Глава 20. ТЕХНОГЕННАЯ МИГРАЦИЯ (ТЕХНОГЕНЕЗ)

Смотрите также:

История атомов и география - Перельман

Геохимия - химия земли

Геология

Основы геологии

Геолог Ферсман

Гидрогеохимия. Химия воды

Минералогия

Почва и почвообразование

Почвоведение. Типы почв

Химия почвы

Круговорот атомов в природе

Книги Докучаева

Происхождение жизни

Вернадский. Биосфера

Биология

Эволюция биосферы

Геоботаника

 Биографии геологов, почвоведов

Эволюция

Техногенные и природно-техногенные системы

В результате индустриализации, урбанизации и интенсификации сельского хозяйства возникают особые природно-техногенные процессы и ландшафты, где природные и техногенные явления тесно переплетаются. Иерархия по уровням организации образует ряд от техногенных почв, илов, кор выветривания, водоносных горизонтов до техногенных ландшафтов и еще более крупных систем — стран, океанов и всей ноосферы.

В природно-техногенных системах важную роль играет бик, они сочетают в себе признаки техногенных и природных систем, которые находятся в них в разных соотношениях. Это агроландшафты, парки и рекреационные зоны городов, мелиорируемые земли, аквальные ландшафты и т.д.

В техногенных системах бик практически полностью трансформирован. Здесь сформировались искусственные тела — отвалы, хвостохранилища, асфальтированные поверхности городов и дорог и т.д., геохимические особенности которых определяются их специфическим химическим составом и искусственным рельефом. Техногенные свойства полностью или явно преобладают над природными.

Техногенные почвы, илы, коры выветривания, водоносные горизонты

Техногенные (культурные) почвы. Примерами техногенных почв, которых не было в биосфере, служат осушенные торфяники и поливные почвы оазисов. Чаще природный тип почв сохраняется и происходит только окультирование с помощью различных агротехнических и агрохимических приемов. Для улучшения свойств почв в них также добавляются местные горные породы, отходы горнодобывающей и перерабатывающей промышленности, каменные и другие угли, торф, металлургические шлаки, фосфоритоносные пески, пемзы, туфы и т.д. В результате неумелого окультуривания происходит ухудшение почв — их эрозия, засоление, заболачивание и т.д.

А.Н. Геннадиев, Н.П. Солнцева и М.И. Герасимова по степени изменения выделили четыре группы почв: 1) природные почвы; 2) техногенно-природные почвы; 3) природно-техногенные почвы; 4) техноземы. Примерами полностью техногенных почв — техноземов — служат искусственные почво-грунты, грунто- смеси на территории промышленных предприятий, карьеров, шахт и т.п., нередко содержащие высокие концентрации токсичных элементов. Остальные группы отражают большую (природно-техногенные) или меньшую (техногенно- природные) степень преобразования исходных почв техногенными процессами.

Систематика и геохимия техногенно-измененных почв находятся в стадии становления. А.Н. Геннадиев и др. в качестве критериев их систематики предлагают следующие характеристики: 1) тип техногенного воздействия на почву            (механогенно-трансформированные        почвы;            гидрогенно-трансформированные — орошаемые,осушаемые; техно-химизированные — агро-, индустриально-, коммунально-; экранированные — асфальтом, камнем и др.); 2) текущий техногенно-обусловленный процесс (почвы с изменяющимися окислительно-восстановительными и щелочно-кислотными свойствами — подкисляющиеся, ощелачивающиеся, заболачивающиеся и т.д.; дегумифицирующиеся, гудронизирующиеся и т.д.; зафосфачивающиеся, нуклидирующиеся, расселяющиеся и т.д.; эродирующиеся, оглинивающиеся и др.); 3) характер строения новообразованного почвенного профиля и остаточные признаки исходной почвы (сернокислый солончак на скальпированном подзоле, засоленная темно-каштановая и т.д.). Техногенно-измененные почвы выделяются в современной классификации почв России (В.Д. Тонконогов и др.)

Техногенные илы

Парагенные ассоциации элементов в техногенных илах часто резко отличаются от природных ассоциаций накоплением таких элементов- антагонистов, как Pb и Ni, Си и Sn и др. Полностью техногенные илы формируются в городах, в прудах и отстойниках на территории металлургических и химических комбинатов, шахт и рудников, куда поступают промышленные стоки. Твердая часть таких илов в сотни и тысячи раз обогащена относительно фона Bi, Sb, W, Sn, Mo, Zn, органическими и другими соединениями (Ю.Е. Сает, Е.П. Янин). Во многих техногенных илах повышено содержание битумов, появляются синтетические продукты, неизвестные в биосфере.

Техногенные потоки загрязняющих веществ поступают также в донные отложения озер, рек, водохранилищ, эстуариев и дельт, где их концентрации во много раз превышают фоновые. Сильное техногенное воздействие испытывают илы водоемов, на берегах которых расположены промышленные источники загрязнения — заводы, рудники, города, а также в низовьях и дельтах рек, дренирующих индустриальные районы. Так, в илах Рейна среднее содержание некоторых тяжелых металлов за последние 200 лет увеличилось более чем на порядок (числа — коэффициенты концентрации): Hg5Q, Zn^9, Pb, Си^з, Cdio> Стд, AS4, №2 (Мур, Рамамурти).

В районах интенсивного земледелия донные отложения обогащены пестицидами, соединениями азота, типоморфными элементами фосфорных удобрений — Cr, Cd, F, редкими землями (А.И. Ачкасов). В суглинистых и глинистых илах за счет осаждения на сорбционном барьере (в основном G2 — G3 и G6 — G7) содержание тяжелых металлов, как правило, в несколько раз выше, чем в песчаных, супесчаных и алевритовых илах. Геохимия техногенных донных осадков изучалась В.В. Батояном, А.Д. Хованским, Е.П. Яниным, Дж. Муром и С. Рамамурти, У. Форстнером, В. Саломонсом и др.

Техногенные коры выветривания

Наиболее изучены они на рудниках, вскрывающих сульфидные месторождения, где кислород проникает к сульфидным рудам и значительно ускоряет их окисление (или вызывает заново). В результате рН вод местами понижается до 0, формируется искусственная зона окисления — техногенная сернокислая кора выветривания, изучение которой имеет большое практическое значение.

Техногенные водоносные горизонты. Водоносные горизонты подземных и особенно грунтовых вод в районах промышленного и интенсивного сельскохозяйственного освоения находятся под мощным техногенным прессом. Загрязнение почв, донных отложений, сброс сточных вод в водоемы приводят к изменению химического состава подземных и грунтовых вод, их загрязнению. Нередко эти процессы имеют региональное распространение, что создает угрозу питьевому водоснабжению, особенно промышленных регионов.

Характерно изменение состава подземных вод и вмещающих пород (техногенный эпигенез). Шахтные и рудничные воды имеют часто кислую реакцию, сернокислый состав, агрессивны, содержат высокие концентрации тяжелых металлов. Водоносные горизонты, образующиеся в аридных районах за счет ирригационных вод, имеют повышенную минерализацию, нейтральную и щелочную реакцию среды, которая не благоприятна для миграции тяжелых металлов.

К содержанию книги: А.И. Перельман, Н.С. Касимов - Геохимия ландшафтов