Інтенсивність міграції й класифікація елементів по особливостях міграції

Інтенсивність міграції виражається швидкістю переходу в рухомий стан одного грама речовини даного елемента:

P_x=1/B_x x dB/dt,

де р_х - інтенсивність міграції;

В_х — число атомів елемента, що перейшли в рухомий стан;

dB_x/dt - число атомів елемента, що перейшли в рухомий стан за час dt.

Чим більше величина В_х, тим менше інтенсивність міграції.

Величина В_х залежить від кларка концентрації (К_к) елемента.

При подібних хімічних властивостях елемент із меншим К_к мігрує інтенсивніше.

Міграційна здатність хімічних елементів різниться дуже значно, але все-таки вдається згрупувати елементи по їхній рухливості, і такі спроби робили неодноразово.

Докладна геохімічна класифікації елементів по особливостях їхньої міграції в ландшафтах була дана А. И. Перельманом (табл. 2).

В основі цієї класифікації лежить розподіл на повітряні й водні мігранти.

Перші мігрують як у газоподібному стані, так і з водяним розчином. Другі в газоподібному стані не мігрують або мігрують слабко.

У класифікації врахована залежність міграційної здатності хімічних елементів у різних окислювально-відновних середовищах.

Таблиця 2 - Геохімічна класифікація елементів по особливостях їхньої міграції в ландшафтах (по А. И. Перельману)

Повітряні мігранти
Активні (утворюють хімічні сполуки)	Пасивні (не утворюють хімічні сполуки)
О, Н, С, N, I	Ar, He, Ne, Kr, Xe, Rn
водні мігранти
Катіоногені	Аніоногені
Дуже рухливі
Са, Na, Mg, Sr, Ra	Cl, Br, S, F, В
Слабко рухливі
К, Ва, Rb, Li, Be, Cs, Т	Si, P, Ge, Sn, Sb, As
Рухливі и слабко рухливі в окислювальному середовищі й інертні в сірководневому середовищі, осаджуються на лужних барьєрах, мігрують в окислювальному середовищі
Zn, Cu, Ni, Pb, Cd	Hg, Ag, Bi
Рухливі й слабко рухливі в окисному середовищі, інертні у відновному середовищі, осаджуються на сірководневих й глеєвих бар'єрах
V, Mo, Se, U, Re
Рухливі й слабко рухливі у відновному глеєвому середовищі, інертні в окисному і відновному сірководневому середовищах
Fe, Мп, Со
Мало рухливі в більшості обстановок
Слабка міграція з органічними комплексами. Частково мігрують у сильно кислому середовищі:	Частково мігрують у лужному середовищі:
Ti, Cr, Се, Nb, Y, La, Ga, Th, Sc, Sm, Gd	Zr, Nb, Та, W, Hf, Ter, Tb, Ho, Eu, Yb, In, Lu
He утворюють хімічних сполук (самородковий стан)
Os, Pd, Ru, R, Au, Rh, Zr

Звичайно, всі ці класифікації досить умовні і їх варто сприймати приблизно так само, як і розподіл елементів по різних середовищах. Там виявляється загальний тип розподілу елементів по різних оболонках, але в конкретних середовищах можуть скластися зовсім інші співвідношення, що не відповідають середньому вмісту.

Точно так само й оцінка рухливості елементів дана в цілому для біосфери як якась загальна характеристика, тоді як у реальній природній обстановці можуть складатися умови, що різко змінюють рухливість хімічних елементів. Саме тому, що в класифікації А. И. Перельмана по можливості врахований цей фактор, вона вважається більше вдалою для цілей ґрунтознавства й більше корисною для біогеохімії.

3. Біогенна міграція -одна з найбільш складних форм міграції, обумовлена сукупною життєдіяльністю живих організмів.

Рослинність і тваринні організми втримують у своїх тканинах мільярди тонн мінеральних речовин.

Чим більше біогенне значення хімічних елементів, тим краще вони захищені від прямого виносу ґрунтовими й річковими водами.

Тому елементи з високим ступенем біогенності (Р, Са, К, S, С, N) мають меншу міграційну здатність, чим елементи, що не відіграють на стільки суттєвої ролі в хімічному складі живої речовини (Cl, Na, Mg).

Хімічні елементи малої біогенності легко відкидаються або мало захоплюються живими організмами, тому вони:

- характеризуються високою міграційною здатністю й виносяться далеко за межі ареалу свого утворення,

- беруть участь у процесах соленакопичення (карбонати й бікарбонати, сульфати й хлориди натрію й магнію).

Жива речовина активно впливає на геохімічне середовище, диференціацію, відтік і затримку хімічних елементів через харчові ланцюги, метаболіти, постмортальні залишки.

Кларки живої речовини вперше підрахував В. И. Вернадський, а уточнили А. П. Виноградов і В. В. Добровольский:

- Повітряні мігранти (98,8%): О - 70; С - 18; Н -10,5; N-0,3

- Водні мігранти (1,2%):

Макроелементи: Са-0,5; К-0,3; Si-0,2; Mg-0,04; Р-0,07; S-0,05; Na-0,02; Cl-0,02; Fe-0,01%.

Мікроелементи: Mn–9,6 x 10^-3, Al–5 x 10^-3, Zn–2 х 10^-3, Sr–1,6 х 10^-3, Ti–l,3 x 10^-3,
B–1 x 10^-3, Ba–9 х 10^-4, Сu–3,2 x 10^-4, Zr–3 х 10^-4, Rb–2 х 10^-4, Вr–1,6 x 10^-4, F–l,4 x 10^-4, Pb–1 x 10^-4, Ni–8 x 10^-5, Сr–7 x 10^-5, V–6 x 10^-5, Li–6 x 10^-5, Co–4 x 10^-5, Y–3 x 10^-5, La–3 x 10^-5, Mo–2 x 10^-5, I–1,2 x 10^-5, Sn–1 x 10^-5, As–6 x 10^-6, Ве–4 х 10^-6, Ga–2 x 10^-6, Se–2 x 10^-6, W–1 x 10^-6, Ag–l,2 x 10^-6, U–8 x 10^-7, Hg–5 x 10^-7, Sb–2 x 10^-7, Cd–2 x 10^-7, Au–1 x 10^-8,Ra–n x 10^-12.

- Елементи, що виявлені в живій речовині, але не установлені їх кларки: Не, Ne, Ar, Sc, Кг, Mb, Rh, Pd, In, Те, Хе, Та, Т1, Bi, Th.

- He виявлені в живій речовині (на сьогоднішній день): Ru, Hf, Re, Os, Ir, Po, Ac, Tc, At, Fr (три остані елемента не найдені и в земній корі).

Із цих даних можннна зробити висновок:

- Кларки концентрацій живої речовини зменшуються з ростом атомної маси елементів.

- Організми - кисневі істоти.

- Головна особливість історії живої речовини - утворення з газів і перетворення після смерті в гази.

- Рухливі в земній корі елементи активно захоплюються живою речовиною, мало рухливі - слабко захоплюються (яскравий приклад - алюміній, вміст якого в земній корі 8,05 - на 3-їм місці після О и Si, а в живих системах - це мікроелемент).

Дата добавления: 2014-01-04