Mg и др. (всего 54 элемента). Халькофилы Сu, Zn, Pb, Cd, Fe, Co и др. Сидерофилы Ni, Mo, Ni, Со, Os, Pd, Ir, Pt, Au Та и др. Биофилы С, Н, О, N, Р, S, Cl, Na, Ca, Mg, Fe и др. Атмофилы Н, N, C, O, He, Ar, Cl и др. Однако в классификации В. М. Гольдшмидта некоторые элементы сочетают в себе свойства сидерофилов и халькофилов (Со), халькофилов и литофилов (Fe).
Классификация Вернадского 1. Благородные газы – He, Ne, Ar, Kr, Xe. 2. Благородные металлы – Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, Au. 3. Циклические элементы – H, B, C, N, O, F, Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, K, Ca, Ti, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Se, Sr, Mo, Ag, Cd, Ba, (Be, Cr, Ge, Zr, Sn, Sb, Te, Hf, W, Re, Hg, Tl, Pb, Bi). 4. Рассеянные элементы – Li, Sc, Ga, Br, Rb, Y, Nb, In, J, Cs, Ta. 5. Редкоземельные элементы – La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tu, Yb, Lu. 6. Радиоактивные элементы - Po, Rn, Ra, Ac, Th, Pa, U.
Классификация Полынова Ряд элементов Состав ряда Показатель порядка величины миграции Энергично выносимыеCl, Br, I. S2n * 10 Легко выносимыеCa, Na, K, Mgn ПодвижныеSi (силикатов), P, Mn n*10 -1 ИнертныеF, Al, Tin*10 -2 Практически неподвижные Si (кварца) n*10 -3 Миграционные ряды элементов в коре выветривания
Геохимическая классификация химических элементов по особенностям миграции в ландшафтах (А.И. Перельман)
1 класс - мышьяк, кадмий, ртуть, селен, цинк, фтор, бензапирен. 2 класс - бор, кобальт, никель, молибден, медь, сурьма, хром. 3 класс - барий, ванадий, вольфрам, марганец, стронций. Классы опасности элементов, токсичных для почв
Классы опасности элементов, токсичных для питьевых вод 1 класс - бериллий, ртуть, бензапирен. 2 класс - алюминий, барий, кадмий, молибден, мышьяк, свинец, селен, стронций. 3 класс - хром, медь, марганец, цинк, фосфаты, нитраты.
Формы нахождения техногенных элементов в ландшафтах 1. Минералы 2. Изоморфные примеси 3. Водные растворы 4. Газовые смеси 5. Коллоидная форма 6. Биогенная форма 7. Техногенные соединения
Техногенные соединения ОРГАНИЧЕСКИЕ СИНТЕЗИРОВАННЫЕ СОЕДИНЕНИЯ 1. Галогеносодержащие соединения: Метилхлорид – CH 3 Cl Дихлорметан – CH 2 Cl 2 Хлороформ – CHCl 3 Фреоны: дифторхлорметан ( CHF 2 Cl), дифтордихлорметан ( CF 2 Cl 2) 2. Галогенпроизводные циклические соединения: Пестициды Фенолы Диоксиды
Техногенные соединения 3. Синтетические полимеры: Синтетические каучуки Пластмассы: полиэтилен [-CH 2 -CH 2 -]n полиэтилхлорид [-CH 2 -CH- Cl]n тефлон [ -CF 2 -CF 2 -]n Синтетические волокна Моющие средства МЕТАЛЛЫ В САМОРОДНОМ СОСТОЯНИИ (в т.ч. в виде сплавов) Fe, Al, Ti, Zn, Cu, Pb (Ni, Cr, Co, W, Mo и др.)
Приоритетные загрязнители В список тяжелых металлов, подлежащих контролю в соответствии с Протоколом к Женевской конвенции, 1998, включены элементы: свинец, ртуть, кадмий, хром, никель, цинк, медь, мышьяк, селен, при этом приоритетными названы свинец, ртуть и кадмий. В список стойких органических загрязнителей, подлежащих контролю в соответствии с Протоколом к Стокгольмской конвенции, 1998, включены вещества: альдрин, хлордан, хлордекон, ДДТ, диэльдрин, эндрин, гептахлор, гексахлорбензол, миракс, токсафен, линдан, гексабромбифенил (ГББ), пентахлорфенол, полихлорированные бифенилы (ПХБ), диоксины и фураны, полициклические ароматические углеводороды - ПАУ (индикаторные соединения – бензо(а)пирен, бензо(b)флуорантен, бензо(k)флуорантен, индено(1,2,3-c,d)пирен).
Конвенция о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния: группы приоритетных загрязнителей в соответствии с характером оказываемого ими воздействия: закисляющие соединения, эвтрофирующие соединения, предшественники приземного озона, тяжелые металлы, стойкие органические загрязнители (СОЗ).