Основы геохимии ландшафтов

Геохимические исследования основаны на изучении распределения, миграции и распространения элементов или их соединений в горных породах, водах, атмосфере, растительности и т.д. Они состоят из определения геохимического фона, выявления геохимических аномалий и сравнения их с фоновыми или с предельно допустимыми значениями.

Как наука геохимия оформилась в начале ХХ века, одним из её основателей был русский учёный В. И. Вернадский, также большой вклад внёс А. Е. Ферсман. Сперва геохимия была разделом геологической науки, затем геохимическое мышление, основанные на представлениях о миграции и концентрации химических элементов в земной коре проникает во все науки о Земле. Проникновение его в физическую географию привело к созданию новой научной дисциплины – геохимии ландшафтов, которая появилась в 1930-1940-е годы и занимается изучением процессов миграции химических элементов в сложных территориальных системах – ландшафтах. У истоков новой науки стояли Б. Б. Полынов и А. И. Перельман.

Методы геохимии ландшафтов активно использовались в 1960-е годы для поисков полезных ископаемых. Затем они стали применяться в медико-географических исследованиях, а в последние десятилетия – в решении проблем охраны окружающей среды. В настоящее время ландшафтно-геохимический метод является одним из основных при ландшафтно-экологических исследованиях. Основные термины:

– элементарный ландшафт: соответствует фации в ландшафтоведении

– катена (геохимическое звено): пространственный ряд сменяющих друг друга элементарных ландшафтов (фаций) от местного водораздела к местной депрессии, связанных между собой миграцией вещества;

– геохимический ландшафт – закономерное сочетание катен на определённой территории

– кларки элементов – числа, выражающие среднее содержание химических элементов в земной коре, гидросфере, Земле в целом, космических телах и других геохимических или космогеохимических системах;

– кларк концентрации – отношение содержания химического элемента в конкретном природном объекте к кларку литосферы

– сопряжённый анализ – ведущий метод ландшафтно-геохимических исследований, заключающийся в одновременном изучении химического состава всех компонентов ландшафта (горных пород, коры выветривания, поверхностных и подземных вод, почв, растительности) и в последующем сравнении полученных результатов между собой как в пределах одного элементарного ландшафта, так и смежных с ним. При сопряжённом анализе по всей катене отбирают образцы почв – каждого горизонта, подстилки, растительности – каждой фракции, листья, хвоя, ветки, шишки, жёлуди, образцы ствола, цветки и др., пробы воды и донных отложений, образцы коры выветривания и т. д.

– зона выщелачивания – часть вертикального профиля элементарного ландшафта (фации), в которой под влиянием атмосферных осадков происходит перемещение вещества от поверхности вниз по профилю;

– геохимический барьер: зона резкого уменьшения миграционной способности каких-либо химических элементов, что сопровождается их осаждением из раствора и приводит к возникновению их повышенной концентрации (то есть геохимические барьеры – это границы между различными геохимическими обстановками)

– геохимический фон: средняя концентрация химического элемента на какой-либо территории;

– геохимические аномалии – территории, характеризующиеся повышенными, по сравнению с фоновыми, концентрациями соединений или химических элементов. Аномалии в основном наблюдаются в районах месторождений полезных ископаемых, и в районах техногенной нагрузки (связанные с отвалами шахт, карьерами, отстойниками, свалками, выбросами промышленных предприятий и т.д.).

– зона загрязнения – геохимическая аномалия, в пределах которой содержание загрязняющих веществ достигает концентраций, оказывающих неблагоприятное влияние на здоровье человека.

Геохимические аномалии и зоны загрязнения характеризуется величиной коэффициента концентрации Кс_i:

,

где С_i – концентрация загрязняющего вещества в почве, Сф_i – фоновая концентрация загрязняющего вещества, мг/кг почвы.

Загрязнение обычно бывает полиэлементным, и для его оценки рассчитывают суммарный показатель загрязнения, представляющий собой аддитивную сумму превышений коэффициентов концентраций над фоновым уровнем:

,

где Кс_i – коэффициент концентрации элемента, n – число элементов с Кс > 1.

Величину суммарного показателя загрязнения почв используют для оценки уровня опасности загрязнения территории города. Значения суммарного показателя загрязнения до 16 соответствуют допустимому уровню опасности для здоровья населения; от 16 до 32 – умеренно опасному; от 32 до 128 – опасному; более 128 – чрезвычайно опасному.

Дата добавления: 2014-01-07